31 شهریور 1400 5:58 ق.ظ

تجهیزات ابرار دقیق ای شاپ صنعت

تله بخار

ابزار دقیق ای‌شاپ صنعت

تله بخار چیست ؟

به شیرآلاتی که در نقطه اتصال خطوط بخار و کندانس قرار گرفته می شوند تله بخار می گویند و در صنعت با نام های دیگر مانند استیم تراپ یا استیم ترپ نیز شناخته می شوند. به عبارت دیگر تله بخار به شیر اتوماتیک می گویند که باعث جلوگیری از خروج بخار از سیستم می شود که در صورت نیاز موجب تخلیه آب و گازهای نامحلول موجود در سیستم می گردد. به طور معمول نصب آن ها به صورت موازی با سیستم انجام می شود که تخلیه کندانس موجود در خطوط نیز یکی از وظایف اصلی آن ها به شمار می رود. در واقع می توان گفت که از مهم ترین اجزای سیستم های بخار می توان به تله بخار اشاره کرد. آن ها برای تخلیه گازهای متراکم و نامتراکم با از دست دادن بخار نیز وسیله ای مناسب محسوب می شوند و در این زمینه بسیار مورد استفاده قرار می گیرند. تله بخار ها نیز انواع مختلفی دارند که بهتر است انتخاب آن ها بر اساس نوع مصرف و سیستم باشد و باز و بسته شدن و تعدیل آن ها بیشتر از شیر های اتوماتیکی است. باید به این نکته توجه بسیار داشت که به این صورت نیست که اگر در همه شرایط انتخاب و عملکرد نادرستی برای یک تله بخار داشته باشیم برای ما به سرعت مشکل ایجاد کند. وظیفه اصلی آن ها جلوگیری از اتلاف انرژی گرمایی و فرار آن از تجهیزات است و همچنین باعث می شود که بخار را در تجهیزات گرمایشی و عبور کندانس و هوا از سیستم نگهداری نماید. پدیده قوچ نیز یک عامل مخرب در تجهیزات محسوب می شود که دلیل اصلی این پدیده این است که وقتی بخار، انرژی گرمایی نهان خود را آزاد می کند باعث می شود که این اتفاق بیفتد و معمولا برای جلوگیری از بروز این پدیده، تله بخار مورد استفاده قرار می گیرد و عملکرد آن هم به این صورت است که باعث نگهداری بخار در تجهیزات و خروج میعانات حاصل، نیز می شوند.

به عبارت دیگر تله بخار یک شیر اتوماتیک است که اجازه می دهد میعانات، هوا و سایر گازهای غیر قابل تغلیظ (CO2) در حین نگه داشتن یا به دام انداختن بخار در سیستم از سیستم بخار تخلیه شوند. بنابراین، تله های بخار میعانات را از مخلوط جدا می کنند. برای هر سیستم بخار در نیروگاه ها، تله بخار یک جزء ضروری است. این بخار را در فرایند حفظ می کند که به حداکثر استفاده از گرما کمک می کند و در نتیجه بازده انرژی را افزایش می دهد.

ANSI تله بخار را به روش زیر تعریف می کند:

دریچه ی خود را که به طور خودکار مایع را از بخار حاوی محفظه تخلیه می کند در حالیکه انعطاف پذیری بخار را حفظ می کند یا در صورت لزوم اجازه می دهد تا بخار به سرعت کنترل شده یا تنظیم شود. بیشتر تله های بخار نیز گازهای غیر قابل خوردن را در حالی که باقی می ماند برای زنده ماندن بخار عبور می کنند.

