Как сделать конденсатоотводчик

Обновлено: 05.07.2024

Выбор типоразмера паропровода должен осуществляться с соблюдением допустимых скоростей пара. Рекомендуемая скорость пара 15-40 м/с. При снижении давления необходимо учитывать увеличение объема пара. Таким образом, диаметр паропровода за редукционным клапаном (регулятором давления после себя) должен быть больше и рассчитываться с учетом сохранения скорости пара в диапазоне 15-40 м.с.

Одной из проблем возникающих в системах пароснабжения, является гидроудар. Основными причинами которого является избыток конденсата или высокая скорость пара. Причем, зачастую вторая причина является следствием первой, из-за сужения сечения трубопровода.

Для того чтобы избежать возникновение гидроударов, нужно обратить внимание на следующие моменты:

установка конденсатоотводчиков должна производится не только за потребителями пара, но и на протяжении всего паропровода (рекомендуемый интервал на ровных участках 50 метров).

перед подъемами паропровода также должны устанавливаться конденсатоотводчики, по возможности, желательно избегать обратного потока, а также провисания трубопроводов и образования не дренируемых карманов в паропроводе (установка фильтра на паропроводе должна осуществляться крышкой вбок.

не рекомендуется использование эксцентрических сужений паропровода.

давление в конденсатной линии должно быть достаточным для удаления конденсата за конденсатоотводчиками, при необходимости нужно организовать перекачку конденсата с помощью насоса.

в случае использования пара с различными значениями давления, рекомендуется использовать несколько линий возврата конденсата, во избежание передавливания конденсатом с линии более высокого давления.

в качестве запорной арматуры предпочтительно использовать вентили (малая скорость открытия), в случае использования шаровых кранов, рекомендуется использовать червячный редуктор.

для качественного дренирования паропровода, конденсатоотводчики должны устанавливаться с использованием дренажных карманов, а также с соответствующей обвязкой (обратный клапан за конденсатоотводчиком, предотвращает попадание конденсата в паропровод при остановках системы).

Минимальная комплектация узла отвода конденсата, включает в себя следующие позиции:

конденсатоотводчик,
смотровое стекло,
обратный клапан,
вентиль запорный,
фильтр сетчатый.

Конденсатоотводчики

Конденсатоотводчик, как элемент пароконденсатной системы, необходим для того, чтобы автоматически осуществлять отвод конденсата. Это позволяет предотвратить возникновение гидроударов и избежать незапланированного снижения давления на потребителе из-за повышенного сопротивления вследствие сужения сечения паропровода.

Кроме того, избыток конденсата в трубопроводе может существенно снижать теплосодержание пара, что влечет к необоснованному увеличению расхода топлива. Перечисленные выше задачи, которые решаются с помощью конденсатоотводчиков, относятся к дренажу паропровода

Помимо дренажа, также существует необходимость отведения конденсата не только по пути к потребителю пара, но и непосредственно после потребителя. Когда пар отдаст все тепло и сконденсирует, требуется как можно скорее удалить образовавшийся конденсат для того, чтобы он не препятствовал поступлению пара в потребитель.

Таким образом, по назначению можно выделить две задачи для решения которых служат конденсатоотводчики: дренаж подающего паропровода и дренаж теплообменного оборудования.

Основные типы конденсатоотводчиков и их принцип действия

Термодинамические конденсатоотводчики

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.

Основные модели термодинамических конденсатоотводчиков: DT40S, DT42S.

Поплавковые конденсатоотводчики

Принцип действия поплавкового конденсатоотводчика основан на разности плотности пара и конденсата.

Выпускной клапан конденсатоотводчика приводится в действие поплавком, соединенным с клапаном рычагом. Конденсат поступает в корпус конденсатоотводчика и, наполняя его, поднимает поплавок, при этом открывая выпускной клапан. При поступлении пара в конденсатоотводчик, уровень конденсата снижается, и выпускной клапан закрывается. Изначально, при пуске системы, в конденсатоотводчик поступает воздух, который удаляется в конденсатную ветку через встроенный термостатический клапан.

