Кондензатоотделители

ТоплоенергетикаТехнически статииСп. Енерджи ревю - брой 3, 2013

Редица процеси в промишлеността са свързани с производството и използването на пара, а ефективната и безпроблемна работа на парокондензатните системи неизменно е свързана с използването на кондензни гърнета, познати и като кондензатоотделители. Естествено, основното им предназначение е отделянето на кондензата, като по този начин осигуряват запълване на системата само със суха пара.

Освен за отвеждане на кондензата кондензните гърнета се използват и за отстраняване на въздуха и други излишни газове. Допринасят и за повишаване на ефективността на системата, като улесняват повторното използване на горещия кондензат. Наличието на конднезатоотделители предотвратява появата хидравлични удари, корозия, намаляване на производителността на технологичното оборудване и други.

Разнообразие от конструктивни решения

Спецификите на парокондензатните системи и използваното топлообменно оборудване определят и разнообразието от конструкции кондензатоотделители, предлагани на пазара. Обикновено кондензатоотделителите, в зависимост от принципа си на работа, се подразделят основно на три групи - механични, термодинамични и термостатични. Към групата на механичните кондензни гърнета се включват кондензатоотделителите с отворен нагоре чашков поплавък, със затворен сферичен поплавък (поплавкови) и кондензатоотделители с обърнат надолу чашков поплавък (кондензни гърнета с инверсно бутало). Тази група кондензни гърнета са предпочитани в приложения, характеризиращи се с отделянето на значително количество кондензат.

Принципът им на работа се основава на разлика в плътността на парата и кондензата, в резултат на която се предизвиква движение на поплавъка или буталото.

Работата на термодинамичните кондензни гърнета се базира на разликата в скоростта на парния поток и кондензата при преминаването им през пространството между седлото и диска. Както е известно, затворът в конструкцията на термодинамичните кондензни гърнета представлява свободна дискова шайба, която се затваря и отваря в зависимост от динамиката на потока.

Този вид кондензатоотделители са широко използвани в магистрални паропроводи, монтирани на открито, при които стойността на диференциалното налягане е достатъчно висока за осигуряване на нормалната работа на кондензното гърне.

Предимства на термодинамичните кондензатоотделители са компактната конструкция и малко тегло, устойчивостта на хидравличен удар, възможността за работа при противоналягане, ниската чувствителност към вибрации, устойчивостта им на корозия и др. Обезвъздушаването им обаче е бавно - съществува опасност от задръстване с въздух в пусковия период. Също така не се препоръчва използването им при разлики в налягането по-малки от 0,1 МРа и при топлообменни апарати с регулиране на температурата.

Принципът на работа на термостатичните конднезатоотделители се базира на разликата в температурите на водата и парата. В резултат на температурната разлика, вграденият в конструкцията на гърнетата термоелемент предизвиква затваряне на кондензатоотделителя. Отвеждането на кондензата се извършва, когато температурата на кондензата спадне под тази на парата.

Термостатичните гърнета са подходящи за използване при топлообменни процеси с възможност за допълнително използване на енергията на кондензата (подохлаждане на кондензата).

Предимства на термостатичните кондензни гърнета са голяма пропускателна способност, нечувствителност към вибрации, замърсен и агресивен кондензат, ниска чувствителност към замръзване, компактни габаритни размери. Недостатък е чувствителността им към резки изменения на дебита и налягането на кондензата.

Особености при избора на кондензно гърне

Коректният избор на кондензно гърне в голяма степен определя и ефективността на цялата парокондензатна система. При избора е хубаво да се вземат предвид няколко фактора, сред които: необходимост от незабавно отвеждане на кондензата; наличие на предпоставки за появата на водни удари и вибрации; съдържание на агресивни съставки в кондензата; място за инсталиране на кондензното гърне; тип на захранващата пара; наличие на въздух; вероятност от образуване на “парна възглавница” и др.

Също така е необходимо да се вземе предвид дали събирателният тръбопровод за кондензата е разположен над нагряваното съоръжение.

