1. Функции и принцип работы конденсатоотводчиков

    

   1. Принципы действия конденсатоотводчиков

1. 1. В этом разделе описаны конструкция и принципы действия каждого типа конденсатоотводчиков.

       

      1. Конденсатоотводчик с ковшовым поплавком

          

         

          

         Рисунок 2.1 Конденсатоотводчик с поплавком «перевернутый стакан»

         
         
         

         Рисунок 2.2 Принцип действия конденсатоотводчиков с ковшовым поплавком

          

         1. 1) В начале цикла сброса пара низкотемпературный конденсат и воздух поступают в конденсатоотводчик. В это время поплавок (стакан) находится на дне конденсатоотводчика, а клапан полностью открыт. Конденсат быстро выходит через клапан, а воздух — через воздушный канал.

         2.  

         3. 2) После прогрева паропровода температура сливаемого конденсата постепенно повышается.

         4. 3) После конденсата в конденсатоотводчик поступает пар и заполняет полость в поплавке (стакане). Поплавок (стакан) обретает плавучесть.

         5.  

         6. 4) Поплавок (стакан) начнет подниматься вверх, как только обретет достаточную плавучесть, и клапан закроется.

             

            Конденсат стекает обратно в конденсатоотводчик, пар из поплавка (стакана) выходит через воздушный канал, и конденсат заполняет полость в поплавке (стакане). Поплавок (стакан) теряет плавучесть и тонет. Клапан закроется, а затем снова откроется. Цикл открытия/закрытия клапана повторяется.

      2. Рычажные поплавковые конденсатоотводчики

          

         

         Рисунок 2.3 Поплавковый конденсатоотводчик (система уравновешивающего клапана с двумя каналами)

          

         

          

         Рисунок 2.4 Принцип действия поплавковых конденсатоотводчиков

          

         1. (1) В начале цикла сброса пара воздух быстро выходит через полностью открытый термостатический воздухоотводчик, расположенный в верхней части конденсатоотводчика. Одновременно конденсатоотводчик постепенно заполняется холодным конденсатом, и поплавок всплывает на значительную высоту.

         2.  

         3. (2) Плавучесть передается через рычаг на клапан в нижней части ловушки, который полностью открывается для слива конденсата.

         4. Когда температура конденсата продолжает расти, начальный воздух полностью выпускается. Затем воздухоотводчик закрывается, и горячий конденсат продолжает сливаться только через клапан в дне конденсатоотводчика. После этого в конденсатоотводчик поступают горячий конденсат и пар.

         5.  

         6. (3) При уменьшении количества конденсата поплавок перемещается вверх и вниз в зависимости от количества конденсата, и конденсат непрерывно сливается путем регулировки степени открытия клапана.

      3. Безрычажные поплавковые конденсатоотводчики

          

         

          

         Рисунок 2.5 Безрычажный поплавковый конденсатоотводчик

          

         На рис. 2.5 показан безрычажный поплавковый конденсатоотводчик. Отличие безрычажного поплавкового конденсатоотводчика от рычажного в том, что поплавок одновременно выполняет функцию клапана. Принцип действия идентичен рычажному поплавковому конденсатоотводчику.

      4. Термостатические конденсатоотводчики

          

         1. Конденсатоотводчики с регулировкой температуры

             

            

             

            Рисунок 2.6 Конденсатоотводчики с регулировкой температуры

             

            

             

            Рисунок 2.7 Принцип работы конденсатоотводчиков с регулировкой температуры

             

            1. (1) В начале цикла сброса пара все биметаллические диски распрямлены, а шток клапана удерживается в верхнем положении пружиной. В этом положении клапан полностью открыт, а холодный конденсат и воздух в паропроводе быстро выпускаются.

            2.  

            3. (2) По мере повышения температуры конденсата биметаллический диск начинает изгибаться и заставляет шток клапана двигаться вниз, преодолевая направленное вверх усилие пружины. Клапан постепенно закрывается. При повышении температуры конденсата и приближении к заданной температуре, биметаллический диск изгибается сильнее, клапан приоткрывается.

            4.  

            5. (3) Когда температура конденсата достигает уставки, клапан полностью закрывается.

                

               С этого момента поддерживается рабочее состояние (2) или повторяется цикл (2)–(4).

            6.  