نحوه عملکرد تله بخار

از ساده ترین مدل تله بخار ها به یک دیسک یا لوله جامد کوتاه که در میان آن با یک حفره کوچک حفاری شده است و جایگاه نصب آن نیز در پایین ترین نقطه تجهیز است می توان اشاره کرد. با توجه به اینکه کندانس بخار در پایینی ترین قسمت جمع می شود و بخار زنده نیز از سیال داغ بسیار بزرگتر است، همین موضوع باعث می شود که کندانس حذف و بخار مسدود شود. بنابراین در عملیاتی که طراحی آن ها به صورت مکانیکی و یا ترموستات است مقدار زیادی از تله بخار ها وجود دارند. به طور عمده تله بخارهای مکانیکی و ترموستاتیکی زمانی باز می شوند که باید میعانات گازی و گازهای سنگین حذف و وقتی که این حذف میعانات به اتمام رسید بسته می شوند. این فرآیند مجددا زمانی که بخار جدید میعان و آماده تخلیه می شود نیز تکرار می گردد. در واقع بهترین زمان برای عملکرد تله بخارها زمانی است که برای عملیات تراکمی که در آن استفاده می شود اندازه گیری انجام شود. بهتر است که سایز آن ها بزرگ تر باشد به این دلیل که در این حالت باعث می شود که میعانات موجود نیز تخلیه شوند و سایز بزرگ تر تله بخارها نیز ممکن است که به سرعت پوشانده شوند. انرژی که از بخار استفاده می شود و یا به عبارتی تلف می شود در صورتی که شدت آن زیاد باشد باعث می شود مشکلاتی بزرگ در پروژه ایجاد شود. در این قسمت از مقاله سه عملکرد مهم تله بخار ها را نیز شرح می دهیم :

  • به محض اینکه کندانس و یا چگالش ایجاد می شود باعث تخلیه آن می شود.
  • صرفه جویی در انرژی یا مصرف ناچیز بخار
  • تخلیه هوا و گازهای غیر قابل تراکم

نحوه تشکیل تله بخار

  • میعانات: هنگامی که بخار به هر دلیلی انرژی گرمایی خود را آزاد می کند، میعان ایجاد می شود.
  • هوا: هوا در تمام لوله های بخار قبل از راه اندازی سیستم هنگامی که سیستم سرد است وجود دارد. هوا می تواند از طریق سیستم های تشکیل دهنده آب دیگ بخار و خلأ شکن وارد سیستم شود.
  • گازهای غیر متراکم: گازهای غیر از هوا مانند دی اکسید کربن در داخل سیستم های بخار وجود دارد.

بنابراین عملکرد اصلی تله بخار ها حذف میعانات مایع از مخلوط برای جلوگیری از تشکیل جریان دو فاز است. علاوه بر این، برای بهره وری کلی و صرفه جویی، تله بخار باید موارد زیر را نیز ارائه دهد:

  • حداقل اتلاف بخار
  • عمر طولانی و خدمات قابل اطمینان بدون سایش سریع.
  • مقاومت در برابر خوردگی برای مقابله با اثرات مخرب میعانات اسیدی یا مملو از اکسیژن.
  • تهویه هوا برای انتقال حرارت کارآمد و جلوگیری از اتصال سیستم
  • خروج CO2 برای جلوگیری از تشکیل اسید کربنیک.
  • عملیات در برابر فشار برگشتی
  • رهایی از مشکلات خاک با کار در حضور خاک.

تله های بخار صنعتی می توانند در طیف وسیعی از دما و فشار مطابق نیاز سیستم کار کنند.

برنامه های کاربردی تله بخار

قبلاً ذکر شده است که از تله های بخار به طور گسترده ای در خطوط بخار برای جلوگیری از جریان دو فازی و افزایش کارایی استفاده می شود. برخی دیگر از کاربردهای کلیدی تله بخار عبارتند از:

  • کاربردهای قطره ای: هنگامی که بخار انرژی گرمایی خود را از دست می دهد و شروع به میعان می کند، از یک تله بخار برای حذف میعانات استفاده می شود.
  • برنامه های کاربردی فرآیند: برای حذف میعانات و هوا از مبدل های حرارتی یا رادیاتورها، از تله های بخار برای کارآمد کردن فرآیند انتقال حرارت استفاده می شود.
  • ترسیم برنامه ها: تله بخار در برنامه های ترسیم بخار برای حذف میعانات تشکیل شده در این لوله ها استفاده می شود.

