Рекомендации для проектирования и монтажа систем пароснабжения

Типоразмер паропровода

Конденсатоотводчики 

Воздухоотводчики для пара

Воздухоотводчики для жидкости

Прерыватели вакуума

Сепараторы

Редукционный узел

Редукционные клапаны

Конденсатные насосы и установки сбора и возврата конденсата

Типоразмер паропровода

Выбор типоразмера паропровода должен осуществляться с соблюдением допустимых скоростей пара. Рекомендуемая скорость пара 15-40 м/с. При снижении давления необходимо учитывать увеличение объема пара. Таким образом, диаметр паропровода за редукционным клапаном (регулятором давления после себя) должен быть больше и рассчитываться с учетом сохранения скорости пара в диапазоне 15-40 м.с.

Одной из проблем возникающих в системах пароснабжения, является гидроудар. Основными причинами которого является избыток конденсата или высокая скорость пара. Причем, зачастую вторая причина является следствием первой, из-за сужения сечения трубопровода.

Для того чтобы избежать возникновение гидроударов, нужно обратить внимание на следующие моменты:

• установка конденсатоотводчиков должна производится не только за потребителями пара, но и на протяжении всего паропровода (рекомендуемый интервал на ровных участках 50 метров).

• перед подъемами паропровода также должны устанавливаться конденсатоотводчики, по возможности, желательно избегать обратного потока, а также провисания трубопроводов и образования не дренируемых карманов в паропроводе (установка фильтра на паропроводе должна осуществляться крышкой вбок.

• не рекомендуется использование эксцентрических сужений паропровода.

• давление в конденсатной линии должно быть достаточным для удаления конденсата за конденсатоотводчиками, при необходимости нужно организовать перекачку конденсата с помощью насоса.

• в случае использования пара с различными значениями давления, рекомендуется использовать несколько линий возврата конденсата, во избежание передавливания конденсатом с линии более высокого давления. 

• в качестве запорной арматуры предпочтительно использовать вентили (малая скорость открытия), в случае использования шаровых кранов, рекомендуется использовать червячный редуктор.

• для качественного дренирования паропровода, конденсатоотводчики должны устанавливаться с использованием дренажных карманов, а также с соответствующей обвязкой (обратный клапан за конденсатоотводчиком, предотвращает попадание конденсата в паропровод при остановках системы).

Минимальная комплектация узла отвода конденсата, включает в себя следующие позиции:

1. конденсатоотводчик,
2. смотровое стекло,
3. обратный клапан,
4. вентиль запорный,
5. фильтр сетчатый.

Конденсатоотводчики

Конденсатоотводчик, как элемент пароконденсатной системы, необходим для того, чтобы автоматически осуществлять отвод конденсата. Это позволяет предотвратить возникновение гидроударов и избежать незапланированного снижения давления на потребителе из-за повышенного сопротивления вследствие сужения сечения паропровода.

Кроме того, избыток конденсата в трубопроводе может существенно снижать теплосодержание пара, что влечет к необоснованному увеличению расхода топлива. Перечисленные выше задачи, которые решаются с помощью конденсатоотводчиков, относятся к дренажу паропровода 

Помимо дренажа, также существует необходимость отведения конденсата не только по пути к потребителю пара, но и непосредственно после потребителя. Когда пар отдаст все тепло и сконденсирует, требуется как можно скорее удалить образовавшийся конденсат для того, чтобы он не препятствовал поступлению пара в потребитель.

Таким образом, по назначению можно выделить две задачи для решения которых служат конденсатоотводчики: дренаж подающего паропровода и дренаж теплообменного оборудования.

Основные типы конденсатоотводчиков и их принцип действия

Термодинамические конденсатоотводчики

В основе принципа действия термодинамического конденсатоотводчика лежит разница скоростей прохождения пара и конденсата в зазоре между диском и седлом.

При прохождении конденсата из-за низкой скорости диск поднимается и пропускает конденсат. При поступлении пара в термодинамический конденсатоотводчик скорость увеличивается, приводя к падению статического давления, и диск опускается на седло. Пар, находящийся над диском, благодаря большей площади контакта удерживает диск в закрытом положении. По мере конденсации пара давление над диском падает, и диск снова начинает подниматься, пропуская конденсат.

Основные модели термодинамических конденсатоотводчиков: DT40S, DT42S.

Поплавковые конденсатоотводчики 

Принцип действия поплавкового конденсатоотводчика основан на разности плотности пара и конденсата.

Выпускной клапан конденсатоотводчика приводится в действие поплавком, соединенным с клапаном рычагом. Конденсат поступает в корпус конденсатоотводчика и, наполняя его, поднимает поплавок, при этом открывая выпускной клапан. При поступлении пара в конденсатоотводчик, уровень конденсата снижается, и выпускной клапан закрывается. Изначально, при пуске системы, в конденсатоотводчик поступает воздух, который удаляется в конденсатную ветку через встроенный термостатический клапан. 

