Случались ли в вашей системе парового обогрева внезапные сбои или падения температуры, даже если на первый взгляд оборудование работает исправно? Причиной может быть явление, известное как паровая пробка (если вызвано паром) или воздушная пробка (если вызвано воздухом или другим неконденсирующимся газом, например, углекислым газом).

Механизм этих двух проблем одинаков: пар или неконденсирующийся газ попадает в конденсатоотводчик раньше конденсата, что приводит к закрытию клапана и препятствует отводу конденсата.

В этой статье рассматривается именно паровая пробка. Подробнее о воздушной пробке читайте здесь:

• Воздушная пробка

Сам конденсатоотводчик обычно не является причиной образования паровой пробки, так как он рассчитан на закрытие при попадании пара. Чаще всего проблема вызвана конфигурацией оборудования или трубопроводов вокруг конденсатоотводчика.

Игнорировать паровую пробку нельзя: со временем её последствия только усугубляются. Так как обнаружить её бывает сложно, важно знать типичные схемы, которые к ней приводят.

Паровая пробка чаще всего встречается в двух случаях:

• Конфигурация оборудования приводит к смешиванию пара и конденсата при отводе.
• Конфигурация трубопроводов позволяет пару попасть в конденсатоотводчик раньше конденсата.

Если паровая пробка вызвана попаданием смеси пара и конденсата в конденсатоотводчик, рекомендуется использовать конденсатоотводчик с выпускным клапаном защиты от паровых пробок или игольчатым клапаном, установив байпас для выпуска небольшого количества пара из конденсатоотводчика.

Если же причина в конфигурации трубопроводов, необходимо изменить схему, чтобы конденсат поступал в конденсатоотводчик раньше пара.

Если паровая пробка вызвана конфигурацией оборудования, одним из решений является отвод смеси пара и конденсата в сепаратор пара вторичного вскипания. После этого конденсат отводится через конденсатоотводчик, а отделённый пар возвращается в теплообменник для повторного использования.

Однако этот метод трудно применить в некоторых установках, например во вращающихся сушилках с сифонной трубой или черпаками для отвода конденсата. Если возврат пара невозможен, требуются другие решения.

Ещё один способ решения проблемы — установка клапана защиты от паровых пробок или игольчатого клапана, которые позволяют выпускать пар из конденсатоотводчика. Такие устройства обеспечивают управляемый выпуск пара и тем самым сводят его потери к минимуму.

Конденсатоотводчики нельзя устанавливать в верхней части вертикального трубопровода, так как это создаёт риск образования паровой пробки.

Как конфигурация трубопроводов приводит к образованию паровой пробки

Может показаться, что пробка не возникнет, если напорное давление достаточно высокое, чтобы её преодолеть. Однако дополнительное давление не решает эту проблему по двум причинам:

• Давление перед конденсатоотводчиком и внутри него практически одинаковое.
• Конденсат может сливаться только при открытом клапане, а он закрыт из-за пара.

Пар и конденсат на входе в конденсатоотводчик находятся под одинаковым давлением, поскольку конденсатоотводчики рассчитаны на отвод конденсата с минимальными потерями пара. Поэтому пар, имея меньшую плотность по сравнению с конденсатом, при наличии вертикального участка поднимается вверх и попадает в конденсатоотводчик раньше конденсата, вызывая закрытие клапана. Увеличение давления для принудительного отвода конденсата не решает проблему, так как клапан остаётся закрытым под воздействием пара.

Конденсатоотводчик с паровой пробкой сможет вновь начать отводить конденсат только после того, как пар в нём сконденсируется. До этого момента конденсат накапливается в трубопроводах и оборудовании, снижая эффективность системы и повышая риск гидроударов. Если причину не устранить, паровая пробка будет возникать снова при каждом последующем цикле слива.

Поток на выходе из конденсатоотводчика

Может показаться странным, что паровая пробка возникает только на вертикальных участках трубопровода перед конденсатоотводчиком, а на выходе этого не происходит.

Пар вторичного вскипания на выходе действительно поднимается в верхнюю часть вертикального участка трубопровода, но поскольку за ним уже нет других конденсатоотводчиков, пар беспрепятственно выходит из системы, и пробка не образуется.

То же самое относится и к трубопроводам, подключённым к открытым или закрытым сосудам для сбора конденсата: для их работы изначально требуется отрицательный перепад давления, что обеспечивает свободный отвод как конденсата, так и пара вторичного вскипания.

Другие проблемы конфигурации трубопроводов

Паровая пробка может возникать не только на вертикальных участках трубопровода, но и при других конфигурациях. Например, наклонные участки или изгибы труб, появившиеся из-за недостаточной опоры, также могут приводить к её образованию.

Даже при прокладке трубопровода параллельно земле длинные участки труб малого диаметра перед конденсатоотводчиком могут привести к образованию паровой пробки. Это происходит, если диаметр недостаточен для того, чтобы конденсат успевал продвигаться впереди пара.

Дополнительная информация

Воздушная пробка похожа на паровую, но вызвана скоплением воздуха. Она встречается как в конденсатоотводчиках, так и в системах сжатого воздуха или других газов и обычно устраняется установкой балансировочной линии. Подробнее об этом читайте в следующей статье:

• Воздушная пробка