Конденсатоотводчики - общий сравнительный обзор

Конденсатоотводчик в переводе с английского языка «Steam trap» означает ловушка для пара. Основная функция его заключается в непрерывном удалении конденсата водяного пара из системы трубопроводов и теплотехнического (теплообменного) оборудования, использующего пар. Конденсат может образовываться при потере паром тепла в теплообменниках или в процессе нагрева системы трубопроводов и установок, когда часть пара осаждается на внутренних стенках системы, превращаясь в воду. Присутствие конденсата в системах пароснабжения приводит к гидроударам, потери тепловой мощности и понижению качества пара.
От качества работы конденсатоотводчика зависит не только бесперебойная работа пароконденсатной системы, но и ее безопасная эксплуатация. Подбор конденсатоотводчика основывается на рабочей температуре и давлении в системе, а также на количестве образующегося конденсата.

Основные требования к конденсатоотводчикам, следующие из их предназначения:

• Бесперебойное и надежное отведение конденсата без потерь свежего пара.
• Своевременное отведение воздуха и газов в момент ввода в эксплуатацию паровой установки.
• Компактность.
• Стойкость к воздействию среды с абразивными включениями.
• Стойкость к гидроударам и долгий срок службы.
• Большая производительность при небольших перепадах давлений (например, дренаж паропровода при пусковых режимах).
• Отведение небольшого количества конденсата без потерь пара при большом перепаде давлений (например, дренаж паропровода в нормальных условиях эксплуатации).

Чтобы соответствовать таким многообразным требованиям существуют несколько типов конденсатоотводчиков, отличающихся по принципу работы:

• поплавковые (механические) конденсатоотводчики, которые управляются уровнем конденсата;
• термические конденсатоотводчики, которые управляются температурой конденсата;
• термодинамические конденсатоотводчики, включающиеся в работу в зависимости от состояния среды.

Механические (поплавковые) конденсатоотводчики.

Применяются для отведения конденсата из теплообменников, в также в системах, где требуется быстрое опорожнение от конденсата. Принцип работы механических конденсатоотводчиков основывается на разной плотности пара и конденсата, а также на усилии закрытия от поплавка.

Конденсат, наполняя внутреннюю камеру конденсатоотводчика, поднимает поплавок, открывая при этом выпускной клапан. При поступлении пара в конденсатоотводчик, уровень конденсата снижается, и выпускной клапан закрывается. Поплавковые конденсатоотводчики осуществляют непрерывное отведение конденсата практически при температуре насыщения пара. Этот тип конденсатоотводчиков целесообразен для теплообменных аппаратов с большой поверхностью теплообмена и интенсивным образованием больших объемов конденсата.

Преимущества поплавковых конденсатоотводчиков:

• Непрерывный вывод конденсата из системы при температуре насыщения.
• Отвод больших объемов конденсата без потери пара.
• Автоматический отвод воздуха и неконденсированный газов при пусковых и нормальных режимах работы.
• Отвод конденсата при малых и больших перепадах давлений, нестабильных значениях перепада давлений и расхода.
• Быстрое опорожнение системы.
• Ремонтопригодность. Замена регулятора на другой (с другим сечением) без демонтажа конденсатоотводчика.

Недостатки поплавковых конденсатоотводчиков:

• Подвержены замерзанию при установке на улице (при отрицательных температурах).
• Большие габаритные размеры.
• Слабая устойчивость к гидроударам.

Термические конденсатоотводчики.

Принцип управления этого конденсатоотводчика основан на изменении температуры конденсата. Если температура внутри клапана становится ниже на несколько градусов температуры насыщенного пара, клапан – открывается; как только температура приближается к значению для соответствующего давления пара – закрывается. Характер работы термического конденсатоотводчика – дискретный (периодический). При выборе его исполнения и настроек можно варьировать значениями температуры открытия и закрытия клапана.
К этой группе конденсатоотводчиков относятся биметаллические и мембранно-капсульные конденсатоотводчики.

Биметаллические конденсатоотводчики.

Биметаллические конденсатоотводчики преимущественно используются в системах, где образование конденсата негативно не влияет на технологический процесс. В основе функционирования биметаллических конденсатоотводчиков лежит термоупругость биметаллических шайб, которые представляют собой две металлические пластины с различным коэффициентом температурного расширения. Коэффициент температурного расширения верхней пластины больше, чем нижней. В не нагретом состоянии пластины имеют плоскую поверхность, при нагревании же - расширяются и выгибаются, перемещая шток, который закрывает выпускной клапан. Таким образом, конденсат и воздушный поток свободно проходят через клапан, а пар, который нагревает биметаллические пластины, остается в корпусе конденсатоотводчика до момента конденсации.