انواع مختلف تله بخار

به طور کلی تله بخار ها به سه دسته ترمودینامیک، ترموستاتیک و مکانیکی دسته بندی می شوند که به صورت خلاصه در قسمت زیر شرح می دهیم :

تله بخار ترمودینامیک

با توجه به سرعت بالایی که در بخار و چگالی وجود دارد باعث می شود آب به بخار تبدیل شود. به عنوان مثال تله بخار های دیسکی نیز در این دسته قرار می گیرند. این تله بخارها بیشتر روی تفاوت پاسخ دینامیکی به تغییر ولتاژی که در جریان سیالات تراکم پذیر و تراکم ناپذیر وجود دارد کار می کنند. با ورود بخار نیز فشار استاتیکی که در بالای دیسک قرار دارد به دیسک بر خلاف سیت به فشار بالای شیت می راند. حال این فشار استاتیک باعث غلبه شدن در یک منطقه ورودی بزرگ می شود. زمانی که بخار تبدیل به میعان شدن می شود فشار خلاف دیسک و سیکل های تله هم نیز کم می شوند. می توان گفت که درصورتی که گاز غیر متراکم دربالای دیسک جمع شو باعث می شو که تله نیز بسته شود.

Thermodynamic steam traps

تله بخار ترموستاتیک

عملکرد این تله بخار به این صورت است که بیشتر بر اساس اختلاف دمای بخار و کندانس انجام می شود. از نمونه های این دسته از تله بخار ها نیز می توان تله بخار ویفری و بی متالیک را نام برد.

تله بخار مکانیکی

عملکرد این تله بخار نیز بر اساس اختلاف چگالی آب و بخار است. از نمونه های پر کاربردی که در این دسته جای گرفته اند می توان تله بخارهای فلوتری و سطلی را نام برد. در واقع تله بخار های مکانیکی شناورهایی دارند که با توجه به سطح میعانات، کم و یا زیاد می شود و به طور معمول این حالت یک اتصال مکانیکی دارد که باعث باز و بسته شدن شیر می شود. این تله ها بر اساس سطح میعاناتی که در بدنه تله بخار موجود است عمل می کنند. طول عمر این تله بخار ها معمولا بین 3 تا 4 سال است. از نمونه های دیگر تله های مکانیکی نیز می توان به تله های شناور و سطل معکوس اشاره داشت که تله های شناور به دو دسته تله شناور توپ آزاد و تله شناور توپ اهرمی دسته بندی می شوند.

مزایای تله بخار

از جمه مواردی که می توان برای مزایای تله بخارها در نظر گرفت این است که :

  • در صورت نزدیک بودن مکان نصب تله بخار به لوله گذاری یا پایپینگ مقدار حرارتی که از طریق تابش اتلاف می شود بسیار کمتر می شود.
  • درصورت نزدیکی مکان نصب به زمین تعمیر و نگهداری آن آسان تر می شود.
  • اگر نصب آن ها به صورت عمود بر زمین و تخلیه آزاد به اتمسفر باشد امکان یخ زدگی در این شرایط وجود ندارد اما در این حالت عملکرد تله باعث خوردگی سریع تر در دیسک می شود.
  • ظرفیت بالایی برای تخلیه دارند که همین ظرفیت بالا نیز بر اساس اندازه و سبکی آن ها است.
  • با توجه به اینکه متریال آن ها استینلس استیل است مقاومت بسیار بالایی در برابر ضربه قوچ دارند و در فشار های بالا و بخار سوپرهیت مورد استفاده قرار می گیرند.
  • به طور کل تعمیرات و نگهداری در این تله بخار ها آسان است و تنها قطعه مورد نیاز در آن ها دیسک است.

