Odwadniacze instalacji parowych. Rodzaje odwadniaczy

Odwadniacze instalacji parowych. Rodzaje odwadniaczy

23.09.2024

Gdy dochodzi do problemów w prawidłowej pracy systemu parowego i kondensatu, prawdopodobnie pierwsze podejrzenia padną na odwadniacz. Wynika to z przeszacowania roli odwadniacza w regulacji procesów zachodzących w instalacji, przy jednoczesnym pomijaniu znaczenia konstrukcji oraz odpowiedniego użytkowania całego systemu. Oczywiście brak odwadniacza, jego niewłaściwy dobór lub nieprawidłowe działanie może uniemożliwić poprawne funkcjonowanie całego systemu, jednak na efektywność działania instalacji wpływa wiele różnych czynników.

Źle odpowietrzony i nieprawidłowo odwodniony wymiennik ciepła prowadzi do wydłużenia czasu ogrzewania, co przekłada się na nierównomierne rozprowadzanie ciepła, a w konsekwencji może skutkować koniecznością dłuższego ogrzewania. To z kolei pomnaża koszty eksploatacyjne i może przyczynić się do wzrostu liczby wadliwych produktów. Straty pary spowodowane wadliwym działaniem instalacji zarówno w używanych, jak i nowo zainstalowanych urządzeniach zwiększają nakłady finansowe, a te już w pierwszych miesiącach użytkowania mogą przewyższyć wartość samego odwadniacza. Problem ten dotyczy wszystkich odwadniaczy działających na zasadzie termodynamicznej, takich jak odwadniacze z płytką zamykającą, czy dzwonowym pływakiem, które przyczyniają się do utraty pary. Odpowiednie wykorzystanie ciepła kondensatu za pomocą poprawnie działającego odwadniacza może jednak przynieść zauważalne oszczędności energii cieplnej.

Zastosowanie bardziej uniwersalnego odwadniacza zamiast różnych jego rodzajów znacząco obniża koszty magazynowania, dzięki zmniejszeniu liczby potrzebnych części zamiennych. Dodatkowo takie rozwiązanie pozwala na szybszą realizację zamówień i usprawnia konserwację oraz naprawy, ponieważ personel jest lepiej zaznajomiony z obsługą jednego rodzaju urządzenia.

Wybór odwadniacza - co wziąć pod uwagę?

 

Względy wytrzymałościowe

Wybierając odwadniacz konieczne jest określenie granicznych parametrów ciśnienia i temperatury dla systemu, w którym będzie pracował. Aby zagwarantować zgodność z wymaganymi parametrami, kluczowe jest uwzględnienie takich wskaźników wytrzymałościowych, jak ciśnienie nominalne (PN) oraz materiał, z którego wykonano korpus odwadniacza. Ważne jest, aby nie mylić ciśnienia nominalnego z maksymalnym ciśnieniem roboczym, ponieważ te wartości są tożsame tylko w ograniczonym zakresie temperatur. Ciśnienie nominalne PN wskazuje relację pomiędzy maksymalnym dopuszczalnym ciśnieniem, a temperaturą dla danego materiału korpusu odwadniacza.

Aby upewnić się, że odwadniacz został prawidłowo dobrany pod kątem wytrzymałościowym, na wykresie zależności ciśnienia i temperatury (lub na podstawie danych tabelarycznych) należy wskazać punkt przecięcia maksymalnych wartości ciśnienia i temperatury w danej instalacji. Jeśli krzywa charakterystyczna dla wybranego odwadniacza przebiega powyżej tego punktu oznacza to, że odwadniacz jest odpowiedni pod względem wytrzymałościowym. Warto jednak pamiętać, że dodatkowe czynniki techniczne, takie jak zakaz używania armatury z żeliwa szarego, odporność na korozję, czy ryzyko uderzeń wodnych, mogą wymagać dodatkowych rozważań przy doborze odwadniacza.

Analizowany odwadniacz powinien charakteryzować się m.in. poniższymi właściwościami:

  • duży zakres ilościowy,
  • łatwy sposób instalacji,
  • duże rozpiętości ciśnienia,
  • automatyczne odpowietrzanie,
  • brak zapychania zanieczyszczeniami,
  • praca bez wpływu na proces grzewczy,
  • brak potrzeby częstych prac konserwacyjnych,
  • odporność na korozję, zamarzanie i wysoka trwałość,
  • poprawne działanie nawet przy uderzeniach wodnych,
  • usuwanie odpowiedniej ilości kondensatu bez straty pary świeżej.

