Пар – один из наиболее эффективных теплоносителей, который моментально передает всю тепловую энергию потребителю при соприкосновении с теплопередатчиком. Кроме того, газообразной фазе легко придать требуемые характеристики – необходимую температуру и давление.Но при взаимодействии пара и оборудования образуется большое количество конденсата, что приводит к гидроударам, снижению тепловой мощности и ухудшению качеств газообразной фазы.
Для борьбы с выпадающими на поверхности труб капельками воды необходимо использовать паровой конденсатоотводчик. На зарубежных предприятиях подобную арматуру именуют «ловушкой для пара», что полностью отражает функциональное назначение прибора.
Ловушки для пара
купить конденсатоотводчик представляющий собой одну из разновидностей промышленной трубопроводной арматуры, которая предназначена для предотвращения выпадения конденсата при использовании пара и более эффективного использования его тепловой энергии. В результате серии опытов было доказано, что внедрение конденсатоотводчика в комплекс оборудования сохраняет до 20 % полезной энергии острого пара. Виды конденсатоотводчиков В зависимости от конструкции и реализованного принципа работы, трубопроводная арматура может быть механической, термодинамической или термостатической. Любой тип паровых конденсатоотводчиков должен отвечать двум основным требованиям: отведение конденсата без потерь острой газообразной фазы; автоматический отвод воздуха из системы. Конденсат образуется из-за потерь паром тепла в теплообменниках, а также в момент прогрева установок трубопроводов, когда часть газообразной фазы превращается в воду. Выпадение большого количества влаги снижает энергоэффективность оборудования, ускоряет его износ. Поэтому так важно с ним бороться.
Механические конденсатоотводчики
Механическая арматура является наиболее надежной, и от того популярной, «ловушкой для пара». Ее принцип работы основан на разности в плотностях водяного пара и конденсата, а основным исполнительным элементом является поплавок. В зависимости от конструкции поплавка выделяют следующие виды арматуры: конденсатоотводчик паровой поплавковый сферический открытого или закрытого типа; поплавковый элемент колокольного типа, или конденсатоотводчик перевернутый закрытый. Каждый тип арматуры работает по своей определенной схеме, обладает преимуществами и недостатками, знание которых позволит реализовать наиболее эффективную схему работы на предприятии. Конденсатоотводчики со сферическим поплавком Основу конструкции этого типа арматуры составляет сферический поплавок. Он расположен во внутренней полости выпускного клапана и соединен с клапаном-рычагом. Кроме того, в состав конденсатоотводчика входит термостатический клапан.Принцип работы парового конденсатоотводчика с шаровидным поплавком можно разбить на два этапа: Конденсат через патрубок поступает в прибор, заполняет внутреннюю полость и поднимает поплавок, который тянет за собой рычаг-клапан и открывает отверстие для удаления воды. При поступлении в прибор горячего пара срабатывает термоклапан, пар начинает накапливаться в полости и заставляет поплавок опуститься на дно, выходное отверстие перекрывается. Так происходит отделение конденсата от пара. Благодаря наличию в конструкции термостатического клапана происходит автоматическое удаление освободившегося газа, а также предотвращается появление воздушной пленки в полости, которая заклинивает прибор.
Преимущества и недостатки
Типичным представителем арматуры со сферическим поплавком является конденсатоотводчик паровой FT-44. Основные плюсы и минусы устройств разберем на его примере. Главное, что отмечают специалисты, – это нечувствительность прибора к переменным нагрузкам.Устройство способно непрерывно отводить конденсат как при температуре насыщения паров, так и при больших нагрузках. Устойчивое и непрерывное отделение неконденсируемых газов – следующее преимущество арматуры. Все это в сочетании с долгим сроком службы обусловлено простой конструкцией аппарата. Главным же недостатком прибора являются большие размеры, что повышает потери тепла на неизолированные элементы корпуса. Высокая чувствительность к гидроударам и требовательность к «чистоте пара» (возможно заиливание клапана) – еще два минуса конденсатоотводчиков этого типа. Конденсатоотводчики колокольного типа Как ясно из названия, главным элементом этого типа парового конденсатоотводчика является колокол, или поплавок «перевернутый стакан». Сам прибор имеет цилиндрическую форму, довольно громоздкий (больше, чем предыдущий представитель), но обладает большим набором преимуществ.В начальном положении перевернутый поплавок находится на дне клапана и своим дном упирается в вертикальную трубку. К стакану прикреплен рычаг золотника, который расположен в крышке арматуры.
Конденсатоотводчики используются для дренажа паропроводов, а так же для отвода конденсата от теплообменных устройств.
Конденсатоотводчики применяют для удаления конденсата, который образуется в паропроводе в результате тепловых потерь в окружающую атмосферу. Применение теплоизоляции частично решает проблему тепловых потерь, но полностью их не исключает. Следовательно, установка узлов отвода конденсата, на различных участках паропровода, необходима.