Особенностью конструкции поплавковых конденсатоотводчиков производства Valsteam ADCA Engineering является использование для выпуска воздуха биметаллического клапана, обладающего более высокой прочностью, что имеет большое значение в системах с возможностью возникновения гидроударов.

Основные модели поплавковых конденсатоотводчиков: FLT17, FLT14I, FLT22, FLT32, FLT50S, FLT65S, FLT120S, FLT150S.

Конденсатоотводчики с перевернутым стаканом

Принцип действия конденсатоотводчика с перевёрнутым стаканом основан на разности плотности пара и конденсата.

Выпускной клапан конденсатоотводчика приводится в действие поплавком, соединенным с клапаном рычагом. Конденсат поступает через входное отверстие в нижней части конденсатоотводчика и в том случае когда корпус полностью заполнен конденсатом, удаляется через выпускной клапан в верхней части конденсатоотводчика. При поступлении в корпус конденсатоотводчика пара, он заполняет стакан, поднимая его вверх.

При этом рычаг прижимает седло к выпускному клапану, блокируя выход из конденсатоотводчика. Постепенно пар в стакане конденсируется, поплавок опускается, открывая клапан и конденсат выходит из конденсатоотводчика. Вместе с паром в конденсатоотводчик могут попадать воздух и другие неконденсируемые газы, которые могут блокировать стакан (поплавок) в поднятом положении. Для их удаления в корпусе стакана предусмотрено выпускное отверстие.

Основные модели конденсатоотводчиков с перевёрнутым стаканом: IB12, IBB12, IB30S, IB30SS, IB35S, IB35SS.

Термостатические конденсатоотводчики (капсульные)

Принцип действия термостатического конденсатоотводчика основан на разности температур пара и конденсата.

Рабочим элементом термостатического конденсатоотводчика является капсула с расположенным в нижней части седлом, выполняющим функцию запорного механизма. Капсула закреплена в корпусе конденсатоотводчика, причем диск расположен непосредственно над седлом, на выходе из конденсатоотводчика. В холодном состоянии между диском капсулы и седлом существует зазор, позволяющий конденсату, воздуху и другим неконденсируемым газам беспрепятственно выходить из конденсатоотводчика.

При нагреве специальный состав в капсуле расширяется, воздействуя на диск, который при расширении опускается на седло, препятствуя выходу пара. Данный тип конденсатоотводчиков помимо отвода конденсата, позволяет также удалять из системы воздух и газы, то есть использоваться в качестве воздухоотводчика для паровых систем. Существуют три модификации термостатических капсул позволяющих отводить конденсат при температуре на 5°С, 10°С или 30°С ниже температуры парообразования.

Основные модели термостатических конденсатоотводчиков: TH13A, TH21, TH32Y, TSS22, TSW22, TH35/2, TH36, TSS6, TSS7.

Биметаллические конденсатоотводчики

Принцип действия биметаллического конденсатоотводчика основан на разности температур пара и конденсата.

Рабочим элементом биметаллического конденсатоотводчика является шток клапана с закрепленными на нем биметаллическими пластинами. Данный узел состоит из отдельно скрепленных пар пластин с разным коэффициентом расширения. Пластины подобраны таким образом, что в холодном состоянии пластины представляют собой плоский диск. При нагреве, пластины расширяются неравномерно, что приводит к их выгибанию.

Блок биметаллических пар скомбинирован таким образом, что взаимодействуя друг с другом при нагреве, изгиб пластин перемещает шток на расстояние, необходимое для закрытия выпускного клапана. Таким образом, воздух и конденсат беспрепятственно проходят через клапан, пар, нагревая биметаллические пластины, задерживается в корпусе конденсатоотводчика, до конденсации.

Основные модели биметаллических конденсатоотводчиков поставляются настроенными. В том случае если требуется регулировка, можно использовать тип BM20R с возможностью ручной регулировки, без демонтажа крышки. В модельном ряду представлен биметаллический конденсатоотводчик BM-HC, с возможностью подбора групп биметаллических пластин с учетом индивидуальных параметров системы.

Основные модели биметаллических конденсатоотводчиков: BSS20, BS32, BM20, BM20SS, BM20R, BM24, BM32, BM35, BM45, BM80, BM140, BM-HC.

