تله بخار

تاریخ ثبت : | تعداد بازدید : 316

تله بخار چیست؟

 

تله بخار  Steam Trap شیر اتوماتیکی است که مانع خروج بخار از سیستم شده و در صورت لزوم ،آب و یا گاز های نامحلول موجود در سیستم را تخلیه می کند. تله بخار بعد از مصرف کننده های بخار(مبدل،ژنراتور و ...)نصب میشود.

 

آب چگالیده یا کندانس چیست؟

 

چگالیده در واقع آب خالص و تقطیر شده ای است که با صرف هزینه ی زیادی عملیات شیمیایی خالصی به منظور بر طرف کردن سختی و املاح موجود در آب بر روی آن صورت گرفته است و باید به طریق مقتضی جمع آوری و استفاده مجدد گردد .در ضمن دمای چگالیده در حد قابل ملاحظه ای بوده که هزینه ی سوخت را در بر دارند.


ضرورت استفاده از تله بخار یا تراپ بخار

 

کندانس موجود در خطوط بخار باعث خوردگی لوله ها می شود همچنین اگر میزان چگالیده زیاد شده به علت سرعت بالای بخار احتمال ضربه شدیدی به شیر آلات و حتی از هم پاشیدن سیستم توزیع بخار در بعضی نقاط وجود خواهد داشت .
علاوه بر آن کندانس به عنوان عایقی در برابر انتقال حررات محسوب می شود که باعث کاهش نرخ انتقال حرارت در مصرف کننده ها و مبدل های حرارتی شده و در نتیچه کاهش راندمان کل سیستم را در پی خواهد داشت .
 وجود هوا و گاز های نامحلول در سیستم نیز بصورت مشابه باعث کاهش نرخ انتقال حرارت به میزان زیادی می گردد .
 بنابراین لزوم برداشت سریع هوا و آب از سیستم مشخص می گردد از طرفی وجود هوا در سیستم موجب کاهش سطح مقطع مفید برای عبور بخار می شود و باعث تولید صدا نیز خواهد شد.
 هوا معمولا در مبدل های حرارتی و نقاط مرتفع سیستم و انتهای مسیر های لوله کشی انباشته می شود . 
مساله دیگر هوا و گاز دی اکسید کربن (CO2)بوسیله چگالیده جذب می شود و به علت تولید اسید کربنیک باعث کاهش PH می گردد که به نوبه خود موجب خوردگی لوله ها و اجزای دیگر سیستم می شود.
 اگرچه تله های بخار وظیفه خروج هوا از سیستم خصوصا هنگام راه اندازی را نیز بر عهده دارند ولی به منظور تخلیه کامل هوا باید از شیر های تخلیه هوا در مناطق مناسب استفاده نمود.


 یک تله بخار چه قابلیت هایی باید داشته باشد.

 

مینیمم اتلاف بخار، عمر طولانی ، مقاومت در برابر خوردگی، تخلیه هوا، ‌تخلیه گاز CO2 ، توانایی کارکرد در مقابل فشار معکوس.


انواع تله بخار

 

به طور کلی می توان تله های بخار را به سه دسته مکانیکی ،‌ترموستاتیکی و ترمودینامیکی تقسیم نمود که باید از هر گروه در مکان مناسب با توجه نوع و محل نصب تله بخار استفاده کرد.

 

تله بخار مکانیکی


از پر استفاده ترین های تله بخار می باشند که با استفاده از تفاوت چگالی بین بخار و چگالیده عمل می کنند.
بنابراین عواملی نظیر دمای سیال و یا سرعت سیال در این تله ها خیلی تاثیر گذار نمی باشند.


