Separatory i ich rola w systemach parowych
W wielu procesach wykorzystujących parę wodną, konieczne jest dostarczanie jak najbardziej suchej pary. Jednakże, jeżeli para nie jest przegrzana zawiera wilgoć bezpośrednio po opuszczeniu kotła i na skutek strat cieplnych kondensuje się w czasie jej przesyłu. Montowane odwadniacze wyłapują zbierający się kondensat, ale nie usuwają wilgoci zawartej w parze. Z tego powodu nie gwarantują dostarczania suchej pary do urządzeń.
Ponadto, przy prędkościach przepływu już od zaledwie 10 m/s, zaburzenia przepływu strumienia pary oraz różnice ciśnień powoduję zabieranie kondensatu przez główny strumień pary płynący z prędkością 30 m/s. Przy tych prędkościach tylko separator może usunąć drobiny kondensatu
Przykłady porywania drobin kondensatu przez strumień pary
Zastosowanie separatora rozwiązuje problem drobin kondensatu w parze
Dzięki zastosowaniu separatora na jego wylocie mamy czystą sucha parę.
Mechanizm działania separatora
Istnieją cztery podstawowe zasady, które należy wziąć pod uwagę w odniesieniu do zasady działania separatora: mechanicznej przeszkody, osiągniętej prędkości przepływu, zmian kierunku i uderzenia. Wyższą efektywność separacji można osiągnąć, wykorzystując kilka z tych technik w przeciwieństwie do jednej.
Na przykład, separator na poniższej animacji stosuje przegrody dla wprowadzania zmian kierunkowych, dzięki czemu usuwa część zawartych drobin kondensatu. Gdy prędkość pary nie będzie wystarczająca dla osiągnięcie wysokiej efektywności separacji duża część wilgoci może pozostać w strumieniu pary.
Innym sposobem jest wykorzystanie siły odśrodkowej, która wykorzystuje różnicę w gęstościach właściwych cieczy i gazu, aby rozdzielić je od siebie. W tym przypadku para jest ukierunkowana aby osiągnąć przepływ spiralny. Powoduje to , że drobiny kondensatu pod wpływem siły odśrodkowej uderzają w ścianki separatora i pod wpływem grawitacji spływają po nich do jego dolnej części gdzie są odprowadzane przez odwadniacz.
W separatorach TLV zastosowany specjalny układ kierownicy która powoduje zastosowanie wszystkich czterech zasad separacji i uzyskanie sprawności na poziomie 98%
Jak wykorzystujemy separatory
Częstym zastosowaniem separatorów jest dostarczanie suchej pary do urządzeń z bezpośrednim kontaktem pary z czynnikiem ogrzewanym takich jak wulkanizatory gumy , żelazka przemysłowe , lub procesy gotowania z bezpośrednim wtryskiem pary wodnej. Inne zastosowania mogą obejmować atomizację, procesy katalityczne lub procesy obróbki cieplnej mięsa. W tego typu systemach separator jest instalowany bezpośrednio przed urządzeniem wykorzystującym parę, aby jak najbardziej skutecznie przechwycić skroplony kondensat przed wykorzystaniem pary.
Poza zastosowaniami z bezpośrednim kontaktem pary, inne zastosowania znacznie poprawiające jakość procesów obejmuje ulepszone przez separatory obejmują inżektory parowe, turbiny i podgrzewacze wykorzystywane do generowania przegrzanej pary.
Wraz z poprawą jakości pary są dodatkowe korzyści, jakie mogą zapewnić separatory; poprzez usunięcie nadmiaru cieczy z linii pary separatory również przyczyniają się do zmniejszenia uderzenia hydraulicznego i erozji powodowanej przez szybkie kropelki wody.
Poza zwiększeniem jakości pary , istnieją dodatkowe korzyści związane z zastosowaniem separatorów takie jak eliminacje uderzeń wodnych , eliminacja erozji rurociągów na skutek uderzania drobin kondensatu w ścianki rur.
Separatory w instalacjach powietrza
Zastosowanie separatorów nie ogranicza się tylko do instalacji parowych. W systemach sprężonego powietrza kondensat powstaje, gdy temperatura powietrza spadnie poniżej punktu rosy. Powstałe krople wody mogą zostać porywane przez o strumień powietrza i doprowadzić do zmniejszenia wydajności systemu, jak również innych problemów z instalacją. Systemy przedmuchu powietrzem oraz pistolety natryskowe to tylko dwa przykłady zastosowań wymagających suchego powietrza.
Podczas gdy separatory pary stosuje się razem z odwadniaczem, w przypadku powietrza należy zastosować odpowiedni odwadniacz dla instalacji powietrznych razem z separatorem. Poza różnicą w konstrukcji odwadniacza, mechanizm separacji wykorzystujący siłę odśrodkową jest tak samo skuteczny w przypadku powietrza, jak i pary.
Dobór separatora
Jakość działania separatora może się zmniejszyć, jeśli prędkość pary czy powietrza będzie nadmierna ilość kondensatu lub wody będzie zbyt duża.
Zamiast dobierać separator wg średnicy przyłącza , ważne jest aby sprawdzić parametry pracy które mają wpływ na jakość jego działania. Należy zweryfikować czy spadek ciśnienia , zakres prędkości przepływu mieszczą się w dopuszczalnych marginesach.
Separatory mogą być w wykonaniach z wbudowanym odwadniaczem lub bez. W przypadku braku wbudowanego odwadniacza należy zastosować osobny.
Montaż odwadniacza
W zależności od umiejscowienia urządzenia i sposobu użycia separatora, ilość kondensatu wewnątrz separatora może być dość duży. Jeśli nie można zastosować modelu separatora z wbudowanym odwadniaczem pułapką, należy dobrać odwadniacz zewnętrzny o odpowiedniej przepustowości.
