تله بخار-استیم ترپ-steam trap

بازدید : 835   |      

تله بخار چیست ؟
انواع تله بخار کاربرد متفاوتی دارند اما برای اینکه بدانیم تله بخار چیست ، باید به این توجه کنیم که هر جا که بخار استفاده می­ شود یقینا مقداری از آن در مسیرها، کندانسور­ها، هیترها­، مخازن و ... کندانس می ­شود. کاربرد تله بخار این است که ، با توجه به این که حضور کندانس در مسیر بخار و یا محلی که قرار است بخار استفاده شود، عملکرد سیالاتی و ترمودینامیکی آن را مختل می­ سازد، باید آنرا خارج کرد. به علاوه این مسیر خروج نباید به بخار اجاز­ه­ ی بیرون رفتن از سیستم را بدهد چون تولید آن هزینه­ بر است و مستلزم مصرف سوخت بیشتر می ­باشد.
در واقع تله بخار،همان تجهیزی است که با مکانیزم مشخص، کندانس را بیرون می کند.
پیشنهاد می کنیم برای آشنایی بهتر با تله بخار ،توضیحات بیشتر را مطالعه کنید.

تله بخار

تله بخار چیست؟

به تجهیزی که توسط مکانیزمی مشخص کندانس را از سیستم خارج می­کند و اجازه­ خروج بخارزنده را نمی­ دهد، تله بخار می­گویند. تمام تله بخارها دارای یک اوریفیس هستند که مابین سیستم بالادست و پایین دست آن قرار دارد و به دلیل این اختلاف فشار کندانس از این اوریفیس خارج می­ شود.

تله بخار ها شیرهای اتوماتیکی هستند،که به منظور به دام انداختن بخار و استفاده از انرژی حداکثری آن و خروج هوا ،آب مقطر و گازهای غیر قابل تراکم به کار می روند و می توان گفت مبنای کار این شیر بر جدا نمودن عوامل کاهش ضریب انتقال حرارت که در اثر مخلوط شدن آنها با بخار صورت می گیرد، می باشد . 

تله بخار برای ما چه کاری انجام می دهد ؟ 

1-خروج آب مقطر از خط بخار

2-به دام انداختن و تله کردن بخار 

3-خروج هوا و گاز های غیر قابل تراکم مثل اکسیژن و کربن دی اکسید

اما  لزوم انجام این کار توسط تله بخار در چیست و چرا باید عملکرد تله بخار اینگونه باشد؟  بیایید باهم مورد به مورد بررسی کنیم که ضرورت  این وظایف تله بخار در چیست؟ 

1-تله بخار آب مقطر را خارج می کند زیرا:  

آب مقطر محصول انتقال حرارت از سیستم بخار می باشد و به صورت خاص در وسایل مصرف کننده بخار و یا به طور ناخواسته در اثر تشعشع یا جا به جایی با محیط اطراف به وجود می آید اما آب مقطری که در اثرازد دست دادن گرمای نهان تبخیر ایجاد گردیده است باید سریعا از سیستم خارج شود  حتما این سوال ایجاد می شود که چرا ؟ پاسخ به این سوال را در دلایل ذیل می یا بیم:

-ایجاد ضربه قوج در اثر وجود آب مقطر : 

سرعت بخار در گاهی اوقات به 160 کیلومتر در ساعت می رسد،هنگام شکل گیری آب مقطر،این سرعت موجب حرکت رو به جلوی بسیار سریع آب مقطر و زیادتر شدن حجم آن گشته تا جایی که ممکن است تمام سطح مقطع لوله را آب اشغال کند . فشار زیاد پشت این حجم آب مقطر موجب ایجاد سروصدا و ضربات شدیدی به سیستم گشته و موجب صدمه دیدن فلانچ ها ، وسایل موجود در خط و خود خط بخار می گردد. شدت ضربات با حجم آب مقطر و سرعت بخار رابطه مستقیم دارد بنابراین آب مقطر قبله از صدمه زندن به سیستم بخار باید خارج گردد. 

