Mechaniczne odwadniacze pary działają w oparciu o różnicę gęstości między parą a kondensatem. Przepuszczają one w sposób ciągły duże ilości kondensatu i nadają się do szerokiego zakresu zastosowań procesowych. Dostępne są odwadniacze pływakowe i dzwonowe.

Odwadniacze parowe z pływakiem kulowym (odwadniacze parowe mechaniczne)

Odwadniacze pływakowe działają na zasadzie pomiaru różnicy gęstości pary wodnej i kondensatu. W przypadku odwadniacza pokazanego na zdjęciu po prawej stronie (odwadniacza pływakowego z zaworem odpowietrzającym), kondensat docierający do odwadniacza powoduje uniesienie się pływaka, uniesienie zaworu nad gniazdo i spuszczenie powietrza.

Nowoczesne syfony wykorzystują odpowietrzniki regulacyjne, jak pokazano na zdjęciu po prawej (Syfony pływakowe z odpowietrznikami regulacyjnymi). Umożliwia to przepływ powietrza, a jednocześnie syfon odprowadza skropliny.

Automatyczny odpowietrznik wykorzystuje zespół pęcherza równoważącego ciśnienie, podobny do odwadniacza regulacyjnego, umieszczonego w obszarze pary powyżej poziomu kondensatu.

Po uwolnieniu początkowego powietrza zawór pozostaje zamknięty, aż do momentu, gdy podczas konwencjonalnej pracy zgromadzi się powietrze lub inne nieskraplające się gazy i zostaną otwarte poprzez obniżenie temperatury mieszanki powietrza i pary wodnej.

Otwór odpowietrzający regulatora zapewnia dodatkową korzyść w postaci znacznej poprawy wydajności kondensacji podczas zimnych rozruchów.

W przeszłości, jeśli w systemie występowało uderzenie hydrauliczne, odpowietrznik regulatora miał pewien stopień osłabienia. Przy silnym uderzeniu hydraulicznym nawet kula może pęknąć. Jednak w nowoczesnych odwadniaczach pływakowych odpowietrznik może być zwartą, bardzo wytrzymałą kapsułą ze stali nierdzewnej, a nowoczesne techniki spawania kuli sprawiają, że cały pływak jest bardzo wytrzymały i niezawodny w przypadku uderzenia hydraulicznego.

Pod pewnymi względami odwadniacz termostatyczny z pływakiem jest najbliższy ideału odwadniacza parowego. Niezależnie od zmian ciśnienia pary, zostanie ona odprowadzona tak szybko, jak to możliwe po wytworzeniu się kondensatu.

Zalety odwadniaczy parowych z termostatem pływakowym

Odwadniacz w sposób ciągły odprowadza kondensat w temperaturze pary. Dzięki temu jest najlepszym wyborem w zastosowaniach, w których współczynnik przenikania ciepła na ogrzewanej powierzchni jest wysoki.

Urządzenie radzi sobie równie dobrze z dużymi, jak i małymi ilościami kondensatu i jest odporne na duże i nieoczekiwane wahania ciśnienia lub przepływu.

Jeśli zainstalowany jest automatyczny odpowietrznik, syfon może swobodnie odprowadzać powietrze.

Biorąc pod uwagę jego rozmiar, są to ogromne możliwości.

Wersja z zaworem spustowym blokady pary jest jedyną syfonem w pełni odpowiednim do blokady pary odpornej na uderzenia wodne.

Wady odwadniaczy termostatycznych pływakowych

Mimo że odwadniacze pływakowe nie są tak podatne na uszkodzenia jak odwadniacze kubełkowe odwrócone, mogą one zostać uszkodzone przez gwałtowne zmiany fazy. Jeśli więc mają być zainstalowane w miejscu narażonym na działanie czynników zewnętrznych, korpus główny powinien być wyłożony warstwą izolacyjną i/lub uzupełniony o niewielki, wtórny odpływ regulacyjny.

Podobnie jak wszystkie odwadniacze mechaniczne, do pracy w zmiennym zakresie ciśnień wymagana jest zupełnie inna konstrukcja wewnętrzna. Odwadniacze zaprojektowane do pracy przy wyższych różnicach ciśnień mają mniejsze otwory, aby zrównoważyć wyporność pływaka. Jeśli odwadniacz zostanie poddany działaniu wyższej różnicy ciśnień niż oczekiwano, zamknie się i nie będzie przepuszczał kondensatu.

Odwadniacze parowe z odwróconym dnem (odwadniacze mechaniczne)

(i) Lufa opada, wyciągając zawór z gniazda. Kondensat przepływa pod dnem wiadra, wypełnia je i spływa przez wylot.

