Відведення конденсату з випарних апаратів

Гріюча пара підводиться у парову камеру через один або два патрубки у верхній її частині по можливості рівномірно по об’єму парового простору без прямого удару у гріючі труби. Відведення конденсату з гріючої камери повинно конструктивно бути простим і забезпечувати мінімальне затоплення трубок (рис. 3.8).

 

а	б
в	г	д
Рис. 3.8. Конструктивне оформлення вузла для відведення конденсату з гріючої камери:   а) патрубок з карманом; б) гнутий патрубок; в) свердління у трубній решітці; г) патрубок, приварений до трубної решітки; д) відведення конденсату з підвісної гріючої камери.

 

Для видалення з випарного апарату конденсату без пропуску пари використовують спеціальні пристрої, які називаються конденсатовідвідниками.

За принципом дії конденсатовідвідники поділяються на три групи:

1. Конденсатовідвідники з гідравлічним затвором і гідравлічним опором.

2. Конденсатовідвідники з механічним затвором.

3. Термостатичні (сильфонні) конденсатовідвідники.

Конденсатовідвідники призначені для запобігання прориву пари з апарату і рівномірного відведення конденсату. Існує багато різнотипних конструкцій конденсатовідвідників.

Конструкції гідравлічних затворів представлені на рис. 3.9 а,б. Принцип роботи зрозумілий з креслення. Тут h – стовп конденсату, який являє собою затвор, р₁ і р₂ – тиск до і після гідравлічного затвору, причому р₁ > р₂. Недоліком гідравлічного затвору є те, що при значній різниці тисків потрібна велика висота стовпа, тому вони використовуються лише для невисоких тисків.Для більшої компактності конструкції використовують батарейні затвори (рис. 3.9 в).

Прикладом конденсатовідвідника з гідравлічним опором є гідравлічна колонка ЦІНС (рис. 3.9 г). Конденсат через водоструминний ежектор 2 поступає у внутрішню трубу 1. В ежекторі підвищується швидкісний натиск, який використовується для підсосу холоднішого конденсату, що знаходиться в кільцевому просторі між корпусом 4 і внутрішньою трубою 1. Таким чином одержують циркуляційний контур. З внутрішньої труби конденсат поступає в сепаратора-розширювач 3 і виходить в кільцевий зазор колонки. Прорив пари стримується висотою стовпа рідини (гідравлічним затвором). Пари самовипаровування виходять через верхній патрубок колонки. Розрахунковою величиною є висота стовпа рідини Н. Вихід конденсату повинен розташовуватись нижче за конденсатний штуцер апарату.

Прикладом конденсатовідвідника з механічним затвором є водовідвідник з закритим поплавцем для підвищеного тиску показаний на рис. 3.9 д. Він являє собою водовідвідник безперервної дії. Робота водовідвідника зрозуміла з рисунку.

Водовідвідник з важільною передачею зображений на рис. 3.9 е. При подачі конденсату поплавець 2 спливає і через важелі 3 прикривається вихідний переріз клапана 4. У разі зменшення рівню конденсату поплавець опускається, при цьому збільшується переріз клапану 4. Продування конденсатовідвідника проводиться за допомогою рукоятки 5. Повітря видаляється через верхній вентиль.

Конденсатовідвідник з відкритим поплавцем з простим клапаном (рис. 3.9 є) найбільш поширений для теплообмінників промислових підприємств. У корпусі цього конденсатовідвідника знаходиться поплавець, який являє собою циліндричний стакан, у днищі якого укріплений шпиндель з направляючими ребрами; шпиндель закінчується конусом і виконує роль клапану. Конус притертий до сідла вихлопної шайби, встановленої над шпинделем; прохідний переріз шайби можна змінювати у залежності від потрібної продуктивності конденсатовідвідника; легко може бути замінена й сама шайба.

У верхній частині корпусу укріплена направляюча трубка, яка забезпечує правильний рух поплавця і точну посадку клапану в сідлі для запобігання прориву пари з корпусу в конденсатопровід і яка виконує роль гідравлічного затвору.

За шайбою у кришці конденсатовідвідника встановлений зворотний клапан, який запобігає проникненню конденсату з сусідній пароприймачів у корпус горщика і з нього у непрацюючий теплообмінний апарат, у якому після його зупинки утворюється вакуум. У кришці конденсатовідвідника є також продувний вентиль, який надає можливість швидко удаляти велику кількість конденсату в момент розігрівання і пуску пароприймача; після розігрівання пароприймача вентиль закривається і конденсатовідвідник включається у нормальну роботу.

