Конденсатні насоси

Загальна інформація, для чого призначений механічний конденсаційний насос

Робота різноманітних парогазових трубопровідних систем пов'язана з утворенням великих обсягів рідкого конденсату (у вигляді гарячої, або навіть перегрітої води), а також необхідністю його відводу і повернення (перекачування) в робочий циркуляційний контур. Багаторазове перетворення водяної пари в рідкий конденсат (воду) і назад, значно підвищує економічність роботи пароконденсатних систем, дозволяє їх експлуатацію з мінімальним водозабором з систем підживлення, або навіть деякий час - абсолютно автономно. Часто робота подібних пароконденсатних систем пов'язана:

• з умовами дуже високої вологості або високої температури перекачуваного конденсату, що виключають або ускладнюють застосування електроприводних водяних насосів для перекачування конденсату, і живлячих їх електромереж;
• з необхідністю забезпечення безперервної і безаварійної роботи всіх підсистем, в т.ч. підсистеми відведення конденсату, не залежно від наявності напруги в живильних електромережах;
• необхідністю відкачувати конденсат низького тиску в конденсаційний колектор більш високого тиску

Для забезпечення безперервної і безаварійної роботи підсистем відведення рідкого конденсату парогазових систем без використання електрики (електричних приводних двигунів), на них застосовуються т.зв. механічні конденсатні насоси, механізм яких приводиться в дію енергією (тиском) робочого середовища, в даному випадку - перегрітої або насиченої водяної пари (або стисненого повітря). Такі ж завдання вирішують, і на такому ж принципі працюють конденсатні насоси в трубопровідних системах інших типів (кріогенних (азотних, фреонових), пневматичних), робота яких також пов'язана з утворенням рідкого конденсату, і необхідністю його відводу.

Принцип дії, пристрій, схема роботи механічного конденсатного насоса

Робота механічного конденсатного насоса заснована на принципі масового витіснення з його камери одного (що перекачується) рухомого середовища іншим середовищем (рухомим), яке знаходиться під більш високим тиском. Головною умовою працездатності механізму витіснення є принципово не змішуваність рухомих середовищ, які для цього обов'язково повинні знаходиться в різних агрегатних станах: рідкому (витісняється / перекачується середовище) і газоподібному (витісняється / рухається середовище). Перекачуваним середовищем в даному випадку буде рідкий конденсат, який утворюється в результаті втрати тепла газоподібним робочим середовищем в основному циркуляційному контурі, а рухомим середовищем насоса - частково відводиться з основного циркуляційного контуру робоче газоподібне середовище.

Конструкційно конденсаційний насос складається з наступних основних частин:

• корпусу, який одночасно (точніше по черзі, відповідно до робочих циклів) виконує роль судини, в яку набирається рідкий конденсат, і робочої камери, в якій виконується витіснення рідкого перекачуваного конденсату газоподібним рухомим середовищем;
• впускного патрубка зі зворотним клапаном, який служить для підведення в насос рідкого конденсату з конденсатного резервуара;
• випускного патрубка зі зворотним клапаном, для відводу перекачуваного конденсату в відвідний трубопровід;
• впускного клапана, для підведення в камеру газоподібного витісняючого (рухомого) середовища;
• вентиляційного клапана, для відводу з камери відпрацюваного рухомого середовища;
• переключаючого механізму поплавецького типу, який керує роботою клапанів конденсатного насоса.

Мал. 1 Конструкція конденсатного насоса моделі PF-7000 Yoshitake (Японія)

Схема роботи механічного конденсатного насоса - циклічна, заснована на узгодженому (керованому) перемиканні клапанів, через які він підключений до систем відводу конденсату і циркуляції рухомого газоподібного середовища.

На початку робочого циклу рідкий конденсат, через відкритий клапан на впускному патрубку, починає надходити всередину корпусу (камери) насоса. В цей же час вентиляційний клапан також знаходиться у відкрець, який, досягнувши певного положення, пускає в хід механізм переключення, який, в свою чергу, перемикає клапани:

• закриває клапани - на впускному патрубку і вентилюючий;
• відкриває клапани  - впускний газовий і на випускному патрубку.

Після чого газоподібне рухоме середовище, що знаходиться під великим тиском, надходить в камеру насоса, і через відкритий клапан випускного патрубка витісняє з неї перекачуваний конденсат у відвідний трубопровід. В результаті цього витіснення рівень рідини в камері падає, поплавець опускається до критичного рівня, при цьому механізм переключення:

• закриває клапани - впускний газовий і на випускному патрубку;
• відкриває клапани - на впускному патрубку і вентилюючий.

