Condenspotten: Definitie, Soorten, Selectie, Eigenschappen, Codes & Normen – What Is Piping

Een condenspot is een automatische klep die het mogelijk maakt condensaat, lucht en andere niet-condenseerbare gassen (CO2) uit het stoomsysteem af te voeren terwijl de stoom in het systeem wordt vastgehouden of opgesloten. Stoomafscheiders scheiden dus het condensaat van het mengsel. Voor elk stoomsysteem in elektriciteits- of verwerkingsinstallaties is de condenspot een essentieel onderdeel. Hij houdt de stoom binnen het proces, wat helpt bij de maximale benutting van warmte. Laten we eerst proberen te begrijpen hoe dit mengsel ontstaat:

• Condensaat: Condensaat vormt zich wanneer stoom om welke reden dan ook zijn warmte-energie afgeeft.
• Lucht: In alle stoomleidingen zit lucht voordat het systeem wordt opgestart als het systeem koud is. Lucht kan het systeem binnendringen via ketelwateraanmaaksystemen en vacuümbrekers.
• Niet-condenseerbare gassen: Andere gassen dan lucht, zoals kooldioxide, komen voor in stoomsystemen.

De belangrijkste functie van condenspotten is dus het verwijderen van het vloeibare condensaat uit het mengsel om tweefasenstroomvorming te voorkomen. Industriële condenspotten kunnen werken over een breed bereik van temperaturen en drukken, afhankelijk van de systeemvereisten.

Soorten condenspotten / Stoomafscheiders

Zoals geclassificeerd door de Internationale Standaard ISO 6704, zijn er drie hoofdtypen condenspotten zoals hieronder vermeld:

• Thermodynamische condenspotten
• Mechanische condenspotten en
• Thermostatische condenspotten

Fig. 1 geeft een duidelijk beeld van de verschillende soorten condenspotten.

Thermodynamische Schijf Condenspotten

Thermodynamische condenspotten detecteren het snelheidsverschil van de binnenkomende vloeistoffen. Wanneer condensaat het condenspotlichaam binnenkomt, beweegt het langzaam ten opzichte van de stoom en wordt het vrij afgevoerd. Wanneer flash of stoom over de onderzijde van de schijf beweegt, is de snelheid veel hoger dan die van water, en de hoge snelheid creëert een drukval die de klep sluit. De klep blijft gesloten tot de stoomdruk in de regelkamer boven de klepkop daalt, waardoor de klep opengaat.

Types: Thermodynamische Schijf en Thermodynamische Zuiger.

Omdat lucht veel sneller beweegt dan condensaat; thermodynamische schijf vallen hebben de neiging om te sluiten in de aanwezigheid van lucht en zijn over het algemeen niet geschikt voor het ontluchten van grote hoeveelheden lucht.

Thermodynamische Schijf & Thermostatische condenspotten: Voor het verwerken van lucht kan een combinatie van thermodynamische condenspotten en thermostatische ontluchter worden gebruikt.

Werking van condenspotten

• Condenspotten werken als een functie van de snelheid. Onder normale bedrijfsomstandigheden komen condensaat en lucht de condenspot binnen en passeren een inlaatopening, een regelkamer en een isolatieruimte (om de condenspot te isoleren tegen de invloed van de omgeving).
• Geschat voor een werkdruk van 10 tot 600 psig.
• Klein en licht van gewicht dus gemakkelijk te installeren.
• Vaak inspectie nodig, niet energiezuinig door korte levensduur.
• Niet geschikt bij hoge tegendruk.

Thermostatische condenspotten

Thermostatische condenspotten detecteren het temperatuurverschil tussen de inkomende vloeistoffen. De sluiting vindt plaats wanneer de vloeistof, meestal heet condensaat, een temperatuur heeft die hoger is dan of gelijk is aan een bepaalde drempelwaarde. De hete temperatuur zorgt ervoor dat een thermostatisch element zodanig beweegt dat een klep sluit. Deze temperatuurdrempelwaarde ligt onder die van verzadigde stoom.

• Omdat lucht een aanzienlijk lagere temperatuur heeft dan stoom, zijn thermostatische condenspotten over het algemeen zeer goed in het afvoeren van grote hoeveelheden lucht. Thermostatische vallen zijn geschikt voor een druk van 0 tot 300 psig.
• Gebouwd met SS, CS, en gietijzeren behuizingen.
• Niet effectief wanneer vuil en kalkaanslag aanwezig zijn.

Basistypen: Expansie, gebalanceerde druk, en Bi-Metaal.

