Separatori di condensa per gas su gasdotto: struttura e scopo del separatore di condensa + dettagli di installazione e manutenzione

Avete intenzione di gasificare la vostra casa? Forse state allestendo un sistema autonomo di alimentazione a gas con un serbatoio di GPL? In tal caso, è necessario conoscere i separatori di condensa per gas.

Aiutano a evitare molti problemi nell'uso del gas e prolungano la durata delle apparecchiature a gas, nonché del gasdotto stesso e dei camini. Un separatore di condensa correttamente scelto e installato migliora notevolmente la qualità del gas e garantisce la sicurezza di funzionamento dell'intero sistema.

In questo articolo vi illustreremo le funzioni dei separatori di condensa sul gasdotto, cosa si deposita in essi, quali tipi esistono e come differiscono, qual è il principio di funzionamento di questa valvola, come installarli e mantenerli.

A cosa serve un separatore di condensa sul gasdotto?

Sia il metano che la miscela liquefatta di propano-butano necessitano di una pulizia aggiuntiva. Ciò è dovuto alle condizioni di stoccaggio e utilizzo, nonché all'imperfezione dei sistemi di distribuzione del gas.

Le impurità nei gas sono di vario tipo:

1. Acqua può entrare nel gasdotto durante la costruzione, i controlli e la soffiatura, nonché attraverso piccolissimi fori o fessure. Contribuisce alla corrosione dell'acciaio e danneggia il camino
2. Butano (liquido) può ricon densarsi dalla miscela propano-butano. Non evapora e non sale lungo il gasdotto a temperature negative, al gelo. Il butano liquido in un bruciatore a gas forma una fiamma, mentre in una caldaia provoca l'arresto o l'esplosione.
3. Particelle solide fini possono entrare nel gas dai serbatoi e dalle tubazioni del sistema, specialmente se non sono nuovi e all'interno è iniziato il processo di corrosione. A causa loro, gli ugelli si intasano.

Ciascuno di questi tipi di impurità è pericoloso a suo modo. L'acqua, il butano liquido in un bruciatore a gas forma una fiamma, mentre in una caldaia provoca un'esplosione; le particelle solide intasano gli ugelli.

La filtrazione, l'accumulo e l'eliminazione delle inclusioni estranee sono compiti del separatore di condensa.

Il raccoglitore di condensa è composto dai seguenti componenti: 1) gasdotto; 2) linea di equalizzazione della pressione; 3) valvola di intercettazione; 4) tubo di spurgo; 5) scaricatore di condensa; 6) serbatoio di condensa, installato sotto il gasdotto.

Nel raccoglitore di condensa si accumula tutto ciò che è pesante, incluso il butano liquido, prevenendo situazioni pericolose che potrebbe provocare.

Struttura e principio di funzionamento del separatore

I raccoglitori di condensa a bassa pressione differiscono sostanzialmente dalle valvole progettate per funzionare con gasdotti a media o alta pressione.

Si tratta di un serbatoio verticale cilindrico con fondo convesso o conico. Nella parte superiore delle pareti sono saldati, su entrambi i lati, dei tubi di raccordo per il collegamento al gasdotto, mentre attraverso il coperchio fuoriesce un tubo che arriva alla superficie del terreno, sotto una speciale protezione – un tappeto – per l'aspirazione della condensa.

Il gas passa attraverso la parte superiore del bicchiere da un tubo di raccordo all'altro, mentre tutte le impurità liquide o solide si depositano sul fondo. In tali sistemi, la pressione del gas non è sufficiente per spingere il liquido attraverso il tubo dell'apparecchio, e deve essere aspirato con una pompa, proprio come quando Lei beve una bevanda da un bicchiere con una cannuccia.

Nei raccoglitori di condensa fuori terra, talvolta il tubo di scarico si trova in basso, e la condensa viene semplicemente drenata all'apertura del rubinetto per gravità.

I raccoglitori di condensa a media e alta pressione sono serbatoi di espansione, in cui il gas si deposita. Grazie al notevole aumento dell'area della sezione trasversale rispetto ai tubi del gasdotto, la velocità del flusso diminuisce e tutte le particelle pesanti, liquide e solide, riescono a depositarsi.

La parte principale del dispositivo – il serbatoio – è un contenitore cilindrico con estremità convesse, come una cisterna. Da esso, sulla parte superiore, partono due tubi di raccordo: dal primo la condensa fluisce per gravità dalla tubazione, mentre dal secondo il gas entrato nel raccoglitore insieme al liquido ritorna nella tubazione.

Il tubo di spurgo per la rimozione della condensa nei dispositivi a media o alta pressione è obbligatoriamente dotato di un rubinetto – e non di un tappo, come nella prima versione. In alcuni casi, la pressione del gas nel sistema può essere sufficiente per rimuovere tutta la condensa all'apertura del rubinetto. Ciò accade più spesso con i raccoglitori di condensa installati sulla superficie del terreno.

