Конденсатоотводчик является важным связующим звеном между системой потребления пара и конденсатной сетью. Основной задачей конденсатоотводчиков является эффективное удаление конденсата и воздуха из паровых систем и установок без потерь пара.
Конденсатоотводчики делятся на три основных группы:
Термодинамический конденсатоотводчик управляется средой, находящейся в определенном термодинамическом состоянии. Термодинамический конденсатоотводчик простой конструкции состоит из следующих частей:
Впускное отверстие центрировано по седлу. Вокруг этого отверстия расположен канал кольцевой формы, в котором имеется три отверстия, соединенные с выходом. Если пластина лежит на седле, то она перекрывает входное отверстие и канал с выходными отверстиями
Принцип работы термодинамического конденсатоотводчика основан на законе Бернулли, который гласит, что в потоке среды (газа или жидкости) сумма статического давления (потенциальная энергия) и динамическое давление напора (кинетическая энергия) всегда величина постоянная. Если статическое давление снижается, то увеличивается скорость (динамическое давление) и наоборот.
Изменение давления происходит когда конденсат с температурой насыщения попадает на пластину конденсатоотводчика и часть конденсата вскипает под действием низкого давления конденсатной сети.
Если при запуске оборудования в конденсатоотводчик попадает холодный конденсат, то пластина (3) поднимается потоком и конденсат отводится через выпускные отверстия. Конденсатоотводчик полностью открыт (Рис. 2.1.) По мере работы оборудования конденсат становится горячее и давление увеличивается. В зоне между пластиной и седлом конденсатоотводчика статическое давление преобразуется в скорость потока.
Рис. 2.1: Конденсатоотводчик в открытом состоянии; Рис. 2.2: Конденсатоотводчик в состоянии "разгрузки"; Рис. 2.3: Конденсатоотводчик в закрытом состоянии
С увеличением кинетической энергии снижается давление и конденсат начинает испаряться, увеличивается и скорость потока. С увеличением скорости в зоне ниже пластины давление продолжает снижаться и часть вскипающего пара попадает в зону выше пластины (Рис. 2.2) Возрастающее давление пара в зоне над пластиной придавливает ее к седлу и закрывает конденсатоотводчик (Рис. 2.3). Конденсатоотводчик остается в закрытом положении из-за разности эффективной площади поверхности пластины снизу и сверху.
Через крышку (2) тепловая энергия передается окружающей среде, пар в камере над пластиной конденсируется, давление выше пластины снижается и она не может удерживать давление системы. Пластина клапана поднимается (Рис. 2.1) и цикл повторяется снова.
Термодинамические конденсатоотводчики не применяют в случаях высокого противодавления, а именно если противодавление составляет больше чем 60% от давления в системе. Причиной этому является то, что при таком перепаде давления степень разгрузки конденсата в зоне ниже пластины конденсатоотводчика незначительна и поэтому снижение давления на конденсатоотводчике также слишком мало, чтобы закрыть выпуск.
Термодинамический конденсатоотводчик не пригоден для применения в режимах с нестабильным давлением, повышенным противодавлением или нестабильным образованием конденсата, которые могут возникнуть на оборудовании с предусмотренным регулированием со стороны пара.
Термодинамические конденсатоотводчики являются плохими развоздушивателями. В процессе ввода оборудования в эксплуатацию в системе (как и в конденсатоотводчике) присутствует воздух. Согласно закону Бернулли, пластина давит на седло в момент выхода воздуха с высокой скоростью, конденсатоотводчик остается закрытым и неразвоздушивает.
Термодинамический конденсатоотводчик может выпускать пар, если не происходит образование конденсата, например в случае с перегретым паром.
На процесс конденсации пара в зоне над пластиной легко влияют условия окружающей среды, особенно при эксплуатации термодинамических конденсатоотводчиков вне помещений. Под влиянием дождя или ветра увеличивается частота срабатывания конденсатоотводчика и, следовательно, износ.