Separatoarele mecanice de abur funcționează luând în considerare diferența de densitate dintre abur și condensat. Acestea vor trece continuu prin volume mari de condensat și sunt potrivite pentru o gamă largă de aplicații de proces. Printre tipuri se numără separatoarele de abur cu plutitor și separatoarele de abur cu găleată inversată.

Separatoare de abur cu plutitor sferic (Separatoare de abur mecanice)

Sifonele cu plutitor funcționează prin detectarea diferenței de densitate dintre abur și condens. În cazul sifonului prezentat în imaginea din dreapta (un sifon cu plutitor și o supapă de aer), condensul care ajunge la sifon face ca plutitorul să se ridice, ridicând supapa de pe scaunul său și provocând dezumflarea.

Sifonele moderne folosesc orificii de ventilație regulatoare, așa cum se arată în fotografia din dreapta (Sifone cu plutitor cu orificii de ventilație regulatoare). Acestea permit trecerea aerului inițial, în timp ce sifonul gestionează și condensul.

Evacuarea automată utilizează un ansamblu cu balon de presiune echilibrat, similar cu un separator de abur regulator, situat în zona de abur deasupra nivelului condensului.

Când aerul inițial este eliberat, acesta rămâne închis până când se acumulează aer sau alte gaze necondensabile în timpul funcționării convenționale și se deschid prin scăderea temperaturii amestecului aer/abur.

Orificiul de aerisire al regulatorului oferă avantajul suplimentar de a îmbunătăți semnificativ capacitatea de condensare în timpul pornirilor la rece.

În trecut, dacă exista lovitură de berbec în sistem, orificiul de aerisire al regulatorului prezenta un anumit grad de slăbiciune. Dacă lovitura de berbec este puternică, chiar și bila se poate rupe. Cu toate acestea, în sifonurile moderne cu plutitor, orificiul de aerisire poate fi o capsulă compactă, foarte rezistentă, din oțel inoxidabil, iar tehnicile moderne de sudare utilizate pe bilă fac ca întregul plutitor să fie foarte rezistent și fiabil în situațiile de lovitură de berbec.

În anumite privințe, separatorul termostatic cu flotor este cel mai apropiat de un separator de abur perfect. Indiferent de modul în care se schimbă presiunea aburului, acesta va fi evacuat cât mai curând posibil după producerea condensului.

Avantajele separatoarelor de abur termostatice cu plutitor

Capcana evacuează continuu condensul la temperatura aburului. Aceasta o face alegerea ideală pentru aplicațiile în care rata de transfer de căldură a suprafeței încălzite furnizate este mare.

Preia la fel de bine încărcături de condens mari sau ușoare și nu este afectat de fluctuații mari și neașteptate ale presiunii sau debitului.

Atâta timp cât este instalată o aerisire automată, sifonul este liber să evacueze aerul.

Pentru dimensiunea sa, este o capacitate supradimensionată.

Versiunea cu supapă de eliberare a ecluzei cu abur este singura sifonare complet potrivită pentru orice ecluză cu abur rezistentă la loviturile de berbec.

Dezavantajele separatoarelor de abur termostatice cu plutitor

Deși nu sunt la fel de susceptibile ca sifonele cu găleată inversată, sifonele cu plutitor pot fi deteriorate de schimbări violente de fază, iar dacă urmează să fie instalate într-o locație expusă, corpul principal trebuie să fie întârziat și/sau suplimentat cu un mic sifon secundar de reglare.

Ca toate sifonierele mecanice, este necesară o structură internă complet diferită pentru a funcționa într-un interval de presiune variabilă. Sifonierele proiectate să funcționeze la presiuni diferențiale mai mari au orificii mai mici pentru a echilibra flotabilitatea flotorului. Dacă sifoniera este supusă unei presiuni diferențiale mai mari decât cea așteptată, se va închide și nu va permite evacuarea condensului.

Separatoare de abur cu găleată inversată (Separatoare de abur mecanice)

(i) Butoiul se lasă, trăgând supapa de pe scaun. Condensul curge pe sub fundul găleții, umple găleata și se scurge prin orificiul de evacuare.

(ii) Sosirea aburului face ca butoiul să plutească, care apoi se ridică și închide orificiul de ieșire.