Особенностью конструкции поплавковых конденсатоотводчиков производства Valsteam ADCA Engineering является использование для выпуска воздуха биметаллического клапана, обладающего более высокой прочностью, что имеет большое значение в системах с возможностью возникновения гидроударов.   

Основные модели поплавковых конденсатоотводчиков: FLT17, FLT14I, FLT22, FLT32, FLT50S, FLT65S, FLT120S, FLT150S.

Конденсатоотводчики с перевернутым стаканом

Принцип действия конденсатоотводчика с перевёрнутым стаканом основан на разности плотности пара и конденсата.

Выпускной клапан конденсатоотводчика приводится в действие поплавком, соединенным с клапаном рычагом. Конденсат поступает через входное отверстие в нижней части конденсатоотводчика и в том случае когда корпус полностью заполнен конденсатом, удаляется через выпускной клапан в верхней части конденсатоотводчика. При поступлении в корпус конденсатоотводчика пара, он заполняет стакан, поднимая его вверх.

При этом рычаг прижимает седло к выпускному клапану, блокируя выход из конденсатоотводчика. Постепенно пар в стакане конденсируется, поплавок опускается, открывая клапан и конденсат выходит из конденсатоотводчика. Вместе с паром в конденсатоотводчик могут попадать воздух и другие неконденсируемые газы, которые могут блокировать стакан (поплавок) в поднятом положении. Для их удаления в корпусе стакана предусмотрено выпускное отверстие.

Основные модели конденсатоотводчиков с перевёрнутым стаканом: IB12, IBB12, IB30S, IB30SS, IB35S, IB35SS.

Термостатические конденсатоотводчики (капсульные)

Принцип действия термостатического конденсатоотводчика основан на разности температур пара и конденсата.

Рабочим элементом термостатического конденсатоотводчика является капсула с расположенным в нижней части седлом, выполняющим функцию запорного механизма. Капсула закреплена в корпусе конденсатоотводчика, причем диск расположен непосредственно над седлом, на выходе из конденсатоотводчика. В холодном состоянии между диском капсулы и седлом существует зазор, позволяющий конденсату, воздуху и другим неконденсируемым газам беспрепятственно выходить из конденсатоотводчика. 

При нагреве специальный состав в капсуле расширяется, воздействуя на диск, который при расширении опускается на седло, препятствуя выходу пара. Данный тип конденсатоотводчиков помимо отвода конденсата, позволяет также удалять из системы воздух и газы, то есть использоваться в качестве воздухоотводчика для паровых систем. Существуют три модификации термостатических капсул позволяющих отводить конденсат при температуре на 5°С, 10°С или 30°С ниже температуры парообразования.  

Основные модели термостатических конденсатоотводчиков: TH13A, TH21, TH32Y, TSS22, TSW22, TH35/2, TH36, TSS6, TSS7.

Биметаллические конденсатоотводчики   

Принцип действия биметаллического конденсатоотводчика основан на разности температур пара и конденсата.  

Рабочим элементом биметаллического конденсатоотводчика является шток клапана с закрепленными на нем биметаллическими пластинами. Данный узел состоит из отдельно скрепленных пар пластин с разным коэффициентом расширения. Пластины подобраны таким образом, что в холодном состоянии пластины представляют собой плоский диск. При нагреве, пластины расширяются неравномерно, что приводит к их выгибанию.

Блок биметаллических пар скомбинирован таким образом, что взаимодействуя друг с другом при нагреве, изгиб пластин перемещает шток на расстояние, необходимое для закрытия выпускного клапана. Таким образом, воздух и конденсат беспрепятственно проходят через клапан, пар, нагревая биметаллические пластины, задерживается в корпусе конденсатоотводчика, до конденсации.

Основные модели биметаллических конденсатоотводчиков поставляются настроенными. В том случае если требуется регулировка, можно использовать тип BM20R с возможностью ручной регулировки, без демонтажа крышки. В модельном ряду представлен биметаллический конденсатоотводчик BM-HC, с возможностью подбора групп биметаллических пластин с учетом индивидуальных параметров системы.

Основные модели биметаллических конденсатоотводчиков:BSS20, BS32, BM20, BM20SS, BM20R, BM24, BM32, BM35, BM45, BM80, BM140, BM-HC.

Воздухоотводчики для пара

Наличие воздуха и неконденсируемых газов в паропроводе приводит к увеличению времени прогрева системы, а также к снижению эффективности и производительности потребителей. В качестве воздухоотводчиков в системах пароснабжения используют термостатические конденсатоотводчики. Рекомендуется устанавливать воздухоотводчики непосредственно перед потребителями пара. Наиболее распространена модель TH13A, с угловой конструкцией.