Expansie Type condenspotten:

• Expansie condenspot elementen hebben een interne vulling die uitzet en krimpt bij temperatuursverandering om de klep te bedienen, maar de vulling verdampt niet.
• Wax elementen zijn in een gestolde toestand bij koeling, en zetten uit bij verwarming.
• Petroleum gebaseerde elementen zijn in een samengetrokken vloeibare toestand bij koeling, en zetten uit bij verwarming

Gebalanceerde druk type condenspotten:

Balanced Pressure condenspotelementen hebben een vulling die bestaat uit een mengsel van water en minerale spiritus dat over het algemeen verdampt of condenseert bij bijna-stoomtemperatuur om de klep in werking te stellen.

Bi-Metalen condenspot:

Bi-Metalen condenspotelementen zijn samengesteld uit twee ongelijke metalen strips die aan elkaar zijn gelijmd, zodat temperatuurverandering een afbuiging veroorzaakt in één richting of in de tegenovergestelde richting om de klep in werking te stellen.

Bellows balanced pressure type (Fig. 3) condenspotten zijn geschikt voor Hoge capaciteit, terwijl Wafer/Diaphragm balanced pressure geschikt zijn voor Lage capaciteit. Anderzijds kunnen Bi-metalen condenspotten zowel voor hoge als lage capaciteit worden gebruikt.

Mechanische condenspot

Mechanische condenspotten zijn ontworpen om te openen voor vloeistoffen met een hogere dichtheid en te sluiten voor vloeistoffen met een lagere dichtheid. Er zijn twee basis categorieën van mechanische condenspotten die werken volgens het dichtheidsprincipe:

• Float type en
• Bucket type

Binnen deze categorieën zijn er telkens twee types van condenspotten: Lever Float, Free Float, Inverted Bucket, en Open Bucket.

Lucht heeft een lagere dichtheid dan water. Daarom hebben condenspotten de neiging zich te sluiten in aanwezigheid van lucht en zijn ze over het algemeen niet geschikt voor het afblazen van grote hoeveelheden lucht. Om deze reden kunnen dichtheidsvallen een afzonderlijk thermostatisch ontluchtingsmechanisme bevatten om aanzienlijke hoeveelheden lucht te verwerken.

• Drijvend & Thermostatisch,
• Bucket & Thermostatisch.

Vlotter en thermostatische condenspotten

• Vlotter & Thermostatische condenspotten combineren de werking van twee principes: thermostatisch en dichtheid. Elke condenspot heeft zijn eigen uitstroomopening. Een klep met een vlotterbalaandrijving voert het condensaat af wanneer de vloeistof een vooraf bepaald niveau in de condenspot bereikt. Wanneer de condensaatstroom afneemt’ zakt de vlotter, waardoor de klep gedeeltelijk sluit om de stroomsnelheid te accommoderen.
• Op de top van de condenspot zit een thermostatisch element dat opent om alle lucht en niet-condenseerbare gassen af te voeren zodra ze een kleine temperatuurdaling veroorzaken in de condenspot.
• Werkzaam tussen 0 en 250 psig druk,
• De condensaatklep bevindt zich op de bodem en is onderhevig aan verstopping wanneer vuil en kalkaanslag aanwezig zijn.
• Als de vuildeeltjes de klep verhinderen te sluiten, wordt er stoom energie verspild totdat de toestand is gedetecteerd en gecorrigeerd.

Inverted Bucket Steam Traps

Inverted bucket steam traps (Fig. 4) gebruiken een omgekeerde emmer die normaal ondergedompeld is en alleen drijft als er stoom aanwezig is. De emmer zinkt wanneer het volume van het condensaat een vooraf bepaald vloeistofniveau overschrijdt. Wanneer de emmer zinkt, gaat de klep bovenaan open.

Richtlijnen voor de keuze van condenspotten

De keuze van condenspotten moet in overeenstemming zijn met het volgende:

• Condenspotten voor gebruik met lagedrukstoomdruppels moeten omgekeerde condenspotten, mechanische condenspotten of bimetaal-thermostaatvallen zijn.
• Condenspotten voor middeldrukstoomdruppels zijn bij voorkeur mechanische condenspotten; als alternatief kunnen thermodynamische condenspotten van het schijftype worden gebruikt.
• Condenspotten voor het druppelen van stoom onder hoge druk zijn bij voorkeur mechanische condenspotten in de vorm van omgekeerde condenspotten.
• Condenspotten voor het druppelen van de inlaat van stoomturbines zijn thermodynamische condenspotten van het zuigertype.

Een algemeen aanvaarde praktijk is het gebruik van vlotter & thermostatische (F&T) condenspotten voor stoomsystemen met lage druk tot 30 PSIG, en thermodynamische condenspotten voor stoomdrukken boven 30 PSIG.

