Kondensatableiter

Kondensatableiter sind ein wichtiger Bestandteil einer Dampfanlage. Kondensatableiter spielen eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung der Produktivität und Zuverlässigkeit der Dampfanlage. Die Aufgabe eines Kondensatableiters besteht darin, Kondensat, Luft und andere nicht kondensierbare Gase aus einer Dampfanlage zu entfernen, ohne dass Frischdampf entweichen kann. Der Bedarf an Kondensatableitern, die Anforderungen an ihren Betrieb, die Standardbetriebsarten, die Fehlersuche und die damit verbundenen Anforderungen werden in diesem Artikel behandelt.

Kondensatableiter

Was ist ein Kondensatableiter?

Ein Kondensatableiter gehört zur Familie der automatischen Ablassventile, die Dampf und Kondensat bestimmen. Kondensatableiter halten Dampf zurück und leiten Kondensat bei unterschiedlichen Drücken oder Belastungen ab. Kondensatableiter sollten eine angemessene Kapazität haben, um Luft und andere nicht kondensierbare Gase leicht auszustoßen und gleichzeitig den Frischdampf zurückzuhalten. In der Industrie wird Dampf täglich zu Heilzwecken oder als Antriebskraft für mechanische Steuerungen eingesetzt. Kondensatableiter werden eingesetzt, um sicherzustellen, dass der Dampf bei solchen Anwendungen nicht verloren geht.

In einer offiziellen Erklärung definiert die ANSI einen Kondensatableiter als:

"Unabhängiges Ventil, das automatisch das Kondensat aus einem dampfbeaufschlagten Gehäuse ableitet und dabei dicht zum Frischdampf bleibt oder, falls erforderlich, den Dampf mit einer kontrollierten oder eingestellten Rate durchlässt. Die meisten Kondensatableiter lassen auch nicht kondensierbare Gase durch, während sie für Frischdampf dicht bleiben."

Warum wird ein Kondensatableiter benötigt?

Mit einfachen Worten: Kondensatableiter werden eingesetzt, um Kondensat und nicht kondensierbare Gase aus dem Dampfsystem zu entfernen.

Dampf entsteht, wenn das Wasser verdampft und seinen Zustand in ein Gas umwandelt. Damit das Phänomen der Verdampfung auftreten kann, müssen die Wassermoleküle genügend Energie haben, um die Bindungen zwischen den Molekülen aufzubrechen. Diese für die Umwandlung einer Flüssigkeit in ein Gas bereitgestellte Energie wird als "latente Wärme" bezeichnet.

Der vom Kessel erzeugte Dampf liefert die für die Erhitzung des Produkts erforderliche Wärmeenergie. Sobald der Dampf seine Energie durch die Erhitzung des Produkts im Prozess verliert, bildet sich das Kondensat. Ein Großteil der im Dampf enthaltenen Energie geht oft durch Strahlungslecks an Ventilen und Armaturen verloren. Da diese Wärme verloren geht, kondensiert der Dampf und wird gesättigt. Wird dieses Kondensat nicht sofort bei seiner Entstehung entfernt, kann die Betriebsleistung des Geräts durch Verlangsamung des Wärmeflusses zur Phase minimiert werden. Wenn Kondensat in einem Dampfsystem vorhanden ist, verursacht es physikalische Schäden durch Wasserschlag oder Korrosion.

Im unteren Teil einer horizontalen Leitung wird das Kondensat gesammelt, während sich der Dampf darüber bewegt. Wenn sich das Kondensat aufstaut, bildet es eine dichte Masse inkompressiblen Wassers, das sich mit hoher Geschwindigkeit bewegt. Wenn ein Rohrbogen, eine Armatur oder ein Ventil den Wasserstrom abrupt blockiert, kann dies zu mechanischen Schäden am Rohr oder an der Armatur führen.

Ebenso wichtig ist es, Luft und andere nicht kondensierbare Gase aus dem Dampfsystem zu entfernen, und zwar aus vier entscheidenden Gründen.

• Bei der Wiederaufnahme des Betriebs kann der Dampf nicht eindringen, wenn Luft im System vorhanden ist, bis die Luft entlüftet ist.     
• Ein Luft-Dampf-Gemisch hat eine Temperatur, die weit unter der Dampftemperatur liegt, was die übertragene Wärme reduziert.
• Luft verlangsamt die Wärmeübertragung, da sie sich an der Innenfläche des Rohrs oder Behälters festsetzt.
• Im Kondensat gelöste, nicht kondensierbare saure Gase, die das System korrodieren.

