Часть 1. Проблемы, возникающие из-за образования конденсата

Начало публикации:

Конденсатоотводчики - энергосберегающие технологии. Введение

Конденсат в паровых системах образуется вследствие теплопотерь и за счёт передачи тепла от пара к нагреваемым поверхностям. После конденсации пара необходимо выводить конденсат из системы, поскольку теплота, находящаяся в определённом количестве конденсата, гораздо меньше теплоты, находящейся в таком же количестве пара, в результате чего значительно снижается эффективность теплосистемы. Однако это ещё далеко не все и не самые серьёзные проблемы, которые могут возникать при отсутствии нормальной конденсатоотводящей системы в трубопроводной системе. Рассмотрим их более подробно.

Гидроудары и термические удары

Гидроудар или гидравлический удар в тепловой системе — это скачок давления в паропроводе, который вызывается резким изменением скорости конденсата, образующегося в нижней части паропровода. Основная опасность гидроударов заключается в том, что они могут спровоцировать появление трещин в трубах паропровода, а также, что ещё хуже, гидроудары повреждают и вовсе выводят из строя дорогостоящую арматуру, установленную в системе. Основной причиной возникновения гидроударов является наличие в системе большого количества невыведенного конденсата. Далее происходит следующее: проходящий по паропроводу пар начинает гнать этот конденсат, собирая, по ходу движения, всё большее количество конденсата в трубе. В результате движущийся по трубе с высочайшей скоростью заряд конденсата (скорость может достигать 150 км/ч и выше) налетает на препятствия, в качестве которых как раз и выступают различные элементы трубопроводной арматуры — например, клапаны, фитинги, заглушки и т.д.

При этом возможны абсолютно любые деформации арматуры вплоть до полного выхода из строя. Ну и кроме непосредственно ударной волны возможно и такое явление, как эрозия трубопроводной арматуры, когда движущийся с высокой скоростью поток конденсата вымывает кусочки металла из тех же фитингов. Что же касается ударов термических, то они представляют собой разновидность гидравлического удара и возникают тогда, когда пар начинает контактировать с охлаждённым конденсатом (в данном случае температура конденсата должна быть ниже). В результате объём пара существенно уменьшается и возникает ударная волна, которая распространяется по всей системе. Разумеется, это также приводит к значительным повреждениям арматуры.

Другие проблемы

Кроме этого существует и проблема недостаточной эффективности работы теплопроводов с большим количеством накапливающегося конденсата. Дело в том, что конденсат занимает в системах немалый объём, и, ввиду недостаточного количества теплоты, содержащегося в нём, существенно понижает теплоэффективность системы, а при заполнении этого пространства паром теплоотдача будет значительно увеличена. Таким образом, понятно, что для того, чтобы избежать негативных последствий в виде различных типов гидроударов и низкой теплопроизводительности системы, необходимо обеспечить своевременный отвод конденсата из системы. Однако это ещё не все проблемы, которые подстерегают оборудование теплопроводов. Так, вывод конденсата может быть затруднён из-за содержащихся в воде солей, которые в результате химических реакций, происходящих в теплопроводной системе, выделяют двуокись углерода (CO₂). Движущийся по трубопроводу с большой скоростью пар прижимает газы к стенкам трубы, в результате чего также существенно снижается теплоэффективность, поскольку CO₂ блокирует передачу тепла. Поэтому необходимо вместе с конденсатом выводить и углекислый газ.

Но этим негативное влияние двуокиси углерода не исчерпывается. Дело в том, что CO₂ может растворяться в конденсате, температура которого ниже температуры пара, в результате чего и образуется H₂CO₃, то есть угольная кислота. А как известно, это вещество представляет серьёзную опасность для металлической арматуры, поскольку оно достаточно агрессивно и вызывает коррозию, причём весьма серьёзную, в результате чего трубы и/или трубопроводная арматура могут быть проедены насквозь. Ну и, конечно, необходимо обеспечить и вывод воздуха из теплосистемы. Воздух оказывает негативное влияние на эффективность теплопередачи. Когда пар конденсируется, в трубах образуется воздушный свой, препятствующий движению теплоты, в результате происходит значительное ухудшение теплопроводности — в отдельных случаях до 50% и даже более, если содержание воздуха в системе составляет всего лишь 0,5%.

Решения по отводу конденсата из теплопровода

Таким образом, мы выяснили, что для наиболее эффективной работы теплопроводной системы и обеспечения её безопасности необходимо выводить конденсат, углекислый газ и воздух в максимальных количествах и с максимальной скоростью. Также необходима сепарация пара, то есть разделение пара и конденсата. Но как это сделать наиболее эффективно? Для начала рассмотрим инженерные решения, применяемые для отвода конденсата. В любой паропроводной системе устанавливаются через определённые интервалы так называемые колена-отстойники, в которые конденсат, образующийся из пара, стекает самотёком. Правильно установленное колено-отстойник будет сохранять конденсат до того момента, как сработает конденсатоотводчик. Также в системах, где требуется получение сухого пара, или при обработке вторичного пара используются и сепараторы, которые отделяют конденсат от пара. Конденсатоотводчик же представляет собой вид трубопроводной арматуры, предназначенный для непосредственного отвода конденсата, а также выпуска воздуха и других газов из системы парораспределения. При этом конденсатоотводчики совершенно не пропускают пар, способствуя, тем самым, максимальному энергосбережению.

Продолжение с статьях:

Часть 2. О типах конденсатоотводчиков

Часть 3. О важности правильного выбора конденсатоотводчика

Заключение. Результаты применения конденсатоотводчиков

Ждем Ваших комментариев. По вопросам приобретения оборудования можно связаться с нами по телефону кампании 8 (495) 268-0-242 или отправив запрос за эл. почту info@nomitech.ru