تله بخار چیست؟
تله بخار یکی از اجزای ضروری در سیستم های بخار است که وظیفه مهمی در حفظ کارایی و عملکرد صحیح این سیستم ها دارد. اما تله بخار چیست؟ و چگونه به بهبود عملکرد سیستم کمک می کند؟ در واقع، تله بخار یک دستگاه است که میعانات، هوا و گازهای غیر قابل چگال را از سیستم بخار خارج می کند، بدون اینکه اجازه خروج بخار زنده را بدهد.
این فرآیند نه تنها به حفظ فشار و دمای مطلوب سیستم کمک می کند، بلکه از بروز مشکلاتی نظیر خوردگی و کاهش کارایی نیز جلوگیری می کند. در این مقاله، به بررسی این پرسش که تله بخار چگونه کار می کند؟ خواهیم پرداخت و نحوه عملکرد این ابزار حیاتی در سیستم های بخار را توضیح خواهیم داد.
تله های بخار چه هستند و چرا باید باشند؟
تله بخار نقش حیاتی در سیستم بخار ایفا می کند. وظیفه آن تخلیه میعانات، هوا و سایر گاز های غیر قابل تغذیه از سیستم بخار است، در حالی که از خروج بخار زنده جلوگیری می کند. این دستگاه، که بخش اساسی هر سیستم بخار محسوب می شود، پیوند مهمی بین مدیریت صحیح بخار و میعانات است. تله بخار به حفظ بخار در فرآیند کمک می کند تا حداکثر گرما از آن بهره برداری شود، در حالی که میعانات و گاز های غیر قابل چگال به طور مؤثر و در زمان مناسب از سیستم خارج می شوند.
بدون تله بخار، هیچ سیستم بخاری تکمیل نمی شود. این دستگاه ارتباط حیاتی بین مصرف بخار و بازگشت میعانات را برقرار می کند. تله بخار به طور مؤثر میعانات، هوا و گازهای غیر قابل تغذیه را از سیستم حذف کرده و بخار را در شرایط خشک و مناسب برای انجام وظیفه‌اش هدایت می کند.
مقدار میعاناتی که ممکن است به همراه بخار از سیستم خارج شود، بسته به شرایط متفاوت است. ممکن است نیاز به تخلیه میعانات در دمای بخار یا زیر آن باشد، که در این صورت مقداری از انرژی حرارتی آن در فرآیند از بین می رود.
تله های بخار در فشار های مختلفی از خلا تا بیش از صد بار می توانند عمل کنند. به همین دلیل، انواع مختلفی از تله های بخار وجود دارند که هرکدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. انتخاب تله بخار مناسب برای عملکرد صحیح تحت شرایط مشخص بسیار مهم است. شرایطی نظیر تغییرات فشار عملیاتی، بار حرارتی یا فشار میعانات باید در انتخاب تله مناسب در نظر گرفته شود. همچنین، تله ها ممکن است در معرض دما های شدید، ضربه قوچ یا نیاز به مقاومت در برابر خوردگی و خاک قرار گیرند. بنابراین، انتخاب تله بخار صحیح برای کارایی سیستم از اهمیت بالایی برخوردار است.
در نهایت، واضح است که یک نوع تله بخار نمی تواند برای همه کاربرد ها مناسب باشد.
تله های بخار
انواع تله بخار
تله بخار به طور کلی در سه نوع اصلی طراحی می شود که هرکدام ویژگی ها و کاربرد های خاص خود را دارند. این انواع عبارتند از:
ترموستاتیک (با تغییر در درجه حرارت سیال کار می کند)
دمای بخار اشباع شده توسط فشار آن تعیین می شود. در فضای بخار ، بخار از آنتالپی تبخیر (گرما) خود می گذرد و میعانات را در دمای بخار تولید می کند. در نتیجه هرگونه اتلاف حرارت بیشتر ، دمای میعانات سقوط می کند. هنگامی که این دمای پایین تر احساس شود ، یک تله ترموستاتیک میعانات را عبور می دهد. با رسیدن بخار به تله ، دما افزایش یافته و تله بسته می شود.