Wie funktioniert ein Kondensatableiter?

Die Funktionsweise aller Kondensatableiter lässt sich einem der drei grundlegenden Funktionsprinzipien zuordnen: Geschwindigkeit, Temperatur oder Dichte. Im Laufe der Zeit wurden verschiedene Typen von Kondensatableitern für unterschiedliche Anwendungen entwickelt. Die wichtigste Funktion eines Kondensatableiters ist die Fähigkeit, zwischen Dampf und Kondensat zu unterscheiden. Die verschiedenen Typen von Kondensatableitern verwenden unterschiedliche Betriebskriterien und -methoden zur Unterscheidung zwischen Dampf, Kondensat und Luft. Nach diesen Funktionsprinzipien kategorisiert, hat jeder Typ Vor- und Nachteile, die bei der Auswahl eines Kondensatableiters für eine bestimmte Anwendung berücksichtigt werden müssen.

Wie viele verschiedene Arten von Kondensatableitern gibt es?

Kondensatableiter lassen sich aufgrund ihres Funktionsprinzips in zwei Haupttypen unterteilen, und zwar in

1. Mechanische Kondensatableiter: Mechanische Kondensatableiter arbeiten nach dem Konzept der spezifischen Schwerkraft, im Gegensatz zu anderen Arten von Kondensatableitern, die von Temperaturänderungen oder Geschwindigkeits-/Phasenänderungen abhängen. In mechanischen Käfigen öffnet und schließt sich das Ventil aufgrund der Verschiebung eines Schwimmers, der sich mit einem Kondensatstoß hebt und senkt.

Es gibt zwei Hauptformen mechanischer Fallen: Schwimmerfallen und Stülpdeckel-Fallen. Bei Schwimmerfallen wird im Allgemeinen ein geschlossener kugelförmiger Schwimmer verwendet, während bei Stülpdeckel-Fallen ein auf dem Kopf stehender zylindrischer Becher mit Auftrieb verwendet wird.

Der Auftrieb ist ein Schlüsselelement, das bei allen Arten von mechanischen Fallen zum Tragen kommt, aber die Mechanismen und Betriebskonzepte sind ein wenig anders.

• Kugelschwimmer-Kondensatableiter: Er berücksichtigt die Auswirkungen von Temperatur und Dichte. Ein Kugelschwimmer öffnet das Primärventil, wenn genügend Kondensat in den Ableiter gelangt, um den Schwimmer anzuheben und das Kondensat abzulassen. Wenn sich die Maschine entleert, sinkt die Kugel und das Ventil schließt sich. Ein separates thermostatisches Bauteil am oberen Ende des Ableiters öffnet sich für die Freigabe von Luft und nicht kondensierbaren Gasen, sobald diese einen leichten Temperaturabfall im Ableiter verursachen.

Kugelschwimmer-Kondensatableiter

• Glockenkondensatableiter: Es verwendet einen umgedrehten Eimer oder einen offenen Schwimmer, der mit dem Dichteunterschied von Dampf und Wasser arbeitet. Dampf, der unter der umgedrehten und eingetauchten Glocke fließt, lässt den Dampf aufschwimmen und schließt das Ablassventil. Kondensat, das den Ableiter füllt, lässt die Glocke sinken und gibt das Ablassventil frei, um das Kondensat zu entfernen. Durch eine kleine Entlüftungsöffnung am oberen Ende des Eimers kann die gespeicherte Luft durchströmen und das Kondensat ablassen.

Glockenkondensatableiter

2. Thermodynamischer Kondensatableiter: Thermodynamische Kondensatableiter werden wegen ihrer geringen Größe und ihrer Flexibilität in einem breiten Druckbereich geschätzt. Sie können eine einfache Konstruktion haben und entweder horizontal oder vertikal arbeiten. Diese Eigenschaften machen thermodynamische Kondensatableiter zu einer beliebten Alternative für eine breite Palette von Begleitheizungs-, Tropf- und Leichtstromdampfanwendungen.

Es gibt zwei Grundtypen von thermodynamischen Kondensatableitern: thermodynamische Scheiben und thermodynamische Impulsableiter (thermostatische Kondensatableiter).

