قسمت سوم حرکت بخار داخل سایت

واحد تولید بخار قسمت سوم - بخش اول

حرکت بخار داخل سایت: با تقطیر یا کندانس شدن بخار (در مصرف کننده های بخار) حجم بخار بطور بسیار محسوس کاهش می یابد که به کاهش فشار موضعی منجر می گردد. این کاهش فشار باعث جریان یافتن بخار درون لوله ها می شود. بخار تولیدی در دیگ از طریق لوله های توزیع به سمت نقطه ای که انرژی حرارتی نیاز دارد حرکت می نماید. معمولا یک یا چند لوله بخار اصلی از کلکتور دیگ به سمت سایت هدایت کرده و انشعابات کوچکتر را به سمت تجهیزات تامین می کند . بخار در فشارهای بالا حجم کمتری داشته و در نتیجه قطر لوله کمتری جهت حمل جرم معینی از بخار لازم است. کیفیت بخار: اطمینان از تحویل بخار با شرایط مناسب به مصرف کننده ها مهم می باشد، بدین منظور لوله های حامل بخار به صافی، سپریتور و تله های بخار مجهز می شوند. یک صافی بخار دارای توری داخلی است که بخار را عبور داده و ذرات خارجی و ناخالصی ها را جذب می نمناید. صافی بخار باید بطور مرتب تمیز گردد تا از گرفتگی آن جلوگیری شود. وجود ذرات خارجی در لوله ها باعث صدمه به سیستم بخار و شیرآلات شده و ممکن است به آلودگی فرایند نیز منجر شود. به منظور اطمینان از انتقال حرارت صحیح باید از خشکی بخار مطمئن شد.
سپرتورهای بخار پوسته های بزرگی هستند که در مسیر بخار قرار گرفته و بوسیله صفحات داخلی، مسیر جریان بخار را تغییر می دهند. بخار به صفحات داخلی سپریتور برخورد کرده و قطرات آب موجود در آن جدا و در پائین سپریتور جمع می گردند. بخار تولیدی از بویلر به طرف لوله های توزیع حرکت می نماید. هنگام راه اندازی سیستم لوله ها سرد بوده و حرارت موجود در بخار آنها را گرم می نماید . هوای اطراف لوله ها نیز سردتر از بخار بوده و بنابراین لوله ها شروع به انتقال حرارت به هوا می نمایند . نصب عایق دور لوله ها این انتقال حرارت را تا اندازه زیادی کاهش خواهد داد. با ورود بخار موجود در سیستم توزیع به داخل مصرف کننده ها، مجددا انتقال انرژی جهت: الف) گرم نمودن تجهیزات ب) ادامه انتقال حرارت به فرایند آغاز می گردد. در طی فرایند انتقال حرارت، بخار به آب تبدیل می شود . آب تشکیل شده تحت عنوان کندانس شناخته شده و تمایل به حرکت در زیر لوله ها و در طول مسیر لوله ها دارد. این اب باید در نقاط مناسب به دلایل مختلف تخلیه شود:
  • کندانس مانع انتقال حرارت بوده و بنابراین لایه کندانس موجود در مبدل های حرارتی موجب کاهش انتقال حرارت و راندمان می گردد.
  • با انحلال هوا در داخل کندانس، خورندگی پیش خواهد آمد.
  • جمع شدن کندانس، باعث تولید صدا و خطرات ضربه چکش می شود.
  • احتمال صدمه به اتصالات و ایجاد نشتی بخار وجود خواهد داشت.

به منظور تخلیه کندانس از مسیر بخار از قطعه ای به نام تله بخار استفاده می شود که اجازه فرار بخار را نخواهد داد. تله های بخار دارای انواع مختلفی هستند:
  • تله های بخار فلوتری با استفاده از تشخیص تفاوت دنسیته بخار و کندانس عمل نموده و شیر خروجی را باز و بسته می کنند. با ورود کندانس به داخل تله بخار، فلوتر داخلی به سمت بالا حرکت کرده و مسیر خروجی را باز می کند و با ورود بخار بداخل تله، فلوتر به پائین حرکت نموده و شیر خروجی را می بندد و در نتیجه مانع از خروج بخار می شود. تله های بخار سطحی نیز با عملکردی مشابه بر اسا اختلاف چگالی کار می کنند.
  • تله های بخار ترمودینامیک دارای ریسک بوده که در برابر کندانس باز و در برابر بخار بسته می شوند.
  • در تله های ترموستاتیک از نوع Bimetallic ، یک المان بایمتالیک با استفاده از تفاوت دمای بین بخار و کندانس عمل نموده، تا شیر اصلی تله بخار را باز و بسته نماید.
  • تله بخار ترموستاتیک از نوع Balanced pressure با استفاده از کپسول کوچک پر از مایع و حساس به حرارت، شیر اصلی را باز و بسته می نماید.