Узлы отвода конденсата предпочтительно устанавливать не менее чем через 30-50 м там, где паропровод имеет горизонтальные участки. Конденсатоотводчик, который установлен первым за котлом, необходимо установить с не менее чем 20 процентной пропускной способностью от производительности самого котла. Если паропровод имеет длину более 1000 м, то конденсатоотводчик должен иметь одинаковую пропускную способность с производительностью котла. Это необходимо для отвода конденсата в том случае, если имеет место унос котловой воды.
Перед всеми подъемами, на коллекторах и перед регулирующими клапанами, установка конденсатоотводчика принципиально необходима.
Осуществляется отвод конденсата при помощи карманов отстойников. Диаметры карманов равны диаметру труб вплоть до пятидесятого диаметра. Если диаметр паропровода превышает 50мм, то применяются карманы на один/два диаметра меньше. Необходимо карман-отстойник оборудовать сливным краном или заглушкой у нижней его части, для прочистки или продувки системы. Как правило, отстойники устанавливаются на некотором расстоянии от конденсатоотводчика, что бы избежать его засорения.
Узел отвода конденсата
Что бы защитить конденсатоотводчик от загрязнения, перед ним нужно поставить фильтр сетчатый, а что бы предотвратить заполнение конденсатом системы в случае прекращения подачи пара в паропровод, необходимо установить после конденсатоотводчика обратный клапан,а установленные на трубопроводе смотровые стекла, дают возможность контролировать правильную работу системы.
Удаление воздуха
Для того, что бы снизить негативное влияние воздуха, снижающего теплопередачу в теплообменных устройствах, на паропроводе устанавливают термостатические конденсатоотводчики, играющие роль автоматических воздушников. Они устанавливаются непосредственно около теплообменных устройств в верхней точке системы.
Для предотвращения образования вакуума в системе, возникающего вследствие охлаждения системы при ее отключении, наряду с термостатическими конденсатоотводчиками ("воздушниками"), осуществляют установку прерывателей вакуума. При охлаждении паропровода пар конденсируется и, разница в объемах появляющегося конденсата и пара дает эффект разрежения. Таким образом установка вакуумного прерывателя становится необходимостью, что бы не пострадали уплотнения установленного на паропроводе оборудования.
Редукционные станции
Для того, что бы получить пар необходимого давления, обязательно применение редукционных клапанов. Мы предлагаем вашему вниманию мембранные и пружинные редукционные клапаны. Отвод конденсата обязательно делать до редукционного клапана, дабы избежать гидроударов.
Фильтры
Если возраст трубопроводов достаточно приличный, то есть вероятность того, что пар, поступающий к потребителю, сильно загрязнен, м так как средняя скорость подачи пара в паропроводе составляет 15-60 м/с, то при таких скоростях, образовавшаяся грязь и окалина от котлов, может сильно повреждать как сам трубопровод, так и оборудование установленное на нем. Особенно может страдать регулирующая арматура, так как внутри клапанов, между седлом и запорным органом, скорость пара может достигать сотни метров в секунду. Поэтому, перед регулирующими клапанами просто необходима установка сетчатых фильтров и, желательно, что бы в сетке фильтра размер ячейки составлял - 0,25 мм.
В паровых системах, в отличии от водопроводов, фильтры нужно устанавливать строго сеткой вбок, по горизонтали, во избежании образования еще одного конденсатного кармана. В этом случае конденсат, скапливающийся в фильтре увлажняет пар и возникает вероятность появления конденсатных пробок.
Сепараторы пара
Для уменьшения эрозионной устойчивости трубопроводной арматуры и самого паропровода используют сепараторы пара. Это необходимо для того, что бы выделить из сухого пара влажный пар и значительную часть грязи, которые и являются причинами эрозии. Так как конденсатоотводчик срабатывает только на готовый конденсат, то применение сепараторов пара, удаляющих не нужные взвеси, стратегически необходимо. После сепарации, потребителю, подается уже качественный и сухой пар.
Вашему рассмотрению мы представляем центробежные сепараторы.
Центробежный принцип основан на закручивании пароводяной смеси, которая попадает в сепаратор через входной патрубок.
Так как частицы влаги в паре имеют более плотную структуру и обладают массой, то, под действием центробежной силы, они оседают пленкой на боковой стенке сепаратора. После того как эта пленка достигает отбойника в верхней части сепаратора, происходит ее срыв. Затем, вода, оказавшись в нижней части сепаратора пара, выводится через специально предусмотренное дренажное отверстие. На выходном патрубке уже получается сухой пар, свободный от водяной взвеси. Отсепарированная вода поступает в узел отвода конденсата, предусмотренный для того, что бы избежать потери пара. В верхней части сепаратора пара предусмотрено технологическое отверстие для установки автоматического воздушника. Сепараторы следует устанавливать в непосредственной близости от потребителя, регулирующей арматуры и приборов контроля за расходом. Гарантированное время эксплуатации таких сепараторов. как правило, больше времени эксплуатации трубопровода.