• Thermostatischer Kondensatableiter: Der Druck bestimmt die Temperatur des gesättigten Dampfes. In der Dampfkammer verliert der Dampf die Verdampfungsenthalpie (Wärme), wodurch Kondensat mit Dampftemperatur entsteht. Bei weiterem Wärmeverlust sinkt die Kondensattemperatur. Ein thermostatischer Ableiter lässt das Kondensat passieren, wenn diese niedrigere Temperatur erreicht ist. Wenn der Dampf in den Ableiter eintritt, steigt die Temperatur an und der Ableiter schließt sich.

Thermostatischer Kondensatableiter

• Thermodynamischer Kondensatableiter: Thermodynamische Ableiter sind die gebräuchlichste Art von Ableitern, sie basieren auf der Geschwindigkeitstheorie. Kondensat und Luft gelangen in den Ableiter und wandern in den Anschnitt-, Heiz- und Regelbereich. Wenn Dampf oder Entspannungsdampf in den Eingang eintritt, steigt die Strömungsgeschwindigkeit an und die Scheibe wird zum Sitz gezogen. Mit steigendem Druck in der Steuerkammer wird die Scheibe geschlossen. Das kontrollierte Anschwellen des Dampfdrucks über der Dichtfläche der Scheibe bewirkt, dass sich der Ableiter wieder öffnet, und steuert die Geschwindigkeit des Zyklus.

Thermodynamischer Kondensatableiter

Warum sind Kondensatableiter so wichtig? 

Es kostet Geld, Dampf für die Prozess- und Raumheizung in der Fabrik zu erzeugen und vorzuhalten. Das ist zu kostspielig, um es zu verschwenden. Der Dampf wird von einem Ofen in Tausende oder Hunderte von Abzweigungen geleitet. Der Kondensatableiter verhindert, dass der Dampf am Ende jeder Abzweigung aus dem Gerät entweicht.

Wenn das Kondensat nicht abgesaugt wird, können der strömende Dampf und die kleinen Wellen im Rohr mit dem sich schneller bewegenden Dampf zusammengeschoben werden. Die Kraft des Dampfes hinter dem Pfropfen erzeugt einen Wasserschwall wie die Kraft eines Rammbocks, wenn eine der Wellen auf den oberen Teil des Rohres trifft, also auf den Pfropfen. Dieser Wassertrick rammt Tees, Knie, Pumpen, Schwimmer in einigen Ableitern und andere Geräteausrüstungen. Dieses Verhalten kann sehr schädlich sein und ist eine der Arten von Wasserschlag.

Dampf, Kondensat und Luft teilen sich in einer Wärmetauscheinheit denselben Raum. Da Kondensat, Luft und nicht kondensierbare Gase bereits bei ihrer Entstehung getrennt werden, hat der Dampf eine größere Oberfläche zur Übertragung von Wärmeenergie. Dampf in Gegenwart von Wasser oder Luft ist ein Energieübertragungsmedium, das weniger effektiv ist als trockener Dampf.

Was passiert, wenn ein Kondensatableiter durchbrennt?

Wenn die Fehlfunktion eines einzigen Ableiters übersehen wird, kann ein Teil des Dampfes ausströmen und in die Atmosphäre gelangen. Die Produktion von Dampf kostet durchschnittlich $5/1000 lb, wodurch jedes Jahr Tausende von Dollar verloren gehen können. Aktuelle Erhebungen zu Ableitern haben ergeben, dass ein durchschnittlicher fehlerhafter Ableiter 50 lb Dampf pro Stunde verliert. Bei einer Rate von $2044 beläuft sich der jährliche Verlust auf mehr als 400.000 Ib Dampf. Multiplizieren Sie dies mit 100, um die Größe einer Standard-Dampfmaschine zu schätzen, und die kleinen Dampfverluste beginnen, sich zu einem echten Geldbetrag zu summieren. Kleine Ableiter sind das Geheimnis der Dampfeinsparung, nicht weil sie einsturzgefährdet sind, sondern weil es mehrere von ihnen gibt.