Odwadniacze instalacji parowych  - najpopularniejsze rodzaje

 

Odwadniacz pływakowy z pływakiem kulowym zamkniętym 

Odwadniacze pływakowe z zamkniętym pływakiem kulowym (GESTRA seria UNA) cechują się wyjątkowymi właściwościami regulacyjnymi, ponieważ natychmiast reagują na ilość napływającego kondensatu, zapewniając ciągłą regulację. W ten sposób podczas różnych faz pracy odwadniacza nie dochodzi do spiętrzenia kondensatu. Tego typu odwadniacze znajdują zastosowanie przede wszystkim w systemach z regulacją dławieniową po stronie pary, ponieważ skutecznie radzą sobie z dużymi wahaniami ilości kondensatu i ciśnienia, nie doprowadzając do spiętrzeń. Ponadto odwadniacze te są idealne do odprowadzania zimnego kondensatu, destylatów i innych substancji chemicznych, których krzywe pary nasyconej różnią się od krzywych dla wody.

Odwadniacz termostatyczny z regulatorem membranowym

Odwadniacze termostatyczne GESTRA seria MK, w których regulację zapewnia termostat membranowy mają nieco gorsze właściwości regulacyjne w porównaniu z odwadniaczami pływakowymi. Element regulacyjny tego typu odwadniacza odprowadza kondensat              w temperaturze 5 - 10ºC poniżej krzywej nasycenia, co pozwala na niemal bezproblemowe usuwanie kondensatu bez jego spiętrzenia w odbiorniku ciepła. Dzięki temu takie odwadniacze mogą być stosowane w wielu procesach grzewczych oprócz tych, w których,  w krótkim czasie pojawiają się duże i gwałtowne wahania ciśnienia i ilości kondensatu.

Odwadniacz termostatyczny z regulatorem bimetalowym

Odwadniacze GESTRA serii BK cechują się wydajniejszą pracą od standardowych odwadniaczy bimetalowych. W tych urządzeniach element regulacyjny kontroluje odpływ kondensatu w zależności od ciśnienia i temperatury, otwierając przepływ przy niewielkim schłodzeniu kondensatu i zamykając go przed osiągnięciem temperatury nasycenia pary. Dynamiczne otwarcie przepływu przy osiągnięciu temperatury otwarcia powoduje gwałtowne uwolnienie gorącej wody (kondensatu). Temperaturę odpływu kondensatu można regulować, zmieniając ustawienia fabryczne. Większe schłodzenie kondensatu pozwala na oszczędności ciepła, podczas gdy mniejsze schłodzenie zapewnia szybsze i bardziej równomierne ogrzewanie. Odwadniacze te sprawdzają się w procesach, gdzie parametry robocze zmieniają się rzadko i powoli - odwodnienie rurociągów parowych (w tym z parą przegrzaną) czy nieregulowane wymienniki ciepła średniej wielkości.

Odwadniacz termodynamiczny 

Odwadniacze termodynamiczne wyróżniają się prostą konstrukcją, kompaktowymi rozmiarami oraz wysoką odpornością na uderzenia wodne i zamarzanie. Są łatwe w obsłudze, oferują prosty dostęp do regulatora, a podczas pracy zużywają niewielką ilość pary sterującej. Odwadniacze te są wykonane ze stali nierdzewnej i dostępne w różnych wariantach: DK 57 L - do mniejszych przepływów kondensatu, DK 57 H - do większych przepływów, a także DK 47 L i DK 47 H, które dodatkowo wyposażono w osadniki zanieczyszczeń. Warto jednak pamiętać, że przy niektórych zadaniach odwadniacze termodynamiczne potrzebują więcej pary sterującej, co prowadzi do strat pary podczas procesu regulacji. Doświadczenia eksploatacyjne pokazują, że straty te wzrastają wraz z czasem użytkowania urządzenia.

Odwadniacze do zadań specjalnych 

Odwadniacze specjalnego przeznaczenia projektowane są z myślą o konkretnych, często swoistych zastosowaniach. Ich właściwości regulacyjne są dostosowane do specyficznych wymagań, bazując na badaniach konstrukcyjnych oraz doświadczeniach w pracy z podobnymi systemami. Takie rozwiązania są idealne w sytuacjach, które wymagają indywidualnego podejścia i precyzyjnego dopasowania parametrów. Przykładem odwadniaczy do zadań specjalnych są:

  • SMK22 - dostosowany do instalacji sterylnych;

  • MK20 - zaprojektowany dla niskociśnieniowych instalacji grzewczych;
  • UBK46 - odwadniacz z regulowaną temperaturą odprowadzanego kondensatu;
  • AK45 - montowany do odprowadzania kondensatu z instalacji parowych przy rozruchu i zakończeniu pracy;
  • TK23, TK24 - odwadniacze do odprowadzania bardzo dużych ilości kondensatu przy względnie stałych przepływach;
  • GK11 - instalowany do odprowadzania bardzo dużych ilości kondensatu z wbudowanym urządzeniem do kontroli jego pracy (Vaposcope).