Nei serbatoi interrati, solo con una pressione di almeno 15-20 kPa, il liquido accumulato risale autonomamente lungo il tubo di scarico e fuoriesce in un apposito serbatoio. Inoltre, alla superficie del terreno può congelarsi, causando non solo l'interruzione del drenaggio della condensa, ma anche il danneggiamento del tubo in cui ciò avviene, fino alla rottura.

Per evitare il congelamento durante l'inverno, nei collettori di condensa interrati ad alta e media pressione è previsto un altro montante riempito di gas, installato parallelamente al tubo di scarico. È collegato al montante principale in superficie e crea una contropressione, impedendo al liquido di fuoriuscire durante il gelo.

Inoltre, questi accumulatori di condensa sono solitamente dotati di apparecchiature aggiuntive. Possono comprendere un manometro per il controllo della pressione all'interno del serbatoio, un sensore del livello del liquido che indica quanto condensa è stata raccolta, e un indicatore di riempimento che segnala la necessità di manutenere l'unità e scaricare il liquido raccolto.

Non è raro in questi impianti trovare un dispositivo di rimozione automatica del liquido. Sul collettore di condensa installato prima del compressore, l'indicatore di riempimento lo spegne automaticamente.

Raccomandazioni per la scelta dei separatori di condensa

In base ai parametri del Suo gasdotto, sul mercato è disponibile un'ampia gamma di collettori di condensa per gasdotto. Alcuni produttori sono pronti a realizzare un'unità di qualsiasi modifica su Suo ordine personalizzato, che soddisfi esattamente tutti i requisiti, se il modello adatto non è presente nella gamma di prodotti offerta.

I sistemi a gas sono diversi per forma, pressione, condizioni operative, riempimento e condizioni di esercizio – le possibili combinazioni di questi parametri sono molteplici. Di conseguenza, anche le varietà di separatori di condensa per gasdotti non sono da meno.

Un'unità scelta in modo errato non sarà in grado di svolgere i compiti assegnati o sarà eccessivamente grande e costosa, pertanto consigliamo di affidare la scelta definitiva ai professionisti. E per orientarci un po' in questa varietà, analizziamo le loro principali differenze e i criteri di selezione in base a questi parametri.

Criterio #1 — forma del separatore di condensa

Il contenitore stesso per la raccolta della condensa può essere posizionato orizzontalmente, come un tubo o una piccola cisterna, oppure verticalmente, simile a un vaso. È possibile determinare come deve essere posizionato il collettore di condensa scelto non solo dalla forma, ma anche dalla posizione dei raccordi di collegamento: sono sempre orientati orizzontalmente.

La forma del collettore di condensa non dipende sempre dalla pressione di progetto: esistono sia modelli verticali per tubi principali, sia mini-cisterne per bassa pressione.

I separatori di condensa verticali vengono utilizzati principalmente sui gassometri, si collegano al serbatoio e al tubo verticale che porta il gas in casa, mentre il recipiente per la raccolta della condensa è posizionato verticalmente, parallelo al tubo.

I modelli orizzontali di solito vengono appesi o installati su supporti sotto un tubo orizzontale, parallelamente ad esso. Sono più spesso ad alta pressione e di grandi volumi.

Criterio #2 — pressione nel gasdotto

È importante acquistare un separatore di condensa progettato per la stessa pressione dell'intera gasdotto. Esistono 3 varianti: per bassa, media e alta pressione.

Talvolta i separatori di condensa vengono prodotti già collegati a un tratto di tubo del gas – ciò permette di minimizzare il numero di lavori di saldatura sul campo.

Essi si differenziano non solo per dimensioni e diametro dei raccordi di connessione, ma anche per la struttura interna, il metodo di installazione e manutenzione. Pertanto, una discrepanza di pressione può rendere l'installazione e l'esercizio non solo inefficienti, ma anche pericolosi.