انواع این تله ها عبارتند از:

الف-تله بخار گوی شناور(Ball Float Steam Traps)

 اجزای اصلی این تله ها از یک توپ شناور و مکانیزم اهرم و شیر متصل تشکیل شده است.
 هنگام ورود چگالیده به تله بخار توپ فلزی مذکور در آب شناور شده به طرف بالا حرکت می کند و شیر اصلی خروجی تله را باز می کند که اجازه خروج چگالیده از تله را می دهد .
هنگام ورود بخار توپ مذکور به پایین افتاده و شیر خروجی را خواهد بست و مانع از عبور بخار می گردد.
در صورت ورود هوا به تله شیر فرعی خودکاری از نوع ترموستاتیک باز شده و اجازه خروج هوا از تله را می دهد. 
این نوع تله ها برای استفاده در مواردی که نرخ انتقال حرارت زیاد بوده و در نتیجه جریان یوسته ای از چگالیده وجود دارد(نظیر مبدل های حرارتی، آبگرمکن ها ،‌ چیلر ها، یونیت هیتر ها ، کویل حرارتی ،‌ دستگاه های هوارسان و...)مناسب می باشند.
این تله ها با توجه به شیر ترموستاتیک داخلی قابلیت بسیار عالی ای برای تخلیه هوا هنگام راه اندازی دارند و نیز دارای سیستم steam lock releasing می باشند که هنگام گیر افتادن توده ای از بخار در پشت تله ‌بطور دستی می توان بخار را تخلیه نمود.
مقاومت عالی در برابر ضربه قوچ و ظرفیت عبور چگالیده زیاد به نسبت اندازه کوچکشان از دیگر مزایای این نوع تله ها می باشند.

تله بخار

 

ب-تله بخار سطلی وارونه(Inverted Bucket Steam Traps)

 این دسته از تله بخار نیز از تفاوت وزن مخصوص بخار بهره می برند .اساس کار آنها استفاده از یک سطل وارونه در داخل تله می باشد که هنگام ورود چگالیده به داخل تله ، در اثر وزن خود و غوطه ور شدن در آب به پایین می افتد و شیر خروجی تله بخار را به منظور تخلیه چگالیده باز می کند.
هنگام ورود بخار ، با توجه به جمع شدن بخار در زیر سطل ، به طرف بالا حرکت می کند و  شیر خروجی تله را می بندد این تله ها دارای ساختار بسیار محکمی بوده و قابلیت تحمل فشار های بالا و ضربه قوچ را دارا بوده و جهت استفاده در مدار سوپرهیت نیز مناسب می باشند.
 این نوع تله بخارها نیز به یخ زدگی حساس بوده و باید این عامل در هنگام انتخاب آنها مورد توجه قرار گیرد.
 از سوی دیگر به علت ساختار داخلی این تله بخار ها از قابلیت ضعیف تری برای تخلیه هوا نسبت به دیگر تله بخارها برخوردار می باشند و در صورت الزام استفاده از آنها در جاهایی که نیاز به تخلیه سریع هوا دارند باید از شیر هواگیر در نزدیکی آنها استفاده کرد.
 از این نوع تله ها می توان در کاربرد هایی نظیر کلکتورهای اصلی توزیع بخار ،‌مخازن گرم کننده سوخت، یونیت هیتر ها ، خنک کن ها ، پرسهای پخت خشک شویی ها و... استفاده نمود.

تله بخار سطلی وارونه

 

۱-تله بخار ترموستاتیکی
این دسته از تله بخار با استفاده از اختلاف دمای بخار ورودی و چگالیده عمل می کنند و منحنی کارکرد آنها هموارده پایین تر از بخار اشباع می باشد.

 انواع این تله بخار ترموستاتیکی عبارتند از:
الف-Liquid Expansion Steam Traps   

 این نوع تله بخار ها به منظور تخلیه چگالیده سرد در هنگام خاموشی سیستم کاملا مناسبند و باید دقت شود که در دمای بیش از ۱۰۰ درجه سانتی گراد بکار گرفته نشوند.
 دارای قابلیت بسیار عالی تخلیه هوا در هنگام راه اندازی می باشند و به علت ساختار داخلی این تله ها در اثر ازدیاد  فشارکه منجر به افزایش فشار خواهد شد بسته شده و ممکن است چگالیده را به خوبی عبور ندهد و هرگز نباید در کاربرد هایی که احتیاج به خروج سریع آب از سیستم بخار است بکار روند.
اساس کار تله بخار های مذکور استفاده از کپسول حاوی مایع قابل انبساط و انقباض و با دمای جوش کمتر از آب می باشد.