معایب تله بخار

  • زمانی که تله بخار نزدیک به لوله گذاری یا پایپینگ نصب شود نگهداری و بازرسی بسیار سخت و دشوارتر می شود و ممکن است که شرایطی ایجاد شود که تله بخاری که خراب می شود نیز به آسانی فراموش شود.
  • در صورتی که تله بخار نزدیک به زمین نصب شود بیشتر حرارت توسط تابش تلف می شود زیرا لوله بلندتری که به سمت پایین است دقیقا عملکرد آن مانند انبساط کوچکتر خط بخار است.
  • تله بخار ها در شرایط اختلاف فشار کم بین ورودی و خروجی عملکرد خوبی ندارند به این دلیل که مکانیزم کارکرد تله بخارها بر اساس سرعت بخار فلش عبوری از تله است.
  • در صورتی که هنگام راه اندازی فشار سریع افزایش یابد، سرعت زیاد در هوا باعث باعث می شود تله بسته شود و همچنین مانع تخلیه کندانس خواهد شد. در این شرایط برای برطرف کردن مشکل نیز می توان یک شیر هواگیر ترموستاتیک مجزا را به صورت موازی نصب کرد.
  • با توجه به کارکرد پر سر و صدای تله بخار، در مکان هایی که به سکوت نیاز است استفاده از تله بخار منجر به مشکل می شود.
  • اگر تله ترمودینامیک اندازه ای بیش از حد داشته  باشد باعث می شود که باز و بسته شدن آن با سرعت زیادی انجام شود و همین افزایش سرعت منجر به فرسایش سریع دیسک می شود.

چرا از تله بخار استفاه می شود ؟ 

بخار زمانی شکل می گیرد که آب برای تشکیل یک گاز بخار می شود. برای اینکه فرایند تبخیر رخ دهد، مولکول های آب باید به اندازه کافی انرژی داده شود که پیوندهای بین مولکول ها (پیوندهای هیدروژنی و غیره) شکسته شود. این انرژی که برای تبدیل مایع به یک گاز به کار می رود “گرمای نهان” نامیده می شود.

فرایندهای گرم بر پایه بخار از گرمای نهان استفاده می کنند و آن را به یک محصول معین انتقال می دهند. هنگامی که کار انجام می شود (به عنوان مثال بخار حرارت خود را از دست داده است)، بخار منقبض می شود وکندانس شروع می شود. به عبارت دیگر نمی تواند به عنوان بخار کار کند و تبدیل به مایعات می شود. در نتیجه، اگر بخواهید جریان مایع به همان اندازه که ممکن است سریع تر از لوله انتقال بخار و یا مبدل حرارتی برداشته شود، رطوبت را گرم می کند.

جهت کسب اطلاعات دقیق می توانید با کارشناسان مجرب ای شاپ صنعت تماس بگیرید و مشاوره رایگان داشته باشید.

  

سوالات متداول تله بخار

تله بخار دو عملکرد را انجام می دهد. اول، این یک شیر تخلیه هوا است. از آنجا که بخار هنگام پر کردن لوله ها را پر می کند، باید هوا را جابجا کند و در حین کار تجهیزات، هوای تشکیل شده باید تخلیه شود. ثانیا، این یک شیر تخلیه آب است که اجازه می دهد باقیمانده آب از سیستم بخار سریعتر از تشکیل آن خارج شود.

در طول سال 1920، نزدیک به 90 تولید کننده وجود داشت که بیش از 800 نوع تله بخار را ارائه می دهند. در طول صد سال گذشته، بیش از 1400 تله بخار تولید، استفاده و نگهداری شده است. ممکن است گیج کننده به نظر برسد، اما کمی بیشتر نگاه کنید و متوجه خواهید شد که همه در سه نوع دسته بندی می شوند: تله بخار ترمودینامیکی، تله بخار مکانیکی، تله بخار ترموستاتیکی

تله های بخار دستگاه هایی با بهره وری انرژی هستند. مقدار قابل توجهی پول صرف سوختن فسیل برای تولید بخار می شود، بنابراین منطقی است که سیستم بخار با حداکثر کارایی ممکن کار کند.

سوالی دارید؟ با ما صحبت کنید!
مکالمه را شروع کنید
سلام! برای چت در WhatsApp پرسنل پشتیبانی که میخواهید با او صحبت کنید را انتخاب کنید
ما معمولاً در چند دقیقه پاسخ می دهیم