Criterio #3 — altri parametri dell'apparecchiatura

Oltre alla forma e alla pressione menzionate, essi si differenziano per i seguenti parametri:

• Volume – da un paio di centinaia di millilitri a diversi metri cubi, a seconda della tendenza della conduttura del gas a formare condensa, della composizione della miscela gassosa, delle condizioni climatiche, del volume di gas trasportato e del luogo di installazione del separatore di condensa.
• Materiale di cui è realizzato il separatore di condensa – di solito acciaio inossidabile. Esso può resistere a lungo all'ambiente aggressivo di umidità e butano liquido senza trattamenti aggiuntivi. Tuttavia, non di rado i separatori di condensa, specialmente quelli di grandi volumi, sono realizzati anche in acciaio comune. Per una protezione aggiuntiva, vengono trattati non solo esternamente, come l'intera conduttura del gas, ma anche internamente – ad esempio con un rivestimento epossidico.
• Per luogo di installazione i separatori di condensa possono essere interrati o fuori terra. Sui secondi è obbligatoria la marcatura «Gas», «Infiammabile».
• Impermeabilizzazione esterna deve essere uguale a quella della conduttura del gas. Il più delle volte si tratta di nastri adesivi in polietilene, ma può anche essere mastice bituminoso o rivestimento bituminoso-polimerico. Per le apparecchiature fuori terra, è sufficiente una protezione con vernice impermeabile, obbligatoriamente gialla.
• Raccordi per il collegamento alla conduttura del gas differiscono per diametro e possono anche essere progettati per giunti saldati o connessioni permanenti tra acciaio e plastica.
• Apparecchiatura aggiuntiva. Oltre ai raccordi di ingresso e uscita, è obbligatoriamente presente un tubo per lo scarico o l'aspirazione della condensa raccolta. Possono anche essere presenti connettori per manometro, sensore di livello del liquido, segnalatore di riempimento del serbatoio, per il bilanciamento della pressione.

I consumatori privati, di norma, acquistano un separatore di condensa per serbatoi di gas privati, quando allestiscono un sistema di alimentazione autonoma del gas per la villa.

I serbatoi di gas per case private sono disponibili in diversi volumi; anche la qualità del gas e le condizioni operative variano – ciò influenza la scelta del separatore di condensa.

A tale scopo vengono solitamente utilizzati piccoli dispositivi con un contenitore verticale, simile a un bicchiere, e un lungo tubo per l'estrazione della condensa. Vengono installati più spesso sottoterra, direttamente all'ingresso del serbatoio di gas, e di solito non dispongono di attrezzature aggiuntive.

I separatori di condensa ad alta pressione vengono installati sui gasdotti principali, presso i punti di distribuzione del gas e davanti ai grandi consumatori industriali. Hanno un grande volume e una forma a cisterna, e sono quasi sempre dotati di sensori e segnalatori aggiuntivi.

Procedura di installazione del separatore di condensa

Il metodo e la procedura di collegamento del raccoglitore di condensa dipendono dal luogo in cui viene installato.

I principali punti per la raccolta e lo smaltimento della condensa dal gas sono i seguenti:

1. All'uscita dal serbatoio di gas nei sistemi autonomi di fornitura di gas.
2. Nei tratti bassi del tubo del gas o nel punto di giunzione di tubi con inclinazioni opposte.
3. All'inizio ("testa") del gasdotto – presso la raffineria di petrolio, dopo la stazione di distribuzione del gas o il serbatoio di stoccaggio.
4. Prima del compressore, per evitare malfunzionamenti, nonché davanti agli stabilimenti e ad altri consumatori industriali.
5. All'uscita del gas dal compressore – qui la condensa si accumula se il compressore è stato fermato, oppure se dai serbatoi è stato pompato petrolio riempiendoli di gas.

La progettazione del layout dei raccoglitori di condensa è un compito per l'ingegnere capo dell'azienda che trasporta e distribuisce il gas ai consumatori.

Egli determina non solo i punti di installazione di tali aggregati e la distanza tra loro, ma anche il tipo, le dimensioni e altre caratteristiche. Dopo l'installazione, apposite targhette devono segnalare con precisione la posizione dell'attrezzatura, indicando la direzione e la distanza.

Il raccoglitore di condensa interrato deve trovarsi a distanza da specchi d'acqua, pozzi, alberi e edifici; targhette indicano la sua posizione.

Nella scelta del luogo per il raccoglitore di condensa si tiene conto anche della facilità di manutenzione futura. Deve rimanere non solo un accesso libero al tubo per l'estrazione della condensa, ma anche la possibilità, se necessario, di scavarlo per manutenzione, riparazione o sostituzione. Il dispositivo stesso deve essere posizionato ad almeno 2 m dalla parete più vicina, e il suo collegamento al tubo a non meno di 1 m dalla parete. È inoltre vietata l'installazione di tali dispositivi al di sopra del punto di congelamento del terreno.

I consumatori privati potrebbero aver bisogno di installare un separatore di condensa solo sul gassometro – su questo punto ci soffermeremo più in dettaglio. Il gassometro viene installato a distanza dalla casa, secondo i requisiti normativi – almeno 10 m, e quindi il tubo per l'ingresso a livello del suolo viene solitamente posato orizzontalmente sotto terra.