Воздухоотводчики для пара

Наличие воздуха и неконденсируемых газов в паропроводе приводит к увеличению времени прогрева системы, а также к снижению эффективности и производительности потребителей. В качестве воздухоотводчиков в системах пароснабжения используют термостатические конденсатоотводчики. Рекомендуется устанавливать воздухоотводчики непосредственно перед потребителями пара. Наиболее распространена модель TH13A, с угловой конструкцией.

ВНИМАНИЕ! Данные модели не предназначены для отвода воздуха из жидкостных систем!

Воздухоотводчики для жидкости

Отвод воздуха из жидкостных систем, также необходим. Воздух препятствует нормально работе насосов, приводит к преждевременной коррозии трубопроводом. В отличие от паровых систем для жидкостей используется механическая поплавковая конструкция воздухоотводчиков. Набольшее распространение получила модель AE16SS Ру16 1/2" или 3/4", конструкция которой выполнена полностью из нержавеющей стали.

ВНИМАНИЕ! Воздухоотводчики AE16 не предназначены для отвода воздуха из паропроводов!

Прерыватели вакуума

При прекращении подачи пара в трубопроводе образуется вакуум.

Воздействие вакуума может привести к повреждению дорогостоящего теплообменного оборудования. Кроме того, возможен выход из строя уплотнений трубопроводной арматуры, так как их конструкция предназначена прежде всего для удержание рабочей среды в трубопроводе, в то время как вакуум, приводит к воздействию на уплотнения извне, при котором они могут разрушиться, вследствие чего возможна потеря герметичности паропровода.

Установку прерывателя вакуума, как и воздухоотводчика, рекомендуется осуществлять непосредственно перед теплообменным оборудованием. Как правило, их установку осуществляют на общем отводе, используя при этом один общий отсечной вентиль.

Сепараторы

Даже в том случае, если конденсатоотводчики установлены в необходимом количестве, с соблюдением рекомендаций по организации карманов и правильно обвязаны, они в состоянии отвести только выделившийся конденсат.

В системах с протяженными паропроводами и особенно в тех случаях, когда пар поставляется котельной принадлежащей сторонней организации, могут возникать ситуации, когда пар поступает к потребителю влажным и использования конденсатоотводчиков в этом случае не поможет увеличить теплосодержание пара. Решением проблемы при этом может явиться установка сепаратора пара.

Циклонная конструкция пара способствует выделению и отделению влаги, тем самым улавливая не только выделившийся конденсат, но и пароводяную взвесь. При этом происходит осушение пара. Рекомендуется устанавливать сепараторы непосредственно перед потребителями и/или перед редукционными узлами.

Редукционный узел

Помимо редукционного клапана (регулятора давления после себя) редукционный узел как правило требует установки предохранительного клапана, функцией которого является предотвращение роста давления при неправильной настройке или выходе из строя редукционного клапана.

Также узел включает отсечную трубопроводную арматуру , фильтр и при необходимости сепаратор пара с конденсатоотводчиком и обвязкой. В том случае, если сепаратор пара не используется, перед редукционным клапаном рекомендуется установка узла отвода конденсата.

Редукционные клапаны

Редукционные клапаны наряду с перепускными (регуляторы давления до себя), относятся к регуляторам давления. В номенклатуре поставляемой компанией Астима представлены редукционные клапаны различных конструкций: пружинные, мембранные, а также пилотные клапаны. Стандартные модели поставляются с уплотнением по седлу металл по металлу. Однако в случае использования клапанов в системах с прерывистым циклом работы возможна поставка клапанов с герметичными седлами. Мягкие уплотнения позволяют обеспечить герметичность и тем самым избежать роста давления за клапаном. Подробнее о преимуществах редукционных клапанов с мягкими седлами вы можете познакомиться в статье "Редукционные клапаны в паровых системах" на нашем сайте в разделе: Техническая информация / Статьи.

Конденсатные насосы и установки сбора и возврата конденсата

Установки сбора и возврата конденсата ADCAMAT POPK-S и PPOK-S производства португальской компании Valsteam ADCA Engineering широко используются многими предприятиями.

