تله بخار نوعی شیر اتوماتیک است که گازهای متراکم و غیر متراکم را فیلتر میکند و اجازه رهایی بخار را نمی‌دهد. بخار وسیله‌ای برای انتقال مقادیر قابل کنترل انرژی از دیگ بخار اتوماتیک مرکزی به محل مورد استفاده است. بخار تولید شده توسط بویلر حاوی انرژی گرمایی است که برای گرما دادن به محصول مورد استفاده قرار می‌گیرد. زمانیکه بخار انرژی خود را در اثر گرم کردن محصول از دست می‌دهد، چگالش رخ می‌دهد. بخشی از انرژی که بخار حامل آن است در اثر هدر رفت تشعشعات از لوله و اتصالات از بین می‌رود. پس از هدر رفت این انرژی گرمایی، بخار به حالت میعان در می‌آید. اگر این میعان پس از تشکیل شدن فوراً از بین نرود با کُند کردن انتقال گرما به چرخه فرآیند کارایی سیستم را کاهش خواهد داد. وجود کندانس گازی در سیستم بخار می‌تواند باعث صدمه فیزیکی ناشی از تجمع آب و یا خوردگی شود.
این تله بخار را عقب نگاه داشته و کندانس تحت فشار و بار را تخلیه میکند. تله بخار باید همزمان با عقب نگاه داشتن بخار زنده، ظرفیت خوبی داشته باشد تا بتواند هوا و دیگر گازهای غیر قابل چگالش را به سرعت تخلیه کند. تله بخار بخشی جدایی ناپذیر از سیستم بخار است. تله بخار نقشی مهم در حفظ بهره‌وری و کارایی سیستم بخار ایفا میکند.
چرا از شیر دستی استفاده نکنیم؟
گاهی اوقات این باور وجود دارد که به جای تله‌های بخار می‌توان با تنظیم شیر دستی مقدار کندانس را کنترل کرد. این امر از نظر تئوری امکان‌پذیر است، اما با توجه به اینکه شرایط لازم برای رسیدن به چنین امکانی محدود است، در عمل راه حلی واقعی نیست.
به دنبال کامل‌ترین خدمات هستید؟
ما با به‌روزترین تجهیزات و محصولات در کنار شما هستیم. برای دریافت مشاوره در انتخاب و خرید تجهیزات می‌توانید، همین حالا با ما تماس بگیرید.بزرگترین مشکل روش دستی نوسان مقدار کندانس است. مقدار کندانس تولید شده در یک سیستم ثابت نیست. مقدار کندانس تشکیل شده در هنگام راه‌اندازی با مقدار آن در هنگام عملکرد عادی دستگاه متفاوت است. در مواردی که لوله‌کشی برای انتقال بخار وجود دارد، مقدار کندانس تشکیل شده بسته به دمای خارج سیستم متفاوت خواهد بود.
اگر دستگاه نتواند به نوسانات مقدار کندانس پاسخ دهد، کندانسی که باید تخلیه شود بالعکس در داخل سیستم/لوله جمع شده که این باعث کاهش انتقال حرارت و بهره‌وری سیستم خواهد شد.
ویژگی تله بخار
حذف کندانس
تله بخار باید به کندانس اجازه عبور داده و بخار را در فرآیند نگاه دارد. اگر انتقال حرارت خوب برای فرآیند حیاتی باشد بنابراین کندانس باید فوراً با دمای بخار تخلیه شود. نشت بخار در این نقطه باعث ناکارآمدی سیستم شده و کاملاً غیر اقتصادی است.
تخلیه هوا
هنگام راه اندازی کارخانه، سیستم لوله‌کشی پُر از هوا می‌شود که در صورت عدم تخلیه میزان انتقال گرما کاهش پیدا کرده و مدت زمان گرم شدن طولانی‌تر می‌شود. هنگام راه‌اندازی با همان سرعتی که هوا از داخل لوله‌ها تخلیه می‌شود، بخار داخل سیستم لوله‌کشی می‌گردد. پیش از اینکه هوا با بخار مخلوط شود باید با سرعت هرچه تمام‌تر آن را تخلیه کرد. در صورت ترکیب شدن هوا و بخار مشکلات زیر به وجود می‌آیند:
• ترکیب بخار و هوا دمایی کمتر از دمای بخار داشته و باعث کاهش انتقال گرما می‌شود.
• هوا عایق است و به سطح لوله می‌چسبد و باعث انتقال حرارت کُند و ناهمسان می‌گردد.
• محلول کندانس، در واقع گازهای غیر قابل تغلیظ از اسید است که باعث ایجاد خوردگی در سیستم می‌شود.
