Steam Trap

آشنایی با مفاهیم بخار o یخ در فاز جامد به بخار در فاز گازo یخ در فاز جامد

n جاذبه مولکولی باالn فاصله بین مولکولی کمتر از قطرشانn حرکت و جنبش منحصر به لرزش و ارتعاش جزئیnفرآیند برگشت پذیر (انرژي حرارتی الزم براي شکستن نیروهاي بین مولکولی شبکه یخ :آنتالپی ذوب(nآب زیر اشباع -افزایش میزان برخورد :آب مایع SUBCOOLEDnافزایش هرچه بیشتر انرژي و تحریک براي ترك سطح آبnولی میزان انرژي حرارتی موجود در بخار بسیار بیشتر ) دما و فشار نقطه اشباع(دما و فشار ثابتn آنتالپی مخصوص بخار یا آنتالپی (مقدار انرژي الزم براي تبخیر هر کیلوگرم آب جوش در نقطه اشباع

.ب به نقطه جوش است و تبدیل به بخار، به مراتب بیشتر از مقدار انرژي الزم براي رسیدن آ ) تبخیرn از آب و پراکنده شدن در آشفتگی و غلیان موجود روي سطح آب ناشی جدا شدن سریع حباب هاي بخار

محیط اطراف

oدر صد در بویلرهاي 95خشکی (بخار جمع شده باالي ریبویلر :بخار اشباع FIRE TUBE(

oبهبود کیفیت و درصد خشکی :افزایش انرژيo آنتالپی آب -) با افزایش حرارت،افزایش دما داریم : حرارت محسوس(آنتالپی مایع hfoبا افزایش حرارت،افزایش دما نداریم : گرماي نهان(آنتالپی تبخیر (hfgo قابلیت انتقال و (بخار را در بویلرهایی با فشار باالتر از فشار مصرف تولید می کنند

) جابجایی در مسیر و طول لوله oبخار:

n عملیات حرارتیn استریلیزه کردنn مرطوب کردن هواي محیط

١٢

تله بخار oفشار باالتر:oچگالی بیشتر و حجم مخصوص کمترoنقطه جوش باالتر o باالتر) اشباع) (گرماي محسوس(آنتالپیo تبخیر پایینتر) گرماي نهان(آنتالپی

nاردبخار در فشارهاي باالتر پتانسیل انتقال میزان انرژي حرارتی کمتري د: جمله اشتباهn با افزایش فشار ، چگالی افزایش یافته و بالطبع جرم حجمی بیشتري:جمله درستnانرژي حرارتی بیشتري به ازاي واحد جرم عبوري:جمله درست

oباالتر ) وگرماي نهان تبخیر)اشباع (مجموع گرماي محسوس (گرماي کلhf+hfg=hg

o 0.6چگالی بخار !!( برابر1500حجم بخار حدود kg/m31000بسیار کمتراز آب kg/m3(oبدون قطرات آب(ویژگیهاي بخار خشک(o ویژگیهاي بخار مرطوبhf+ a hfg=hgoدر فشار جو 0,9: ضریب خشکی بخار:مثال Vw=Vd * a

سیال عامل oآب

n در دسترسترین سیالn قیمت کمn از نظر شیمیایی پایدارn براي سالمت محیط زیست و انسان کامال بی خطرn در دماي پایین تر نسبت به حد قابل تحمل کویل ها تبخیر می شود

oبخارn ذخیره کننده خوب حرارتn اندازه لوله ها و حجم عمومی سایت پایینn جلوگیري از تغییرات دما (تبدیل بخار به کندانس در دماي ثابت و با ضریب انتقال حرارت باال

) در سطوح انتقال حرارت n عدم استفاده از پمپ سیرکوالسیونoروغن

آبoسیال عامل n دما پایینn دما متوسطn دما باالn ایمنی براي جلوگیري از تشکیل

بخار در اثر افت فشار ناگهانی ANTI FLASH)سیستم

MARGIN)n فشار الزم با استفاده از تزریق گاز

نیتروژنoروغن غیر سمی صنعتی

n دما باالn درجه 300دماهی کاري باالتر تا

سانتیگراد

6 BAR۶٠٨٨١۴٨HTHW

3.5 BAR

۴٠٨٠١٢٠MTHW

ATM١١٧١٨٢LTHW

PRESSURE

DTT2T1 سیستمھایآبی

بخار oبخار

o اشباعoسوپرهیت

n ظرفیت گرمایی باالتر و لوله کوچکتر یعنی هزینه عمومی کمترnوزن و ساپورت کمترnپمپ سیرکوالتور نمی خواهد و هزینه پمپ کندانس کمترnبار سیستم قابل تغییر(بخار قابل انعطاف(nیعنی اندازه تجهیزات و سطوح انتقال حرارت در مصرف کننده ) برابر2(ضریب انتقال حرارت بخار باالتر