Funktionell kann ein Durchblaskondensatableiter Auswirkungen haben, die bis in sein Wärmetauschersystem hineinreichen. Wenn der ausgefallene Ableiter an die Kondensatrücklaufleitung angeschlossen ist, in die die anderen Ableiter abgeleitet werden, kann die unerwartete Frischdampfmenge die Rücklaufleitung unter Druck setzen und einen Gegendruck für die anderen Ableiter verursachen. Alle Kondensatableiter funktionieren bei hohem Gegendruck nicht richtig. In beiden Fällen kann der erhöhte Gegendruck dazu führen, dass sich das Kondensat in anderen Teilen des Systems zurückstaut.

Was passiert, wenn sich ein Kondensatableiter verschließt und nicht entleert?

Wenn der Ableiter in der Dampfleitung versagt, kann das geschlossene Ventil nicht mehr von Dampf und Kondensat durchströmt werden und sammelt sich in der Leitung. Das Kondensat wandert weiter zu niedrigen Stellen und sammelt sich dort, wobei es den Dampfstrom teilweise behindern und einen Wasserschlag verursachen kann. Wenn die Leitung Minustemperaturen ausgesetzt ist, kann das Kondensat einfrieren und das Rohr kann brechen.

Einige der wichtigsten Probleme, die zu beobachten sind, sind:

• Wasserschlag und Druckstoß.
• Water Logging in the process.
• Beschädigung von Rohrleitungen und Prozessausrüstung.
• Kompromisse bei der Sicherheit.

Was macht eine bestimmte Art von Fallen besser als eine andere?

Es hängt ganz von der Anwendung und den Betriebsanforderungen eines Ableiters ab, der verwendet werden soll. Es hängt auch davon ab, was man von einem Kondensatableiter erwartet. Kondensatableiter werden in der Regel für die folgenden Anforderungen eingesetzt:

• Um den Dampfverlust zu minimieren.
• Um die maximale Leistung aus der verwendeten Wärmetauschanlage zu ziehen.
• Für einen reibungslosen, ausfallsicheren und störungsfreien Betrieb.
• Verlängerung der Lebensdauer der im System vorhandenen Geräte.
• Für einen zuverlässigen Betrieb auch unter schmutzigen Dampfbedingungen.

Wo sollten die Fallen aufgestellt werden?

Erreichbarkeitwerden alle Ableiter abstürzen und versagen. Ableiter müssen in regelmäßigen Abständen geprüft werden, damit der beschädigte Ableiter nicht monatelang oder jahrelang Dampf verschwendet. Die Inspektionsmethode wird vereinfacht, wenn der Ableiter mühelos erreicht werden kann. Oft erleichtert eine Liste der Ableiterpositionen das Auffinden aller Ableiter.

Unterhalb des Maschinenparks abgeleitet wird. Obwohl die Heizschlange und ihr Kondensatableiter bei einem Dampfdruck von 250 psi arbeiten, muss das Kondensat an einem bestimmten Punkt durch die Schwerkraft in den Ableiter gezogen werden. Bei den meisten Wärmetauschern gilt als Faustregel, dass der Ableitereinlass etwa 10 bis 12 Zoll unter der Relation zum Kondensatableiter liegen sollte. Unterhalb der Relation des Kondensatabflusses. Zum Schutz des Ableiters vor Schmutz und Größe sollte eine 6-Zoll-Schmutztasche vorgesehen werden.

Dampfleitungen bedürfen zusätzlicher Sorgfalt, da Dampf mit hoher Geschwindigkeit das Entfernen des Kondensats erschwert. Das Tropfrohr sollte entsprechend ausgelegt sein, die gleiche Höhe wie die Hauptleitung haben, bis zu und über 4 Zoll, die Hälfte der Größe der Hauptleitung verwenden, aber nicht weniger als 4 Zoll.

In der Nähe der Einrichtung entleert wird. Wie bereits erwähnt, wird das Kondensat durch die Schwerkraft zum Ableiter befördert. Etwa zur gleichen Zeit werden Luft und Dampf durch das Rohr nach oben gedrückt. Um Probleme mit dieser Gegenströmung zu vermeiden, sollten lange Rohrleitungen zum Kondensatableiter vermieden werden.

Zusammengefasst.

Kondensatableiter sind Sicherheitseinrichtungen, die eingesetzt werden, um die Produktivität zu erhöhen und gleichzeitig die Betriebskosten des Prozesses zu senken. Wir haben in diesem Artikel eine kurze Einführung in den Kondensatableiter gegeben. Ntgd ist ein professioneller Hersteller von KondensatableiternBitte zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren, wenn Sie irgendwelche Fragen haben.