Mechaniczne odwadniacze działają w oparciu o różnicę gęstości pary i kondensatu. Przechodzą przez duże ilości kondensatu w sposób ciągły i nadają się do szerokiego zakresu zastosowań procesowych. Do typów zaliczają się odwadniacze pływakowe i odwadniające z odwróconym kubłem.

Odwadniacze pływakowe kulowe (odwadniacze mechaniczne)

Odwadniacze pływakowe działają na zasadzie pomiaru różnicy gęstości pomiędzy parą a kondensatem. W przypadku odwadniacza pokazanego na rysunku po prawej stronie (odwadniacz pływakowy z zaworem powietrza), kondensat docierający do odwadniacza powoduje podniesienie się pływaka, podnosząc zawór z gniazda i powodując deflację.

Nowoczesne odwadniacze wykorzystują otwory wentylacyjne regulatora, jak pokazano na zdjęciu po prawej stronie (Odwadniacze pływakowe z otworami regulacyjnymi). Umożliwia to przepływ początkowego powietrza, podczas gdy odwadniacz obsługuje również kondensat.

Automatyczny odpowietrznik wykorzystuje zespół przepony o zrównoważonym ciśnieniu, podobny do odwadniacza regulatora, umieszczonego w obszarze pary powyżej poziomu kondensatu.

Po uwolnieniu początkowego powietrza pozostaje ono zamknięte do czasu zgromadzenia się powietrza lub innych nieskraplających się gazów podczas konwencjonalnej pracy i otwarcia poprzez obniżenie temperatury mieszaniny powietrza i pary.

Odpowietrznik regulatora zapewnia dodatkową korzyść w postaci znacznej poprawy wydajności kondensacji podczas zimnego rozruchu.

W przeszłości, jeśli w układzie występowało uderzenie wodne, odpowietrznik regulatora miał pewien stopień słabości. Jeśli uderzenie wodne jest silne, nawet kula może pęknąć. Jednakże w nowoczesnych odwadniaczach pływakowych odpowietrznik może mieć postać kompaktowej, bardzo mocnej kapsuły wykonanej w całości ze stali nierdzewnej, a nowoczesne techniki spawania zastosowane na kuli sprawiają, że cały pływak jest bardzo mocny i niezawodny w przypadku uderzeń wodnych.

Pod pewnymi względami odwadniacz pływakowy jest najbliższy doskonałemu odwadniaczowi. Bez względu na to, jak zmienia się ciśnienie pary, zostanie ona usunięta tak szybko, jak to możliwe, po wytworzeniu się kondensatu.

Zalety pływakowych termostatycznych odwadniaczy parowych

Odwadniacz w sposób ciągły odprowadza kondensat o temperaturze pary. To sprawia, że ​​jest to doskonały wybór do zastosowań, w których współczynnik przenikania ciepła przez ogrzewaną powierzchnię jest wysoki.

Równie dobrze radzi sobie z dużymi i lekkimi ładunkami kondensatu i jest odporny na szerokie i nieoczekiwane wahania ciśnienia lub przepływu.

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

Biorąc pod uwagę jego rozmiar, jest to ponadprzeciętna zdolność.

Wersja z zaworem zwalniającym śluzę parową jest jedynym odwadniaczem w pełni pasującym do każdej śluzy parowej odpornej na uderzenia wodne.

Wady pływakowych termostatycznych odwadniaczy parowych

Chociaż odwadniacze z odwróconym kubłem nie są tak podatne na uszkodzenia, odwadniacze pływakowe mogą ulec uszkodzeniu w wyniku gwałtownych zmian fazowych i w przypadku montażu w odsłoniętym miejscu główny korpus powinien być opóźniony i/lub być uzupełniony małym syfonem z dodatkową regulacją.

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

Odwadniacze z odwróconym kubłem (odwadniacze mechaniczne)

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

(ii) Pojawienie się pary unosi beczkę, która następnie podnosi się i zamyka wylot.

