Конденсатные насосы

Назначение механических конденсатных насосов

Работа паровых и пневматических (на сжатом воздухе) установок, механизмов и машин связана с конденсацией части водяного пара в жидко-капельную фракцию, с образованием водяного конденсата. Наличие конденсата в трубопроводной системе имеет ряд негативных последствий: повышенное коррозионное воздействие на детали трубопроводной арматуры, паровых (воздушных) механизмов и машин, уменьшение пропускной способности труб и проходных каналов, опасность возникновения разрушительных гидроударов. Наличие данных факторов требует наличия эффективной высокопроизводительной системы конденсатоотвода.

С другой стороны, водяной конденсат, особенно в системах перегретого (острого) пара, обладает значительной остаточной температурой, достаточной для образования насыщенного вторичного пара. Вторичный пар и конденсированную горячую воду можно с успехом использовать в системах подпитки паровых котлов, в локальных системах парового подогрева/отопления, горячего водоснабжения, которые могут иметь производственное или хозяйственное значение. Использование конденсата для получения вторичного пара и горячей воды позволяет сэкономить значительное количество тепловой энергии, подпиточной воды, материальных и финансовых ресурсов.

Для отвода и перекачки горячего конденсата нередко применяются конденсатные насосы с приводом от электродвигателей. Но достаточно часто работа подобных систем связана с условиями повышенной влажности или обводненности, которые делают невозможным применение электрических насосов и электротехнического оборудования в целом, а также с условиями нестабильной работы электросетей, которая не обеспечивает непрерывной и безаварийной работы парогазовых систем с электроприводной арматурой.

В условиях невозможности или нецелесообразности применения электрических насосов, для отвода и перекачки горячего конденсата применяются конденсатные насосы механического типа. Для выполнения полезной работы они используют исключительно энергию давления острого пара или сжатого воздуха, которые отбираются из рабочей системы. По этой причине механические конденсатные насосы полностью автономны (не нуждаются в наличии электропитания) и электротехнически абсолютно безопасны (совершенно не боятся высокой влажности и обводненности).

Механические конденсатные насосы, как правило, устанавливаются за дренажными сепараторами (сепараторами пара) и конденсатоотводчиками. Принимая от них насыщенную газоконденсатную смесь, дополнительно очищают ее (вентилируют) от примеси пара или воздуха, и перекачивают конденсат в дренажную магистраль, для транспортировки в накопительную емкость.

Конструкция, принцип действия и схема работы механического конденсатного насоса

В основе конструкции механического конденсатного насоса находится поплавковый механизм (вертикально подвижный поплавок в поплавковой камере), который управляет работой одновременно четырех клапанов: впускного и выпускного для перекачиваемой среды (конденсата), вентиляционного и впускного газового, для выпуска и впуска вытесняющей газовой (пар, сжатый воздух) среды. Поплавковый механизм с приводами клапанов размещается в закрытом разборном корпусе, имеющем присоединительные патрубки (резьбовые, фланцевые) для монтажа к трубопроводным каналпм.

Принцип действия механического конденсатного насоса основан на взаимодействии вытеснения двух подвижных сред – перекачиваемой (вытесняемой) и вытесняющей (управляющей). При этом взаимодействующие подвижные среды должны быть принципиально несмешиваемыми, находясь в разных агрегатных состояниях. В данном случае – перекачиваемый жидкий конденсат, и вытесняющий газообразный пар или сжатый воздух.

Схема работы механического конденсатного насоса циклическая, двухтактная.

В начале первого рабочего такта впуска уровень жидкого конденсата в поплавковой камере минимальный, поплавок находится в крайнем нижнем положении, впускной и вентиляционный клапаны открыты, выпускной и газовый клапаны закрыты. Через впускной клапан от дренажного (парового) сепаратора или конденсатоотводчика внутрь корпуса (в поплавковую камеру) насоса поступает частично сепарированная газоконденсатная смесь. В корпусе насоса производится дальнейшее разделение газовой и водяной фракций: газы (пар или воздух) через открытый вентиляционный клапан уходят в атмосферу или в контур вторичного пара, жидкий конденсат собирается и накапливается в поплавковой камере. С увеличением уровня жидкости в поплавковой камере поплавок постепенно перемещается вверх, тем самым воздействуя на приводы управления клапанами.

При определённом уровне конденсата в поплавковой камере начинается второй рабочий такт – вытеснения. В этот момент происходит закрывание впускного и вентиляционного клапанов, открывание клапанов выпускного и газового. Газово-конденсатная смесь перестает поступать внутрь корпуса насоса через впускной клапан, через газовый клапан начинает поступать вытесняющий газ (пар, воздух), находящийся под более высоким давлением, чем давление конденсата (противодавление) в корпусе насоса. Тем самым порция конденсата выдавливается в дренажную конденсатную магистраль, его уровень в поплавковой камере понижается, что приводит к закрыванию газового и выпускного клапанов, открыванию вентиляционного и впускного клапанов. Начинается следующий рабочий цикл.