Предохранительные клапаны
Наша Компания представляет Вашему вниманию клапан предохранительный пружинный типоразмерами от 10 до 400 мм.
Предлагаем к рассмотрению полноподъемные предохранительные клапаны (ПРЕГРАН 495/496) и пропорциональные клапаны (Prescor Flamco, ПРЕГРАН 095А/095С/095/096/097).
Представленные клапаны могут различаться по типу уплотнений и их конструктивному исполнению.
Предохранительный клапан Prescor, благодаря конструкции диафрагмы, имеет высокую герметичность по штоку.
В свою очередь, клапан ПРЕГРАН 095/097 не является герметичным, так как имеет по штоку уплотнение металл/металл.
Выбор предохранительного клапана должен основываться на принятии во внимание уплотнений клапана и на его конструкционных особенностях.
Главным аспектом требований, применительно к предохранительным клапанам, нужно считать, помимо требуемого давления срабатывания клапана, еще и правильное направление отвода среды, подлежащей сбросу.
Предохранительный клапан для воды должен иметь из выходного патрубка отвод в канализационную систему, то есть вниз. Предохранительный паровой клапан, должен на выходном патрубке иметь отвод вверх, на крышу здания или в иное безопасное для людей место. В связи с этим нужно знать, что после срабатывания клапана и сброса пара, образуется конденсат, скапливающийся затем в выходном патрубке на выходе клапана. Вследствие этого возникает дополнительное давление, которое создает препятствие последующему срабатыванию клапана и сбросу пара при запланированном сбросном давлении.
Иными словами нужно учитывать, что при настройке предохранительного клапана на давление срабатывания 0,5 МПа и выходном трубопроводе, направленном вверх, заполненном водой метров на десять, давление сброса клапана предохранительного будет в районе 0,6 Мпа. В этом контексте следует понимать, что необходимо организовать систему дренажа выходного трубопровода, иначе, при не герметичном уплотнении клапана по штоку, вода может устремиться через крышку.
Установка предохранительного клапан а
____________________________________________________________________________________________________________________
Запорная арматура
То, что пар в трубопроводе движется с высокой скоростью, необходимо всегда учитывать при выборе запорной арматуры. Рекомендации европейских производителей по выбору диаметра паропровода могут существенно отличаться от рекомендаций российских производителей. Характерно то, что когда трубопроводная арматура закрыта, то перед ней образована пробка из конденсата. Опасность гидроудара возрастает при открытии запорной арматуры. Поэтому в как запорную арматуру на паропроводе совершенно рискованно применять шаровые краны. Самый лучший выход здесь, это применить вентиль запорно регулирующий седельчатый. Применение кранов шаровых иногда оправдывают тем, что они не требуют обслуживания в процессе эксплуатации. Но эта проблема уже давно решена, за счет того, что вместо вентилей седельчатых с сальниковой набивкой (тип KV16 / KV40), действительно требующей сервиса, можно поставить вентили запорные с сильфонным уплотнением, намного более долговечным.
Вентиль сильфонный стальной или чугунный (KV45/234A), подобно шаровому крану, в процессе эксплуатации не обслуживается, но при том, что открытие его может происходить плавно, значительно уменьшает вероятность возникновения гидроударов. Но есть технологические процессы, в которых важна резкая подача пара. Для таких случаев можно рассматривать шаровые краны BV16, BV17 или шаровые PEKOS типа Р0 (SSS). Ну и, естественно, перед тем как регулирующая или запорная арматура будет установлена, трубопровод, обязательно, должен быть продут и прощичен, для того, что бы не были повреждены рабочие органы оборудования шлаком или окалиной.
Регулирующие клапаны
Наша Компания предлагает Вам ознакомиться с достаточно большим выбором регулирующих клапанов.
Регулирующие клапаны имеют унифицированное присоединение, и на них могут быть установлены термостаты (регулятор температуры прямого действия), электроприводы (данный вариант может поставляться в комплекте с контроллером и датчиками для погодозависимого и ПИД-регулирования) или пневмоприводы (возможна установка пневмо- или электропневмопозиционеров, контроллеров, пневмошкафов). Более подробную информацию спрашивайте у инженеров нашей компании.
Пар - один из наиболее эффективных теплоносителей, который моментально передает всю тепловую энергию потребителю при соприкосновении с теплопередатчиком. Кроме того, газообразной фазе легко придать требуемые характеристики - необходимую температуру и давление.
Но при взаимодействии пара и оборудования образуется большое количество конденсата, что приводит к гидроударам, снижению тепловой мощности и ухудшению качеств газообразной фазы. Для борьбы с выпадающими на поверхности труб капельками воды необходимо использовать паровой конденсатоотводчик. На зарубежных предприятиях подобную арматуру именуют «ловушкой для пара», что полностью отражает функциональное назначение прибора.