بهره‌وری انرژی
زمانیکه الزامات اساسی تخلیه هوا و کندانس گازی در نظر گرفته شد، باید به ” بهره‌وری انرژی ” توجه کرد. تله بخار باید مصرف بخار ناچیزی داشته باشد. باید اطمینان حاصل کرد که با بخار خشک و تمیز پُر شود. نوع آن در این امر تاثیرگذار است.
قابل اطمینان بودن
تجربه نشان داده که یک تله بخار خوب باید قابل اطمینان نیز باشد، یعنی با کمترین رسیدگی، عملکردی بهینه داشته باشد. دلایل عدم اطمینان از این قرار است:
- خوردگی
- ضربه قوچ (چکش آبی)
- تجمع کثیفی و گرد و غبار
بخار فلش (Flash Steam)
بخار فلش زمانی رخ می‌دهد کندانس فشار بالا / دما بالا در معرض افت فشار شدید قرار بگیرد، برای مثال زمانی که از داخل تله بخار خارج می‌شود. کندانس فشار بالا / دما بالا حاوی انرژی مازاد است که این امر مانع باقی ماندنش در حالت مایع در فشار پایین می‌شود. نتیجه این است که انرژی اضافی باعث فلش شدن درصدی از کندانس می‌شود.
بخار فلش به این دلیل رخ می‌دهد که نقطه جوش آب بر اساس فشار متغیر است. برای مثال نقطه جوش آب در فشار اتمسفر ۱۰۰ درجه سانتیگراد (۲۱۲ درجه فارنهایت) است، اما در فشار ۱.۰ MPaG (145 psig)، ۱۸۴ درجه سانتیگراد (۳۶۳ درجه فارنهایت) است.
بنابراین زمانیکه میعانات گازی تحت فشار ۱۸۴ درجه سانتیگراد قرار گرفته و سپس وارد اتمسفر می‌شود چه اتفاقی رخ می‌دهد. میعانات برای باقی ماندن در حالت کاملاً مایع حاوی انرژی بسیار زیاد (آنتالپی) هستند که بخشی از آن بخار شده و باعث می‌شود تا دمای میعانات باقی مانده در صورت تخلیه در اتمسفر تا دمای نقطه جوش آب (۱۰۰ درجه سانتیگراد) افت پیدا کند. بخار فلش در خارج تله بخار تبدیل به ابر بخاری می‌شود. این ابرها اغلب به عنوان نشتی بخار تعبیر می‌شوند، در حالیکه آن‌ها میعانات فلش شده حاوی قطرات ریز آب هستند که به دلیل رها شدن میعانات داغ در اتمسفر به وجود آمده‌اند.
انواع تله بخار
ویژگی اساسی تله بخار قابلیت تمیز دادن بین بخار، کندانس و هوا است. انواع مختلف تله‌های بخار برای انجام این جداسازی مکانیزم‌های کاری متفاوتی از هم دارند. زمانی که می‌خواهید یک تله بخار را برای کاربری مورد نظر خود انتخاب کنید باید توجه داشته باشید که هر کدام از طرح‌های آن مزایا و محدودیت‌های خودش را دارد. انواع آن عبارتند از:
• تله بخار مکانیکی Mechanical Traps
• تله بخار ترموستاتیک Thermostatic Traps
• تله بخار ترمودینامیک Thermodynamic Traps
تله بخار مکانیکی (که با تغییرات چگالی مایعات عمل میکند)
با تشخیص تفاوت چگالی بین بخار و میعان عمل میکند. این تله‌های بخار شامل موارد زیر می‌باشند:
• شناور توپی
• سطل معکوس
تله بخار شناور توپی Ball Float Traps
در هنگام راه اندازی سیستم هوا به سرعت از طریق دریچه هوای ترموستاتیک تخلیه می‌شود و کندانس سرد بدن آن را پُر میکند. به محض رسیدن به سطح مشخصی از آب شناور بالا رفته و شیر (valve) را باز میکند. کندانس سرد از طریق شیر باز و دریچه هوا تخلیه می‌شود. زمانیکه کندانس به دمای اشباع می‌رسد دریچه هوا بسته شده و کندانس فقط از طریق شیر اصلی اوریفیس تخلیه می‌شود. کندانس در واقع داخل تله بخار را آب‌بندی میکند و این امر از هدر رفتن بخار زنده در همه زمان‌ها جلوگیری میکند.
درجه باز شدن شیر توسط سطح آب داخل تله تنظیم می‌شود. کندانس به طور مداوم تخلیه می‌شود. تا زمانیکه هوا وارد آن می‌شود و در بالای تله بخار انباشته می‌شود، دما کمی پایین آمده و دریچه هوا در زیر دمای جوش کمی باز می‌گردد، که نهایتاً تله بخار هوا را تخلیه می‌نماید.