(ii) Napływ pary wodnej powoduje unoszenie się beczki, która następnie podnosi się i zamyka wylot.

(iii) Syfon pozostaje zamknięty, dopóki para w wiadrze nie skropli się lub nie zacznie bulgotać przez otwór odpowietrzający do górnej części korpusu syfonu. Następnie opada, wyciągając większość zaworu z gniazda. Nagromadzony kondensat zostaje odprowadzony, a cykl jest ciągły.

W przypadku (ii), powietrze docierające do odwadniacza podczas rozruchu zapewni wyporność zbiornika i zamknie zawór. Otwór odpowietrzający zbiornika jest ważny, aby umożliwić ujście powietrza do górnej części odwadniacza, skąd może ono ostatecznie wydostać się przez większość gniazd zaworów. Ze względu na małe otwory i niewielkie różnice ciśnień, odwadniacze są stosunkowo powolne w odpowietrzaniu. Jednocześnie powietrze powinno przepływać przez (a tym samym marnować) pewną ilość pary, aby odwadniacz mógł działać po usunięciu powietrza. Równoległe otwory odpowietrzające zainstalowane na zewnątrz odwadniacza skracają czas rozruchu.

ZaletyOdwrócone odwadniacze parowe

Odwadniacz typu odwróconego dzbanka został zaprojektowany tak, aby wytrzymywał wysokie ciśnienie.

Działa w pewnym sensie jak pływająca termostatyczna przynęta parowa i jest bardzo odporna na uderzenia wodne.

Można go stosować w rurociągach z parą przegrzaną po zamontowaniu zaworu zwrotnego na rowku.

Tryb awaryjny jest czasami otwarty, dlatego jest bezpieczniejszy w przypadku zastosowań wymagających tej funkcjonalności, takich jak drenaż turbiny.

Wady odwadniaczy parowych z odwróconym wiadrem

Niewielki rozmiar otworu w górnej części wiadra oznacza, że ​​ten syfon będzie bardzo powoli odprowadzał powietrze. Otworu nie można powiększyć, ponieważ para będzie przez niego przepływać zbyt szybko podczas normalnej pracy.

W korpusie odwadniacza powinna znajdować się wystarczająca ilość wody, aby działać jak uszczelnienie wokół krawędzi wiadra. Jeśli odwadniacz utraci uszczelnienie wodne, para jest marnowana przez zawór wylotowy. Może się to często zdarzyć w zastosowaniach, w których występuje nagły spadek ciśnienia pary, powodujący „błyskawiczną” zamianę części kondensatu w korpusie odwadniacza w parę. Bęben traci wyporność i opada, umożliwiając przepływ świeżej pary przez otwory odpływowe. Dopiero gdy wystarczająca ilość kondensatu dotrze do odwadniacza, można go ponownie uszczelnić, aby zapobiec marnowaniu pary.

Jeśli odwadniacz dzwonowy jest stosowany w zastosowaniach, w których spodziewane są wahania ciśnienia w instalacji, na przewodzie wlotowym przed odwadniaczem należy zainstalować zawór zwrotny. Para i woda mogą swobodnie przepływać we wskazanym kierunku, natomiast przepływ wsteczny jest niemożliwy, ponieważ zawór zwrotny jest dociskany do gniazda.

Wysoka temperatura przegrzanej pary może spowodować utratę uszczelnienia wodnego w odwadniaczu dzwonowym. W takich przypadkach zawór zwrotny przed odwadniaczem powinien być uważany za niezbędny. Bardzo niewiele odwadniaczy dzwonowych jest produkowanych standardowo ze zintegrowanym „zaworem zwrotnym”.

Jeśli odwadniacz kubełkowy pozostanie odsłonięty w temperaturze bliskiej zera, może ulec uszkodzeniu w wyniku zmiany fazy. Podobnie jak w przypadku różnych rodzajów odwadniaczy mechanicznych, odpowiednia izolacja zniweluje tę wadę, o ile warunki nie będą zbyt surowe. Jeśli przewidywane warunki środowiskowe są znacznie poniżej zera, istnieje wiele wydajnych odwadniaczy, które warto rozważyć. W przypadku głównego odpływu, odwadniacz termodynamiczny będzie pierwszym wyborem.

Podobnie jak w przypadku odwadniacza pływakowego, otwór odwadniacza kubełkowego jest zaprojektowany tak, aby pomieścić maksymalną różnicę ciśnień. Jeśli odwadniacz zostanie poddany działaniu wyższej różnicy ciśnień niż oczekiwano, zamknie się i nie będzie przepuszczał kondensatu. Dostępny w różnych rozmiarach otworów, aby pokryć szeroki zakres ciśnień.