Ловушки для пара
Конденсатоотводчики представляют собой одну из разновидностей промышленной трубопроводной арматуры, которая предназначена для предотвращения выпадения конденсата при использовании пара и более эффективного использования его тепловой энергии.
В результате серии опытов было доказано, что внедрение конденсатоотводчика в комплекс оборудования сохраняет до 20 % полезной энергии острого пара.
Виды конденсатоотводчиков
В зависимости от конструкции и реализованного принципа работы, трубопроводная арматура может быть механической, термодинамической или термостатической. Любой тип паровых конденсатоотводчиков должен отвечать двум основным требованиям:
- отведение конденсата без потерь острой газообразной фазы;
- автоматический отвод воздуха из системы.
Конденсат образуется из-за потерь паром тепла в теплообменниках, а также в момент прогрева установок трубопроводов, когда часть газообразной фазы превращается в воду. Выпадение большого количества влаги снижает энергоэффективность оборудования, ускоряет его износ. Поэтому так важно с ним бороться.
Механические конденсатоотводчики
Механическая арматура является наиболее надежной, и от того популярной, «ловушкой для пара». Ее принцип работы основан на разности в плотностях водяного пара и конденсата, а основным исполнительным элементом является поплавок. В зависимости от конструкции поплавка выделяют следующие виды арматуры:
- конденсатоотводчик паровой поплавковый сферический открытого или закрытого типа;
- поплавковый элемент колокольного типа, или конденсатоотводчик перевернутый закрытый.
Каждый тип арматуры работает по своей определенной схеме, обладает преимуществами и недостатками, знание которых позволит реализовать наиболее эффективную схему работы на предприятии.
Конденсатоотводчики со сферическим поплавком
Основу конструкции этого типа арматуры составляет сферический поплавок. Он расположен во внутренней полости выпускного клапана и соединен с клапаном-рычагом. Кроме того, в состав конденсатоотводчика входит
Принцип работы парового конденсатоотводчика с шаровидным поплавком можно разбить на два этапа:
- Конденсат через патрубок поступает в прибор, заполняет внутреннюю полость и поднимает поплавок, который тянет за собой рычаг-клапан и открывает отверстие для удаления воды.
- При поступлении в прибор горячего пара срабатывает термоклапан, пар начинает накапливаться в полости и заставляет поплавок опуститься на дно, выходное отверстие перекрывается.
Так происходит отделение конденсата от пара. Благодаря наличию в конструкции термостатического клапана происходит автоматическое удаление освободившегося газа, а также предотвращается появление воздушной пленки в полости, которая заклинивает прибор.
Преимущества и недостатки
Типичным представителем арматуры со сферическим поплавком является конденсатоотводчик паровой FT-44. Основные плюсы и минусы устройств разберем на его примере. Главное, что отмечают специалисты, - это нечувствительность прибора к переменным нагрузкам.
Устройство способно непрерывно отводить конденсат как при температуре насыщения паров, так и при больших нагрузках. Устойчивое и непрерывное отделение неконденсируемых газов - следующее преимущество арматуры. Все это в сочетании с долгим сроком службы обусловлено простой конструкцией аппарата.
Главным же недостатком прибора являются большие размеры, что повышает потери тепла на неизолированные элементы корпуса. Высокая чувствительность к гидроударам и требовательность к «чистоте пара» (возможно заиливание клапана) - еще два минуса конденсатоотводчиков этого типа.
Конденсатоотводчики колокольного типа
Как ясно из названия, главным элементом этого типа парового конденсатоотводчика является колокол, или поплавок «перевернутый стакан». Сам прибор имеет цилиндрическую форму, довольно громоздкий (больше, чем предыдущий представитель), но обладает большим набором преимуществ.
В начальном положении перевернутый поплавок находится на дне клапана и своим дном упирается в вертикальную трубку. К стакану прикреплен рычаг золотника, который расположен в крышке арматуры. Отделение пара от конденсата происходит за четыре шага:
- Через входной патрубок вода поступает в прибор, заполняет внутреннюю полость и под давлением через открытый золотник выливается наружу.
- Пар, поступая в систему, начинает давить на дно поплавка, заставляя его всплыть в объеме конденсата и перекрыть золотник.
- Пар, находясь внутри стакана, начинает разлагаться на жидкую и газообразную фазу. Последняя проходит через специальный канал в донышке, поступает к золотнику и отодвигает его.
- Конденсат и остатки газообразной фазы через отверстие в донышке покидают стакан, поплавок начинает отпускаться, вновь открывая золотник.
Циклическим повторением описанных операций происходит полное и эффективное отделение острого пара от конденсата. Данная технология была запатентована в 1911 году, но и по сей день остается актуальной.
Достоинства и недостатки
Ярким представителем арматуры типа «перевернутый стакан» является паровой конденсатоотводчик Zamkon. Плюсы и минусы приборов этой категории разберем на его примере.
