کندانس (Condensate) چیست ؟
کندانس (به انگلیسی Condensate )، یا میعانات گازی به مایعی گفته می‌شود که از تبدیل بخار به مایع دراثر کاهش دما یا افزایش فشار به وجود می‌آید. وقتی بخار در سیستم‌های حرارتی و صنعتی مانند دیگ‌های بخار یا خطوط انتقال بخار خنک می‌شود، به حالت مایع بازمی‌گردد و این مایع همان کندانس است.
کندانس یک مرحله خاص از چرخه بخار است و دارای ویژگی‌های خاصی است که آن را از آب معمولی متمایز می‌کند. چند دلیل مهم برای این تمایز عبارتند از:
-
منشأ و فرآیند تشکیل
کندانس، آبی است که از میعان بخار حاصل شده است. یعنی ابتدا بخار در سیستم گردش کرده، انرژی خود را به سیستم منتقل کرده و سپس با کاهش دما و فشار، مجدداً به مایع تبدیل شده است. -
دمای بالا و خلوص زیاد
آب کندانس معمولاً دمایی نزدیک به دمای اشباع دارد و نسبت به آب خام، خالص‌تر است؛ زیرا در حین تبدیل به بخار، بسیاری از ناخالصی‌ها از آن جدا شده‌اند. این ویژگی باعث می‌شود که برای بازیابی و استفاده مجدد در سیستم‌های بخار بسیار مناسب باشد. -
وجود گازهای محلول
آب کندانس می‌تواند مقداری گازهای محلول مانند اکسیژن و دی‌اکسید کربن داشته باشد که در صورت عدم حذف، می‌توانند باعث خوردگی در تجهیزات شوند. این ویژگی، آن را از آب معمولی که چنین فرآیندی را طی نکرده، متمایز می‌کند. -
نقش در چرخه بخار و بهره‌وری انرژی
کندانس یک مرحله کلیدی در چرخه بسته بخار است که با جمع‌آوری و بازگرداندن آن به دیگ بخار، باعث افزایش راندمان سیستم و کاهش مصرف انرژی می‌شود. در حالی که آب معمولی باید دوباره گرم و تصفیه شود، کندانس مستقیماً قابل استفاده است.
بنابراین، در صنعت و پایپینگ به آب حاصل از میعان بخار، "کندانس" می‌گویند تا آن را از آب معمولی یا آب تغذیه‌ای (Feed Water) متمایز کنند ...
نکته اول : در سیستم‌های بخار صنعتی، کندانس باید از سیستم خارج شود، زیرا وجود آب در خطوط بخار باعث کاهش کارایی سیستم، خوردگی لوله‌ها و اختلال در انتقال حرارت می‌شود. این کار را معمولا با قرار دادن تله بخار (Steam Trap) در مسیر خطوط پایپینگ انجام می دهند -بیشتر بخوانید-
نکته دوم : جمع‌آوری و بازگشت کندانس به دیگ بخار یا مخازن مربوطه، یکی از روش‌های مهم در حفظ بهره‌وری و کاهش مصرف انرژی در سیستم‌های بخار است، که این مهم در صنعت معمولا با استفاده از پمپ های کندانس (Condensate Pump) میسر می گردد
تصویر : نمونه پمپ کندانس مکانیکی با مکانیزم فلوتری
چرا کندانس را از سیستم به وسیله تله بخار خارج می کنند ؟
خارج کردن کندانس از سیستم بخار به وسیله تله بخار، از منظر علمی و مهندسی، به دلایل زیر ضروری است:
-
افزایش کارایی انتقال حرارت: بخار اشباع (Saturated Steam) دارای انرژی حرارتی بالا به صورت گرمای نهان تبخیر است که برای انتقال حرارت بسیار مؤثر است. با سرد شدن بخار و تبدیل آن به کندانس، گرمای نهان آزاد شده و بخار به آب تبدیل می‌شود. آب (کندانس) نسبت به بخار دارای ظرفیت گرمایی کمتری است و در صورت باقی ماندن در سیستم، باعث کاهش کارایی انتقال حرارت می‌شود. از این رو، برای حفظ انتقال حرارت بهینه، لازم است کندانس از سیستم خارج شود.
-
پیشگیری از پدیده ضربه قوچ (Water Hammer): پدیده ضربه قوچ زمانی رخ می‌دهد که بخار با سرعت بالا در خطوط لوله با کندانس تجمع‌یافته برخورد کند. این برخورد به دلیل تغییر ناگهانی فاز بخار به مایع و اختلاف در چگالی و سرعت، موج‌های فشاری شدیدی تولید می‌کند. این موج‌ها می‌توانند باعث ایجاد لرزش‌های شدید و حتی آسیب‌های مکانیکی به لوله‌ها، اتصالات و تجهیزات شوند. خروج کندانس توسط تله بخار از ایجاد این پدیده جلوگیری می‌کند.
-
حفظ پایداری ترمودینامیکی سیستم: وجود کندانس در سیستم باعث کاهش کیفیت بخار می‌شود. کیفیت بخار به نسبت بخار خشک به کل مخلوط بخار-مایع اشاره دارد. کندانس موجب افت فشار و دمای بخار می‌شود و در نتیجه بر عملکرد تجهیزات حساس به دما و فشار تأثیر منفی می‌گذارد. حذف کندانس به وسیله تله بخار به حفظ پایداری دما و فشار در سیستم کمک می‌کند.
-
جلوگیری از خوردگی در سیستم: کندانس می‌تواند حاوی گازهای محلولی مانند اکسیژن و دی‌اکسید کربن باشد. این گازها در شرایط رطوبت می‌توانند واکنش‌های شیمیایی ایجاد کرده و خوردگی در دیواره‌های داخلی لوله‌ها و تجهیزات را تسریع کنند. خوردگی منجر به کاهش عمر مفید تجهیزات و افزایش هزینه‌های نگهداری می‌شود. با خروج کندانس از سیستم، این خطر کاهش می‌یابد.
-
افزایش بازدهی انرژی: کندانس تشکیل‌شده در سیستم بخار، دارای انرژی حرارتی است که می‌تواند به سیستم بازگردانده شود. در صورت جمع‌آوری و بازگشت کندانس به دیگ بخار، به دلیل دمای بالای کندانس، نیاز به انرژی کمتری برای تبدیل مجدد آن به بخار خواهد بود. این چرخه باعث کاهش مصرف انرژی و افزایش بازدهی سیستم می‌شود.
-
مدیریت بهینه فشار بخار: تجمع کندانس در لوله‌های بخار باعث کاهش فشار بخار می‌شود، زیرا کندانس حجمی اشغال می‌کند که می‌تواند توسط بخار پر شود. این افت فشار می‌تواند به کاهش کارایی سیستم منجر شود، به خصوص در مواردی که فشار بخار برای عملکرد دقیق تجهیزات حیاتی است. تله بخار با حذف کندانس، باعث حفظ فشار بخار در سطح مطلوب و ثابت می‌شود.
به‌طور کلی، تله بخار به عنوان یک جزء حیاتی در سیستم‌های بخار، نقش کلیدی در بهینه‌سازی انتقال حرارت، حفظ پایداری فشار و دما، و جلوگیری از آسیب‌های مکانیکی و شیمیایی ناشی از وجود کندانس به سیستم دارد. این فرآیندها همگی منجر به افزایش بهره‌وری انرژی و کاهش هزینه‌های عملیاتی می‌شوند.
----------------------------
درباره نویسنده:
علی برات زاده
کارشناس فنی بازرگانی کاراجت
مهندس مواد و متالورژی صنعتی
نظر بدهید