Dla osób pracujących z parą wodną pompa kondensatu powinna być powszechnie znanym rozwiązaniem stosowanym w celu odwadniania układów ze zmiennym ciśnieniem pary. Czy tak też jest w praktyce? Opowiemy pokrótce, czym jest tzw. efekt „stall” i jakie szkody może wyrządzić. Podpowiemy, dlaczego pompa kondensatu jest rekomendowanym rozwiązaniem dla zniwelowania tego szkodliwego zjawiska.
Jak działa pompa kondensatu?
W dużym skrócie, pompa kondensatu bezpośredniego działania to urządzenia przeznaczone do przepompowania kondensatu z wykorzystaniem ciśnienia pary wodnej lub sprężonego powietrza. Stosowana jest tam, gdzie może wystąpić negatywne ciśnienie różnicowe. Zasada działania związana jest z napływem kondensatu do pompy. Gdy dźwignia, na której zamontowany jest pływak wraz z napływem kondensatu osiągnie swoje górne położenie, następuje otwarcie zaworu czynnika motorycznego (pary wodnej lub powietrza). W konsekwencji powoduje to wypchnięcie kondensatu z pompy do rurociągu powrotnego kondensatu. Gdy pływak ponownie osiągnie swoje dolne położenie, zawór czynnika motorycznego zostanie zamknięty, a otwarty z kolei będzie zawór odpowietrzający odpowiedzialny za odprowadzenie powietrza. Pompa działa cyklicznie i jest w stanie zrzucić jednorazowo w okolicach 20 –30 litrów kondensatu.
Czym jest efekt „stall”
Efekt „stall” definiujemy jako stan, w którym odbiornik ciepła z powodu niewystarczającego ciśnienia w instalacji, nie jest w stanie odprowadzić skroplin. Wskutek tego urządzenie jest zalane. „Stall” występuje głównie w urządzeniach wymiennikowych, w których ciśnienie pary jest regulowane w celu uzyskania odpowiednich parametrów medium wyjściowego. Ryzyko wystąpienia tego efektu zależy od parametrów pary, a w szczególności od ciśnienia. To właśnie ciśnienie decyduje o tym, czy takie urządzenia jak wężownice czy wymienniki ciepła, pracują w warunkach eksploatacyjnych czy tzw. „stall”.
W przypadku wystąpienia efektu „stall”, kondensat zaczyna zalegać w urządzeniu, co powoduje szereg problemów. Z czym możemy się spotkać? To między innymi niewystarczające odprowadzanie kondensatu, uderzenia hydrauliczne czy zamarzanie wężownic. Dodatkowo efekt „stall” przyczynia się do tworzenia korozji, która nasila się przy występowaniu przechłodzonego kondensatu i w efekcie tworzy się kwas węglowy. Warto pamiętać, że mogą pojawić się również problemy takie jak: niezadowalająca kontrola temperatury procesu czy skrócenie żywotności urządzeń. Nierzadko spotkać można niestabilność pracy zaworu regulacyjnego czy też obniżenie wydajności wymiany ciepła.
Pompa kondensatu jako rozwiązanie rekomendowane
Problemy z odprowadzaniem kondensatu, w przypadku występowania efektu „stall” są znane nie od dziś. Przez lata pojawiło się sporo różnych rozwiązań, które przynosiły jednak niezadawalające skutki. W tym celu wykorzystywano m.in. przerywacz próżni, który nie dopuszczał do utrzymania w instalacji ciśnienia niższego niż atmosferyczne. Montowano również dodatkowy odwadniacz – powyżej odwadniacza głównego. Innym rozwiązaniem było stosowanie systemu utrzymującego pozytywną różnicę ciśnień, czyli powietrza lub innego gazu w celu utrzymania ustalonego ciśnienia w instalacji.
Możliwością, która pozwoliła na ciągłe odprowadzanie kondensatu, okazała się dopiero pompa kondensatu stosowana w „systemie zamkniętym”. Takie rozwiązanie odprowadza kondensat nawet w przypadku wystąpienia podciśnienia w instalacji. Co więcej, eliminuje zasadność używania przerywaczy próżni i nie powoduje strat pary wtórnej do atmosfery. Jakie inne korzyści przynosi zastosowanie kondensatu?
• Brak potrzeby budowania kosztownych linii odpowietrzających.
• Eliminacja uszczelnień na wirniku obrotowym, brak kawitacji czy wymagań NPSH.
• Mniejsze koszty eksploatacji.
• Wydłużona żywotność układu.
• Zredukowanie występowania korozji
• Wiarygodna kontrola temperatury w urządzeniu.
• Zredukowane koszty konserwacji.
Używanie pompy kondensatu w „systemie zamkniętym” sprowadza się do spełnienia jednego podstawowego warunku – ujednolicenia ciśnienia w urządzeniu wymiennikowym oraz w odwadniaczu pompującym. Umożliwia w ten sposób grawitacyjne spływanie kondensatu do pompy.
Z naszego doświadczenia wiemy, że w przeważającej ilości zakładów użytkujących parę wodną, możemy znaleźć aplikacje, które napotykają problemy z odprowadzaniem kondensatu. Wykorzystanie pompy kondensatu w „systemie zamkniętym” stanowi najkorzystniejsze rozwiązanie w porównaniu do metod opartych o przerywacze próżni, dodatkowe odwadniacze czy podtrzymanie pozytywnej różnicy ciśnień.
Zalety wynikające ze zastosowania pompy kondensatu to m.in. ograniczona konserwacja, poprawa wydajności, wydłużenie żywotności urządzeń oraz oszczędności kosztów w zakresie instalacji oraz eksploatacji.
Więcej szczegółów na temat efektu „stall”, znaleźć można w numerze „Pod kontrolą”:
Akademia automatyki: Efekt „stall” – przyczyny i skutki występowania oraz metody zapobiegania