Здесь минусом также считаются большие размеры, что в значительной мере сказывается на потере тепловой энергии на неизолированных элементах. Другим недостатком специалисты называют ограниченную пропускную способность, что не дает использовать арматуру на высокопроизводительном оборудовании.
Преимуществ у конденсатоотводчика значительно больше. Во-первых, золотник не подвержен загрязнению, что увеличивает надежность прибора. Во-вторых, арматура не боится гидроударов. В-третьих, удаление конденсата возможно даже при высоких температурах.
В случае выхода из строя выпускной клапан остается открытым, что спасает от поломки комплекс оборудования. Наконец, все дополнительные узлы и агрегаты, такие как фильтры или обратные клапаны, устанавливаются непосредственно в корпус парового конденсатоотводчика. Это снижает потери тепловой энергии и снижает габариты целого комплекта устройств.
«Термическая» арматура
Термостатические и термодинамические конденсатоотводчики функционируют за счет способности различных сред расширяться и сужаться при повышении или понижении температуры. Вместе с ростом температуры, например, при поступлении пара, запорный элемент расширяется и перекрывает канал, который отводит конденсат.
Принцип работы других устройств основан на изменении давления внутри системы в результате взаимодействия плотной (холодной) и разреженной (горячей) среды. Основными элементами в таких устройствах являются На фото паровой конденсатоотводчик представлен с биметаллическим элементом.
Подобный тип оборудования имеет сложную конструкцию и на практике используется редко. Низкая популярность обусловлена также сложным, а зачастую и невозможным ремонтом. Применение оборудования данного типа оправдано только на особо ответственных промышленных установках.
Т. Гуцуляк, А. Кирилюк
Из-за постоянного удорожания энергоресурсов все промышленные отрасли заняты поиском альтернативных источников повышения энергоэффективности. Водяной пар, как одно из средств передачи тепловой энергии, становится всё более популярным
Важную роль в эффективном отборе тепла от пара, помимо теплообменников, играют конденсатоотводчики. Их главная задача - отбор от водяного пара как можно большего количества тепла - довольно непроста и зависит не только от наличия самих конденсатоотводчиков в системе, но также и от того, насколько правильно они подобраны. Чтобы правильно выбрать конденсатоотводчик для конкретного производственного процесса, необходимо хорошо знать и понимать принципы его работы и специфику применения пара в данном процессе.
Назначение конденсатоотводчиков
Конденсатоотводчик должен препятствовать уменьшению коэффициента теплопередачи. Уменьшение происходит за счет образования конденсата у потребителя пара, либо в паропроводе. Задача данного оборудования - отводить конденсат, не допуская при этом «пролет» и выпуск пара.
Пар, теряя тепло, необходимое для теплообменных процессов, отдает его стенкам трубопровода, превращаясь в конденсат. Если его не отводить - ухудшается «качество» пара, возникают кавитация и гидроудары. Наилучший вариант, когда конденсатоотводчик способен отводить конденсат, а также воздух и другие неконденсированные газы.
Не существует универсального конденсатоотводчика, подходящего для всех задач и условий применения. Все типы конденсатоотводчиков отличаются по принципу работы, при этом имея свои недостатки и преимущества. Всегда существует лучшее решение для конкретного применения в пароконденсатной системе. Выбор конденсатоотводчика зависит от
температуры, давления и количества образуемого конденсата.
Рис. 1. Основные типы:
а) - механический (поплавковый); б) - термодинамический; в) - термостатический
Существует три принципиально разных типа: механические, термостатические и термодинамические.
Принцип действия механических основан на разнице плотности пара и конденсата. Клапан приводится в действие шаровым поплавком или поплавком в виде перевернутого стакана. Механические конденсатоотводчики обеспечивают непрерывный отвод конденсата при температуре пара, поэтому этот тип устройств хорошо подходит для теплообменных аппаратов с большими поверхностями теплообмена и интенсивным образованием больших объемов конденсата.
Термостатические конденсатоотводчики определяют разницу температуры пара и конденсата. Чувствительный элемент и исполнительный механизм в данном случае - термостат. Прежде чем конденсат будет отведен, он должен быть охлажден до температуры ниже температуры сухого насыщенного пара.
В основе принципа действия термодинамического конденсатоотводчика лежит разница скоростей прохождения пара и конденсата в зазоре между диском и седлом. При прохождении конденсата из-за низкой скорости диск поднимается и пропускает конденсат. При поступлении пара в термодинамический конденсатоотводчик скорость увеличивается, приводя к падению статического давления, и диск опускается на седло. Пар, находящийся над диском, благодаря большей площади контакта, удерживает диск в закрытом положении. По мере конденсации пара давление над диском падает, и диск снова начинает подниматься, пропуская конденсат.
Таблица 1. Типы конденсатоотводчиков
Таблица 2. Сравнение конденсатоотводчиков и их типов
Выбор конденсатоотводчика
Для правильного подбора условного диаметра конденсатоотводчика нужно сначала определить входное давление, см. рис. 3.