-کاهش راندمان حرارتی سیستم 

وقتی آب مقطر ایجاد شده در خط بخار با بخار تماس پیدا می کند ، تعادل حرارتی بین آب مقطر و بخار ایجاد شده در نتیجه دمای بخار خروجی کاهش می یابد و نوع دیپری از شوک حرارتی وارد می شود که زیر موجموعه ضربات قوچ می باشد . چون حجم بخار از حجم آب مقطر بیشتر است،هنگام تبدیا ناگهانی به مایع  یک حالت کاویتاسیون ایجاد کرده و موجب شوک می شود. 

همچنین آب مقطر موجود در سیستم سطح و ظرفیت گرمایی را در وسایل مصرف کننده کاهش می دهد و مانند یک سد و یک عایق حرارتی عمل می نماید.پس خروج سریع آب مقطر با استفاده از تله بخار، منجر به بازدهی بالای خط بخار می شود . 

2-تله کردن بخار چیست؟ و چرا باید بخار را تله کنیم ؟ 

منظور از تله نمودن بخار استفاده از حداکثر انرژی آن و جلوگیری از به هدر رفتن انرژی می باشد ، برای مثال یک کیلو گرم آب در حالت اشباع (117.80Kp درجه سانتیگراد) حدودا 491 کیلو ژول بر کیلوگرم انرژی دارد و یک کیلو گرم بخار در همان فشار 2702 کیلو ژول بر کیلوگرم انرژی دارد ، در واقع این اختلاف انرژی که برابر با 2211 کیلوژول بر کیلوگرم است ، در انرژِی داخلی پنهان است که وقتی بخار تبدیل به مایع می گردد این انرژی آزاد می شود.پس انرژی بیشتری از یک کیلو گرم بخار هدر می رود تا یک کیلو گرم آب ، بنابراین ما نمی خواهیم بخار بدون آنکه  انرژی خود را آزاد کنداز فرایند بخار خارج شود . 

3-چرا باید هوا را از خط بخار خارج کنیم ؟ 

به طور طبیعی در شروع و راه اندازی سیستم، هوا در خطوط بخار، وسایل مصرف کننده و تغذیه کننده آب بویلر وجود دارد . این هوای موجود نیز باید از سیستم خارج شود اما هوا چگونه می تواند به خطوط بخار صدمه بزند ؟ عملکرد تله بخار برای خارج کردن هوای موجود چگونه است ؟

هوای موجود در سیستم قبلی بخشی از حجم بخار را در برگرفته و موجب کاهش دمای مخلوط هوا و بخار به زیر درجه حررات بخار می گردد . همانطوریکه مشخص است با افزایش درصد حجمی هوا ما شاهد کاهش دمای سیستم هستیم مثلا در حالتیکه هوا در سیستم وجود ندارد و فشار کاری برابر با 100psig می باشد ،ما شاهد دمای حدودا 340 درجه فارنهایت خواهیم بود در صورتیکه  با وجود تنها 10 درصد هوا خواهیم دید که دما به حدود 320 درجه فارنهایت تقلیل پیدا می کند. بنابراین می توان گفت تله بخار با خارج نمودن هوا از خط بخار باعث افزایش درجه حرارت بخار می شود در نتیجه بازدهی خط بخار افزایش می یابد. 

تقسیم بندی تله بخارها:

تله بخارهایی که امروزه در صنایع استفاده می ­شوند بر اساس روشی که برای بسته و باز کردن اوریفیس به کار می­گیرند معمولا در سه دسته قرار دارند:

  • تله بخار مکانیکی
  • تله بخارترمودینامیکی
  • تله بخار ترموستاتیک 

پرکاربردترین سایز­های تله بخار، ½ “ و ¾ “ و 1 “ هستند. اما تا سایز 2 اینچ نیز گهگاه درخواست می­شود. علاوه بر اینها تا سایز 4 اینچ نیز توسط شرکت­های معروف جهان برای کاربردهای بسیار خاص تولید می­شود.