(iii) Odwadniacz pozostaje zamknięty, dopóki para w wiadrze nie skropli się lub nie przepłynie przez otwór wentylacyjny do górnej części korpusu odwadniacza. Następnie opada, wyciągając większość zaworu z gniazda. Nagromadzony kondensat jest odprowadzany, a cykl jest ciągły.

W (ii) powietrze docierające do odwadniacza podczas rozruchu zapewni wyporność łyżki i zamknie zawór. Odpowietrznik kubełkowy jest ważny, ponieważ pozwala na ucieczkę powietrza do górnej części odwadniacza w celu ewentualnego wypuszczenia go przez większość gniazd zaworów. Dzięki małym otworom i niewielkim różnicom ciśnień odwadniacze stosunkowo wolno odprowadzają powietrze. Jednocześnie powinna przepuścić (i tym samym zmarnować) pewną ilość pary, aby odwadniacz mógł pracować po oczyszczeniu powietrza. Równoległe nawiewy zamontowane na zewnątrz odwadniacza skracają czas rozruchu.

ZaletyOdwadniacze z odwróconym kubłem

Odwadniacz z odwróconym kubłem został stworzony tak, aby był odporny na wysokie ciśnienie.

Przypomina pływającą termostatyczną przynętę parową, jest bardzo tolerancyjna na uderzenia wodne.

Można go stosować na linii pary przegrzanej, dodając zawór zwrotny na rowku.

Tryb awaryjny jest czasami otwarty, więc jest bezpieczniejszy w zastosowaniach wymagających tej funkcjonalności, takich jak drenaż turbiny.

Wady odwadniaczy z odwróconym kubłem

Mały rozmiar otworu w górnej części wiadra oznacza, że ​​ta pułapka będzie bardzo powoli odprowadzać powietrze. Otwór nie może być powiększany, gdyż podczas normalnej pracy para będzie przez niego przepływać zbyt szybko.

W korpusie pułapki powinna znajdować się wystarczająca ilość wody, aby działała jak uszczelnienie wokół krawędzi wiadra. Jeśli odwadniacz straci uszczelnienie wodne, para będzie marnowana przez zawór wylotowy. Może to często mieć miejsce w zastosowaniach, w których następuje nagły spadek ciśnienia pary, powodujący, że część kondensatu w korpusie odwadniacza „przemienia się” w parę. Beczka traci pływalność i opada, umożliwiając przepływ świeżej pary przez otwory odprowadzające. Dopiero gdy wystarczająca ilość kondensatu dotrze do odwadniacza, można go ponownie uszczelnić wodą, aby zapobiec stratom pary.

Jeśli odwadniacz z odwróconym kubłem jest używany w zastosowaniach, w których spodziewane są wahania ciśnienia w instalacji, należy zainstalować zawór zwrotny na przewodzie wlotowym przed odwadniaczem. 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 odwadniacza z odwróconym kubłem. W takich przypadkach za niezbędny należy uznać zawór zwrotny poprzedzający odwadniacz. Bardzo niewiele odwadniaczy z odwróconym kubłem jest produkowanych ze zintegrowanym „zaworem zwrotnym” w standardzie.

Jeśli odwadniacz z odwróconym kubłem pozostanie wystawiony na działanie temperatury bliskiej zeru, może zostać uszkodzony w wyniku zmiany fazy. Podobnie jak w przypadku różnych rodzajów pułapek mechanicznych, odpowiednia izolacja pozwoli wyeliminować tę wadę, jeśli warunki nie będą zbyt trudne. Jeśli oczekiwane warunki środowiskowe są znacznie poniżej zera, istnieje wiele potężnych pułapek, które należy dokładnie rozważyć, aby spełniły swoje zadanie. W przypadku głównego odpływu, pierwszym wyborem będzie odwadniacz termodynamiczny.

Podobnie jak w przypadku odwadniacza pływakowego, otwór odwadniacza z odwróconym kubłem 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. Dostępne w różnych rozmiarach kryz, aby pokryć szeroki zakres ciśnień.