Co to jest separator pary?
Separator pary służy do usuwania pary wodnej z pary. Chociaż termin ten może odnosić się do specjalistycznego zestawu urządzeń współpracujących ze sobą, urządzeniem oddzielającym parę może być wszystko, co eliminuje nadmiar pary wodnej z pary w celu zwiększenia wydajności cieplnej silnika na bazie pary. Produkt końcowy parowego separatora wilgoci nazywa się „suchą” parą, chociaż nadal zawiera wodę w stanie gazowym. Separatory pary są stosowane we wszystkim, od klasycznych silników lokomotyw parowych po nowoczesne układy turbin napędzane rozszczepieniem jądrowym.
Regularna lub „mokra” para wodna, która nie przeszła przez separator pary, zawiera zawieszone kropelki wody, które są jeszcze w stanie ciekłym. Powstają one, gdy woda jest wystarczająco wzbudzona przez ciepło procesu wrzenia, aby uwolnić się z większej masy cieczy, ale energia przekazana cząsteczkom nie jest wystarczająco duża, aby przełamać napięcie powierzchniowe kropelek. Kropelki te są nie tylko nadal płynne, ale także zawierają jądra, wokół których para gazowa może łatwiej ochłodzić się i skroplić.
W bardziej podstawowym przykładzie lokomotywy napędzanej parą, nad kotłem umieszczona jest kopuła pary, która działa jak separator pary. Para w drodze z kotła do tłoków napędzających silnik musi przedostać się do kopuły pary i ponownie opuścić. Ta konstrukcja tworzy pasywny separator pary. Para wodna uwięziona przez separator pary w przeciwnym razie przedostałaby się do cylindrów tłoka i tam skropliła się. Gdyby pozwolono mu kondensować w wystarczającej ilości, woda wytworzyłaby nieściśliwą masę w cylindrze tłoka, tworząc stan zwany blokadą hydrauliczną, co powoduje awarię całego silnika.
Podczas gdy niektóre współczesne silniki parowe nadal stosują kopułę parową, tę formę separatora pary można wzmocnić innymi separatorami wilgoci, a para wodna może przejść przez kilka separatorów przed dotarciem do turbin. Niektóre pasywne separatory pary mogą zawierać wąskie rurki, zawory lub łopatki, które zniechęcają do przepływu kropelek cieczy i zwracają zebraną wodę do kotła. Mogą być one utworzone w taki sposób, że powodują przepływ wirującej przez nie pary, zwiększając wydajność urządzenia.
Niebezpieczeństwa są różne w silniku napędzanym turbiną, potrzeba i funkcja separatora pary są zasadniczo takie same. Kropelki wody w parze wysokociśnieniowej przepływającej nad turbinami w nowoczesnych elektrowniach mogą uszkodzić łopatki turbiny i inne części. Ponadto kondensacja na łopatkach i częściach turbiny może z czasem prowadzić do erozji. Chociaż tego rodzaju uszkodzenia mogą nie być tak katastrofalne jak blokada hydrauliczna, nadal znacznie skracają żywotność turbiny.