         2. Диафрагменные конденсатоотводчики

             

            

             

            *Мембранный термоэлемент — это название термоэлемента для диафрагменного конденсатоотводчика производства Miyawaki.

             

            Рисунок 2.8 Диафрагменные конденсатоотводчики

             

            

             

            Рис. 2.9 Термочувствительный элемент (Diathermo)

             

            Как показано на рис. 2.9, термочувствительный элемент Diathermo представляет собой металлическую капсулу, заполненную смесью воды и спирта, температура насыщения которой немного ниже, чем у воды. При низких температурах жидкость в капсуле пребывает в жидком состоянии (а), а при высоких температурах испаряется и расширяется, выталкивая нижнюю поверхность, которая представляет собой клапан (б). При низких температурах жидкость конденсируется и возвращается в состояние (а). Клапан открывается и закрывается за счет расширения и сжатия.

            При изменении давления разница температур насыщения воды и жидкости практически не изменяется. Таким образом, независимо от давления, клапан будет постоянно открываться при температуре немного ниже температуры насыщенного пара.

             

            

             

            Рисунок 2.10 Принцип действия диафрагменных конденсатоотводчиков

             

            1. (1) В начале цикла сброса пара клапан полностью открыт, и холодный конденсат с воздухом быстро выпускаются.

            2.  

            3. (2) При повышении температуры конденсата термоэлемент капсулы начинает расширяться, и клапан закрывается.

            4.  

            5. (3) По мере повышения температуры конденсата элемент diathermo расширяется и закрывает клапан.

            6.  

            7. (4) Когда температура конденсата снижается из-за выделения тепла, давление внутри элемента diathermo начинает снижаться. Затем, когда давление станет ниже, чем давление окружающей среды, клапан снова откроется.

          

         В стандартном режиме работы этапы (3) и (4) будут постоянно повторяться.

      5. Термодинамические конденсатоотводчики

          

         

          

         Рисунок 2.11 Термодинамический дисковый конденсатоотводчик

          

         

          

         Рисунок 2.12 Принцип работы термодинамических дисковых конденсатоотводчиков

          

         1. (1) В начале цикла сброса пара давление со стороны первичного контура толкает диск снизу вверх, и холодный конденсат с воздухом быстро выпускаются.

         2.  

         3. (2) В конце концов, после стекания горячего конденсата в ловушку поступает пар.

         4. (3) При прохождении горячего конденсата между диском и седлом диска образуется вторичный пар, который вместе с некоторым количеством конденсата заполняет напорную камеру. В результате давление в камере и давление сверху диска увеличиваются. Кроме того, при прохождении пара на высокой скорости давление под диском падает, что приводит к закрытию клапана.

         5.  

         6. (4) Когда конденсат снова поступает в конденсатоотводчик, паропреобразователь будет оставаться закрытым, пока пар в напорной камере не сконденсируется ввиду излучения тепла, и его давление не упадет. Давление на нижнюю сторону диска превышает давление на верхнюю сторону диска, и клапан открывается.

 

Затем цикл открытия и закрытия клапана повторяется непрерывно.

 

 

Давления во время открытия и закрытия соотносятся следующим образом.

 

 

Первичное давление, давление в напорной камере и вторичное давление термодинамического дискового конденсатоотводчика обозначены P1, P2 и P3, а области на диске, а которые воздействует давление, обозначены A1, A2 и A3.

 

 

Рисунок 2.13 Соотношение давлений при открытии и закрытии

 

 

Как показано на рис. 2.13, первичное и вторичное давления способствуют открывающему усилию, величина которого равна P1хA1 и P3хA3 соответственно. С другой стороны, давление в напорной камере способствует закрывающему усилию, и его величина равна P2хА2.

 

 

Таким образом, клапан будет открываться и закрываться, когда сила, приложенная к диску, действует в соответствии со следующей формулой.

 

 

Открывание клапана: P1хA1＋P3хA3＞P2хA2
Закрывание клапана: P1хA1＋P3хA3＜ P2хA2

 

 

Как описано в объяснении принципа действия, соотношение сил открытия задается в начале цикла сброса пара, когда в напорной камере нет давления или оно упало из-за конденсации пара. Описанная выше зависимость усилий закрытия клапана сохраняется при снижении давления под диском за счет прохождения пара на высокой скорости, а затем, когда давление в напорной камере превышает толкающую силу первичного и вторичного давлений.