تله بخار ترموستاتیکی

  

ب-Ballanced Pressure Steam Traps
این نوع تله بخار ها دارای کپسول کوچک محتوی مایع با دمای جوش پایین تر از آب می باشند .
هنگامی که چگالیده سردو یا هوا وارد تله می شود کپسول کوچک و جمع می گردد و شیر خروجی تله بخار را باز می کند که منجر به خروج چگالیده می شود.در صورت ورود بخار به علت دمای بالای بخار کپسول منبسط شده  و مانع خروج بخار خواهد شد. 
در اثر انتقال حرارت تله بخار با محیط کپسول مجددا سرد شده و شیر خروجی را باز می کند. 
این تله بخار طوری طراحی شده که به فشار سیال نیز واکنش نشان می دهد. بطوریکه در اثر افزایش فشار زمان و دمای عملکرد تله نیز تغییر خواهد کرد و بدینصورت تله بخار خود را با تغییرات فشار در سیستم هماهنگ می کند. 
این تله بخار ها کوچک و سبک و دارای عبور چگالیده به میزان زیاد نبست به اندازه شان می باشند. 
قابلیت خوبی برای تخلیه هوا در هنگام راه اندازی سیستم دارند و حتی در مناطق سرد و در مواقع خاموشی سیستم تقریبا غیر ممکن است که یخ بزنند.
از موارد استفاده این تله بخار ها می توان به ظروف گرم کننده صنایع غذایی ،اتوکلاو ها  استریل کننده ها در تجهیزات بیمارستانی  خشک کن ها ، خطوط اصلی توزیع بخار ، سپریتور ها و... اشاره کرد.

Ballanced Pressure Steam Traps

 

ج-Bimetallic Steam Traps 
این نوع تله بخار ها نیز با استفاده از تفاوت دما بین چگالیده و بخار عمل می کنند .
اساس کار آنها استفاده ازدو فلز با ضریب انتقال حرارت متفاوت می باشد که از دوسر به هم جوش داده شده اند .هنگام ورود چگالیده سرد به تله ،‌المانهای مذکور در حالت عادی و صاف قراردارند و شیر خروجی تله باز می باشد به محض رسیدن چگالیده داغ یا بخارالمانها به حالت منحنی در آمده که منجر به بسته شدن شیر خروجی تله می شود.
قابلیت خوب تخلیه هوا در حین راه اندازی سیستم ،‌مقاومت در برابر ضربه قوچ و فشار بالا از مزایای این نوع تله بخار ها می باشد . 
ضمن اینکه می توانند در محدوده گسترده ای از فشار بدون نیاز به تغییر در اریفیس کار کنند. 
این تله بخار ها بصورت شیر یکطرفه نیز عمل می کنند و در صورت برگشت چگالیده بسته خواهند شد  و نگهداری و تعمیرات آنها نیز بسیار آسان است.
از آنجایی که این نوع تله ها زیر دمای اشباع کار می کنند باید حتما در انتهای پایه خنک کننده نصب شوند و گرنه چگالیده را بخوبی عبور نمی دهند و باعث Water Logging می شود.
این نوع تله بخار ها در مواردی که احتیاج به برداشت سریع چگالیده از سیستم باشد مناسب نبوده و در برابر تغییرات بار و فشار سریع عمل نمی کنند نسبت به ناخالصی ها و موارد خارجی نیز بسیار حساس بوده و قبل از آنها حتما باید از صافی استفاده شود .
موارد استفاده تقریبا مانند تله های بخار Ballanced Pressure می باشد.

Bimetallic Steam Traps

 