Internationale codes en normen voor condenspotten

Internationale codes en normen die van toepassing zijn op het ontwerp van condenspotten staan hieronder vermeld:

• ISO 6552: 1980/ (BS 6023: 1981): Verklarende woordenlijst van technische termen voor automatische condenspotten.
• ISO 6553: 1980/CEN 26553: 1991 (vervangt BS 6024: 1981) Markering van automatische condenspotten.
• ISO 6554 1980/CEN 26554: 1991 (vervangt BS 6026: 1981) Afmetingen van het frontvlak van een automatische condenspot met flens.
• ISO 6704: 1982/CEN 26704: 1991 (vervangt BS 6022: 1983) Classificatie van automatische condenspotten
• ISO 6948:1981/ CEN 26948: 1991 (Vervangt BS 6025: 1982) Productie- en prestatie karakteristieke beproevingen voor automatische condenspotten
• ISO 7841: 1988/CEN 27841: 1991 (Vervangt BS 6027: 1990) Methoden voor de bepaling van stoomverlies van automatische condenspotten.
• ISO 7842: 1988/CEN 27842: 1991 (vervangt BS 6028: 1990) Methoden voor de bepaling van de afvoercapaciteit van automatische condenspotten.

Oorzaken van defecte condenspotten

Gemeenschappelijke oorzaken van defecte condenspotten zijn:

• Corrosie, te wijten aan de toestand van het condensaat. Dit kan worden tegengegaan door gebruik te maken van bepaalde constructiematerialen, goede conditionering van het voedingswater.
• Waterslag, vaak als gevolg van een lift na de condenspot.
• Vuil, accumulerend uit een systeem waar waterbehandelingscompound wordt overgebracht van de ketel, of waar pijpresten de werking van de condenspot mogen verstoren.

Het falen van een condenspot heeft ernstige gevolgen voor de prestaties van het stoomsysteem. Als de condenspot in open toestand faalt, lekt de condenspot stoom en condensaat volledig weg, waardoor het stoomverbruik toeneemt en de ketel zwaarder belast wordt. Wanneer de condenspot echter in gesloten toestand defect raakt, zal er noch stoom noch condensaat passeren. Dus de functie van de condenspot zal worden gestopt, wat kan leiden tot een van de volgende problemen:

• Surge of waterslag
• Waterlogging van het proces
• De aanwezigheid van water (condensaat) in het stoomsysteem is een veiligheidsrisico.

Dus, het is essentieel om regelmatig de werking van de condenspot te controleren en de defecte condenspotten te repareren.

Prestatiebeoordeling van condenspotten

De prestaties van condenspotten worden beoordeeld met behulp van een van de drie onderstaande methoden:

• Visuele methode-Visuele inspectie wordt uitgevoerd met behulp van kijkglazen.
• Geluidsmethode-Het gaat om het onderscheiden van geluidsfrequenties met behulp van auditieve apparatuur.
• Temperatuurmethoden-Werkt op basis van temperatuurverschil principe. Dit is echter de minst betrouwbare methode en wordt daarom normaal gesproken niet gebruikt.

Normaal gesproken wordt preventief onderhoud uitgevoerd voor condenspotten en het onderhoudsschema hangt af van de drukklasse van de condenspot. Als vuistregel geldt dat hogedruk condenspotten met een druk hoger dan 250 psig dagelijks getest moeten worden. Lagedruk condenspotten met een druk lager dan 30 psig moeten daarentegen jaarlijks worden gecontroleerd. Tussenliggende condenspotten moeten maandelijks worden gecontroleerd. Als algemene regel geldt dat condenspotten na elke drie tot vier jaar moeten worden vervangen.

Eisen aan condenspotten

Eigen condenspotten moeten de volgende eigenschappen bezitten voor hun beste prestaties:

• De condenspot moet het condensaat doorlaten en de stoom afvangen.
• De condenspotten moeten energiezuinig zijn en een verwaarloosbaar stoomverbruik hebben. De condenspot moet ervoor zorgen dat de stoomruimte gevuld wordt met schone droge stoom. Het type condenspot is hierop van invloed.
• Stoomafscheiders moeten een goede ontluchting hebben. Als lucht zich mengt met stoom zal dit de stoomtemperatuur verlagen.
• Het verdient de voorkeur dat condenspotten geen stoomoverslag veroorzaken.
• Stoomvallen moeten een hoge bedrijfszekerheid hebben. Soms kunnen verschillende externe factoren onbetrouwbaarheid veroorzaken in het gebruik van condenspotten zoals
  • Corrosie
  • Waterslag en
  • Vuil- of puinophoping.

Samenafscheider installatie

Klik hier om de beste werkwijze voor de installatie van een condenspot te kennen.