Термодинамический конденсатоотводчик применяется для удаления конденсата из паропроводов и установок с насыщенным и перегретым паром. Принцип действия, основанный на термодинамических свойствах конденсата и водяного пара, позволяет конденсатоотводчику работать в широком диапазоне перепадов давления и температур. Простая конструкция с минимальным количеством внутренних элементов и отсутствие механически движущихся частей, делает конденсатоотводчик нечувствительным к гидравлическим ударам, а обслуживание и ремонт - максимально простым. Единственный подвижный внутренний элемент - пластина, расположенная под колпачком конденсатоотводчика.
Компания ARI-Armaturen GmbH (Германия) производит термодинамический конденсатоотводчик Ari-Cona-TD с внешним или встроенным фильтром для защиты от засорения, а фланцевый или резьбовой корпус позволяет выбрать удобный способ монтажа конденсатоотводчика. Номинальное давление корпуса до PN63 и использование для изготовления высококачественных сталей, в том числе высокотемпературных и нержавеющих, даёт возможность применять конденсатоотводчик Ari-Cona-TD для пара с температурой до +450 °С и перепадом давления между стороной пара и линией отвода конденсата (или атмосферой, при безнапорном конденсатопроводе или если возврат конденсата не производится) до 42 бар.
От продукции представленной на рынке, термодинамические конденсатоотводчики Ari-Cona-TD выгодно отличаются возможностью замены седла с различными исполнениями регулятора для обеспечения повышенной пропускной способности, колпачку с эффектом обогревательной камеры для исключения влияния на работу конденсатоотводчика окружающей среды и функции встроенного обратного клапана. Однако, существует и экономичная модель с традиционной конструкцией.
На рисунке представлена конструкция термодинамического конденсатоотводчика с внешним фильтром на примере модели Ari-Cona-TD 45.641. Состоит из корпуса (2) с фланцевым, резьбовым или приварным присоединеним к трубопроводу. Поступающий через входное отверстие конденсат, проходит через сетчатый фильтр (4) и по каналу поступает в камеру, закрытую колпачком (1). В пространстве камеры расположена свободноперемещаемая пластина (3), которая управляет работой конденсатоотводчика и одновременно является запорным элементом. В данной модели седло с выпускным отверстием проточено непосредственно в корпусе, для остальных моделей конденсатоотводчиков Ari-Cona-TD, седло выполнено отдельной деталью с резьбовым соединением с корпусом. Очистка или ревизия сетчатого фильтра осуществляется с помощью резьбовой пробки (5). Резьбовые соединения всех элементов конденсатоотводчика не требуют использования дополнительных уплотнительных материалов.
Принцип работы термодинамического конденсатоотводчика основан на законе Бернулли, согласно которому, 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 попадает на пластину конденсатоотводчика и часть конденсата вскипает по причине более низкого давления со стороны выхода из конденденсатоотводчика.
Если при запуске оборудования в конденсатоотводчик попадает холодный конденсат, то пластина поднимается потоком и конденсат отводится через выпускные отверстия. Конденсатоотводчик полностью открыт. По мере работы оборудования, конденсат становится горячее и его давление увеличивается. В зоне между пластиной и седлом конденсатоотводчика статическое давление преобразуется в скорость потока.
С увеличением кинетической энергии, давление снижается 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. Растущее давление пара в зоне над пластиной придавливает ее к седлу и закрывает конденсатоотводчик. Конденсатоотводчик остается в закрытом положении из-за разности эффективной площади поверхности пластины снизу и сверху.
Через колпачок тепловая энергия передается окружающей среде, пар в камере над пластиной конденсируется, давление выше пластины снижается и она не может удерживать давление со стороны входа. Пластина клапана поднимается и цикл повторяется снова.
Конденсат проходит через конденсатоотводчик, поднимая пластину.
Образование зоны пара над пластиной, вскипание конденсата.
Пластина прижата к затвору давлением пара, конденсатоотводчик закрыт.
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 незначительна и поэтому снижение давления на конденсатоотводчике слишком мало, чтобы закрыть выпуск.
Конденсатоотводчик не пригоден для применения в режимах с нестабильным давлением, повышенным противодавлением или нестабильным образованием конденсата, которые могут возникнуть на оборудовании с регулированием со стороны пара.
Термодинамические конденсатоотводчики являются плохими развоздушивателями. В процессе ввода оборудования в эксплуатацию, в системе (как и в конденсатоотводчике) присутствует воздух. В момент выхода воздуха с высокой скоростью, пластина давит на седло, конденсатоотводчик остается закрытым и воздух не удаляется.
Могут выпускать пар, если не происходит образование конденсата, например в случае с перегретым паром.
На процесс конденсации пара в зоне над пластиной сильно влияют условия окружающей среды, особенно при эксплуатации термодинамических конденсатоотводчиков вне помещений. Под влиянием дождя или ветра увеличивается частота срабатывания конденсатоотводчика и, следовательно, износ.
Лист технических данных на термодинамические конденсатоотводчики ARI-CONA-TD
Инструкция по эксплуатации термодинамических конденсатоотводчиков ARI-CONA-TD