Починається новий цикл роботи конденсатного насоса.

Рис.2 Стадії роботи конденсатного насоса PF-7000 Yoshitake (Японія)

Схеми застосування конденсатних насосів

Залежно від того, під яким тиском відкачується конденсат в пароконденсатній системі існує дві основні схеми включення конденсатних насосів.

1. Відкрита система. Застосовується для відводу конденсату з ресивера - бака збору конденсату, який з'єднаний з атмосферою і, відповідно, містить конденсат при атмосферному тиску. Конденсат надходить в ресивер, в ресивері може утворюватися пара вторинного скипання, яку доцільно повертати в парову систему, щоб уникнути втрат теплової енергії. Конденсат відводиться конденсатним насосом в конденсаційний колектор.

   

2. Закрита система. Застосовується для відводу конденсату з ресивера - бака збору конденсату, який знаходиться під тиском відмінним від атмосферного. Як правило, тиск вище атмосферного, але може бути і нижче. При проектуванні закритої системи відведення конденсату, можна використовувати 2 типу конденсатних насосів:

• Стандартний конденсаційний насос з додатково встановленими поплавцевим конденсатовідвідником на випускному патрубку конденсатного насоса до зворотного клапана (моделі PF-2000, PF-7000);
• Комбінований конденсаційний насос з вбудованим конденсатовідвідником або, так званий, що перекачує конденсатовідвідник (модель TFA-2000).

Коли тиску конденсату досить для відводу конденсату в колектор, працює тільки поплавцевий конденсатовідвідник. Коли тиску конденсату мало для дренажу через конденсатовідвідник, починає наповнюватися внутрішня ємність конденсатного насоса, поплавець піднімається приводячи в дію механізм подачі гострої пари, що витісняє конденсат в колектор, відповідно до процесу описаного вище.

Сфера застосування механічних конденсатних насосів

Механічні конденсатні насоси знаходять широке застосування на трубопровідних системах з газоподібної робочим середовищем, робота яких пов'язана з утворенням значних обсягів рідкого конденсату, і необхідністю їх відведення (на значні відстані або висоту) механічним перекачуванням, за умови, що застосування електроприводних насосів тут є неможливим або недоцільним .

До переліку таких систем можна віднести:

• парогазовий привід турбін, інших машин і механізмів;
• системи парового опалення;
• системи підігріву / розігріву парою в технологічних установках;
• великорозмірні парові теплообмінники і калорифери;
• великорозмірні холодильні та кріогенні установки (робоче середовище - фреони або азот);
• промислові системи подачі стисненого повітря.

Параметри для підбору конденсатного насоса (механічного)

Підбір механічного конденсатного насоса для пароконденсатної системи здійснюється за такими параметрами:

• за характером перекачуваного і рухомого середовища - конденсат і пара (стиснене повітря) відповідно;
• по тиску рухомого середовища, бар;
• по тиску конденсату на вході в конденсаційний насос і тиску, яке необхідно забезпечити на виході з насоса, враховуючи висоту підйому конденсату;
• по максимальній робочій температурі, град. С;
• по необхідній продуктивності перекачування (пропускній спроможності), кг / год;
• за типом підключення до трубопроводів перекачуваного і рухомого середовища (фланцеве / різьбове).

Японські конденсатні насоси від Yoshitake

Компанія ОПЕКС Енергосистеми, що спеціалізується на виробництві та постачанні якісного теплоенергетичного обладнання пропонує комплексні рішення, які в себе включають як, власне, теплоенергетичні агрегати, так і весь комплекс супутньої і забезпечуючої трубопровідної арматури. Як механічних конденсатних насосів, які можуть працювати спільно з пластинчастими і кожухотрубні теплообмінниками OPEKS, паровими калориферами, пропонується продукція відомої японської корпорації Yoshitake Inc., що є одним зі світових лідерів на ринку трубопровідної арматури і автоматики для парових та водогрійних систем.

Конденсатні насоси забезпечують продуктивність по конденсату одиничним агрегатом понад 8000 кг / год, а при необхідності отримати більшу продуктивність встановлюється 2 і більше конденсатних насосів паралельно. Є моделі розраховані на роботу з малими витратами конденсату.

Відомо, що бренду Yoshitake довіряють споживачі не тільки в Японії, але і в багатьох інших країнах світу. Заводи корпорації розташовані в Японії, США, Таїланді.

Фахівці компанії OPEKS Energysystems переконалися в надійності роботи японського обладнання Йошитака у багатьох проектах модернізації пароконденсатних систем. Тому ми рекомендуємо тільки перевірене і якісне обладнання своїм клієнтам.