Каталог трубопроводной арматуры АРМАТЭК

Конденсатоотводчики, воздухоотводчики, маслоотделители

Разделительная (фазоразделительная) арматура используется для разделения рабочих сред с различной плотностью или сред, находящихся в разных фазовых состояниях.

Ее применяют не только в системах парового и водяного отопления, но и в целом ряде технологических процессов в различных отраслях промышленности, прежде всего, из числа тех, для которых важно строгое соответствие требованиям энергосбережения и экологии. В частности, в химической и пищевой отраслях, использующих химические реакторы, варочные котлы, стерилизаторы, ферментаторы.

Разделительная трубопроводная арматура представлена конденсатоотводчиками (их можно считать основным видом фазоразделительной арматуры), воздухоотводчиками (вантузами или, как иногда их называют, воздухоотделителями) и, с некоторой долей условности, — маслоотделителями. О доле условности можно говорить, поскольку в «ГОСТ 24856-2014. Арматура трубопроводная. Термины и определения» о маслоотделителях не сказано ни слова. Определение им дано в другом нормативном документе — «ГОСТ Р 51109-97. Промышленная чистота. Термины и определения», введенном в действие с 1 января 1999 года. Согласно нему маслоотделитель — это устройство, «служащее для отделения капель масла, содержащихся в газовой среде».

Ни маслоотделители, ни «классические» представители трубопроводной арматуры — разновидности разделительной арматуры — конденсатоотводчики и воздухоотводчики, не являются отдельным типом арматуры по конструкции затвора, подобно клапанам, задвижкам, кранам и дисковым затворам. Это сборочные единицы, во многих случаях включающие один из перечисленных типов. Например, конструкция конденсатоотводчиков периодического действия обычно содержит клапан.

Конденсатоотводчик: на службе энергоэффективности

Конденсатоотводчиком называется трубопроводная арматура, предназначенная для эвакуации из обслуживаемого объекта конденсата и не пропускающая водяной пар, или пропускающая его в ограниченном объеме, до тех пор, пока он полностью не сконденсируется. Обслуживаемыми объектами могут быть трубопроводные системы, агрегаты, аппараты, иное промышленное оборудование.

Установка конденсатоотводчика — лучший способ избавиться от ненужного конденсата. Ненужного — не только потому, что он не принимает участия в технологическом цикле, но и оказывает отрицательное действие на оборудование, способствует снижению экономических показателей систем, использующих технологический пар. Наличие конденсата способно привести к ухудшению качества пара, снижению тепловой мощности и уменьшению производительности технологического оборудования, гидроударам, усилению коррозионных процессов. Использование конденсатоотводчиков означает сокращение расхода пара, увеличивает эффективность работы использующих его систем.

Мощный импульс совершенствованию конструкций конденсатоотводчиков и развитию конденсатного хозяйства в целом дали 70-е годы прошлого, XX столетия. Разразившийся тогда нефтяной кризис, выразившейся в многократном увеличении цен на нефть, заставил срочно принимать все возможные и невозможные меры для экономии энергоресурсов. Именно из этого времени родом многие энергосберегающие технологии, с успехом используемые и сегодня, — теплоэффективные стеновые материалы с высоким сопротивлением теплопередаче, совершенная теплоизоляция, стеклопакеты, оборудование для рекуперации тепла и т. д. Несмотря на то, что сегодня цены на энергоносители приостановили свой стремительный спурт, да и паровое отопление часто уступает место водяному, производство конденсатоотводчиков остается важным направлением арматуростроения.

Конденсатоотводчик: принцип работы

Принцип действия конденсатоотводчика основан на использовании разности параметров пара и конденсата.

Работа конденсатоотводчика по отводу конденсата может быть непрерывной или периодической — по мере наступления требуемых условий. Поэтому можно говорить о двух принципиально разных подходах к конструкции этого вида трубопроводной арматуры — конденсатоотводчиках непрерывного действия и конденсатоотводчиках периодического действия. Первые — бесклапанные, в конструкции вторых это техническое устройство присутствует.

Конденсатоотводчики непрерывного действия не обладают абсолютной герметичностью. Их гидравлическое сопротивление и пропускная способность меняются в зависимости от паросодержания рабочей среды.

