Separatoarele de condens sunt folosite la separarea condensatului din retelele de transport al aburului utilizat la incalzire si forta.
Evacuarea condensatului colectat se face in mod automat, intr-un spatiu cu presiunea mai mica decat aceea a conductei sau recipientului de presiune pe care este montat separatorul.
Separatoarele de condens sunt clasificate:
a) Dupa constructia plutitorului:
-cu plutitor inchis;
– cu plutitor deschis;
– cu plutitor clopot.
b) Dupa constructia organului de inchidere:
– cu ventil (plan, conic sau sferic);
– cu sertar (plan sau rotativ);
– cu cep;
– cu dublu ventil (echilibrat hidrostatic).
c) Dupa modul de actionare:
– separatoare cu actiune continua: cu inchizator hidraulic, orificiu de strangulare si oala de condens cu plutitor inchis;
– separatoare cu actiune discontinua: separator termostatic si oala de condens cu plutitor deschis.
Inchizatorul hidraulic prin insusi denumirea sa arata ca se bazeaza pe inchiderea provocata de presiunea unei coloane de apa, care echilibreaza diferenta de presiune dintre cele doua spatii.
Orificiul de strangulare reprezinta un orificiu calibrat, care, folosind diferenta de presiune existenta la intrare si iesire (corespunzator celor doua spatii), determinand o viteza corespunzatoare de evacuare a condensatului. In cazul acestor inchizatoare se realizeaza si o pierdere de abur de 3-5% din cantitatea de condens scurs. Executia unor canale de separare reglabile si minutios ajustate are ca urmare reducerea pierderilor la cantitati neglijabile.
Oala de condens cu plutitor inchis asigura evacuarea condensatului prin intermediul unui plutitor sferic, actionat de forta portanta determinata de cufundarea acestuia in condensul respectiv. Forma sferica a plutitorului este cea mai avantajoasa, deoarece are volumul cel mai mic si grosimea de perete cea mai redusa. Intrucat tipul de plutitor sferic are o suprafata minima exterioara, el duce la pierderi minime de caldura a aburului, ceea ce este foarte important la un separator.
Diferitele tipuri de oale de condens cu plutitor arata ca din punct de vedere tehnologic cele mai simple se prezinta a fi oalele cu plutitor tip clopot.
In instalatiile de abur se folosesc obisnuit se separatoare termostatice pentru separarea condensatului. Separatorul termostatic functioneaza sub influenta unei diferente de temperatura, care se statorniceste intre abur si condensat. Aceasta stare, denumita stare de subracire a condensatului, se afla de obicei cuprinsa intre 5 si 15oC.
Elementul termostatic este un burduf ondulat, montat etans pe capacul separatorului, in interiorul caruia se introduce un lichid usor volatil, a carui temperatura de fierbere este mai mica decat temperatura aburului saturat. In contact cu aburul , lichidul volatil intra in starea de fierbere, presiunea de vapori a acestuia creste, burduful se dilata inchinzand orificiul de trecere. Dupa inchidere condensatul incepe sa se adune in jurul burdufului. Temperatura condensatului fiind egala sau mai scazuta decat temperatura lichidului volatil, vaporii acestuia se condenseaza, temperatura scade, iar burduful se contracta. Prin contractare, organul de inchidere comandat de burduf se ridica, iar condensatul se poate evacua.
Diagrama temperaturilor de saturatie pentru lichidul volatil in functie de presiunea acestuia arata ca exista o diferenta fata de diagrama de abur. Deci deferenta dintre temperatura de fierbere volatil si temperatura de fierbere a a apei nu reprezinta o valoare constanta, de unde pot aparea abateri in functionarea separatorului. Pentru a evita aceste abateri, separatoarele termostatice se utilizeaza in cazul domeniilor de temperatura foarte restranse. Obisnuit se indica o temperatura fixa ca valoare de reglare a termostatului (de exemplu 130oC sau 150oC), fata de care corect se admit abateri in functionarea de ±5oC.
Un lichid volatil des folosit este un amestec de trei parti alcool propilic si o parte alcool etilic, care are o temperatura de fierbere de 85-90oC. Se mai folosesc diferite amestecuri de alcool etilic si apa distilata.
Pentru obtinerea unei stari de vid in spatiul burdufului de deasupra fluidului volatil, se recomanda ca lipirea orificiului de la partea superioara a burdufului sa se faca in timp ce fluidul volatil se gaseste in stare de fierbere.
Burduful se executa din tombac, bimetal etc. temperatura limita de utilizare a burdufului depinde de metalul din care este executat.
Presiunea maxima la care se folosesc separatoarele termostatice nu este mai mare de 6 kgf/cm2.
Comportarea cea mai sigura in exploatare o prezinta oalele de condens cu plutitor inchis, precum si separatoarele termostatice.
Plutitorul inchis asigura utilizarea corecta, intr-o gama mare de cerinte, a oalelor de acest tip. Acesta are posibilitatea de a evacua condensatul la o temperatura aproximativ egala cu a aburului, cu o stare de functionare continua si cu scurgeri uniforme de debite, indiferent daca acestea sunt mari sau mici. Se foloseste la conductele si dispozitivele principale de incalzire cu abur la presiune joasa si medie din retelele de abur industriale.
Se folosesc cu dispozitive de inchidere diferite, asa cum s-a indicat la clasificare. Astfel, oalele cu organul de inchidere tip ventil sferic (bila) se utilizeaza practic pana la presiunea de 8 kgf/cm2, cele cu ventil conic, pana la presiunea de 10 kgf/cm2, iar cele cu sertar, pana la presiunea de 25 kgf/cm2.
Prin folosirea de plutitoare masive, echilibrate, inchizatoarele de tip sertar pot fi utilizate pana la presiuni de 100 kgf/cm2. Este recomandabil ca la proiectarea corpurilor oalelor de condens sa se prevada la partea superioara dop de dezaerare, iar la partea inferioara dop pentru evacuarea impuritatilor sedomentate in timpul functionarii.
Executarea plutitoarelor sferice trebuie sa fie foarte ingrijita, sudura la jumatatea sferei sa fie de buna calitate si etansa. Pentru incercarea de rezistenta si etansare, acestea se supun unei probe de presiune exterioara la valoarea presiunii de regim.
Calitatea etansarii se determina prin cantarirea sferei in stare uscata inainte si dupa proba. Abaterile admisibile nu trebuie sa depaseasca o zecime de gram pentru o sfera expusa presiunii exterioare timp de o ora.
Suprafetele exterioare ale sferelor se protejeaza impotriva oxidarii prin cromare sau fosfare.