مکانیکی (با تغییر در چگالی مایع)
این تله، تله های بخار با حس تفاوت تراکم بین بخار و میعانات عمل می کنند. این تله های بخار شامل “تله های شناور توپی” و “تله های سطل معکوس” هستند. در “تله شناور توپی” ، توپ در حضور میعانات بالا می رود و دریچه ای را باز می کند که میعانات متراکم تری را عبور می دهد. با “تله سطل معکوس” ، سطل معکوس با رسیدن بخار به تله شناور می شود و برای بسته شدن سوپاپ بالا می رود. هر دو اساساً در روش کار خود “مکانیکی” هستند.
ترمودینامیک (تحت تأثیر تغییرات دینامیک سیال)
تله های بخار ترمودینامیکی تا حدودی به تشکیل بخار فلاش از میعانات متکی هستند. این گروه شامل تله های بخار «ترمودینامیکی» ، «دیسک» ، «تکانه» و «پیچ در پیچ » است.
همچنین در این نوع “تله های دارای روزنه ثابت” به راحتی یافت می شوند ، که نمی توان آنها را به طور واضح به عنوان دستگاه های اتوماتیک تعریف کرد زیرا آنها فقط یک سوراخ قطر ثابت هستند که برای عبور مقدار محاسبه شده میعانات تحت یک مجموعه شرایط تنظیم می شوند.
همه به این واقعیت تکیه می کنند که میعانات گرم که تحت فشار دینامیکی آزاد می شود ، از بین می رود و مخلوطی از بخار و آب را از بین می برد.
ملاحظات برای انتخاب تله بخار
هنگام انتخاب تله بخار، ملاحظات مختلفی باید در نظر گرفته شود تا عملکرد بهینه و کارآمد سیستم بخار حفظ شود. در اینجا به برخی از این ملاحظات مهم اشاره می‌کنیم:
جابجایی و پالایش هوا
هنگام راه اندازی سیستم بخار، فضای سیستم معمولاً با رطوبت و هوا پر می شود. این هوا اگر به درستی از سیستم خارج نشود، می تواند انتقال حرارت را کاهش دهد و زمان گرم شدن را طولانی تر کند. در نتیجه، کارایی کلی سیستم کاهش یافته و زمان راه اندازی افزایش می یابد. برای جلوگیری از این مشکلات، بهتر است که رطوبت و هوا در اسرع وقت از سیستم تخلیه شوند.
در صورت مخلوط شدن هوا و بخار، این دو فقط با متراکم کردن بخار قابل جدا سازی هستند، که پس از آن باید هوا به مکان امنی منتقل شود. در سیستم های بخار بزرگ تر، ممکن است نیاز به دریچه های جدا گانه برای خروج هوا باشد، اما در اکثر موارد، این کار توسط تله های بخار انجام می شود. در این زمینه، تله های ترموستاتیک برتری آشکاری دارند زیرا در هنگام راه اندازی به طور کامل باز می شوند.
همچنین، تله های شناور با دریچه های ترموستاتیک داخلی و بسیاری از تله های ترمودینامیکی نیز می توانند مقادیر متوسط هوا را مدیریت کنند. با این حال، برخی انواع تله ها مانند دهانه های ثابت و سوراخ های خونریزی ممکن است باعث خروج تدریجی هوا شوند که در نتیجه زمان تولید و گرم شدن سیستم را افزایش داده و موجب خوردگی می شود.
حذف میعانات
پس از تخلیه هوا ، تله باید از میعانات عبور کند اما از بخار عبور نکند. نشت بخار در این مرحله ناکارآمد و غیر اقتصادی است. تله بخار باید باعث عبور میعانات شود در حالی که بخار را در فرآیند به تله می اندازد. اگر انتقال حرارت مناسب برای فرآیند حیاتی باشد ، میعانات باید بلافاصله و در دمای بخار تخلیه شوند. غرقاب یکی از دلایل اصلی کارایی ناکارآمد بخار در نتیجه انتخاب نادرست تله بخار است.
عملکرد دستگاه
هنگامی که الزامات اساسی حذف هوا و میعانات در نظر گرفته شود ، ممکن است توجه به “عملکرد گیاه” معطوف شود. به عبارت ساده ، مگر اینکه به طور خاص برای آبگیری طراحی شده باشد ، تا مبدل حرارتی در بهترین عملکرد خود کار کند ، فضای بخار باید با بخار خشک تمیز پر شود. نوع تله بخار در این امر تأثیر گذار است.
