Сепаратори пару та газу

Що таке сепаратор пару

Відомо, що в парогенераторі (паровому котлі) в процесі кипіння води виробляється водяна пара насиченого виду, яка має значні включення крапельної вологи. Залучаючись потоком пари в рух по трубопроводах, така крапельна волога згодом у великій кількості випадає у вигляді концентрованого конденсату, порушуючи роботу парогазового устаткування, знижуючи його ефективність, призводить до ерозійного зносу пароконденсатного тракту. Для відводу водяного конденсату з парових транспортних магістралей і робочого обладнання доводиться будувати досить складні волого-видільні та дренажні системи.

Для виділення крапельної вологи з водяної пари відразу на його виході з парогенератора (парового котла), до його попадання в парову транспортну магістраль, і отримання осушеної парогазової фракції, застосовуються апарати, звані сепараторами пари. Таким чином, сепаратори пари покликані вирішувати такі завдання:

• поділ насиченої водяної пари на осушену парогазову фракцію і концентрований рідкий конденсат;
• відведення осушеної водяної пари в транспортну парогазову магістраль;
• збір рідкого конденсату (води) і його відведення в дренажний трубопровід.

Види сепараторів пару, їх принцип роботи і конструкція

Найбільшого поширення набули сепаратори пари двох типів:

• відбійний тип;
• відцентровий (циклонний) тип.

Сепаратори пару відбійного типу характеризуються простотою конструкції і її технічної реалізації. Їх принцип дії заснований на тому, що потік насиченої пари направляється на відбивну (відбійні) поверхню, в результаті чого парогазова фракція, як володіє меншою інерцією, відбивається і йде в транспортну магістраль, а водно-крапельна фракція, як володіє більшою кінетичної енергією, « прилипає »до поверхні, осідає на ній, стікає вниз в збірну ємність, і далі в дренажний трубопровід.

Варіантами конструкцій відбійних сепараторів пара є:

• сепаратор з сухопарнику (рис.1);
• лабіринтовий (щілинний) сепаратор (рис.2).

Рис.1 Сепаратор пари з сухопарнику

1 - паровий колектор;

2 - дренажна трубка;

3 - сухопарник;

4 - паропідводящі трубки;

5 - відбійник.

Рис.2 Сепаратор пари лабіринтового (щілинного) типу

Сепаратор відбійного типу істотно поступається за якістю осушення пари або газів сепараторами пари відцентрового типу.

Основою конструкції сепаратора пари відцентрового (гвинтового, типу циклон) типу є гвинтовий пластинчастий відбивач, завитий навколо паропровідної труби, яка, в свою чергу, приєднана до патрубка входу в парогазову транспортну магістраль. Гвинтовий пластинчастий відбивач поміщений в циліндричний корпус сепаратора, де утворює гвинтовий спадний прохідний канал. Нижня частина вертикально орієнтованого циліндричного корпусу служить для збору конденсату і його відводу в дренажний трубопровід.

Насичена пара з парогенератора через вхідний патрубок надходить у верхню частину сепаратора. Далі, проходячи зверху вниз по гвинтовому каналу, паровий потік закручується по типу циклону, і в результаті дії відцентрової сили частина крапельної вологи осідає на поверхні стінок корпусу, стікаючи вниз до збірки. У нижній частині корпусу водяна пара, для потрапляння в паропровідну трубу гвинтового відбивача, і далі в магістральний паропровід, змушений здійснити поворот на 180 градусів. В результаті чого залишок ще не відокремленого крапельного конденсату під дією все тієї ж відцентрової сили направляється прямо в збірник, і з нього в дренажну систему. Очищена від крапельного конденсату (осушена) водяна пара через паропровідну трубу гвинтового відбивача надходить в паропровід.

Сепаратори пари відцентрового типу набагато ефективніші апаратів відбійного типу, і дозволяють відокремлювати з насиченої пари до 99,9% крапельного конденсату.

Рис.3, 4 Сепаратор пару відцентрового гвинтового типу, виробництва компанії ОПЕКС.

Призначення сепараторів пари

Сепаратори пару є обов'язковим компонентом всіх парогазових установок, для ефективної роботи яких потрібно очищений (осушене) водяна пара. До таких установок, перш за все, відносяться:

• парогазові енергетичні установки (турбіни);
• парові двигуни;
• системи парового опалення;
• парові підігрівачі (сушіння) і т.п.

Рекомендованим місцем установки сепаратора пари є вихід з парогенератора (парового котла), до попадання водяної пари в парову магістраль. Крім осушення насиченої водяної пари, сепаратори циклонного типу можуть успішно застосовуватися для осушення стисненого повітря на виході з компресорних установок, а також промислових і горючих (паливних) газів.

Рис.5 Схема підключення сепаратора пари

Технічні характеристики сепараторів пари для підбору

Технічних параметрів для підбору парового сепаратора не так і багато. Основними і визначальними з них є:

• максимальний робочий тиск пари;
• максимальний робочий тиск в системі;
• максимальна робоча температура;
• прохідні перетини початку та в кінці паропроводів, які, поряд з робочим тиском, визначають продуктивність (пропускну здатність) апарату;
• матеріал корпусу і відбивача, який визначає їх механічну міцність і корозійну стійкість.

Модельний ряд сепараторів пари компанії ОПЕКС Енергосистеми

Тоді як багато інших компаній пропонують ринку парові сепаратори відбійного типу, які простіші по конструкції і дешевші у виготовленні, але менш ефективні в роботі, компанія ОПЕКС Енергосистеми виробляє тільки високоефективні відцентрові осушувальні апарати, що забезпечують найвищу ступінь осушення водяної пари. Для парових генераторів різної продуктивності з низькими параметрами насиченої пари ми пропонуємо моделі сепараторів власного виробництва OPEKS SCS, різної пропускної здатності (з прохідним перетином патрубків від Ду15 до Ду350, більший діаметр на вимогу). Для парогазових систем з високими параметрами насиченої пари по температурі і робочому тиску, ми також постачаємо японські сепаратори компанії Yoshitake.

Принцип роботи відцентрового сепаратора пара від компанії ОПЕКС Енергосистеми