Конструкция применяемых в установках насосов POP-S и PPO-14 не использует электродвигатели и не нуждается в подводе электроэнергии. Вся работа осуществляется автоматически. Управляющей средой является пар из паровой магистрали или сжатый воздух. Благодаря своей автономности широко используется в нефтедобывающей отрасли.

Преимущества по сравнению с системами возврата конденсата на базе электрических насосов:

Приспособление представляет собой вид трубопроводной арматуры, автоматически осуществляющий отвод конденсата, который образуется в результате тепловых потерь пара в теплообменном оборудовании или при прогреве трубопровода. Жидкость, появляющаяся при конденсации, в некоторых случаях становится причиной гидравлических ударов, снижения мощности и качества транспортируемого теплоносителя. Поэтому возникает необходимость ее ликвидации.

Конденсатоотводчики используют для удаления лишней влаги от:

теплообменников: скоростных и емкостных подогревателей, калориферов, змеевиков и пр.;
паропроводов: основных и вспомогательных, коллекторов, сепараторов.

Во втором случае аппарат защищает трубопровод от коррозионных, эрозионных процессов, повышает его пропускную способность. Выведение ненужной жидкости из паропровода другими способами, например, с помощью запорно-регулирующей арматуры типа вентилей содействует дополнительным потерям тепла. Поэтому клапаны в этой роли практически никогда не используют.

Конструкция

По своему строению различают три основных типа устройства.

Поплавковый (механический):

с перевернутым стаканом ‒ расположение седла наверху изделия предотвращает его загрязнение, при повреждениях оно остается в открытом состоянии, конденсат отводится при температуре насыщения. Аппарат устойчив к высоким нагрузкам и температурным значениям, непригоден для работы на перегретом паре;
с открытым поплавком ‒ отводит воздух и неконденсируемые газы при повышенных нагрузках, имеет простое строение, отсутствуют трущиеся элементы;
с закрытым поплавком ‒ влага удаляется в непрерывном режиме, не обладает чувствительностью к переменным нагрузкам, во время эксплуатации может образоваться воздушная пробка.

Термодинамический ‒ принцип действия основан на разности скоростей пара и конденсата. Для эффективной работы входное давление должно превосходить противодавление, как минимум, в два раза. Прибор не требует регулировки, устойчив к полному размораживанию.

Термостатический ‒ в качестве рабочего элемента выступает капсула, внизу которой находится седло, являющееся запирающей деталью. Выполняет функцию воздухоотводчика. Бывает:

биметаллический ‒ рабочий орган представляет собой набор пластин, каждая из которых состоит из двух металлических слоев;
сбалансированный по давлению ‒ действие зависит от разницы температур кипения термостатируемой жидкости и воды при рабочей нагрузки пара;
с терможидкостью ‒ особенность изделия в том, что температурные значения, действующие на термоэлемент, определяют пропускную способность.

Монтаж оборудования

Конденсатоотводчики позволяют дренировать магистральные трубопроводы, транспортирующие пар критических и сверхкритических параметров, выводить излишнюю влагу от теплообменников.

Система пароснабжения предрасположена к образованию гидравлических ударов, причинами которых, в большинстве случаев, являются предельное количество конденсата, высокая скорость теплоносителя.

Чтобы исключить гидроудары в паропроводе, устройства ставят на горизонтальных линиях, непосредственно за паропотребителями, на протяжении всей магистрали через расстояние примерно 30‒50 метров на прямых трубных участках.

Пропускная способность первого аппарата за паровым котлом должна составлять более 20% производительности котла. Если протяженность трассы превышает 1 км, то этот показатель должен быть равен 100%.

Приборы устанавливают перед всеми подъемами, вентилями, на коллекторах. Для лучшего дренирования паропровода применяют агрегаты с дренажными карманами, соответствующей обвязкой.

Монтаж воздухоотводчиков (термостатических устройств) осуществляют в верхних точках системы близко к теплообменникам. Вместе с ними ставят прерыватели вакуума.

Для отвода конденсата, образующегося при работе теплообменных аппаратов, в зависимости от давления пара применяют различные виды устройств.