Конденсатоотводчику периодического действия свойственна куда большая определенность. Применительно к нему можно говорить о двух принципиально различных состояниях — «открыто» и «закрыто». «Открыто» — когда системе необходимо избавиться от конденсата, и она выпускает его во внешнюю среду. «Закрыто» — когда сухой пар бережно без потерь доставляется к отопительным приборам.

Наличие в составе конденсатоотводчиков периодического действия клапана, обеспечивающего реализацию этого принципа, позволяет рассматривать их как регуляторы двухпозиционного действия. Области применения конденсатоотводчиков определяются решаемыми задачами. Для управления движением сухого пара с высокими энергетическими параметрами используют конденсатоотводчики периодического действия. Если речь идет о более влажном паре, поступающем на отопительные приборы, оправданно применение бесклапанных конденсатоотводчиков.

Типы конденсатоотводчиков. Устройство конденсатоотводчика

Положенная в основу работы всех без исключения видов конденсатоотводчиков разность параметров пара и конденсата может иметь различные проявления: разность температуры, разность плотности, разность скорости поступления в конденсатоотводчик. Выделяют следующие типы конденсатоотводчиков:

  • поплавковые (они же механические);
  • термостатические;
  • термодинамические.

В поплавковых конденсатоотводчиках запорный орган управляется поплавком, реагирующим на разницу плотности пара и конденсата.

В термостатических конденсатоотводчиках запорным органом управляет термостат, меняющий свои размеры и форму в зависимости от разницы значений температур пара и конденсата.

В термодинамических конденсатоотводчиках отвод конденсата становится возможным благодаря использованию аэродинамического эффекта, возникающего в процессе прохождения рабочей среды через затвор.

Главный параметр любого конденсатоотводчика, влияющий на его выбор, — пропускная способность с учетом залповых пусковых нагрузок. Важное значение имеют монтажные свойства: конструкция корпуса, особенности присоединения к трубопроводу, возможность очистки.

Монтаж конденсатоотводчика предполагает разные типы присоединения: конденсатоотводчик поплавковый фланцевый, конденсатоотводчик муфтовый, под приварку, штуцерное соединение и т. д.

Конденсатоотводчик поплавковый

Конструкция поплавкового конденсатоотводчика включает поплавок, который в зависимости от наличия конденсата приводит в действие — закрывает или открывает — запирающий элемент.

Возможны различные исполнения поплавковых конденсатоотводчиков, принципиально отличающиеся друг от друга конструкцией поплавка. Он может быть закрытым, например, герметически закрытый сферический (шаровой) поплавок. Или открытым — прямым либо опрокинутым (перевернутым).

Если образующийся при охлаждении пара конденсат отсутствует, закрытый поплавок опускается, перекрывая клапан. При поступлении достаточного количества конденсата, поплавок начинает подниматься, открывая клапан и обеспечивая выпуск жидкости. По мере ухода конденсата из системы, он опускается снова, пока не закроет клапан полностью.

Поплавковый автоматический конденсатоотводчик может быть снаряжен встроенным фильтром, а его поплавок — термоклапаном.

Поплавковые конденсатоотводчики оптимальны для удаления охлажденного конденсата, но они не применяются при низких температурах внешней среды.

Конденсатоотводчик термостатический

Термостатический конденсатоотводчик «запускается» в работу от разницы температур газообразной и жидкой фаз.

Термостатические конденсатоотвоодчики можно разделить на две большие группы — капсульные и биметаллические. В первых роль термостата исполняет закрепленная в корпусе наполненная жидкостью герметичная капсула, во вторых запирающий элемент управляется изгибающейся при нагреве биметаллической пластиной.

Если термостатом является заполненный жидкостью сильфон, используют название «сильфонный кондесатоотводчик».

Применение термостатических конденсатоотводчиков с биметаллическим чувствительным элементом оптимально в случае низких температур окружающей среды, они не боятся ударных нагрузок, устойчивы к действию коррозии, стойко переносят жесткие условия эксплуатации.

Термостатические конденсатоотводчики меньше аналогичных поплавковых по габаритным размерам и массе. Их легко обслуживать, они надежны, не боятся вибраций, поэтому могут функционировать на транспортных средствах.

