Kaj je parni separator?

Za odstranjevanje vodne pare iz pare se uporablja naprava za ločevanje pare. Čeprav se izraz lahko nanaša na specializiran sklop opreme, ki deluje usklajeno, je naprava za ločevanje pare lahko karkoli, kar odstrani odvečno vodno paro iz pare, da bi povečalo toplotno učinkovitost parnega motorja. Končni produkt parnega separatorja vlage se imenuje “suha” para, čeprav še vedno vsebuje vodo v plinastem stanju. Parni separatorji se uporabljajo v vsem, od klasičnih motorjev parnih lokomotiv do sodobnih turbinskih sistemov, ki jih poganja jedrska cepitev.

Običajna ali “mokra” para, ki ni prešla skozi parni separator, vsebuje suspendirane kapljice vode, ki so še v tekočem stanju. Ti nastanejo, ko je voda dovolj vzbujena s toploto procesa vrenja, da se osvobodi večje mase tekočine, vendar energija, ki je bila prenesena na molekule, ni dovolj velika, da bi prekinila površinsko napetost kapljic. Ne samo, da so te kapljice še tekoče, ampak predstavljajo tudi jedra, okoli katerih se lahko plinasta para lažje ohladi in kondenzira.

V osnovnem primeru lokomotive na parni pogon je nad kotlom nameščena parna kupola, ki deluje kot separator pare. Para na poti od kotla do batov, ki poganjajo motor, mora preiti navzgor v parno kupolo in nazaj navzdol. Ta zasnova ustvarja pasivni parni separator. Vodna para, ki jo ujame parni separator, bi sicer prešla na batne cilindre in tam kondenzirala. Če bi pustili, da se kondenzira v dovolj veliki količini, bi voda ustvarila nestisljivo maso v batnem cilindru, kar bi ustvarilo stanje, imenovano hidravlična zapora, ki povzroči odpoved celotnega motorja.

Medtem ko nekateri sodobni parni stroji še vedno uporabljajo parno kupolo, se lahko ta oblika parnega separatorja dopolni z drugimi separatorji vlage in para lahko preide skozi več separatorjev, preden doseže turbine. Nekateri pasivni separatorji pare lahko vključujejo ozke cevi, ventile ali lopatice, ki odvračajo od prehoda tekočih kapljic in vrnejo vso nabrano vodo v kotel. Te so lahko oblikovane tako, da povzročijo vrtinčenje pare, ki poteka skozi njih, kar poveča učinkovitost naprave.

Nevarnosti so pri turbinskem motorju različne, potreba in funkcija parnega separatorja sta v bistvu enaki. Vodne kapljice v visokotlačni pari, ki teče po turbinah v sodobnih elektrarnah, lahko poškodujejo lopatice turbine in druge dele. Poleg tega lahko kondenzacija na lopaticah in delih turbine sčasoma povzroči erozijo. Čeprav tovrstna škoda morda ni tako katastrofalna kot hidravlična zapora, bo še vedno močno skrajšala življenjsko dobo turbine.