При начальном давлении 0,06 МПа и более рекомендуется устанавливать конденсатоотводчики поплавковые муфтовые, которые надежно работают при перепаде давления более 0,05 МПа, при постоянном и переменном режиме расходования пара.

1) Расчетное количества конденсата после теплообменного аппарата:

где D- расход греющего пара

2) Конденсатоотводчики устанавливают на некотором расстоянии от теплообменного аппарата, поэтому давление перед конденсатоотводчиком отличается от давления греющего пара:

3) Давление пара после конденсатоотводчика:

4) Степень переохлаждения конденсата:

Условная пропускная способность:

Таким образом, выбираем термодинамические конденсатоотводчики 45ч13нж четыре шутки [9,c.7, табл. 2]

Aleksus113

Подскажите пожалуйста, как всё-таки подобрать К.О. (его Ду) по расходу конденсата и перепаду давлений на К.О. На форуме только одни слова нашёл. и ни одной конкретной формулы.

gilepp

Есть несколько критериев, которые необходимо обязательно учитывать при выборе КО:

выбор типа КО - зависит от назначения (теплообменник, спутник, дренаж паропровода, сифонный дренаж и пр.)
пропускная способность - тут необходимо учесть коэффициент запаса, достаточный для работы для конкретного приложения
рабочий перепад давления - разница между давленим перед КО и противодавлением в конденсатопроводе
материал корпуса - выбирается по техническим условиям
опции - встроенный фильтр, обратный клапан и пр.
прочие параметры, такие как Тмакс, Рмакс, dPмакс, тип присоединения и пр.

Диаметр КО - это последнее, что выбирается, так как на одни и те же характеристики, производители как правило предлагают сразу несколько диаметров. Выбор Ду часто субъективен и определяется совокупностью различных ТУ.

Далее, пользуясь техническими описаниями КО конкретных производителей, вручную подбираете КО. Производители публикуют расходные характеристики в виде таблиц или диаграмм. Достаточно часто для одних и тех же условий, можно подобрать сразу несколько моделей КО одного производителя, так или иначе подходящих для процесса.

Aleksus113

Спасибо за ответ. А какие параметры нужно учитывать при выборе? У нас вылезла проблема. Для отопления здания перешли на паровые калориферы АО2-6,3(П) (КСк4-9) и какое-то время работали вообще без конденсатоотводчиков и больших проблем не было. После установки К.О. 45с13нж трубки в нижней части калориферов начали лопаться. Давление пара перед К.О. =0,5 bar , после только высота подъёма 3-4 м до конденсатного бака. Могут повреждения быть из-за неправильного выбора К.О.

Галиев

Из какого материала трубки, толщина стенки трубки и опишите собственно дефект - трещина, раковина, и т.п. И какое время проработали без КО, может совпадение, а трубкам срок пришел.

gilepp

Я думаю это не совпадение. То, что без КО не было проблем, как раз объяснимо - не было подтапливания конденсатом (зато были потери пролетного пара, видимо поэтому КО и установили).

Коррозия нижних частей паровоздушных калориферов происходит из-за подтопления. Угольная кислота съедает их.

Кроме того, обводнение может провоцировать замерзание конденсата, если воздух идет с улицы.

В подтопленном калорифере могут быть и гидроудары.

Таким образом имеем сразу три потенциальных проблемы, возникающих по причине подтопления.

Подтопление может запросто спровоцировать неправильно подобранный и/или неправильно установленный конденсатоотводчик. В вашем случае я вижу что термодинамический КО тут не подходит. Эти КО (особенно отечественные) в принципе не предназначены для работы на низких давлениях и особенно в сочетании с противодавлением, соразмерным с давлением на входе. Такой КО помимо проблем со срабатыванием, не может быстро вывести пусковой воздух и калорифер уже на пуске может быстро обводниться. Термодинамические КО на низких давлениях часто "глючат". Тут нужен механический КО (с перевернутым стаканом / поплавковый с рычажным механизмом / поплавковый со свободноплавающим поплавком).