به عنوان مثال ، تله های ترموستاتیک میعانات را حفظ می کنند تا زمانی که خنک شوند و به زیر دمای اشباع برسند. اگر این میعانات در فضای بخار باقی بماند ، باعث کاهش ناحیه انتقال حرارت و عملکرد بخاری می شود. ممکن است تخلیه میعانات در کمترین دمای ممکن بسیار جذاب به نظر برسد ، اما به طور کلی اکثر کاربردها نیاز دارند که کندانس از فضای بخار در دمای بخار خارج شود. این به یک تله بخار با ویژگی های عملکردی متفاوت نسبت به نوع ترموستاتیک نیاز دارد و این معمولاً به معنی تله یا نوع مکانیکی یا ترمودینامیکی است.
قبل از انتخاب تله بخار خاص لازم است نیازهای فرآیند را در نظر بگیرید. این معمولا نوع تله مورد نیاز را تعیین می کند. روشی که از طریق آن فرآیند به سیستم بخار و میعانات متصل می شود ، ممکن است در مورد نوع تله ترجیح داده شود تا در این شرایط بهترین کار را انجام دهد. پس از انتخاب ، لازم است تله بخار را اندازه کنید. این با توجه به شرایط سیستم و پارامترهای فرایند مانند:
- حداکثر فشار بخار و میعانات.
- عملکرد فشارهای بخار و میعانات.
- دما و جریان
- اینکه آیا فرآیند تحت کنترل دما است.
قابلیت اطمینان
تجربه نشان داده است که “تله بخار خوب ” مترادف با قابلیت اطمینان است ، یعنی عملکرد بهینه با حداقل توجه.
دلایل عدم اطمینان اغلب با موارد زیر همراه است:
- خوردگی ، به دلیل وضعیت میعانات. با استفاده از مواد خاص ساخت و ساز و تهویه مطبوع مناسب برای تغذیه می توان این مسئله را مقابله کرد.
- ضربه قوچ ، اغلب به دلیل بالابردن پس از تله بخار ، گاهی اوقات در مرحله طراحی نادیده گرفته می شود و اغلب علت آسیب غیر ضروری به تله های بخار در غیر این صورت قابل اعتماد است.
- کثیفی ، تجمع از سیستمی که ترکیب تصفیه آب از دیگ بخار منتقل می شود یا در آن جا که بقایای لوله اجازه تداخل در عملکرد تله را دارد.
وظیفه اصلی تله بخار ، حذف مناسب میعانات و هوا است و این نیاز به درک روشنی از عملکرد تله های بخار دارد.
بخار فلش
تاثیری که در اثر عبور میعانات گرم از سیستم فشار زیاد به سیستم فشار کم ایجاد می شود ، پدیده طبیعی بخار فلش است. این امر می تواند ناظر را در رابطه با وضعیت تله بخار گیج کند.
آنتالپی میعانات تازه شکل گرفته را در فشار و دما بخار در نظر بگیرید (قابل تهیه از جداول بخار). به عنوان مثال ، با فشار 7 بار گرم ، میعانات حاوی 721 کیلوگرم بر کیلوگرم در دمای 170.5 درجه سانتی گراد است. اگر این میعانات در جو تخلیه شود ، می تواند فقط به صورت آب در دمای 100 درجه سانتیگراد وجود داشته باشد که حاوی 419 کیلوژول بر کیلوگرم آنتالپی آب اشباع است. محتوای آنتالپی مازاد 721 – 419 یعنی 302 کیلوژول بر کیلوگرم ، با تولید مقداری بخار در فشار جوی ، بخشی از آب را جوش می دهد.
بخار فلش
نحوه کار تله های بخار
سه نوع پایه تله بخار وجود دارد که همه تغییرات در آن قرار می گیرند ، هر سه طبق استاندارد بین المللی ISO 6704: 1982 طبقه بندی شده اند.
استانداردهای بین المللی و اروپایی مربوط به تله های بخار
ISO 6552: 1980
(BS 6023: 1981)
واژه نامه اصطلاحات فنی برای تله های بخار اتوماتیک
ISO 6553: 1980
CEN 26553: 1991 (جایگزین BS 6024: 1981)
علامت گذاری از تله های بخار اتوماتیک
ISO 6554: 1980
CEN 26554: 1991 (جایگزین BS 6026: 1981)
ابعاد رو در رو برای بخار گیرهای فلنج دار
ISO 6704: 1982
CEN 26704: 1991 (جایگزین BS 6022: 1983)
طبقه بندی تله های بخار اتوماتیک
ایزو 6948: 1981
CEN 26948: 1991 (جایگزین BS 6025: 1982)
آزمایشات مشخصه تولید و عملکرد تله گیر بخار اتوماتیک
ISO 7841: 1988
CEN 27841: 1991 (جایگزین BS 6027: 1990)
روشهای تعیین اتلاف بخار تله های بخار اتوماتیک
ISO 7842: 1988
CEN 27842: 1991 (جایگزین BS 6028: 1990)
روشهای تعیین ظرفیت تخلیه تله های بخار اتوماتیک
جمع بندی
در نهایت، تله بخار یکی از اجزای حیاتی در سیستم های بخار است که نقش مهمی در بهبود کارایی و بهره‌وری این سیستم ها دارد. این دستگاه ها با تخلیه میعانات، هوا و گاز های غیر قابل چگال از سیستم، به حفظ کیفیت بخار و انتقال موثر گرما کمک می کنند. انواع مختلف تله بخار، از جمله تله های مکانیکی، ترمودینامیکی و ترموستاتیکی، هرکدام بسته به ویژگی های خاص خود، برای شرایط مختلف کاری طراحی شده‌اند.
انتخاب صحیح تله بخار برای یک سیستم بخار خاص، به عوامل متعددی همچون فشار، دما و نوع میعانات بستگی دارد. استفاده مناسب از تله بخار نه تنها به افزایش کارایی و کاهش زمان راه اندازی کمک می کند، بلکه از مشکلاتی نظیر خوردگی و کاهش عمر مفید سیستم نیز جلوگیری می نماید. بنابراین، درک صحیح از نحوه عملکرد و انتخاب مناسب تله بخار می تواند به بهینه سازی عملکرد سیستم بخار و صرفه جویی در هزینه های عملیاتی منجر شود.
سوالات متداول تله بخار چیست؟
تله بخار چیست و چه عملکردی دارد؟
تله بخار یک دستگاه است که برای تخلیه میعانات، هوا و گازهای غیرقابل چگال از سیستم بخار طراحی شده است. این دستگاه ها به سیستم بخار کمک می کنند تا بخار با کیفیت و دمای مناسب به مقصد برسد و از مشکلاتی مانند کاهش کارایی یا خوردگی جلوگیری کنند. تله بخار از ورود بخار زنده به سیستم جلوگیری می‌کند و در عین حال میعانات و گاز های غیرقابل چگال را از سیستم خارج می سازد.
چه عواملی باید در انتخاب تله بخار در نظر گرفته شود؟
انتخاب تله بخار بستگی به عواملی چون فشار سیستم، دمای بخار، نوع میعانات و نیاز به کنترل دقیق دما دارد. برای سیستم های با فشار بالا یا دمای متفاوت، انواع خاصی از تله های بخار ممکن است بهترین عملکرد را ارائه دهند. علاوه بر این، شرایط محیطی مانند وجود هوا، خوردگی یا ضربه قوچ نیز باید در نظر گرفته شوند.
چرا تله های بخار ترموستاتیکی در هنگام راه اندازی سیستم بخار بهتر عمل می کنند؟
تله های بخار ترموستاتیکی به دلیل ویژگی باز بودن کامل در هنگام راه اندازی، عملکرد بهتری در تخلیه سریع هوا از سیستم بخار دارند. این تله ها می توانند به طور مؤثری هوا را از سیستم خارج کرده و از تأخیر در انتقال حرارت و افزایش زمان گرم شدن جلوگیری کنند. به همین دلیل، این تله ها به ویژه در زما ن‌های آغاز فرآیند و راه اندازی سیستم بخار بسیار کارآمد هستند.