Если конденсатоотводчик установлен после паропотребляющей установки, входное давление на 15% ниже давления на входе в установку.
Для примерного расчета противодавления, принимаем, что каждый метр подъема трубопровода составляет 0,11 бар противодавления.
Перепад давления = Входное давление - Противодавление.
Рассчитать количество конденсата можно, используя техническую документацию производителя паропотребляющего оборудования с учетом коэффициента запаса по расходу конденсата. На основных паропроводах, в теплообменниках и подобном оборудовании запас пропускной способности нужно установить в 2,5 - 3 раза больше расчетного. В других случаях запас больше в 1,5 - 2 раза.
После расчета коэффициента запаса по расходу конденсата, диаметр конденсатоотводчика выбирается по диаграмме
пропускной способности (см. рис.2), которую предоставляет завод-производитель.
Ниже в качестве примера приведены диаграммы пропускной способности AYVAZ SK-51 (данные и рекомендации предоставлены компанией «АЙВАЗ УКРАИНА»).
Рис. 2. Диаграмма пропускной способности SK-51 (1/2”-3/4”-1”)
Пример использования диаграммы (см. рис. 2): для конденсатоотводчика задан расход по конденсату 180 кг/час.
Конденсат отводится от теплообменника при давлении 6 бар и противодавлении 0,2 бар. Перепад давления 6 - 0,2 = 5,8 бар.
Расход по конденсату 180 х 3 = 540 кг/час.
Коэффициент запаса: 3.
Для отвода 540 кг/час конденсата при перепаде 5,8 бар, по синей линии на диаграмме, помеченной цифрой 10 (пропускная способность в данном случае составляет 700 кг/час), выбираем конденсатоотводчик диаметром 1” (Ду25). Цифра 10 обозначает размер отверстия выпускного клапана. Как видно из диаграммы (рис. 2) конденсатоотводчики диаметром 1/2” и 3/4” выбирать в данном случае нельзя, т.к. их пропускная способность по конденсату ниже требуемой.
Использование энергии пара вторичного вскипания
Во время нагрева воды при постоянном давлении её температура и теплосодержание растет. Это продолжается до тех пор, пока вода не закипит. Достигая точки кипения, температура воды не изменяется до тех пор, пока вода полностью не превратится в пар. И поскольку требуется максимально использовать тепловую энергию пара, используются конденсатоотводчики, см. рис 3.
Рис. 3. Использование конденсата и пара вторичного вскипания для теплообмена
Конденсат имеет ту же температуру при заданном давлении, что и пар. Когда конденсат после конденсатоотводчика попадает в зону атмосферного давления, он моментально вскипает и часть его испаряется, т.к. температура конденсата выше температуры кипения воды при атмосферном давлении.
Пар, который образуется при вскипании конденсата, называют паром вторичного вскипания.
Т.е. это пар, который образуется в результате попадания конденсата в атмосферу или среду с низким давлением и температурой.
Расчет количества пара вторичного вскипания:
где:
Эк
: Энтальпия конденсата при попадании в конденсатоотводчик при заданном давлении (кДж/кг).
Эв
: Энтальпия конденсата после конденсатоотводчика при атмосферном давлении, либо при текущем давлении в конденсатной линии (кДж/кг).
Ст
: Скрытая теплота парообразования при атмосферном давлении, либо при текущем давлении в конденсатной линии (кДж/кг) трубопровода составляет 0,11 бар противодавления.
Как видно, чем больше разница давлений, тем большее количество пара вторичного вскипания образуется. Тип используемого конденсатоотводчика так же влияет на количество образуемого конденсата. Механические отводят конденсат с температурой близкой к температуре насыщения пара. В то время как термостатические - отводят конденсат с температурой значительно ниже температуры насыщения, при этом количество пара вторичного вскипания уменьшается.
При отборе пара вторичного вскипания нужно учесть, что:
- Для получения даже малого количества пара вторичного вскипания потребуется большое количество конденсата. Необходимо обратить особое внимание на пропускную способность конденсатоотводчика. Так же нужно учитывать, после регулирующих клапанов давление как правило низкое.
- Сфера применения должна соответствовать таковой для использования пара вторичного вскипания. Количество пара вторичного вскипания должно равняться или его должно быть немного больше, чем требуется для обеспечения технического процесса.
- Участок использования пара вторичного вскипания не должен располагаться далеко от оборудования, от которого отводится высокотемпературный конденсат.
Пример расчет количества пара вторичного вскипания в системе, где конденсат отводится сразу после его образования см. ниже.
Возьмем данные из таблицы насыщенного пара: при давлении 8 бар, 170,5°С, энтальпия конденсата = 720,94 кДж/кг. При атмосферном давлении, 100°С, энтальпия конденсата = 419,00 кДж/кг. Разница энтальпий составляет 301.94 кДж/кг. Скрытая теплота парообразования при атмосферном давлении = 2 258 кДж/кг. Тогда количество пара вторичного вскипания составит:
Таким образом, если расход пара в системе равен 1000 кг, то количество пара вторичного вскипания составит 134 кг.
