Para jest jednym z najbardziej wydajnych nośników ciepła, który natychmiast przekazuje całą energię cieplną konsumentowi w kontakcie z urządzeniem do wymiany ciepła. Ponadto łatwo jest nadać wymaganą charakterystykę fazie gazowej - wymaganą temperaturę i ciśnienie.
Ale podczas interakcji pary i sprzętu powstaje duża ilość kondensatu, co prowadzi do uderzenia hydraulicznego, spadku mocy cieplnej i pogorszenia jakości fazy gazowej. Aby zwalczyć krople wody spadające na powierzchnię rur, konieczne jest zastosowanie odwadniacza. W zagranicznych przedsiębiorstwach takie okucia nazywane są „odwadniaczem”, co w pełni odzwierciedla funkcjonalny cel urządzenia.
Pułapki parowe
Odwadniacze to jeden z rodzajów armatury rurociągów przemysłowych, który jest przeznaczony dozapobiegają kondensacji podczas używania pary i bardziej efektywnemu wykorzystaniu jej energii cieplnej.
W wyniku serii eksperymentów udowodniono, że wprowadzenie odwadniacza do zestawu urządzeń pozwala zaoszczędzić do 20% energii użytecznej pary świeżej.
Rodzaje odwadniaczy
W zależności od konstrukcji i zastosowanej zasady działania, kształtki rurociągów mogą być mechaniczne, termodynamiczne lub termostatyczne. Każdy rodzaj odwadniacza musi spełniać dwa podstawowe wymagania:
- usuwanie kondensatu bez utraty ostrej fazy gazowej;
- automatyczne odpowietrzanie systemu.
Kondensat powstaje w wyniku utraty ciepła przez parę wodną w wymiennikach ciepła, a także podczas ogrzewania instalacji rurociągowych, gdy część fazy gazowej zamienia się w wodę. Utrata dużej ilości wilgoci zmniejsza efektywność energetyczną sprzętu, przyspiesza jego zużycie. Dlatego tak ważna jest walka z nim.
Odwadniacze mechaniczne
Złączki mechaniczne są najbardziej niezawodnymi, a przez to popularnymi „odwadniaczami”. Jego zasada działania opiera się na różnicy gęstości pary wodnej i kondensatu, a głównym elementem uruchamiającym jest pływak. W zależności od konstrukcji pływaka rozróżnia się następujące typy zbrojenia:
- odwadniacz kulisty typu otwartego lub zamkniętego;
- element pływakowy typu dzwonowego lub odwrócony zamknięty odwadniacz.
Każdy rodzaj zbrojenia działa na swój własny sposóbpewien schemat, ma zalety i wady, których znajomość pozwoli na wdrożenie najbardziej efektywnego schematu pracy w przedsiębiorstwie.
Odwadniacze sferyczne
Podstawą konstrukcji tego typu zaworu jest pływak kulisty. Znajduje się w wewnętrznej wnęce zaworu wydechowego i jest połączony z zaworem dźwigniowym. Dodatkowo odwadniacz zawiera zawór termostatyczny.
Zasadę działania odwadniacza pływakowego kulkowego można podzielić na dwa etapy:
- Kondensat dostaje się do urządzenia przez rurę, wypełnia wnękę wewnętrzną i podnosi pływak, który pociąga za dźwignię zaworu i otwiera otwór do usunięcia wody.
- Gdy gorąca para dostanie się do urządzenia, aktywowany jest zawór termiczny, para zaczyna gromadzić się we wnęce i powoduje opadanie pływaka na dno, a wylot jest zablokowany.
W ten sposób oddziela się kondensat od pary. Ze względu na obecność zaworu termostatycznego w konstrukcji, uwolniony gaz jest automatycznie usuwany, a także zapobiega się pojawianiu się filmu powietrza we wnęce, który blokuje urządzenie.
Zalety i wady
Typowym przedstawicielem kulistego zaworu pływakowego jest odwadniacz FT-44. Na jego przykładzie przeanalizujemy główne plusy i minusy urządzeń. Najważniejszą rzeczą, na którą zwracają uwagę eksperci, jest niewrażliwość urządzenia na zmienne obciążenia.
