Механические конденсатоотводчики работают за счёт разницы плотностей пара и конденсата. Они непрерывно пропускают большие объёмы конденсата и подходят для широкого спектра технологических процессов. К ним относятся поплавковые конденсатоотводчики и конденсатоотводчики с перевёрнутым поплавком.

Конденсатоотводчики с шаровым поплавком (механические конденсатоотводчики)

Поплавковые конденсатоотводчики работают по принципу измерения разницы плотностей пара и конденсата. В случае конденсатоотводчика, показанного на рисунке справа (поплавковый конденсатоотводчик с воздушным клапаном), конденсат, попадая в конденсатоотводчик, вызывает подъем поплавка, отрывая клапан от седла и вызывая сдувание.

В современных конденсатоотводчиках используются регулирующие клапаны, как показано на фотографии справа (поплавковые конденсатоотводчики с регулирующими клапанами). Это позволяет пропускать начальный воздух, одновременно отводя конденсат.

В автоматическом воздухоотводчике используется узел сбалансированного давления, аналогичный конденсатоотводчику регулятора, расположенный в паровой зоне над уровнем конденсата.

При выпуске первоначального воздуха он остается закрытым до тех пор, пока воздух или другие неконденсирующиеся газы не накопится в процессе обычной работы и не откроются за счет снижения температуры пароводяной смеси.

Регулятор вентиляции обеспечивает дополнительное преимущество: значительно повышается способность конденсации при холодном пуске.

Раньше при гидроударе в системе клапан регулятора был достаточно слабым. При сильном гидроударе даже шарик мог сломаться. Однако в современных поплавковых конденсатоотводчиках клапан может представлять собой компактную, очень прочную капсулу из нержавеющей стали, а современные методы сварки, используемые при изготовлении шарика, делают весь поплавок очень прочным и надёжным в условиях гидроудара.

В некоторых отношениях поплавковый термостатический конденсатоотводчик наиболее близок к идеальному конденсатоотводчику. Независимо от того, как меняется давление пара, он будет сброшен как можно скорее после образования конденсата.

Преимущества поплавковых термостатических конденсатоотводчиков

Конденсатоотводчик непрерывно отводит конденсат при температуре пара. Это делает его оптимальным выбором для применений с высокой интенсивностью теплопередачи на нагреваемой поверхности.

Он одинаково хорошо справляется с большими и малыми объемами конденсата и нечувствителен к резким и неожиданным колебаниям давления или расхода.

Если установлен автоматический воздухоотводчик, ловушка может свободно выпускать воздух.

Для его размера это невероятная возможность.

Версия с клапаном сброса парового затвора — единственный вариант конденсатоотводчика, который полностью подходит для любого парового затвора, устойчивого к гидравлическим ударам.

Недостатки поплавковых термостатических конденсатоотводчиков

Хотя поплавковые ловушки и не так уязвимы, как ловушки с перевернутым поплавком, они могут быть повреждены резкими фазовыми переходами, и если они устанавливаются на открытом месте, основной корпус должен быть изолирующим и/или дополняться небольшим вторичным регулирующим сливным ловушкой.

Как и все механические конденсатоотводчики, для работы в диапазоне переменного давления требуется совершенно другая внутренняя конструкция. Конденсаторы, рассчитанные на работу при более высоких перепадах давления, имеют меньшие отверстия для компенсации плавучести поплавка. Если перепад давления в конденсатоотводчике превышает ожидаемый, он закроется и не будет пропускать конденсат.

Конденсатоотводчики с перевернутым поплавком (механические конденсатоотводчики)

(i) Ствол провисает, сдёргивая клапан с седла. Конденсат стекает под дно ведра, заполняет его и сливается через выпускное отверстие.

(ii) Поступление пара заставляет бочку всплывать, после чего она поднимается и закрывает выходное отверстие.

(iii) Конденсатоотводчик остаётся закрытым до тех пор, пока пар в ковше не конденсируется или не выходит через вентиляционное отверстие в верхнюю часть корпуса. Затем он опускается, снимая большую часть клапана с седла. Накопившийся конденсат сливается, и цикл продолжается.

В пункте (ii) воздух, попадающий в конденсатоотводчик при запуске, обеспечивает плавучесть ковша и закрывает клапан. Вентиляционное отверстие ковша важно для выхода воздуха в верхнюю часть конденсатоотводчика для последующего сброса через большинство седел клапанов. Из-за небольших отверстий и небольшой разницы давления конденсатоотводчики относительно медленно выпускают воздух. В то же время, для того чтобы конденсатоотводчик работал после удаления воздуха, он должен пройти через определённое количество пара (и, следовательно, потерять его). Параллельные вентиляционные отверстия, установленные снаружи конденсатоотводчика, сокращают время запуска.

ПреимуществаКонденсатоотводчики с перевернутым поплавком

Конденсатоотводчик с перевернутым поплавком был создан для того, чтобы выдерживать высокое давление.

Похож на плавающую термостатическую паровую приманку, он очень устойчив к гидроударам.

Его можно использовать на линии перегретого пара, добавив в канавку обратный клапан.

Режим отказа иногда является открытым, поэтому он безопаснее для приложений, требующих этой функции, например, для дренажа турбины.

Недостатки конденсатоотводчиков с перевернутым поплавком

Из-за небольшого размера отверстия в верхней части ковша этот конденсатоотводчик будет выпускать воздух очень медленно. Отверстие невозможно увеличить, так как при нормальной работе пар будет проходить через него слишком быстро.

В корпусе конденсатоотводчика должно быть достаточно воды, чтобы обеспечить герметичность по краю поплавка. Если гидрозатвор конденсатоотводчика выходит через выпускной клапан, пар теряет герметичность. Это часто происходит при резком падении давления пара, в результате чего часть конденсата в корпусе конденсатоотводчика «вскипает» и превращается в пар. Корпус конденсатоотводчика теряет плавучесть и опускается, позволяя свежему пару проходить через дренажные отверстия. Только после того, как в конденсатоотводчике накопится достаточное количество конденсата, он снова будет герметично заперт, предотвращая потери пара.

Если конденсатоотводчик с перевёрнутым поплавком используется в условиях, где ожидаются колебания давления в установке, перед конденсатоотводчиком на входном трубопроводе следует установить обратный клапан. Пар и вода могут свободно проходить в указанном направлении, в то время как обратный поток невозможен, поскольку обратный клапан прижат к своему седлу.

Высокая температура перегретого пара может привести к потере герметичности конденсатоотводчика с перевёрнутым поплавком. В таких случаях необходимо предусмотреть обратный клапан перед конденсатоотводчиком. Очень немногие конденсатоотводчики с перевёрнутым поплавком производятся со встроенным обратным клапаном в стандартной комплектации.

Если конденсатоотводчик с перевёрнутым ведрами оставить открытым при температуре, близкой к нулю, он может быть повреждён из-за фазового перехода. Как и в случае с различными типами механических конденсатоотводчиков, правильная изоляция позволит устранить этот недостаток, если условия не слишком суровые. Если ожидаемые условия окружающей среды значительно ниже нуля, следует тщательно рассмотреть множество мощных конденсатоотводчиков, подходящих для этой цели. В случае с основным водостоком динамический конденсатоотводчик типа «термос» будет оптимальным выбором.

Как и у поплавкового конденсатоотводчика, отверстие конденсатоотводчика с перевёрнутым поплавком рассчитано на максимальный перепад давления. Если перепад давления в конденсатоотводчике превышает ожидаемый, он закрывается и не пропускает конденсат. Доступны различные размеры отверстий для широкого диапазона давлений.