Применение конденсатных насосов механического типа

Механические конденсатные насосы широко применяются в системах, на установках и машинах с газовой рабочей средой (острый, насыщенный пар, сжатый воздух, промышленные газы), как правило, при выполнении следующих условий:

• образование больших объемов водяного конденсата, которые необходимо удалять откачиванием (когда возможностей только конденсатоотводчика недостаточно);
• необходимость транспортировки конденсата перекачиванием на значительные расстояния (требуется высокое давление нагнетания, а также значительная производительность по объему перекачки);
• достаточные параметры рабочей среды (вытесняющего газа для насоса) по давлению для осуществления перекачки конденсата;
• невозможность или нецелесообразность применения конденсатных насосов с приводом от электродвигателя (высокая степень влажности воздуха, значительный риск обводненности оборудования).

Основными областями применения механических конденсатных насосов являются:

• паровые турбины электростанций;
• разнообразные машины и механизмы с паровым или пневматическим приводом;
• паровые котлы, крупные теплообменники, калориферы или химические реакторы систем парового отопления или подогрева в технологических установках;
• промышленные компрессоры подачи сжатого воздуха;
• установки кондиционирования воздуха.

Выбор механического конденсатного насоса

При необходимости выбора механического конденсатного насоса, его подбор осуществляется по таким параметрам:

• тип вытесняющей (движущей) среды: острый или насыщенный пар, сжатый воздух;
• максимальное рабочее давление, МПа;
• максимальная рабочая температура, град. С;
• требуемая производительность, кг/час;
• характер подключения к дренажному, газовому и вентиляционному трубопроводам (фланцевое/резьбовое), номинальные размеры присоединительных патрубков (DN, в мм).

Механические конденсатные насосы компании Yoshitake

Механические конденсатные насосы компании Yoshitake Yoshitake выпускает по-настоящему качественные конденсатные насосы механического типа, которые характеризуются четкостью и надёжностью работы поплавково-клапанного механизма, отличной коррозионной стойкостью всех составляющих деталей, простотой в обслуживании, большими сроками службы. В комплексе все составляющие качества четко указывают на настоящее японское происхождение трубопроводного оборудования от компании Yoshitake, которая имеет, без преувеличения, узнаваемое в мире имя и отличную репутацию в своей отрасли.

TFA2000 – поплавковый конденсатоотводчик с функцией перекачивания конденсата. Предназначен для работы в паровых системах с рабочим давлением (управляющего, или вытесняющего пара) от 0,03 до до 0,5 МПа, максимальной рабочей температурой до 160 град.С, с конденсатным дренажом закрытого типа (канал вентиляции не имеет сообщения с атмосферой, служит уравнителем давления). Производительность по отводу конденсата – до 1800 кг/час, по перекачке конденсата – до 150 кг/час. Корпус – из ковкого чугуна, поплавково-клапанный управляющий механизм – из нержавеющей стали. Выпускается с присоединительными патрубками номинального размера DN25 / 1” (впускной и выпускной), DN15 / ½” (управляющий газовый и вентиляционный), с резьбовыми муфтами. Не требует электропитания.

PF-2000 – механический конденсатный насос малой производительности. Предназначен для работы в паровых и пневматических системах с рабочим давлением (управляющего, или вытесняющего газа) от 0,03 до 0,5 МПа, максимальной рабочей температурой до 160 град.С, с конденсатным дренажом открытого типа (канал вентиляции сообщен с атмосферой). Производительность по перекачке конденсата – от 200 до 800 кг/час (в зависимости от соотношения управляющего давления и противодавления). Корпус – из ковкого чугуна, поплавково-клапанный управляющий механизм – из нержавеющей стали. Выпускается с присоединительными патрубками номинального размера DN25 / 1” (впускной и выпускной), DN15 / ½” (управляющий газовый и вентиляционный), с резьбовыми муфтами. Не требует электропитания.

PF-7000 – механический конденсатный насос высокой производительности. Предназначен для работы в паровых и пневматических системах с рабочим давлением (управляющего, или вытесняющего газа) от 0,1 до 0,8 МПа, максимальной рабочей температурой до 180 град.С, с конденсатным дренажом открытого типа (канал вентиляции сообщен с атмосферой). Максимальная производительность по перекачке конденсата – от 7000 кг/час (управляющий газ – воздух) или до 8500 кг/час (управляющий газ – пар). Корпус – из ковкого чугуна, поплавково-клапанный управляющий механизм – из нержавеющей стали. Выпускается с присоединительными патрубками номинального размера DN25, DN40, DN50, DN80 (впускной и выпускной), DN15 / ½” (управляющий газовый и вентиляционный), с резьбовыми муфтами. Не требует электропитания.