Urządzenie jest zdolne do ciągłego odprowadzania kondensatu zarówno przy temperaturze nasycenia parą, jak i przy dużych obciążeniach. Kolejną zaletą zaworu jest stabilna i ciągła separacja niekondensujących się gazów. Wszystko to w połączeniu z długą żywotnością wynika z prostej konstrukcji urządzenia.
Główną wadą urządzenia są jego duże rozmiary, co zwiększa straty ciepła do nieizolowanych elementów obudowy. Wysoka wrażliwość na uderzenia wodne i dokładność na „czystość pary” (możliwe zamulenie zaworu) to dwie kolejne wady tego typu odwadniaczy.
Odwadniacze dzwonowe
Jak sama nazwa wskazuje, głównym elementem tego typu odwadniacza jest dzwonek, czyli pływak „odwróconego kubka”. Samo urządzenie ma kształt cylindryczny, raczej nieporęczny (większy niż poprzedni przedstawiciel), ale ma duży zestaw zalet.
W początkowej pozycji odwrócony pływak znajduje się na dole zaworu, a jego dno opiera się o pionową rurę. Do szyby przymocowana jest dźwignia szpuli, która znajduje się w pokrywie zaworu. Oddzielenie pary od kondensatu odbywa się w czterech etapach:
- Przez rurkę wlotową woda dostaje się do urządzenia, wypełnia wnękę wewnętrzną i pod ciśnieniem wylewa się przez otwartą szpulę.
- Para wchodząc do układu zaczyna wywierać nacisk na dno pływaka, powodując jego unoszenie się w objętości kondensatu i zamykanie szpuli.
- Para znajdująca się w szklance zaczyna sięrozkładać się na fazę ciekłą i gazową. Ten ostatni przechodzi przez specjalny kanał w dnie, wchodzi do szpuli i odpycha ją z powrotem.
- Kondensat i pozostała faza gazowa opuszczają szkło przez otwór w dnie, pływak zaczyna się uwalniać, ponownie otwierając szpulę.
Cykliczne powtarzanie opisanych operacji skutkuje całkowitym i skutecznym oddzieleniem pary świeżej od kondensatu. Technologia ta została opatentowana w 1911 roku, ale pozostaje aktualna do dziś.
Wady i zalety
Odwadniacz Zamkon jest wybitnym przedstawicielem armatury „odwróconej miseczki”. Na jego przykładzie przeanalizujemy zalety i wady urządzeń z tej kategorii.
W tym przypadku duże wymiary są również uważane za minus, co znacznie wpływa na utratę energii cieplnej na elementach nieizolowanych. Inną wadą eksperci nazywają ograniczoną przepustowość, która nie pozwala na stosowanie okuć na sprzęcie o wysokiej wydajności.
Korzyści z odwadniacza są znacznie większe. Po pierwsze, szpula nie ulega zabrudzeniu, co zwiększa niezawodność urządzenia. Po drugie, okucia nie boją się uderzenia hydraulicznego. Po trzecie, usuwanie kondensatu jest możliwe nawet w wysokich temperaturach.
W przypadku awarii zawór wydechowy pozostaje otwarty, co chroni cały zespół przed awarią. Wreszcie wszystkie dodatkowe komponenty i zespoły, takie jak filtry lub zawory zwrotne, są instalowane bezpośrednio w parzeodwadniacz. Zmniejsza to straty energii cieplnej i zmniejsza rozmiar całego zestawu urządzeń.
Złączki „termiczne”
Termostatyczne i termodynamiczne odwadniacze działają w oparciu o zdolność różnych płynów do rozszerzania się i kurczenia wraz ze wzrostem lub spadkiem temperatury. Wraz ze wzrostem temperatury, na przykład, gdy wchodzi para, element blokujący rozszerza się i zamyka kanał odprowadzający kondensat.
Zasada działania innych urządzeń opiera się na zmianie ciśnienia wewnątrz układu w wyniku oddziaływania gęstego (zimnego) i rozrzedzonego (gorącego) medium. Głównymi elementami takich urządzeń są płyty bimetaliczne. Na zdjęciu odwadniacz z elementem bimetalowym.
Ten typ sprzętu ma złożoną konstrukcję i jest rzadko używany w praktyce. Mała popularność wynika również ze skomplikowanych i często niemożliwych napraw. Stosowanie tego typu urządzeń jest uzasadnione tylko w szczególnie krytycznych instalacjach przemysłowych.