(iii) Sifonul rămâne închis până când aburul din găleată se condensează sau face bule prin orificiul de ventilație până în partea superioară a corpului sifonului. Apoi se scufundă, trăgând cea mai mare parte a supapei de pe scaunul său. Condensul acumulat este drenat, iar ciclul este continuu.

În (ii), aerul care ajunge la sifon la pornire va asigura flotabilitatea cupei și va închide supapa. Orificiul de aerisire al cupei este important pentru a permite aerului să iasă în partea superioară a sifonului pentru o eventuală descărcare prin majoritatea scaunelor supapelor. Având orificii mici și diferențe de presiune mici, sifonele sunt relativ lente în evacuarea aerului. În același timp, acesta ar trebui să treacă prin (și astfel să irosească) o anumită cantitate de abur pentru ca sifonul să funcționeze după ce aerul este eliminat. Orificiile de aerisire paralele instalate în afara sifonului reduc timpul de pornire.

AvantajeleCapcane de abur cu găleată inversată

Separatorul de abur cu găleată inversată a fost creat pentru a rezista la presiune ridicată.

Un fel de momeală plutitoare cu abur termostatic, este foarte tolerantă la condițiile de lovitură de berbec.

Poate fi utilizat pe linia de abur supraîncălzit, adăugând o supapă de sens unidirecțional pe canelură.

Modul de defecțiune este uneori deschis, deci este mai sigur pentru aplicațiile care necesită această funcționalitate, cum ar fi drenajul turbinei.

Dezavantajele sifonelor de abur cu găleată inversată

Dimensiunea redusă a deschiderii din partea superioară a găleții înseamnă că această capcană va evacua aerul doar foarte lent. Deschiderea nu poate fi mărită, deoarece aburul va trece prea repede prin ea în timpul funcționării normale.

Ar trebui să existe suficientă apă în corpul sifonului pentru a acționa ca o etanșare în jurul marginii găleții. Dacă sifonul își pierde etanșarea la apă, aburul se pierde prin supapa de ieșire. Acest lucru se poate întâmpla adesea în aplicații în care există o scădere bruscă a presiunii aburului, determinând o parte din condensul din corpul sifonului să se „transforme” în abur. Cilindrul își pierde flotabilitatea și se scufundă, permițând aburului proaspăt să treacă prin orificiile de scurgere. Numai atunci când suficient condens ajunge la sifonul de abur, acesta poate fi etanșat din nou pentru a preveni risipa de abur.

Dacă se utilizează un sifon cu găleată inversată într-o aplicație în care se așteaptă fluctuații de presiune în instalație, trebuie instalată o supapă de sens unidirecțional în conducta de admisie înainte de sifon. Aburul și apa pot curge liber în direcția indicată, în timp ce curgerea inversă este imposibilă deoarece supapa de sens unidirecțional este presată pe scaunul său.

Temperatura ridicată a aburului supraîncălzit poate cauza pierderea etanșării la apă a unui sifon cu găleată inversată. În astfel de cazuri, o supapă de sens unidirecțional care să preia sifonul ar trebui considerată esențială. Foarte puține sifone cu găleată inversată sunt fabricate cu o „supapă de sens unidirecțional” integrată ca standard.

Dacă un sifon cu găleată inversată este lăsat expus la temperaturi aproape sub zero grade, acesta poate fi deteriorat de o schimbare de fază. Ca și în cazul diferitelor tipuri de sifon mecanice, o izolație adecvată va depăși acest neajuns dacă condițiile nu sunt prea dure. Dacă condițiile de mediu așteptate sunt mult sub zero grade, atunci există multe sifonuri puternice care ar trebui luate în considerare cu atenție pentru a-și îndeplini sarcinile. În cazul unei scurgeri principale, un sifon termodinamic ar fi alegerea principală.

La fel ca în cazul sifonului cu flotor, deschiderea sifonului cu găleată inversată este proiectată pentru a suporta diferența maximă de presiune. Dacă sifonul este supus unei presiuni diferențiale mai mari decât cea așteptată, se va închide și nu va permite evacuarea condensului. Disponibil într-o gamă de dimensiuni ale orificiilor pentru a acoperi o gamă largă de presiuni.