تله بخار سطل معکوس Inverted Bucket Traps
در هنگام راه اندازی سطل پایین بوده و شیر باز است. کندانس دمای پایین و هوا و سپس کندانس دما بالا وارد تله بخار می‌شود. کندانس، سطل و بدنه تله را کاملاً پُر میکند. از آنجا که سطل کاملاً در آب شناور است، به دلیل سنگینی در ته آب فرو می‌رود، شیر کاملاً باز شده و کندانس تخلیه می‌شود. بخار از انتهای زیرین سطل وارد تله بخار می‌شود. هرچه بخار بیشتری وارد آن شود، بیشتر در بالای سطل جمع می‌گردد و باعث می‌شود تا سطل به سمت بالا حرکت کند (شناوری سطل در آب). در موقعیت بالای سطل شیر دریچه را می‌بندد. هوا و گازها از طریق حفره کوچکی که در بالای سطل قرار دارد عبور کرده و در بالای تله بخار جمع می‌شود.
بخار از حفره عبور کرده و متراکم می‌شود. زمانیکه کندانس بیشتری وارد تله بخار می‌شود، سطل حالت شناوری خود را از دست داده و به سمت پایین حرکت میکند. شیر باز می‌شود و کندانس تخلیه می‌شود.
تله بخار ترموستاتیک (با تغییر دمای مایع عمل میکند)
در صورت وجود اختلاف دما بین بخار و کندانس عمل میکند و عملکرد آن توسط عنصر ترموستاتیک درونش تنظیم می‌شود. دمای بخار بسته به فشار می‌باشد. در واقع بخار آنتالپی تبخیر (گرما) خود را از دست داده و باعث تولید کندانس در دمای بخار می‌شود. در اثر هرگونه هدر رفت گرما، دمای کندانس نیز افت میکند. تله بخار ترموستاتیک زمانی کندانس را عبور می‌دهد که این اُفت دما احساس شود. با رسیدن بخار به آن، دما افزایش یافته و تله بخار بسته می‌شود.
هنگام راه اندازی در حضور کندانس سرد، عنصر کپسول منقبض شده و صفحه شیر (valve) از سوپاپ دور می‌شود. سپس شیر کاملاً باز، کندانس و هوا را به سرعت تخلیه میکند. با افزایش دمای داخل تله بخار، عنصر کپسول شروع به منبسط شدن کرده و صفحه شیر را به سمت سوپاپ حرکت می‌دهد. درست قبل از اینکه کندانس به دمای اشباع برسد، صفحه شیر سوپاپ را به طور کامل می‌بندد. بخار نمی‌تواند وارد تله بخار شود تا از صفر بودن اتلاف بخار اطمینان حاصل شود. با کاهش دمای داخل آن، عنصر کپسول از سوپاپ دور شده و کندانس تخلیه می‌شود. در حین عملکرد طبیعی مراحل ۳ و ۴ به طور مداوم تکرار می‌شوند.
تله بخار ترمودینامیکی (با تغییرات دینامیک سیالات عمل میکند)
بر اساس اصول برنولی عمل میکند، که به ارتباط بین سرعت و فشار اعمال شده توسط کندانس و بخار داخل تله بخار وابسته است. این نوع از تله‌های بخار فقط یک بخش متحرک دارد و آن هم ” دیسک ” می‌باشد. می‌تواند با فشار پُشتی که ۸۰ درصد فشار ورودی است کار کند اما برای عملکرد روان آن توصیه می‌شود که فشار پشتی از ۵۰ درصد فشار ورودی بیشتر نشود. تله بخار ترمودینامیکی، کندانس را به طور متناوب تخلیه میکند.
هنگام راه اندازی، فشار کندانس سرد و هوا، دیسک را بالا برده و آب و هوا به سرعت تخلیه می‌شوند. زمانیکه کندانس گرم داخل آن جریان می‌یابد، تله بخار همچنان باز است و کندانس گرم می‌تواند به سرعت تخلیه شود.
پس از اینکه کندانس گرم جریان پیدا میکند، بخار وارد آن می‌شود. با افزایش سرعت مایع، فشار زیر سوپاپ که توسط بخار اعمال شده، کاهش می‌یابد. به طور همزمان فشار موجود در محفظه فشار بالای دیسک افزایش می‌یابد. دیسک به سمت پایین فشرده و بسته می‌شود.
درحالیکه کندانس گرم داخل آن جریان پیدا میکند، تله برای مدت زمانی معین بسته باقی می‌ماند، و این تا زمانیست که بخار داخل محفظه فشار، متراکم نشود. هرچه کندانس بیشتری داخل تله جریان پیدا کند، دما پایین‌تر می‌آید. بخار داخل محفظه فشار هم دچار کاهش دما شده و متراکم می‌شود. در نتیجه فشار کندانس ورودی، دیسک را بالا برده و کندانس تخلیه می‌شود. سیکل‌های ۲، ۳ و ۴ تکرار می‌شوند.
در بحث پیرامون این مقاله شرکت کنید!