۲-تله بخار ترمودینامیکی

این نوع تله ها با استفاده از خاصیت سرعت سیال کار می کنند .هنگام ورود سیال با دمای پایین دیگ متحرکی که در خروجی تله بخار و در قسمت فوقانی قرار دارد غوطه ور شده و امکان خروج چگالیده را فراهم می کند.
با رسیدن بخار و یا چگالیده دما بالا به علت عبور سیال از یک گلوگاه و افزایش سرعت عبور مقداری از چگالیده به بخار تبدیل شده و پدیده فلاش روی می دهد که با توجه به  تفاوت سطح مقطع در قسمت بالا و پایین دیسک نیروی رو به پایین دیسک بیشتر شده و تله بسته می شود.
تا اینکه مجددا بخار به چگالیده تبدیل شودو سیکل مذکور از سر گرفته شود. تکرار سیکل به دمای بخار و شرایط محیط بستگی دارد .
این نوع تله بخارها معمولا ۲۰ تا ۴۰ ثانیه بسته مانده و مجددا باز خواهد شد در فشار های خیلی بالا و یا در مناطق خیلی سرد به منظور کاهش آهنگ باز و بسته شدن تله باید با عایق مناسب پوشانده شوند.
این نوع تله ها که می توانند بین حداقل و حداکثر ظرفیتشان بدون هیچگونه تغییر و تنظیمی کار کنند کوچک ،‌ساده ،‌سبک و تعمیرات آنها آسان است.
قابلیت استفاده در مدار سوپرهیت با فشار های بالا را دارا بوده و در برابر ضربات قوچ و یا ارتعاشات سیستم و نیز یخ زدگی مقاوم هستند.
صدای کلیک هنگام کار تله که نشان دهنده باز و بسته شدن تله بخار می باشد امکان کنترل و وضعیت کاری آنها  را به راحتی به دست می دهد.
در هنگام استفاده از این تله باید دقت شود که اختلاف فشار بین دو سر تله کم  نباشد چرا که سرعت بخار در زیر دیسک کم شده و کارکرد آن مختل خواهد شد. حداقل فشار ورودی به این نوع تله ها ۲۵/۰bar می باشد. 
دیسک متحرک به عنوان شیر یک طرفه نیز عمل می کند و نیاز به نصب شیر یکطرفه بعد از تله بخار نمی باشد.
 باید دقت شود که اندازه تله بخار بزرگتر از حد مناسب نباشد چرا که تعداد سیکل های باز و بسته شدن زیاد شده و باعث فرسایش دیسک متحرک خواهد شد . 
از موارد استفاده از این نوع تله ها می توان به ظروف گرم کننده ‌، گرم کن های مخازن سوخت، تجهیزات خشکشویی، پرسها ، خطوط اصلی توزیع بخار، کلکتور ها و... اشاره نمود.

تله بخار ترمودینامیکی


پارامتر های مهم در انتخاب تله بخار

 

الف)دبی آب کندانس
ظرفیت عبور کندانس توسط تله بخار ،‌ با توجه به اینکه تله بخار در کجا و یا بر روی چه وسیله ای نصب می شود قابل محاسبه است .

ب)ضریب اطمینان
ضریب اطمینان از ۲ تا ۱۰ برای کاربرد های مختلف متغیر است.
مثلا در صورتی که یک تله بخار با ظرفیت ۵۰۰ Ib/hr برای یک مبدل با همین ظرفیت انتخاب کنیم ممکن است در انتقال چگالیده با مشکل مواجه شویم.

ج)اختلاف فشار دو سر تله بخار
اختلاف فشار، ماکزیمم اختلاف فشار بین فشار ورودی و خروجی تله بخار می باشد.

د)ماکزیمم فشار کاری
تله بخار
باید قادر به تحمل ماکزیمم فشار مجاز بخار یا فشار طراحی باشد .
 مثلا اگر ماکزیمم فشار ورودی ۳۵۰ psig است و فشار خط برگشت  ۱۵۰psig است اختلاف فشار ۲۰۰ psig بوده ولی به هر حال تله بخار باید قادر به تحمل ۳۵۰ psig که ماکزیمم فشار مجاز است باشد.

ه)نوع کاربرد  
یکی از پارامتر های مهم در انتخاب تله های بخار ، ‌نوع کاربرد آنها می باشد، نوع تله های بخار برای کاربرد های مختلف ،‌فرق می کند.
مثلا نوع تله بخار برای تخلیه چگالیده خطوط بخار رسانی با تله بخار برای یونیت هیتر و هواساز و... تفاوت دارد.
پس بایستی در انتخاب تله بخار برای کارکرد مطلوب آن، حتما به نوع کاربرد آن توجه ویژه ای شود.