ВНИМАНИЕ! Данные модели не предназначены для отвода воздуха из жидкостных систем!

Воздухоотводчики для жидкости   

Отвод воздуха из жидкостных систем, также необходим. Воздух препятствует нормально работе насосов, приводит к преждевременной коррозии трубопроводом. В отличие от паровых систем для жидкостей используется механическая поплавковая конструкция воздухоотводчиков. Набольшее распространение получила модель AE16SS Ру16  1/2" или 3/4", конструкция которой выполнена полностью из нержавеющей стали.

ВНИМАНИЕ! Воздухоотводчики AE16 не предназначены для отвода воздуха из паропроводов!

Прерыватели вакуума 

При прекращении подачи пара в трубопроводе образуется вакуум.  

Воздействие вакуума может привести к повреждению дорогостоящего теплообменного оборудования. Кроме того, возможен выход из строя уплотнений трубопроводной арматуры, так как их конструкция предназначена прежде всего для удержание рабочей среды в трубопроводе, в то время как вакуум, приводит к воздействию на уплотнения извне, при котором они могут разрушиться, вследствие чего возможна потеря герметичности паропровода. 

Установку прерывателя вакуума, как и воздухоотводчика, рекомендуется осуществлять непосредственно перед теплообменным оборудованием. Как правило, их установку осуществляют на общем отводе, используя при этом один общий отсечной вентиль.    

Сепараторы

Даже в том случае, если конденсатоотводчики установлены в необходимом количестве, с соблюдением рекомендаций по организации карманов и правильно обвязаны, они в состоянии отвести только выделившийся конденсат.    

В системах с протяженными паропроводами и особенно в тех случаях, когда пар поставляется котельной принадлежащей сторонней организации, могут возникать ситуации, когда пар поступает к потребителю влажным и использования конденсатоотводчиков в этом случае не поможет увеличить теплосодержание пара. Решением проблемы при этом может явиться установка сепаратора пара. 

Циклонная конструкция пара способствует выделению и отделению влаги, тем самым улавливая не только выделившийся конденсат, но и пароводяную взвесь. При этом происходит осушение пара. Рекомендуется устанавливать сепараторы непосредственно перед потребителями и/или перед редукционными узлами.   

Редукционный узел 

Помимо редукционного клапана (регулятора давления после себя) редукционный узел как правило требует установки предохранительного клапана, функцией которого является предотвращение роста давления при неправильной настройке или выходе из строя редукционного клапана.    

Также узел включает отсечную трубопроводную арматуру , фильтр и при необходимости сепаратор пара с конденсатоотводчиком и обвязкой. В том случае, если сепаратор пара не используется, перед редукционным клапаном рекомендуется установка узла отвода конденсата.   

Редукционные клапаны

Редукционные клапаны наряду с перепускными (регуляторы давления до себя), относятся к регуляторам давления. В номенклатуре поставляемой компанией Астима представлены редукционные клапаны различных конструкций: пружинные, мембранные, а также пилотные клапаны. Стандартные модели поставляются с уплотнением по седлу металл по металлу. Однако в случае использования клапанов в системах с прерывистым циклом работы возможна поставка клапанов с герметичными седлами. Мягкие уплотнения позволяют обеспечить герметичность и тем самым избежать роста давления за клапаном. Подробнее о преимуществах редукционных клапанов с мягкими седлами вы можете познакомиться в статье "Редукционные клапаны в паровых системах" на нашем сайте в разделе: Техническая информация / Статьи.

Конденсатные насосы и установки сбора и возврата конденсата   

Установки сбора и возврата конденсата ADCAMAT POPK-S и PPOK-S производства португальской компании Valsteam ADCA Engineering широко используются многими предприятиями.    

Конструкция применяемых в установках насосов POP-S и PPO-14 не использует электродвигатели и не нуждается в подводе электроэнергии. Вся работа осуществляется автоматически. Управляющей средой является пар из паровой магистрали или сжатый воздух. Благодаря своей автономности широко используется в нефтедобывающей отрасли.

Преимущества по сравнению с системами возврата конденсата на базе электрических насосов:

• нет проблем с кавитацией!!!
• практически нет ограничений по температуре конденсата!!!
• нет необходимости в сервисном обслуживании!!!
• может устанавливаться в местах удаленных от линий электропередач (поэтому широко применяется в нефтедобывающей промышленности)
• простота в монтаже: подключение вход/выход конденсата и вход пара (1/2")
• можно перекачивать жидкости из систем находящихся под вакуумом
• возможна перекачка агрессивных сред (версия с корпусом из нержавеющей стали ADCAMAT POP-SS, PPO-14SS)
• возможность использовать для увеличения производительности установки 2-х или 3-х параллельно подключенных насосов (удешевление за счет использования общего ресивера и рамы)