پس از استفاده از بخار در فرایند، کندانس حاصل باید تخلیه شده و به طرف دیگ برگردانده شود. تقلیل فشار: همانطور که قبلا اشاره شد، بخار در فشار بالا تولید شده و پس از توزیع و در صورت لزوم در نقطه مصرف تقلیل فشار می یابد. لزوم استفاده از فشار کمتر ممکن است بعلت محدوده فشار قابل تحمل تجهیزات و یا دمای مجاز فرایند باشد . عمل تقلیل فشار توسط شیرهای فشار شکن انجام می گردد. بخار در نقطه مصرف: نمونه های بسیاری از مصرف کننده های بخار وجود دارند که بطور مثال می توان به موارد زیر اشاره نمود:
  • Jacketed pan : ظروف بزرگ فولادی یا مسی که در صنایع غذایی و یا دیگر صنایع، به منظور جوشاندن مواد استفاده می شوند. این ظروف بزرگ بوسیله ژاکت و یا جدار پر از بخار احاطه شده که سیال فرایند را گرم می نماید.
  • Auto Clave: اتوکلاوها محفظه های پر از بخاری هستنمد که بمنظور استرلیزه کردن تجهیزات، نظیر تجهیزات پزشکی یا به منظور انجام فرایندهای شیمیایی در دماها و فشارهای بالا استفاده می شوند.
  • Heater Battery : در کاربردهای تهویه مطبوع، بخار وارد کویل های حرارتی در هوارسانها شده و هوای عبوری از روی کویل را گرم می کند.
  • مخازن گرم کننده مواد: کویل بخار که در داخل مخزن پر از مایع قرار دارد موجب گرم شدن مایع تا دمای خاص می گردد.
  • Corrugators: مجموعه ای از غلطکهای پر از بخار که در فرایند شکل دادن به مواد استفاده می شود.
  • مبدلهای حرارتی: به منظور گرم کردن آب در مصارف بهداشتی و یا صنعتی استفاده می شوند.

- کنترل فرایند: تمام مطرف کننده های بخار، نیاز به استفاده از تجهیزاتی جهت کنترل جریان بخار دارند و در واقع طبق شرایط مختلف مقادیر متفاوتی از بخار را مصرف می کنند . بطور مثال در هنگام راه اندازی سیستم جریان زیادتر بخار جهت گرمایش سریع سیستم مورد نیاز بوده و پس از رسیدن فرایند به دمای مطلوب، جریان کاهش داده می شود. بمنظور کنترل جریان از شیرهای کنترل استفاده می شود . اکچوایتور همانطور که در شکل 6-3-1 مشخص گردیده ، قطع ای است که نیروی لازم جهت باز و بسته شدن شیر را اعمال می نماید. سنسور شرایط فرایند را حس کرده و اطلاعات را به کنترلر منتقل می نماید. کنترلر شرای فرایند را با نقطه تنظیم مقایسه کرده و سیگنال اصلاحی را به طرف اکچوایتور ارسال می نماید که وضعیت قرارگیری و میزان باز بودن شرایط شیر را تنظیم می کند. - انواع شیرهای کنترل:
  • شیرهای کنترل نیوماتیک: هوای فشرده به دیافراگم داخل اکچوایتور اعمال و شیر را باز و بسته می نماید.
  • شیرهای کنترل الکتریکی: یک موتور الکتریکی شیر را باز و بسته می نماید.
  • شیرهای کنترل خود عملگر: سنسور خاص پر از مایع قابل انقباض و انبساط به تغییرات دمای فرایند پاسخ داده و این عمل باعث باز و بسته شدن شیر می گردد.


- برداشت کندانس از سایت: غالبا، کندانس تشکیل شده در سایت براحتی توسط تله بخار تخلیه شده، سپس وارد سیستم تخلیه کندانس می شود. بعد از نمونه گیری از کندانس در صورت آلوده بودن، احتمالا تخلیه و در غیر این صورت، انرژی با ارزش موجود در آن با برگرداندن به تانک تغذیه، بازیافت می شود. همچنین این کار منجر به بازیافت آب و عملیات شیمیایی انجام شده می گردد. در برخی مواقع، احتمال تشکیل خلاء در تجهیزات مصرف کننده بخار وجود دارد که مانع از تخلیه کامل کندانس می شود، ولی با استفاده از تجهیزات و روش های صحیح تخلیه کندانس می ت وان از این امر اطمینان حاصل نمود . در مواردی نیز تخلیه کندانس از مصرف کننده ها با استفاده از پمپ های مکانیکی انجام می گردد . پمپ های مکانیکی توسط نیروی بخار کار می نمایند . در برخی موارد نیز از پمپ های الکتریکی ، به منظور بازگشت کندانس به مخزن کندانس استفاده می شود. کندانس برگشتی از سایت به تانک کندانس، به سمت دی اریتور و دیگ پمپاژ می گردد تا سیکل کامل و از سر گرفته شود. همانطور که دیده می شود، بخار و کندانس سیکل کاملی را تشکیل می دهند.

نوشته شده توسط پرتال مشهد بویلر