Особенности монтажа конденсатоотводчиков
При установке конденсатоотводчика, следует проследить, чтобы стрелка на его корпусе соответствовала направлению потока, см. рис 4, а).
Конденсатоотводчики поплавкового типа должны устанавливаться строго горизонтально. Некоторые, в специальном исполнении могут устанавливаться вертикально. Вход пара в такие конденсатоотводчики должен быть с нижней стороны, см. рис 4, б).
Конденсатоотводчики должны располагаться ниже подключения паровой линии к оборудованию. В противном случае, возможно подтопление оборудования. В случаях, когда установка конденсатоотводчиков таким образом невозможна, необходимо организовать принудительный отвод конденсата, см. рис 4, в).
Термодинамические конденсатоотводчики работают в любом положении. Однако, горизонтальное положение более предпочтительно при установке см. рис 4, г).
Рис. 4. Правильный монтаж конденсатоотводчика
Конденсатоотводчики не должны устанавливаться друг за другом ни в коем случае. Иначе, второй будет создавать давление, которое негативно скажется на работе первого, который уже смонтирован, см. рис. 5, а).
Фильтры, установленные перед конденсатоотводчиками, должны быть повернуты влево или вправо. В противном случае, в нижней части фильтра будет скапливаться конденсат, что может привести к гидроударам, см. рис. 5, б).
Рис. 5. Установка конденсатоотводчика в системе
Правильный выбор и применение оборудования от производителя AYVAZ - эффективный способ повысить уровень энергосбережения в паровых системах.
Больше важных статей и новостей в Telegram-канале AW-Therm . Подписывайтесь!
Просмотрено: 3 440Министерство Образования Российской ФеАерации
Московская государственная академия ТОНКОЙ химической технологии им. М. В. Ломоносова
«Процессы И аппараты
химической технологии»
В. М. N/ясоеденков
ПОДБОР КОНДЕНСАТООТВОДЧИКОВ
Учебно-меmОдUЧвское пособие
Москва, 2000
www.mitht.ru/e-library
Рецензент Алексеев П.Г.
Мясоеденков В.М. Подбор KoндeHcaTO~OB. -
М.: МИТХТ. 2000 г.,23 с.
МеТО,4ические указания по подбору конденсатоотводчиков являются необходимым дополнением к методическим указ~ни·
ям по расчету и проектированию различных технологических
установок с использованием в качестве теплоносителя водяного греющего пара.
В указаниях содержатся необходимые сведения о конст· рукции И принципе действия конденсатоотводчиков, выпускае.
мых промышленностью. Методика подбора конденсатоотводчи·
ков позволяет правильно выбрать тип устройства и его номер.
Указания предназначены для студентов 4 ro курса всех cnе·
циальностеЙ.
www.mitht.ru/e-library
ВВЕДЕНИЕ
Для отвода конденсата, образующегося при работе тепло обменных аппаратов, в зависимости от давления пара, приме
няют различные виды устройств.
При давлении на входе не менее 0,1 МПа (1 Krc/cr.i) и про
тиводавлении не более 50% давления на входе устойчиво рабо
тают термодинамические конденсатоотводчики. (Здесь и в по
следующем речь идет об избыточном давлении пара).
При начальном давлении не менее 0,06 МПа рекоменду
ется устанавливать конденсатоотводчики поплавковые муфто
вые, которые надежно работают при перепаде давления более 0,05 МПа при постоянном и переменных режимах расходования
При Ар от 0,03 до1,3 МПа для автоматического удаления
конденсата из различных пароприемников пригодны конденса
ционные горшки с открытым поплавком.
При давлении пара до 0,03 МПа для отвола конденсата могут применяться гидравлические затворы (петли).
1. КОНДЕНСАТООТВОДЧИКИ
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ
Термодинамические конденсатоотводчики применяются
для отвода непереохла~енного конденсата.
Принцип действия конденсатоотводчика заключается в следующем. При поступлении конденсата тарелка (рис.1) под
действием рабочего давления отжимается от седла, открывая
проход конденсату через кольцевую камеру корпуса к выходно
му отверстию. При поступлении пара в конденсатоотводчик в
щели Me~y тарелкой и седлом течет пар с большей скоростью,
нежели конденсат. Происходит понижение статистического дав ления под тарелкой. Тарелка под действием разности давлений прижимается к седлу, оставляя незначительный зазор. Часть пара через зазор поступает в камеру над тарелкой. За счет разности действующих сил (разность площадей тарелки и входного отв~рстия) тарелка плотно прижимается к седлу и
прекращает проход пара.
www.mitht.ru/e-library
В настоящее время отечественная промышленность вы пускает 5 моделей термодинамических конденсатоотводчиков.