در مواردی که مشتری تله بخار در سایز خیلی بالا درخواست کرده، می­توانیم در صورت موافقت او مثلا به جای یک تجهیز 3 اینچ دو عدد 2 اینچ بدهیم. به صورتی که شرایط درخواستی آن ها را از لحاظ فشار و دبی تامین کند.

تله بخارها از نظر اختلاف فشار عملکردی بین بالا و پایین دست آن­ها، تا فشار 250 بار ساخته می­شوند. همچنین ماکزیمم فشار طراحی تا کلاس 2500 وجود دارد.

 متریال تله بخارها بسیار متنوع هستند و به سه شکل ریخته­گری، فورج، و ماشینکاری ساخته می­شوند. تله بخارهای مکانیکی به شکل ریخته­گری و مدل­های ترمودینامیک و ترموستاتیک به صورت فورج هستند.

استفاده  صافی با سوراخ­های کوچکتر و سایز اوریفیس در بالادست  و داخل خود تله بخاراجباری است. 

توصیه می کنیم با مطالعه ی کاتالوگ تله بخار (استیم ترپ) شرکت کاراجت ، این تجهیز فرآیندی را به طور کامل بشناسید : 

کاتالوگ تله بخار (steam trap) شرکت کاراجت

 Karajet Steam Trap

انواع تله بخار

1) تله بخار مکانیکی :

در این نوع از تله بخار،اوریفیس با استفاده از یک شیر کوچک مخروطی یا ساچمه ای بسته می ­شود. این مخروط یا ساچمه بر روی یک اهرم یا دستک قرار دارد و این دستک با کمک اختلاف دانسیته ­ی بین بخار و آب بالا و پایین می ­شود. زمانی که در مخزن تله بخار آب داریم، دستک بالا رفته و شیر باز می ­شود و در نتیجه کندانس بیرون می ­رود. و زمانی که کندانس نداریم دستک پایین آمده و شیر بسته می ­شود.

دو نوع این تله بخار مدل شناوری (Ball float type) و سطل معکوس (Inverted bucket) هستند.

2) ترمودینامیکی :

در این نوع از تله بخارها تنها یک قطعه ی متحرک وجود دارد. این قطعه یک دیسک کوچک است که بر روی اوریفیس های ورودی (درمرکز) و خروجی (در راست) قرار می گیرد. زمانی که مایع به ترپ می رسد به آسانی دیسک را بلند کرده و وارد محفظه ی بالا می شود و سپس از اوریفیس خروجی تخلیه می گردد. زمانی که بخار به این تله بخار برسد، با توجه به اینکه سرعت بخار بسیار بیشتر از مایع است در زیر دیسک یک فشار استاتیکی کمتر از فشار بالای آن ایجاد شده و دیسک به نشیمنگاه می چسبد و در نتیجه اوریفیس های ورودی و خروجی را می بندد. پس از مدتی که بخار بالای دیسک در اثر انتقال حرارت کندانس شد و فشار بالای و پایین آن یکی شد دوباره لحظه ای بالا آمده و در اثر عبور مجدد بخار از زیر آن بار دیگر پایین می آید. بدین ترتیب این نوع از تله بخار دارای یک عملکرد نوسانی می باشد و مشخصه ی آن صدای "تپ تپ" نوسانی خروج بخار و کندانس است.

3) ترموستاتیک:

در­تله بخارهای ترموستاتیک باز و بسته شدن اوریفیس توسط یک شیر ترموستاتیک کنترل می­ شود. شیر­های ترموستاتیک زمانی که سیال با دمای پایین (هوای اولیه ­ی سیستم، کندانس) به آنها می ­رسد منقبض می ­شوند و اوریفیس باز می ­شود و وقتی سیال دما بالا (بخار، آب اشباع) آنها را غرق کند منبسط شده و اوریفیس را می بندند. بدین ترتیب اجازه ­ی عبور هوا و کندانس داده شده و از خروج بخار جلوگیری می ­شود.