In questo schema, il tubo viene diviso in 2 parti con pendenze opposte, e nel loro punto di giunzione, nel punto più basso, viene installato un raccoglitore di condensa. Sotto di esso viene realizzata una piccola fondazione, e l'unità stessa viene posizionata su piedini per minimizzare la corrosione. L'ingresso e l'uscita del dispositivo vengono saldati al tubo del gas, e il tubicino per lo scarico della condensa viene prolungato fino alla superficie del terreno, tappato con un tappo e coperto con un telo.

Il raccoglitore di condensa può essere collegato solo con giunzioni permanenti, mediante saldatura; le connessioni filettate e a flangia non sono consentite. Ciò garantisce la sicurezza operativa e riduce il rischio di perdite.

Se il gas viene portato in superficie verticalmente, direttamente dal gassometro, allora il punto di raccolta della condensa è l'inizio del tubo. In questo caso, un tubo di derivazione viene saldato al tubo, e il secondo – o allo stesso tubo, leggermente più in basso, o al serbatoio stesso. Il tubicino per l'estrazione della condensa viene portato fuori parallelamente alla colonna montante del gas.

Dettagli di manutenzione dell'apparecchiatura

Secondo il programma stabilito dall'ingegnere dell'azienda fornitrice di gas, viene effettuata la purga dei raccoglitori di condensa e la verifica del loro stato tecnico. Questi lavori sono considerati pericolosi poiché la condensa contiene non solo acqua, ma anche butano liquido facilmente infiammabile, che spesso costituisce la maggior parte del liquido. Pertanto, la manutenzione viene eseguita da due specialisti, solo durante il giorno, e non durante i temporali.

È inoltre vietato scaricare la condensa direttamente in un'autocisterna – solo in contenitori metallici fissi con recinzione o in una fossa. Se nelle vicinanze è presente un oleodotto, è possibile scaricare la condensa al suo interno.

Per svuotare un raccoglitore di condensa a bassa pressione, è necessaria una pompa, una motopompa o una cisterna per vuoto. Dall'estremità del tubicino si rimuove il tappo, si collega il tubo della pompa, si apre il rubinetto e si avvia la pompa. Lo svuotamento continua finché dal tubo della pompa non smette di uscire liquido; quindi si spegne la pompa, si chiude il rubinetto, si scollega il tubo e si riposiziona il tappo.

Con un raccoglitore di condensa di piccolo volume si può utilizzare anche una pompa manuale, mentre in alcuni modelli per installazione fuori terra il liquido defluisce per gravità.

I raccoglitori di condensa a media e alta pressione di solito non necessitano di pompa. Hanno 2 colonne montanti: una per la condensa e una per il gas, ciascuna con un rubinetto, e di solito è aperto solo quello del gas.

Per liberare il serbatoio dal liquido, si ruotano entrambe le valvole: si chiude quella del gas e si apre quella della condensa. Il liquido fuoriesce sotto la pressione del gas della conduttura. Per risparmiare tempo e manodopera, questo processo può essere automatizzato mediante strumenti di controllo e misurazione e automazione.

Se la condensa non viene rimossa in tempo, un colpo d'ariete o un tappo può non solo impedire l'erogazione del gas, ma anche danneggiare il tubo.

Oltre alla rimozione della condensa raccolta, gli ispettori del gasdotto verificano la presenza e la precisione delle targhette che indicano la loro posizione, nonché l'efficienza dell'aggregato stesso e delle valvole di intercettazione ad esso collegate. Se necessario, la riparazione viene eseguita immediatamente o viene redatto un verbale, in base al quale successivamente interviene una squadra specializzata.

Come fare a meno dei separatori di condensa per gas?

Un collettore di condensa installato sul gasdotto è garanzia di sicurezza e protezione dell'attrezzatura.

Ma esistono anche alternative. Di solito, sono finalizzate a prevenire la formazione di condensa. Tra questi mezzi ci sono gli evaporatori, che riconducono il butano vaporizzato al serbatoio, l'isolamento termico e il riscaldamento della tubazione, la posa più profonda del punto di congelamento, l'uso di tubi di diametro maggiore.

Il riscaldamento del gasdotto impedisce la formazione della parte più pericolosa della condensa – la fase liquida del butano, ma la sua installazione e manutenzione costano care.

Tuttavia, il loro utilizzo non è sempre possibile ed efficace, inoltre di solito è più costoso dell'installazione di un collettore di condensa.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Per comprendere meglio il principio di funzionamento del collettore di condensa, Le suggeriamo di guardare il seguente video:

Un supporto visivo su cos'è la condensa del gas nel seguente servizio:

Abbiamo analizzato a cosa servono i collettori di condensa per gas, quali tipi esistono e come funzionano, e quali criteri considerare per scegliere il serbatoio adatto. Abbiamo anche parlato di come e dove vengono installati e sottoposti a manutenzione, e di quali soluzioni alternative esistono.

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