Преимущества биметаллических конденсатоотводчиков:

• Установка в любом положении относительно трубопровода.
• Доохлаждение конденсата.
• Работа на улице при отрицательных температурах (не замерзает).
• Подходят для работы при высоком давлении и температуре (в т.ч. для перегретого пара).
• Мало чувствительны к гидроударам и к коррозийному конденсату.

К недостаткам для этой группы конденсатоотводчиков можно отнести:

• Не рекомендуется применение, где недопустимо подтопление парового пространства.
• Замедленная реакция при изменении значения давления и уровня расхода конденсата.

Термостатические (мембранно-капсульные) конденсатоотводчики.

Применяются преимущественно в отопительных системах, а также для удаления конденсата и воздуха в емкостях с двухконтурным обогревом.

Действие термостатического конденсатоотводчика основано на процессе изменения давления при испарении. Рабочий элемент этого конденсатоотводчика - капсула из нержавеющей стали, между мембраной и корпусом которой располагается управляющая жидкость. Точка испарения управляющей жидкости соответствует температуре испарения воды при определенном давлении или ниже. При повышении температуры внутри конденсатоотводчика жидкость превращается в пар в замкнутом пространстве капсулы. Это повышает в ней давление, которое оказывает действие на мембрану и затвор клапана, закрывая его при температуре на несколько градусов ниже температуры насыщения. Когда управляющая жидкость обратно конденсируется под воздействием накопления конденсата из системы - термостатический конденсатоотводчик открывается.

Преимущества термостатических конденсатоотводчиков:

• Высокая производительность при относительно малом размере и весе.
• Возможность установки при отрицательных температурах на улице.
• Простота в обслуживании.
• Установка в любом положении относительно трубопровода.
• Можно совмещать с функцией воздухоотводчика и отводить через него воздух и неконденсируемые газы.
• Возможность изменения пропускной способности за счет увеличения числа капсул в корпусе конденсатоотводчика.
• Доохлаждение конденсата (существуют ряд капсул, которые позволяют отводить конденсат с различными параметрами на выходе)

Недостатки:

• Не могут применяться в системах, где недопустимо подтопление парового пространства.
• Не рекомендуется применеие на перегретый пар.

Термодинамические конденсатоотводчики.

Применяются в системах отопления и горячего водоснабжения.

Работа термодинамического конденсатоотводчика основана на аэродинамическом эффекте и термодинамических свойствах воды. Так как в потоке среды сумма статического давления (потенциальная энергия) и динамическое давление напора (кинетическая энергия) всегда величина постоянная, при снижении статического (манометрического) давления, динамическое давление возрастает и наоборот. Во время пуска системы когда корпус конденсатоотводчика наполняется холодным конденсатом, диск клапана прижимается вверх, что дает возможность конденсату беспрепятственно проходить через выпускные отверстия. По мере разогрева системы, температура конденсата возрастает и статическое давление, соответственно, повышается. В свою очередь, часть статического давления преобразуется в скорость в зазоре между седлом и диском, что приводит к опусканию диска и закрытию выпускных отверстий.

Преимущества термодинамических конденсатоотводчиков:

• Компактность, простота конструкции и небольшой вес.
• Возможность применения в системах с перегретым паром.
• Монтаж в любом положении.
• Устойчивость к гидроударам, вибрации, коррозии и размораживанию.

Недостатки этого типа:

• «Пролетный пар» при срабатывании.
• Противодавление не должно превышать 60 % от давления в системе.
• Плохое отведение воздуха.
• Требуется периодическое обслуживание: открывать конденсатоотводчик для образования новой паровой подушки над пластиной клапана.
• При изменении погодных условий (ветер, дождь, снег и тд) увеличивается частота циклов срабатывания, соответственно уменьшается срок эксплуатации.

Итак, разные типы и модификации конденсатоотводчиков существенно отличаются по принципу работы и, соответственно, имеют применение в разных системах и условиях эксплуатации. Выбор оптимального типа зависит от таких рабочих параметров системы, как: химический состав, температура и давление рабочей среды, температура окружающей среды, пропускная способность системы и тд. Все эти параметры обозначены в опросном листе, который необходимо заполнить при заявке на подбор конденсатоотводчика специалистами нашей компании.

Грамотный подбор конденсатоотводчика обеспечивает не только бесперебойное и беспроблемное функционирование системы, но и оптимизации затрат в результате повышения энергоэффективности системы. Неправильный же подбор приводит к некорректной работе системы в целом и, соответственно, дополнительным расходам материальных средств.

Для корректной работы системы и правильности подбора (определения типа) можно обратиться к специалистам нашей компании, которые имеют большой опыт в применении конденсатоотводчиков в пароконденсатных системах и регулярно проходят обучение у ведущих производителей данного оборудования.

Будем рады ответить на вопросы любым удобным для вас способом!