Aleksus113

Большое спасибо всем моим собеседникам. Вы помогли немного разобраться. У нас есть возможность поднять давление пара до 5 bar и больше. Это должно изменить ситуацию. Если нет то будем менять К.О. Ещё раз спасибо.

gilepp

Да, так можно сделать. Но указанный вами КО, к большому сожалению не является, мягко говоря, выдающимся устройством и чаще он приносит проблемы, чем решает их. Я бы рекомендовал поставить любой импортный, чем этот. Если ставить термодинамический, то лучше тот, который имеет встроенным воздушник (биметаллическое полукольцо под диском), а так конечно механический тип тут нужен.

ostriyls

Господа! Возникла проблема с КО, нужна помощь/подсказка. Немного предистории: в одном из цехов нашего предприятия имеется мужская раздевалка обогреваемая паровыми регистрами. Конденсат и соответственно пролётный пар после них сливается самотёком в колодец за цехом. Измерив расход конденсата ведром и секундомером (12 л/час), подобрал поплавковый КО марки стимакс А11.10.015 р/р. После установки КО, результата в запирании пара не оказалось, как пролётный пар был, так и продолжает идти. Отсюда вопрос: что я сделал не так? ошибся с расходом конденсата? П.с. давление точно сказать трудно, но на выходе из ЦТП 5 бар, следовательно перед регистрами не более этого значения.

ivan-l-ing

А нескромный вопрос, вы надеялись осуществлять регулирование по конденсатной стороне КО?
насколько я понимаю поплавковый отводит конденсат с той температурой и тем давлением, что в него придет, соответственно пар вторичного вскипания неизбежен
наверное термостатический был бы уместнее, но ни коим образом не решением по регулированию

ostriyls

КО поставил после парового регистра. В паспорте КО написано, что "преимущественно используется для удаления конденсата из нагревателей, теплообменников, сушилок, варочных котлов и другого оборудования с непрерывным циклом работы. Отводит конденсат сразу после образования, при температуре пара. Стабильно работает при переменном расходе и давлении". Как мне показалось, то что сейчас выходит из КО совсем нельзя назвать паром вторичного вскипания, т.к. до его установки результат был тот же.

T-rex

Это вы после конденсатоотводчика ведром намерили, что ничего не изменилось? Или вариант "все и так ясно, пар как шел так и идет, чего там мерить"?

gilepp

1. Весьма часто пар вторичного вскипания принимают за пролетный пар. В случае с поплавковым конденсатоотводчиком это вполне может быть, так как правильно заметили коллеги, этот КО отводит конденсат с температурой насыщения, то есть пар ВВ неизбежен.

2. Если ошиблись бы с расходом конденсата в бОльшую сторону, то регистры подтопились бы и пролета не было бы точно. Если в меньшую, то КО отработает все равно и пролетный пар не пропустит. Переразмеренный КО (в разумных пределах) не создает проблем.

3. Теоретически КО может выйти из строя (отвалился поплавок, засорился воздушник и пр.). Перед поплавковыми необходимо устанавливать фильтр грубой очистки. Кроме того, у поплавковых может сломаться/засориться встроенный воздушник, через который также может идти пролетный пар.

4. Правильно ли установили ?

5. Можете ли прислать видео ?

ostriyls

4. Правильно ли установили ?

5. Можете ли прислать видео ?

Установил однозначно правильно (направление стрелки на корпусе). Фильтр тоже поставил перед КО. Даже разобрал его, чтобы удостовериться в исправности (поплавок целый, клапан не засорён). Кстати говоря, тоже склоняюсь к мысли неисправности воздушника (как показалось пластина, прижимающая отверстие клапана в холодном состоянии находится слишком далеко от этого отверстия).
К тому же, такой КО поставил в другом месте после небольшого парового ТА на душ, результат отличный. Проходит конденсат в небольшом количестве и совсем немного пара ВВ (чуть больше сигаретного дыма).
Совсем забыл сказать, вчера на данном ("неисправном") КО экспериментировал. Регулировал подачу пара вентилем (Ду15). Так вот, когда вентиль практически совсем прижимаешь конденсат не идет, а пар да.

timofeyprof

Читайте также: