preloader
لطفا صبرکنید...

تله بخار

تله بخار

آب نقش بسیار مهمی در در زندگی بشر و نیز در صنعت دارد. آب به علت دارا بودن خصوصیاتی چون فراوانی، سمی نبودن ارزانی، عدم خورندگی و سازگاری با محیط زیست موارد استفاده فراوانی در واحدهای صنعتی دارد برای مثال آب می تواند به عنوان سیال خنک کننده و یا گرم کننده به طور کلی به عنوان بخشی از فرایند استفاده شود.

آب همچنین دارای کابردهای زیادی هست آن جمله میتوان به این موارد اشاره کرد:

۱ در بسیاری از موارد به عنوان سیال گرم کننده به صورت مستقیم و یا غیر مستیم در مبدلهای حرارتی یا کویل های مورد استفاده قرار می گیرد.

۲- از آن جایی که بخار با فشار بالا دارای انرژی جنبشی بالایی هست از آن جهت حرکت پره های توربین بخار به عنوان دستگاه هایی پمپ و کمپرسور و ژنراتور میباشند استفاده می شود. 

بخار به شکل مستقیم در بسیاری از فرایندها یا واکنشها مورد استفاده قرار میگیرد به عنوان مثال می توان برج های عریان سازی با ،بخار واکنش رفرمینگ هیدروکربنها در کوره های الفین یا تولید گاز سنتز واحدهای تولید آمونیاک اشاره کرد.

بخار در تجهیزاتی مانند بویلر تولید میشود و میتواند به صورت اشباع و یا داغ باشد فشار و دمای بخار اشباع به هم وابسته هستند. یعنی هر بخار در هر فشاری دارای دمای معلومی هست اما چنان چه به بخار در فشار معینی حرارت داده شود دمای آن بالا رفته و از حالت اشباع در میآید که به آن بخار داغ می.گویند این عمل در قسمت سوپر هیتر بویلر انجام می شود. برای این که یک کیلوگرم آب در فشار اتمسفریک به بخار تبدیل شود لازم است حدودا انرژی معادل KI/Kg ۲۲۵۰ به آن داده شود. 

به این مقدار انرژی گرمای نهان تبخیر گفته میشود این مقدار آنرژی که نسبتا زیاد است و در هنگام مایع شدن بخار از آن جدا می شود. 

در واقع انتقال حرارت توسط بخار دارای سه مزیت هست:

اول:

آن که بالا بودن مقدار گرمای نهان تبخیر سبب میشود مقدار انتقال حرارت در مقایسه با بسیاری از سیالات دیگر بیشتر باشد و این موضوع سبب آسان تر شدن عملیات بهره برداری شود.

دوم :

آن که دمای همه نقاط بخار ثابت می باشد چرا که مولکول های بخار آزادانه در جهت های مختلف جنبش و حرکت داشته و لذا برعکس سایر سیالهای انتقال حرارت مثل روغن دمای بخار در تمام قسمتهای آن یکسان می باشد و این سبب می شود که انتقال حرارت به طور یک نواخت در سطوح تبادل حرارت اتفاق بیافتد.

سوم:

آن که ثابت بودن فشار این انتقال حرارت در دمای ثابت اتفاق میافتد چرا که فشار و دمای بخار به هم وابسته است. به همین دلیل برای کنترل دما در مبدلهای حرارتی تنها لازم است فشار بخار درون مبدل ثابت نگه داشته شود. محاسن ذکر شده در مورد آب و بخار سبب شده تا از بخار آب در صنعت به عنوان یک واسط حرارتی به طور گسترده استفاده شود.

وجود کندانس در خطوط بخار مشکلات زیادی را به وجود میآورد که به عنوان مثال میتوان به این موارد اشاره کرد:

۱. ایجاد کندانس در مبدلهای حرارتی باعث میشود قسمتی از سطح انتقال حرارت بجای بخار با کندانس اشغال شود از آن جا که ضریب انتقال حرارت آب نسبت به بخار کمتر است در فرایند) میعان ضریب انتقال حرارت بسیار بزرگ میباشد در نتیجه میزان انتقال حرارت کاهش می یابد و از طرف دیگر وقتی بخار نتواند با سطح انتقال حرارت مبدل تماس برقرار کند قادر نخواهد بود گرمای نهان خود را منتقل نماید. 

البته در برخی موارد وجود هوا یا گازهای غیر قابل کندانس در بخار نیز سبب ایجاد همین مشکل میشود چرا که هوا و دیگر گازهای غیرقابل کندانس در یک جا تجمع پیدا کرده مانند عایق عمل می نماید.

2. بوجود آمدن آب در لوله هایی که بخار با سرعت بالا در آن جریان دارد مانند خطوط انتقال بخار، سبب می شود که قطرات آب با سرعت بخار حرکت کرده و به زانویی های موجود در مسیر برخورد کند تعداد این برخوردها آن قدر زیاد است که سبب سوراخ شدن لوله ها می شود.

تله بخار 1

3. در بسیاری از موارد به دلیل وجود ناخالصیها وجود ذرات آب سبب تشکیل مواد خورنده می شود و باعث خوردگی خطوط لوله های انتقال بخار می.شود به عنوان مثال وجود دی اکسید کربن در بخار می تواند در کندانس به صورت محلول در آمده و تولید اسید کربنیک نماید که سبب خوردگی میشود. این امر یکی از دلایل استفاده از بخار داغ در خطوط طولانی انتقال بخار می باشد.

برای رفع این مشکلات لازم است از وسیله ای به نام تله بخار یا Steam Trap استفاده شود تا کندانس بخار از لوله حاوی بخار خارج شود این وسیله عملکردی هم چون شیر خودکار از سویی مانع فرار بخار و اتلاف انرژی می شود و از سوی دیگر امکان دفع سریع کندانس را فراهم می آورد. 

لازم به ذکر است تله های بخار توانایی خارج کردن هوا و گازهای غیر قابل کندانس را نیز دارند تجهیزات دارای انواع و اندازه های مختلفی است هدف اصلی بکارگیری تله بخار با ساختارهای گوناگون و عملکردهای متنوع استفاده بهینه از گرمای نهان و حفظ انرژی بخار است بر این اساس تله بخارها تاثیر مستقیم و غیر قابل انکاری از نظر اقتصادی دارند.

عدم استفاده از تله بخار مناسب و اتلاف انرژی سالانه زیانهای مالی بسیاری را تحمیل میکند که متاسفانه به دلیل تدریجی بودن آن از نظرها پنهان است.

تله بخار

هدف از تله بخار در سیستم های بخار بیرون کردن آبی است که در داخل وسایل مصرف کننده حرارت یا خطوط لوله تقطیر می شود . تله بخار اجازه نمی دهد از آن بخار عبور کند اما آب عبور میکند محل نصب تله بخارها بعد از هر مرحله تبادل حرارت مانند بعد از مبدل کنوکتور و نیز در پائین اغلب رایزرها و انتهای لوله اصلی بخار می باشد.

در مورد کار با تله های ،بخار یک نکته بسیار مهم وجود دارد و آن این است که اولین گام برای اجتناب از مشکلات ایجاد شده توسط این تجهیزات انتخاب مناسب و نصب صحیح آنها میباشد.

 اگر با این تجهیزات به ظاهر ساده ولی در عین حال بسیار مهم مشکلی دارید میتوانید از خطوط راهنمای ارائه شده در این نوشتار برای تشخیص و رفع عیب آنها استفاده نمایید. وظیفه ی تله بخار زدایش کندانسه هوا و دی اکسید کربن از سیستم لوله کشی به محض تجمع این گازها و با حداقل اتلاف بخار است. 

زمانی که بخار گرمای نهان ارزشمند خود را آزاد میکند و چگالیده می،شود این کندانسه ی داغ باید بلافاصله از سیستم جدا شود تا از بروز پدیده ی ضربه قوچ جلوگیری گردد. وجود هوا در سیستم بخار بخشی از حجم سیستم را که قاعدتاً باید توسط بخار اشغال شود به خود اختصاص میدهد دمای مخلوط هوا و بخار به دمایی کمتر از دمای بخار خالص افت می کند. 

هوا، یک عایق است که به سطح لوله و تجهیزات چسبیده و باعث کند و غیر یکنواخت شدن فرآیند انتقال حرارت میگردد. در صورتی که دی اکسید کربن حضور داشته باشد بخار موجود در سیستم دی اکسید کربن را به دیوارههای سطح انتقال حرارت رانده و بدین ترتیب انتقال حرارت کاهش می یابد. 

دی اکسید کربن هم چنین میتواند در کندانسه به صورت محلول در آمده و تولید اسید کربنیک نماید که باعث خوردگی در لوله ها و تجهیزات میگردد . این نوشتار انواع اصلی تله های بخار روش کار آنها مزایا و محدودیتها و همچنین الزامات نصب این تجهیزات را مورد بازنگری قرار داده و توصیه هایی برای رفع مشکلات احتمالی که ممکن است هنگام عملکرد تله های بخار به وجود بیایند ارائه می دهد.

به هر حال همیشه مرسوم بوده است که به تله های بخار به صورت مستقل نگاه شود و اثر آنها بر روی سیستم بخار، اغلب در نظر گرفته نمی شود. مسائل ذکر شده ،ذیل اهمیت نگاه کلی به سیستم در انتخاب تله بخار مناسب را مطرح می کند:

  • آیا واحد سریعا به دمای عملیاتی میرسد و یا پاسخ آن نسبت به افزایش درجه حرارت کند بوده و عملکرد (بازده) آن پایین تر از حد مورد انتظار است؟
  • آیا سیستم بدون مشکل است یا استفاده از تله بخار نامناسب منجر به پدیدههای ضربه ،قوچ خوردگی و یا نشتی شده و هزینه تعمیرات را بالا برده است؟
  • آیا طراحی سیستم اثری منفی بر روی طول عمر و راندمان تله های بخار داشته است؟

به طور کلی مشکلات ناشی از انتخاب نامناسب تله های بخار به صورت پنهان اثر خود را در سیستم نشان می دهند. 

در بعضی از مواقع تله های بخار به طور کامل مسدود میشوند بدون این که مشکلی جدی بوجود آید به عنوان مثال یک تجزیه کننده صنعتی (Industrial digester) را در نظر بگیرید که به دلیل مسدود شدن یکی از تلههای ،بخار آب مقطر از یکی از خروجی های آن بطور کامل تخلیه نمی شود در این شرایط اغلب مواقع آب مقطر باقی مانده به نقاط تخلیه دیگر منتقل می شود تا از آن جا تخلیه گردد. 

اگر این نقاط تخلیه هم مسدود باشند مشکلی جدی پیش خواهد آمد ولی احتمال مسدود بودن هم زمان همه نقاط کم است. باید به این نکته توجه گردد که مشکلات ناشی از فرسایش شیرهای کنترل نشتی و کاهش بازده واحد به وسیله توجه ویژه به تله های بخار رفع میگردد تله های بخار اگر چه دارای ابعاد کوچکی میباشند ولیکن از اهمیت بالایی برخوردارند که این اهمیت معمولا نادیده گرفته میشود. 

استهلاک در هر سیستم امری طبیعی است که تلههای بخار به عنوان جزئی از سیستم از این امر مستثنی نمی باشند. هنگامی که تله های بخار در حالت باز از کار میافتند مقدار مشخصی از بخار به خط برگشتی آب مقطر وارد میگردد. خوشبختانه در حال حاضر وسایل تشخیص سریع عبور بخار از تله بخار برای مصرف کنندگان موجود است.

انواع تله های بخار

تله های بخار بر اساس عملکرد به سه نوع تقسیم می شوند:

تله های مکانیکی ترموستاتیکی و ترمودینامیکی

تله های ترموستاتیکی یا حرارتی بر اساس اختلاف دمای بخار و کندانس عمل می.کند این تله ها شیری دارند که در اثر تغییرات دمایی و البساط و انقباض به عقب و جلو رانده میشوند این شیر طوری شده که تنها زمانی باز میشود که دمای مایع به دمای مشخصی که پایین تر از دمای اشباع است برسد.

 بنابراین کندانس در دمایی پایین تر از دمای اشباع خارج می شود. این نوع تله ها بیشتر در مواردی که حجم کندانس کم باشد مورد استفاده قرار میگیرد البته این نوع تلهها توانایی خارج کردن گازهای غیر قابل کندانسی و هوا را به خوبی دارند.

انواع تله بخار :

  1. تله های شناور
  2. تله نوع سطل باز
  3. تله های سطل وارانه
  4. تله ترمودینامیکی
  5. تله ترموستاتیک انبساط فلزی
  6. تله ترموستاتیکی فشار متعادل
  7. تله دو فلزی (بی متال)

تله های بخار بر اساس عملکرد به سه نوع تقسیم می شوند:

تله های مکانیکی ترموستاتیکی و ترمودینامیکی

تله های ترموستاتیکی یا حرارتی بر اساس اختلاف دمای بخار و کندانس عمل می.کند این تله ها شیری دارند که در اثر تغییرات دمایی و البساط و انقباض به عقب و جلو رانده میشوند این شیر طوری شده که تنها زمانی باز میشود که دمای مایع به دمای مشخصی که پایین تر از دمای اشباع است برسد.

 بنابراین کندانس در دمایی پایین تر از دمای اشباع خارج می شود. این نوع تله ها بیشتر در مواردی که حجم کندانس کم باشد مورد استفاده قرار میگیرد البته این نوع تلهها توانایی خارج کردن گازهای غیر قابل کندانسی و هوا را به خوبی دارند.

انواع تله بخار :

  1. تله های شناور
  2. تله نوع سطل باز
  3. تله های سطل وارانه
  4. تله ترمودینامیکی
  5. تله ترموستاتیک انبساط فلزی
  6. تله ترموستاتیکی فشار متعادل
  7. تله دو فلزی (بی متال)

تله های liquid, expansion تله های بای متال و تله های balanced pressure فشار تعادلی سه نوع از این تله ها هستند. این تله ها معمولا از جنس برنجی یا فولادی هستند.

 این نوع تله ها می توانند تا فشار ۵۰ bar به کار گرفته شوند. طور کلی تله های مکانیکی دارای شناوری هستند که بسته به سطح آب کندانس بالا و پایین میروند و به وسیله اتصال مکانیکی خود شیر را باز و بسته میکنند.

 اساس کار این تله ها، اختلاف چگالی بخار و آب است بنابراین عواملی مثل دمای سیال و یا سرعت سیال تاثیر گذار نخواهد بود برای آن که تله های مکانیکی بتوانند کندانس به وجود آمده را تخلیه نمایند باید مقدار کندانس به حدی برسد تا شناور در آب غوطه ور شود.

از آن جایی که این نوع تله ها حجم زیادی از کندانس را تخلیه می نمایند برای دبی ها بالا کاربرد دارند تله های ترموستاتیکی سطل معکوس و شناوری آزاد نمونههایی از تله های مکانیکی هستند.

 این نوع تله ها کندانس را در دمای اشباع بخار تخلیه میکنند و در انواع ،چدنی فولادی و استیل با اتصالات پیچی، جوشی و فلنجی ساخته می شوند تلههای شناوری ترموستاتیکی و سطل معکوس میتوانند تا حدود فشارهای ۱۲۰ bar کار گرفته شوند. 

معمولا در فشارهای خیلی بالا این نوع تله ها به کار گرفته نمیشوند چرا که اتصالات مکانیکی موجود در آنها بعد از مدتی دچار مشکل می شود اما تله های شناوری آزاد میتوانند در فشارهای خیلی بالا به کار گرفته شوند.

تله های ترمودینامیکی تله هایی محکم و با عملکرد ساده هستند. مبنای کار این تله ها سرعت بالای بخار چگالی بیشتر آب می

باشد. 

تله های ترمودینامیکی از جنس فولاد ضد زنگ ساخته می.شوند این نوع تله ها تا فشارهای تا bar ۲۵۰ به کار گرفته شوند.

تله بخار 2

تله های مکانیکی

تله های شناوری - ترموستاتیکی

قسمتهای اصلی این نوع تله ها یک توپ شناور و یک شیر جهت خروج مایعات میباشد این تله بوسیله تشخیص اختلاف در چگالی بخار و کندانس عمل می.کند هنگام ورود بخار حامل آب به درون محفظه تله بخار به دلیل بالاتر بودن چگالی آب از بخار آب در ته ظرف جمع می شود و با بالا آمدن سطح ،آن شناور که متصل به یک اهرم میباشد بالا رفته و مسیر تخلیه مایع باز می شود. 

وجود فشار بخار نیز به بیرون رانده شدن مایع کمک میکند با خروج آب و پایین آمدن سطح آن در محفظه، شناور به محل اولیه خود بازگشته و دریچه تخلیه مایع بسته میشود. لازم به ذکر که در این نوع تله ها همیشه اطراف اورفیس مقداری آب وجود دارد که که به عنوان آب سیل عمل کرده مانع از اتلاف بخار می شود.

تله بخار 3

این تله ها در بالای بدنه خود دارای شیر ترموستاتیکی هستند که بر اثر کاهش دمای آن باز می.شود هنگامی که هوا وارد تله می شود بر اثر انتقال حرارت ضعیف ،آن شیر ترمستاتیکی سرد شده و باز میشود و در نتیجه هوا از آن خارج می شود. 

در واقع این شیر ترموستاتیکی هم آن کپسول فشار تعادلی است که در تله های ترموستاتیکی به کار می رود. کپسول شامل دو دیافراگم است که از کناره ها به هم متصل شده و در بالای مسیر خروجی تله قرار میگیرد با ورود بخار به تله کپسول منبسط شده و جلوی مجرا را سد میکند و اجازه نمی دهد بخار از آن خارج شود.

تله بخار 5

از مزیتهای این نوع تله ها میتوان به موارد زیر اشاره کرد :

  1. منحنی کارکرد این نوع تله ها کاملا منطبق با منحنی بخار اشباع بوده و بدون توجه به دمای کندانس، آن را تخلیه می نماید. به همین دلیل این نوع تله ها برای استفاده در مناطقی که نرخ انتقال حرارت زیاد است و در نتیجه حریان پیوسته ای از کندانس وجود دارد (نظیر مبدل های حرارتی آبگرمکن ها یونیت هیترها کویل حرارتی دستگاه هوارسان و …) مناسب می باشد.
  2. ظرفیت عبور کندانس زیاد از دیگر مزیتهای این نوع تله می باشد.
  3. بعضی از این تله ها مجهز به شیر تخلیه بخار می باشند و برای مواقعی که steam locking اتفاق می افتد مناسب هستند. جمله معایب این نوع تله ها میتوان به مواردی چون عدم مقاومت در مقابل یخ زدگی اشاره کرد به همین دلیل این نوع تله ها باید در محیط باز (out door حتما عایق کاری شوند. هم چنین به دلیل وجود اهرم و قطعات متحرک در این نوع تله ها در مقابل ضربه قوچ مقاوم نمی باشند.

تله بخار شناوری آزاد

این نوع تله بخار از یک توپ شناور تشکیل شده است و هنگام ورود بخار حامل آب به درون محفظه تله ،بخار، به دلیل بالاتر بودن چگالی آب از بخار، آب در ته ظرف جمع میشود و با بالا آمدن سطح آن شناور بالا رفته و مسیر تخلیه مایع باز می شود. 

شناور توپی در شرایط خاص به گونه ای کاملا مدور و همگن ساخته میشود تا امکان چرخش آن در همه جهات وجود داشته باشد و بتواند کاملا بر روی نشیمنگاه شیر خروجی قرار گرفته و مانع از عبور بخار شود.

تله بخار 6

یک نوع از این تله ها نیز در بالای بدنه خود دارای شیر ترموستاتیکی هستند یکی از مزیتهای این نوع تله ها این است که اگر دبی آب کندانس ورودی به آن افزایش یابد و تله از آب پر شود دمای شیر ترموستاتیکی کاهش می یابد و مجرا را جهت خروج آب باز می کند. در نتیجه ظرفیت خروج آب از تله افزایش می یابد.

در نوع دیگری از این تله ها به جای داشتن شیر ترموستاتیکی از یک نوار بی متال جهت بالا نگه داشتن شناور به منظور خروج هوا استفاده میشود زمانی که هوا در تله تجمع پیدا کرده است، تله بخار سرد میشود چرا که هوا برخلاف بخار که به آسانی با کندانس شدن حرارت خود را انتقال میدهد نمی توند در دمای بالا کندانس شده و حرارت خود را آزاد نماید. 

در نتیجه با گذشت زمان و مملو شدن تله از هوا دمای تله بخار به سبب تبادل حرارت با محیط کاهش مییابد با کاهش دما نوار بی متال منقبض و سبب ، بالارفتن شناور می گردد و در نتیجه شیر برای خروج هوا باز می.شود. سرد بودن تله در زمان راه اندازی نیز سبب می شود شناور بالاتر از نشیمنگاه شیر خروجی قرار گرفته و مسیر جهت خروج هوا باز بماند.

تله بخار 7

با خروج هوا و ورود بخار به تله تبادل حرارت بخار با تله سبب میشود که کل تله و در نتیجه نوار بی متال گرم شده و در اثر انبساط آن شناور شیر خروجی را مسدود نماید.

به دلیل این که در این نوع تله ها همیشه مقداری آب وجود دارد برای جلوگیری از یخ زدگی در محیطهای باز (outdoor) تله و لوله های ورودی و خروجی باید عایق کاری شوند.

از آن جا که شناور توپی میتواند کاملا بر روی نشیمنگاه شیر خروجی قرار گرفته و مانع از عبور بخار شود این نوع تله ها بهترین انتخاب برای خطوط سوپرهیت می باشد.

تله بخار سطل وارونه

این تله از یک محفظه و یک سطل معکوس شناور تشکیل شده است. سطل به یک اهرم متصل است و در اثر بالا و پایین رفتن سطل، این اهرم مسیر شیر خروجی را باز و بسته می.کند. 

اگر درون محفظه سطل آب باشد، سطل پایین آمده و شیر را برای خروج کندانس باز می نماید با ورود ،بخار سطل به سمت بالا حرکت میکند و شیر خروجی را مسدود می.کند. با گذشت زمان بخار موجود در محفظه به تدریج کندانس میشود بدین ترتیب سطل پایین آمده و مجددا مسیر خروج باز میگردد. وجود فشار بخار نیز به بیرون رانده شدن آب کمک می کند.

تله بخار 8

سوراخ کوچکی در بالای سطل وجود دارد تا گازهای غیر قابل کندانس مانند هوا از آن خارج شود و فضای داخل سطل را اشغال نکند. از این سوراخ مقدار کمی بخار نیز خارج میشود که البته چون در زیر درب سطل جمع میشود منجر به نشتی بخار نمی گردد. اساس عملکرد این نوع تله،ها تغییرات نیروی شناوری وارد بر سطل است.

 در واقع نیروهای وارد بر سطل متشکل از وزن سطل و نیروی شناوری یا همان بویانسی است. همان طور که می دانیم نیروی بویانسی حاصل ضرب حجم جسم غوطه ور در چگالی سیالی است که جسم در آن قرار دارد. هر چه میزان بخار در سطل افزایش یابد در واقع حجم جسم غوطه ور افزایش می یابد و در نتیجه نیروی بویانسی بیشتر شده و سطل به سمت بالا رانده میشود به این ترتیب مجرای خروجی بسته میشود و از ورود بیشتر بخار به تله و خارج شدن آن جلوگیری می شود.

تله بخار 9

از مزیتهای تله بخارهای سطل وارونه میتوان به موارد زیر اشاره کرد :

  1. با داشتن یک check valve در قسمت ،ورودی میتوانند برای لولههای حاوی بخار سوپرهیت نیز مورد استفاده قرار گیرند. احتمال دارد که با بالا بودن دمای بخار سوپر هیت سبب شود تله مقداری از آب سیل خود را از دست بدهد. بنابراین در این شرایط استفاده از check valve در جلوی تله ضروری است.
  2. این نوع تله ها دارای منحنی کارکرد مطابق با منحنی بخار اشباع می.باشند و بدون توجه به دمای سیال، کندانس را عبور خواهند داد.
  3. در مقابل فشار برگشتی مقاوم هستند.
  4. در شرایط راه اندازی قادر هستند حجم زیادی از کندانس را تخلیه نمایند

از معایب تله های بخار سطل وارونه میتوان موارد زیر را برشمرد:

  1. سایز کوچک سوراخ خروجی هوا سبب میشود که تخلیه هوا به آرامی صورت گیرد. بزرگتر کردن سایز سوراخ سبب می شود. که بخار با شدت بالایی از آن عبور کند. لذا در صورت لزوم استفاده از آنها در مناطقی که نیاز به تخلیه سریع هوا دارند، بایستی از سیر هواگیر به صورت موازی با تله بخار استفاده کرد.
  2. همیشه باید به مقدار کافی آب در تله وجود داشته باشد تا به عنوان سیل در اطراف سطل عمل کند. اگر تله این مقدار آب را از دست بدهد بخار از طریق شیر خروجی خارج میگردد این مورد بیشتر هنگامی رخ میدهد که فشار بخار ناگهان افت کند و در نتیجه مقداری از کندانس به بخار تبدیل می.شود در نتیجه سطل بویانسی خود را از دست داده و فروکش می کند و مقداری بخار از طریق اور فیس خروجی بیرون می رود.
  3. در مناطق سرد و در مواقع shut down چنان چه سیستم دچار یخ زدگی ،شود به دلیل افزایش حجم کندانس هنگام انجماد ممکن است بدنه سطل دچار ترک و آسیب دیدگی شود بنابراین این تله ها در محیطهای باز (outdoor) باید حتما عایق کاری شوند. اما از طرفی عایق کاری این تله ها باعث میشود سرعت تبدیل بخار درون سطل به کندانس کم شده و در نتیجه عملکرد تله کند گردد.
  4. این نوع تله ها به دلیل داشتن اهرم و قطعات متحرک ،زیاد در مقابل ضربه قوچ مقاوم نیستند.

تله های حرارتی - تله بخار بی مثال

این تله ها از یک محفظه و از دو یا چند نوار فلزی با ضریب انبساط طولی متفاوت تشکیل شده آند که از دو سر به هم جوش خورده آند. این نوع تله ها بر اساس اختلاف دما بین کندانس و بخار کار مینمایند در نتیجه انبساط و انقباض این دو فلز که بر اثر تغییرات دما میباشد شیر مسیر خروجی باز یا بسته میشود. 

اگر بخار وارد تله ،شود دمای بالای آن سبب خمیده شدن نوارها یا المنت های بی متال شده و در نتیجه سبب حرکت دادن اهرم اصلی و بسته شدن شیر خروجی می.شود اما اگر کندانس وارد تله شود دمای محفظه پایین میاید و نوارهای بی متال منقبض می.شوند در این حالت اهرم اصلی به کمک وسیله ای دیگر مثل فنر به مکان اولیه اش باز میگردد و مسیر دریچه خروجی را باز می نماید و در نتیجه فشار بخار خط لوله سبب بیرون رانده شدن آب درون محفظه شود. 

از آن جا که منحنی عملیاتی این تله ها به صورت خط ثابت میباشد لذا این تله ها برای محدوده کوچکی از تغییرات فشار به کار میروند در شکل زیر موقعیت خط مستقیم عمل نمودن المنت بی متال را نسبت به منحنی بخار اشباع نشان می دهد. این تله برای فشار P1 مناسب می باشد و با افزایش فشار و دور شدن از نقطه p1 اختلاف بین دمای بخار اشباع و دمای عملیاتی تله زیاد می شود. 

تله بخار 11

در این صورت تا زمانی که دمای کندانس تا دمای عملیاتی تله کاهش نیابد شیر خروجی باز نشده و کندانس خارج نمی شود. به همین دلیل احتمال دارد در فشار بالاتر از p1 تله دچار آب گرفتگی یا به اصطلاح water logging شود. لازم است که توجه شود که در فشارهای پایین تر از دم دمای عملیاتی تله بالاتر از دمای اشباع بخار است و این باعث می شود تله در چنین فشارهایی بخار را عبور دهد.

به منظور تطبیق منحنی عملکرد تله با منحنی اشباع از دو یا چند آلمان بی متال با دمای عملیاتی مختلف در یک تله استفاده می گردد. این کار باعث تقویت تله شده و در نتیجه نیروی حاصل برای باز و یا بسته شدن تله زیادتر می گردد. خروجی این نوع تله ها بیشتر متناوب است تا پیوسته به همین دلیل در مواردی که نیاز است کندانس به صورت پیوسته خارج  شود از آنها استفاده نمی گردد.

از آن جایی که این تله ها تا زمانی که دمای کندانس به پایین تر از دمای بخار ،نرسد مسیر خروجی را باز نمی کنند. عایق کاری تله و لوله ها، مکانیسم خنک کردن کندانس را طولانی کرده و در نتیجه باعث میشود کندانس مدت زیادی در تله باقی بماند. به همین علت عایق کاری این نوع تله ها توصیه نمیشود هر چند که این تله ها مانع از خروج بخار سوپرهیت می شوند. 

اما این تله ها نیز مانند سایر تله های ،ترموستاتیکی برای به کارگیری در خطوط داغ چندان مناسب نیستند چرا که اگر بخار داغ به بی مثال های تله برسد، موجب انبساط بیش از حد آنها شده و عملکرد تله را مختل می کند.

تله بخار 12

مزیت های تله های بخار بی متال شامل موارد زیر است :

  1. این تله ها با وجو سایز کوچک قابلیت تخلیه زیادی دارند.
  2. قطعات این تله به گونه ای طراحی شده است که حتی در شرایط زیر صفر نیز آسیبی نمی بیند و در مقابل یخ زدگی مقاوم هستند.
  3. این نوع تله ها در مقابل ضربات ،قوچ کندانسهای خورنده و فشار برگشتی نیز مقاوم هستند.

هم چنین این تله های بخار دارای معایب زیر هستند :

  1. معمولا در لوله هایی که امکان وجود کثیفی و انسداد وجود دارد تله های بخار بی متال دچار آسیب دیدگی می شوند.
  2. دمای عملیاتی آن تله ها مانند دیگر تلههای ترموستاتیکی زیر دمای بخار اشباع است و تا زمانی که دمای کندانس تا دمای عملیاتی تله کاهش نیابد یا شیر خروجی تله باز نخواهد شد این سرد شدن تنها میتواند در لوله ارتباط دهنده پروسه و تله بخار صورت گیرد. بنابراین این لوله نباید عایق کاری و کوتاه باشد تا کندانس زمان کافی برای سرد شدن را داشته باشد. در غیر این صورت به دلیل کوتاه بودن لوله water logging ایجاد خواهد شد.
  3. چون واکنش المنت بسیار کند است این تله ها در مواردی که احتیاج به برداشت سریع کندانس از سیستم است، مناسب نمی باشد.

تله بخار فشار تعادلی (Balanced Pressure)

دمای عملیاتی این تله تحت تاثیر فشار بخار اشباع است. این نوع تله ها دارای کپسول کوچکی محتوی آب و الکل هستند که در بالای دیافراگم قرار گرفته است. پایین دیافراگم به قسمت بالایی ولو وصل است. با ورود بخار به تله مخلوط داخل کپسول تبخیر شده و کپسول منبسط می.شود 

در نتیجه مجرای عبو ربخار را میبندد هنگامی که کندانس سرد و یا هوا وارد تله شود، کپسول منقبض و جمع می گردد و شیر خروجی تله را باز می نماید و کندانس خارج می شود. بعضی دیگر از این نوع تله ها بجای یک دیافراگم از دودیافراگم که دو انتهای آنها به هم متصل شده است تشکیل شده اند. 

بالای دیافراگم بالایی فضایی وجود دارد که از مخلوط آب و الکل پر شده است. زمانی که بخار وارد تله میشود این مخلوط تبخیر شده و باعث افزایش حجم و فشار داخل محفظه می.شود بدین ترتیب به شیر فشار وارد شده و در نتیجه مجرای عبور بخار بسته می شود. زمانی هم که کندانس وارد تله میشود این مخلوط سر شده و به مایع تبدیل گردد. در نتیجه فشار محفظه بالایی می کاهش یافته و فشار داخل تله سبب بالا رانده شدن شیر میشود و لذا شیر باز می شود.

منحنی عملکرد تله های فشار تعادلی بر منحنی فشار بخار منطبق نمی باشد بلکه در فشارهای ،مختلف تله با یک اختلاف دمایی یکسان نسبت به دمای بخار در آن فشار عمل می نماید.

تله بخار 13

همان گونه که ذکر شد، با سرد شدن مخلوط آب و الکل بالای دیافراگم و مایع شدن آن فشار بالای محفظه کم شده و شیر تله باز می شود، لذا عایق کردن تله و لوله ها عملکرد آن را کند میکند.

بنابراین این تله ها را نباید عایق نمود. این تله ها کوچک و سبک هستند و نسبت به سایزشان قادرند کندانس زیادی را خارج کنند در مناطق سرد و و در مواقع shut down، چنان چه سیستم دچار یخ زدگی ،شود آسیبی نمی بیند. هم چنین در مقابل فشار برگشتی مقاوم می باشند. تله های فشار تعادلی نیز مانند دیگر تله ها ترموستاتیکی تا زمانی که دمای کندانس به پایین تر از دمای بخار نرسد، مسیر خروجی را باز نمی کنند و به همین دلیل در کاربردهایی که نیاز به تخلیه پیوسته وجود دارد استفاده نمی شوند.

تله بخار 14

تله بخار انبساط مایع

این تله ها از یک محفظه تشکیل شده و در وسط این محفظه، رو به روی مجرای ورودی ،بخار لوله آکاردونی کوچکی قرار دارد که از مایع فراری پر شده است. با ورود بخار دمای محفظه بالا می رود و مایع فرار داخل لوله آکاردیونی تبخیر می شود. 

بدین ترتیب لوله آکاردیونی انبساط یافته و مسیر ورود بخار را می بندد. با پایین آمدن دمای محفظه ماده فرار به مایع تبدیل شده و فشار درون آن کاهش می یابد با این عمل لوله آکاردیونی منقبض شده و به جای خود بر میگردد و سبب باز شدن مسیر جهت خروج کندانس می گردد. شکل زیر منحنی اشباع و خط عملیاتی را برای تله انبساط مایعی که در دمای ۹۰ درجه ست شده است نشان می دهد. 

در منحنی زیر میبینیم که خط عملیاتی تله یک خط صاف است به دلیل ثابت بودن خط عملیاتی، محدوده فشار عملیاتی این تله بسیار کم است و با افزایش فشار و دور شدن از نقطه p1 اختلاف بین دمای بخار اشباع و دمای عملیاتی تله زیاد می شود. بنابراین دمای کندانس هم باید از دمای بخار اشباع تا دمای عملیاتی تله کاهش یابد تا شیر خروجی باز شده و کندانس خارج شود. به همین دلیل احتمال دارد در فشار بالاتر از ps تله دچار آب گرفتگی یا به اصطلاح Water Logging شود.

این تله ها دارای قابلیت تخلیه هوا و کندانس بسیار عالی در هنگام راه اندازی میباشند و هرگز نباید در مواقعی که نیاز است کندانس سریع خارج شود مورد استفاده قرار گیرند.

تله بخار 15
تله بخار 16
تله بخار 17
تله بخار 18
تله بخار 19
تله بخار 20

آیا این نوشته برایتان مفید بود؟

فرزین رضاقلی وب‌سایت

نظرات بسته شده است.