Базовой моделью является конденсатоотводчик термоди
намический муфтовый ЧУ"Унный 45ч12нж (первые две цифры
обозначают тип арматуры; буквы за ним - материал корпуса;
цифры после букв - конструктивные особенности изделия в
пределах данного типа и вид привода; последние буквы обозна
чают материал уплотнительной поверхности). Конденсатоотвод чик 45ч12нж предназначен для автоматического отвода из паро приемников конденсата водяного пара рабочей температуры до
200 ОС.
Конденсатоотводчик 45ч15нж отличается от базового на личием специального устройства - обвода - для принудительно
го открытия и продувки системы.
Конденсатоотводчики с патрубками под приварку сталь ные 45с13нж и 45нж13нж предназначены для автоматического
отвода конденсата водяного пара рабочей температурой до 300
ос из пароприемников.
Конденсатоотводчик Uffуцерно - торцевой стальной
45с16нж предназначен для автоматического отвода конденсата
Рис. 1. Схема конденсатоотводчика термодинамическогомуфтового ЧУ"Унного 45ч12нж: 1 - корпус; 2 - про кладка;3 - седло;4 - тарелка;5 - крышка.
www.mitht.ru/e-library
водяного пара рабочей температурой до 250 ОС.
Конденсатоотводчик термодинамический штуцерно - тор
цевой стальной 45с22нж предназначен для отвода конденсата водяного пара рабочей температурой до 250 ОС.
В рамках этой работы рассмотрены подробно две первые
модели конденсатоотводчика.
Схема подбора термодинамического конденсатоотводчика
где Gмакс.расч.- максимальный расчетный расход пара, т/ч.
2. Оценивается давление пара перед конденсатоотводчи ком Р1. Если конденсатоотводчик устанавливается в не
посредственной близости от теплопотребляющего аппа
рата, тогда
если конденсат выдавливается (например: конденсат перетекает из греющей камеры первого корпуса в грею щую камеру второго корпуса).
При свободном сливе конденсата давление на выхо
4. Рассчитывается условная пропускная способность КV y в
KVy = A.JAP |
где АР - перепад давления на конденсатоотводчике, кгс/см2 ;
G - расчетное количество конденсата, т/ч;
www.mitht.ru/e-library
А-коэффициент, учитывающий температуру конденсата и перепад давлений на конденсатоотводчике (рис.2).
"- "" r--...
0,5 (5) | ||||
1,5 (15) дР, Мпа (кrclCM2 ) |
||||
Рис. 2. Зависимость коэффициента А от перепада давления на
конденсатоотводчике для температуры конденсата,
меньшей на 5 или1 О ос температуры насыщения пара:tK - температура конденсата, ОС;
tM - температура насыщения пара, ОС.
5. По соответствующей таблице выбирают конкретный кон
денсатоотводчик в зависимости от найденной величины
условной пропускной способности.
ПОДОбрать конденсатоотводчик к 1-му корпусу З-корпусной
выпарной установки. Если расход греющего пара составляет
1500 кгlч, а его давление5 ата. Конденсатоотводчик устанавли
вается в непосредственной близости от выпарного аппарата.
Давление в трубопроводе после конденсатоотводчика составля
ет 50% от давления пара послеBblhapHoro аппарата.
Расчетное количество конденсата после выпарного аппа-
G = 1,2·5= 1,8т/ч.
Давление пара перед конденсатоотводчиком
~ = 0,95 . 4= 3,88ТН.
www.mitht.ru/e-library
Давление пара после конденсатоотводчика
Р2 = 0,5 . 3,8= 1,9ати.
Условная пропускная способность
KV y = 1,~== 2,33 т/ч.
По табл. 2 выбираем термодинамический конденсатоот
водчик в зависимости от условной пропускной способности. Ближайшее большее значение пропускной способности по табл.
2 составляет2,5 т/ч. ДИаметр условного проходаD y будет ра-
вен 50 мм. Размеры | конденсатоотводчика выбираются по |
|||||||||||||||
табл.1: L = 200 ММ; | L 1 = 24мм: | Н макс= 103мм; | 60мм; |
|||||||||||||
Do = 115ММ. | ||||||||||||||||
Таблица 1 |
||||||||||||||||
Размеры конденсатоотводчика термодинамического | ||||||||||||||||
ДИаметр ус- | Размеры, мм | |||||||||||||||
прохода Оу, | Н тах | |||||||||||||||
Таблица 2 |
||||||||||||||||
Технические данные конденсатоотводчика 45ч12нж | ||||||||||||||||
Диаметр ус- | Давление, | Условная | ||||||||||||||
пропускная | ||||||||||||||||
прохода Ov, | ||||||||||||||||
ность КVy , | ||||||||||||||||
Р пр | t = 200ос | |||||||||||||||
www.mitht.ru/e-library
Продолжение
Таблица 3
Размер... конденсатоотводчика термодинамического собводом 45ч16нж (рис. 3)
Диаметр ус- | Размеры, мм | |||||||||||||
прохода Оу, | Н макс | |||||||||||||