Конденсатоотводчик термодинамический

Работа термодинамического кондесатоотводчика основана на использовании аэродинамического эффекта, возникающего при прохождении рабочей среды через затвор за счет различия термодинамических свойств конденсата и водяного пара. Термодинамические конденсатоотводчики отличает исключительно прочная конструкция, надежность, они обладают высокой для своих размеров производительностью.

Примерами термодинамических конденсатоотводчиков непрерывного действия являются лабиринтные и сопловые конденсатоотводчики.

Общее в их работе — создание большого гидравлического сопротивления для пара, чтобы не дать ему возможность покинуть систему, и существенно меньшего для конденсата, чтобы он из системы ушел.

Внутри корпуса лабиринтного конденсатоотводчика имеется разделенная перегородками система сообщающихся отсеков, через которую конденсат проходит без труда, а пар в ней задерживается. В сопловых конденсатоотводчиках торможение движению пара создает конструкция в виде ступенчатого сопла.

Конденсатоотводчик непрерывного типа может быть выполнен в виде подпорной шайбы, с отверстиями для выхода конденсата. «Физическое» обоснование такой конструкции — конденсат минует малые отверстия достаточно легко, а пар проходит через них гораздо хуже.

Воздухоотводчик

Так называют техническое устройство, относящееся к фазоразделительной трубопроводной арматуре, и предназначенное для сброса и удаления воздуха, скапливающегося в трубопроводах.

Воздух и другие газы могут оказаться в теплоносителе в силу разных причин. Попасть в систему при ее первичном заполнении из-за ошибок проекта или монтажа, при подпитке, частичном осушении, наконец, выделиться из теплоносителя. Растворимость воздуха в воде снижается в силу разных причин: рост температуры, уменьшение давления, замедление скорости течения.

Помимо воздуха в теплоносителе могут присутствовать и другие газы, например, водород, выделяемый алюминиевыми радиаторами.

Воздух и газы в системе отопления — явление вовсе не безобидное.

Воздушные пробки, нарушая нормальную циркуляцию теплоносителя, мешают правильному функционированию системы, способствуют коррозии, являются причиной дискомфортных шумов, снижают тепловую отдачу приборов отопления, способны нанести вред котлам, бойлерам, насосам.

Воздухоотводчики могут быть ручными и автоматическими. Широко известен кран Маевского, используемый в системах водяного отопления для ручного выпуска скопившегося в отопительных приборах воздуха. Автоматический воздухоотводчик осуществляет выпуск воздуха и газов по мере необходимости для обеспечения эффективной работы трубопроводных систем.

Устройство автоматического воздухоотводчика во многом аналогично устройству механического поплавкового конденсатоотводчика. Открытием-закрытием клапана, выпускающего избыточный воздух, управляет поплавок. Если воздух начинает вытеснять теплоноситель, поплавок опускается, клапан приоткрывается и лишний воздух уходит из системы.

Маслоотделитель

Маслоотделители служат для отделения масла, находящегося в потоке жидкости или газа. Каждому автомобилисту и любителю водно-моторного спорта известно, что такое маслоотделитель картерных газов. Маслоотделители — обязательный элемент установок, используемых для сжатия и перемещения газов. Они применяются в пневматических системах, наряду с фильтрами обеспечивая необходимое качество сжатого и разреженного воздуха. Маслоотделители устанавливают на всасывающих патрубках воздушных компрессоров, используют для очистки выхлопных газов насосов и в холодильном оборудовании. Смонтированные на нагнетательном трубопроводе между компрессором и конденсатором холодильной установки, они оберегают конденсатор от попадания в него масла, «вытягиваемого» из компрессора парами холодильного агента.

Особенно широкое распространение получили маслоотделители циклонного типа, действие которых основано на использовании различий в величинах центробежных сил, действующих на капли масла и окружающий их газ. Добиться почти идеального отделения масла из потока рабочей среды позволяют такие опции современных конструкций маслоотделителей, как металлокерамические гильзы, водяное охлаждение, промывка выходящих из компрессорного агрегата паров в жидком аммиаке.

Фазоразделительные устройства — качественно новый шаг в развитии трубопроводной арматуры, еще одно доказательство ее уникальных возможностей при решении самого широкого круга задач. В данном конкретном случае — особенно актуальных на современном этапе задач, связанных с обеспечением экологичности, энергоэффективности и безопасности в самых разных направлениях современных технологий.