В системи, където е необходимо отвеждането на кондензата да е веднага след неговото образуване, се препоръчва използването на механични кондензатоотделители. Не се препоръчва използването на термостатични кондензни гърнета, тъй като те не отвеждат кондензата, преди температурата му да падне с няколко градуса под тази на парата, което води до запълване на парното пространство с кондензат.

По отношение на опасността от възникване на водни удари е добре да се има предвид, че вероятността от воден удар нараства, ако конфигурацията на парокондензатната система позволява образуване на водни джобове в ниските й точки. Друга причина за появата на воден удар би могла да бъде огъване на тръбопроводите. Възможно е и възникването на воден удар в тръбопроводите за обратен кондензат, когато кондензното гърне изпуска кондензат в абсолютно пълен събирателен колектор, с температура близка до температурата на насищане.

За предотвратяване появата на водни удари обикновено се препоръчва филтрите да се поставят странично с цел да се възпрепятства образуването на водни джобове, които могат да бъдат увлечени от преминаващата с голяма скорост пара. Друга превантивна мярка, целяща намаляване до минимум на възможността от появата на воден удар, е паропроводите да имат наклон по посока на изтичането, а точките на отводняване да бъдат на равни разстояния.

Също така е препоръчително зад кондензното гърне да се монтират възвратни вентили, за да не се връща кондензатът в паропровода или в съоръжението. За приложения, в които съществува вероятността от възникването на воден удар, е препоръчително използването на кондензни гърнета с по-здрава конструкция, например термодинамични. Термодинамичните се препоръчват и за приложения, в които съществува вероятност от възникване на вибрации на оборудването, както и при опасност от замръзване на паропроводите и кондензните гърнета при съоръжения, разположени на открито, след спиране на парата.

Голяма част от кондензните гърнета могат да бъдат термично изолирани, но това се приема за временно решение в случаите, при които периодът на спиране на парата е дълъг.

Кондензни гърнета за прегрята пара

Кондензните гърнета за прегрята пара е необходимо да бъдат устойчиви на високи температури и налягания. В подобни приложения предпочитани са термодинамичните и биметалните кондензни гърнета. Допуска се използването и на кондензни гърнета с инверсно бутало, но при условие, че възвратният вентил се монтира близо до входа за кондензното гърне, за да не се изпари водното му уплътнение вследствие на прегряване.

При избора на кондензно гърне е добре да се има предвид също, че някои видове кондензни гърнета пренасят лесно големи товари, но при ниска производителност изпускат пара. Като подходящи за процеси с големи и резки промени на налягането и/или пароотнемането се приемат поплавковите гърнета.

Също така, при избора на кондензно гърне за конкретно приложение е добре да се вземе предвид и агресивността на кондензата.

Критерий за избор на кондензно гърне е и възможността за групово отводняване. В съвременните конструкции кондезни гърнета проектирането на системи с групово отводняване би довело до повече проблеми, отколкото ползи. По принцип се препоръчва индивидуално отвеждане на кондензата, но оптималното решение зависи от конкретното приложение.

Скоростта, с която едно кондензно гърне отвежда кондензата, е функция на размерите на леглото на вентила и разликата в налягането между входа и изхода на кондензатоотделителя. При отвеждане на кондензата в атмосферата понижението на налягането в кондензното гърне е еквивалентно на стойността, с която намалява налягането на постъпващата пара. Фактът важи и за случаите, в които изпускателният тръбопровод се намира на по-ниско ниво от кондензното гърне. Кондензното гърне може да се монтира в горния или долния край на източващата тръба, в зависимост от конкретните изисквания към инсталацията.

При кондензно гърне, намиращо се в позиция по-ниска от повдигащата система, е най-удачно монтажът му да се извърши под точката на отводняване на съоръжението. Тъй като това не винаги е възможно, в определени случаи се налага кондензното гърне да се монтира в позиция по-висока от тази на повдигащата система. Възможно е повечето кондензатоотделители да се разположат в горната част на източващата тръба.

За да се предотврати опасността от поява на "парна възглавница", е препоръчително инсталирането на механичните кондензни гърнета в близост до точката на отводняване.

Също така, ако конструкцията на кондензното гърне не гарантира резултатно отстраняване на постъпилия въздух, се налага използването на специална обезвъздушителна система, съответстваща на вида на кондензатоотделителя.


Top