Конденсатовідвідник працює таким чином. При заповненні корпусу конденсатом майже пустий поплавець спливає, закриває клапаном прохідний отвір вихлопної шайби і роз'єднує конденсатовідвідник з конденсатопроводом. Конденсат, що поступає, заповнює проміжок між поплавцем і стінкою конденсатовідвідника і потім починає переливатися у поплавець. В момент, коли у поплавці набирається така кількість конденсату, що маса поплавця стає більшою за масу витісненої води, він опускається на дно корпусу, клапан відкриває прохідний отвір шайби і конденсат з поплавця внаслідок різниці тисків до і після конденсатовідвідника видаляється у конденсатопровід. При цьому з поплавця видаляється значно більша кількість конденсату, ніж поступає за той самий час, внаслідок чого він спливає і знову закриває клапаном отвір шайби; починається наступний цикл його роботи.

Конденсатовідвідник з закритим поплавцем (рис. 3.9 ж) працює так. Коли він заповниться на 2/3 свого об’єму, поплавець 1 спливає і за допомогою важеля 2 відкривається клапан 4, випускаючи конденсат у конденсатопровід. Наявність певного об’єму конденсату в горщику виключає можливість потрапляння пари у конденсатопровід.

Прикладом конденсатовідвідника з механічним затвором є конденсатовідвідник Ігнатьева (рис. 3.9 з) з лабіринтовими кільцевими виступами на трубці 3. Кільцеві виступи мають отвори, що з’єднують внутрішній простір конденсатовідвідника з внутрішнім проходом трубки 3. За відсутності конденсату поплавець опущений, отвори у виступах закриті. Поступаючий конденсат піднімає поплавець, що відкриває доступ конденсату до отворів, через отвори конденсат поступає усередину труби і через випускний патрубок виходить з конденсатовідвідника.

До термостатичних конденсатовідвідників, робота яких базується на деякому переохолодженні конденсату, відноситься сильфонний конденсатовідвідник періодичної дії (рис. 3.9 и). Герметична сильфонна гармоніка 1 заповнена легкокиплячою рідиною. Якщо конденсатовідвідник заповнений парою, то рідина усередині сильфону частково випаровується; внаслідок збільшення внутрішнього тиску сильфон намагається розтягнутися і клапан 2 закриває випускний отвір 3. Конденсатовідвідник поступово заповнюється конденсатом, який унаслідок втрати тепла через стінки приладу охолоджується нижче температури пари, що поступає у конденсатовідвідник. При цьому сильфон стискається і клапан підіймається і відчиняє отвір для випуску конденсату.

 

а	б	в
д
г	е
є	ж
з	и
Рис. 3.9. Конденсатовідвідники:   а) гідравлічний затвор з зануреною трубкою; б) гідравлічний затвор з U – подібною трубкою; в) батарейний гідравлічний затвор; г) гідравлічна колонка ЦІНС: 1 – підйомна труба; 2 – водоструминний ежектор; 3 – розширювач-сепаратор; д) поплавковий конденсатовідвідник з закритим поплавцем для підвищеного тиску: 1 – корпус; 2 – поплавець; 3 - клапан; е) водовідвідник з важільною передачею: 1 – корпус; 2 – поплавець; 3 – важелі; 4 – клапан; є)- поплавковий конденсатовідвідник з важільною передачею: 1 – корпус; 2 – поплавець; 3 – важелі; 4 – випускний клапан; є) – конденсатовідвідник з відкритим поплавцем з простим клапаном: 1 – поплавець; 2 - клапан; 3 – продувний вентиль; 4 – змінний вантаж для зміни маси поплавця; 5 – дренажна пробка; 6 – шайба; 7 – зворотний клапан; 8 – направляюча трубка-гідравлічний затвор; ж) конденсатовідвідник з закритим поплавцем: 1 – поплавець; 2 – важіль; 3 – вантаж; 4 – клапан; 5 – повітряний вентиль; 6 – дренажна пробка; з) лабіринтовий конденсатовідвідник Ігнатьева: 1 – корпус; 2 – поплавець з трубкою; 3 – трубка з лабіринтовими ущільнювачами. и) термостатичний конденсатиовідвідник з сильфоном: 1 – сильфонна гармоніка; 2 – клапан; 3 – випускний отвір.

 

 

Холодильні машини і апарати