ها بسیار کوچکترnبخار هر فضا را پر می کند پس نیاز به بافل نیستn با نصب شیر فشار شکن می توان به دماهاي پایین تر رسیدnمثل اتوهاي بخار) گرادیان درجه حرارت ندارد(دماي یکنواخت بخارLAUNDRY IRONER یا

خشک کن هاn نیازي به تخلیه کامل سیستم نیست:بازدید و تعمیرات راحت با خاموش کردن سیستم بخار

بخار

o معایبn جرم مولکولی پایینn فشار باالn دماي کمn روجی بیشتر در سیکل رانکین و توربین ها نتیجه افزایش راندمان و دریافت قدرت خ 12فرئونn ولی بخار ارزان و اقتصادي

oQ=mc*DtoQ=mhfoیک کیلو وات حمل انرژي : مثالo1000/(4186 j/kg.k *(82-71))=0.0217 kg/s watero1000/550*(300-280)=0.091 kg/s oilo1 kw/2066 kj/kg=0.00048 kg/s steam

oClaen steamo ا محدوده خاصی از درجات خلوص و کیفیت بخار بسته به نوع مصرف کننده ب

میکرون 5کمک فیلتر براي جذب ذرات معلق جامد و مایع بزرگتر از o خروجی از دستگاه تقطیر دو مرحله اي یا از آب مقطر یون زدایی شدهo کیفیت با خلوص متفاوت است:o کیفیت میزان رطوبت یا آب موجود در بخارo درجه خلوص میزانی براي سنجش ناخالصی هاo وله ها درصد باالي کمبود یون در بخار حاصله از آب خالص باعث خوردگی شدید ل

316Lپس استفاده از فوالد ضد زنگ

بخار سیستم تولید شبکه توزیع

:خوبمانع از ):گازهاي غیر قابل تقطیر(کمبود یا عدم وجود هوا و دي اکسید کربن

:پر شدن شبکه توسط بخار و جریان طبیعی آنکندي انتقال حرارت

اختالل در حرکت چگالیدهافزایش خوردگی

:جلوگیري از آمیختگی هرچه بیشتر بخار و آبضربات قوچ

کاهش اختالف فشارکاهش ظرفیت مبدل

افزایش خوردگی

بخار oاز دست دادن گرماي نهان :وظیفه

تله بخار oدفع سریع چگالیده و خروج هوا و گازهاي غیر قابل تقطیرoجلوگیري از خروج بخار بدون از دست دادن تمامی گرماي نهانoپایان قطعی (مانند شیر خودکار مانع فرار بخار و ورود به خط برگشت

)جریان بخارoنبض سیستم (استفاده بهینه از گرماي نهان و حفظ انرژي:هدف اصلی

)بخارoارزیابی کیفیت عملکرد شبکه توزیع و چگونگی انتقال حرارتoنوع و ظرفیت:نکات

(water hammering)ضربه چکش یا قوچ

(water hammering)ضربه چکش یا قوچo به ) به علت بسته شدن شیر کنترل دما (افت فشار بخار ورودي

وقتی که خط (مصرف کننده باعث توقف تخلیه کندانس ) کندانس اصلی در ارتفاع باالتري از تله بخار قرار داشته باشد

o با باز شدن شیر حرکت ناگهانی بخار به داخل مصرف کننده

250/1شیب حداقل

Pocket or Dripleg

بخصوص زیر رایزرها

تله بخار o تعیین جایگاه صحیح:o کاهش هزینه هاي سرمایه گذاري اولیهo سهولت در امر بهره برداري و نگهداريo رعایت اصول و محاسبات اندازه گیري و تعیین ظرفیتo جلوگیري و کاهش وارد آمدن شوکهاي الکتریکیo ممانعت از اتالف حرارت و تقطیر زودهنگام بخار

براي جلوگیري از ورود کندانسکاهش قطر لوله از قسمت فوقانی

لوله و قسمت زیرین لوله صافنصب صافی هاي بخار قبل از شیر کنترل و شیر فشار شکن

حالت عمودي مثل باکت (افقی)عمل می کند

اگر تله بخار صافی ندارد قبل از آن صافی نصب گردد

تله بخار oتولید کنندگان:oSpirax SarcooArmstrongoHoffman

تله بخار o(212-32)*1(lb)=180 Btuoگراي محسوس (آب اشباع ) گرماي(آنتالپی(oHfg=970 Btu گرماي نهان تبخیر

تله بخار o ثانویه(بخار ریزشی (flash steamo اگر آب چگالیده بر اثر کاهش فشار دوباره تبخیر شود، بخار را

.گویند ) ثانویه(بخار ریزشی oFS: درصد بخار ریزشیoSH: آنتالپی آب اشباع در فشار باال قبل از رها شدنoSL: آنتالپی آب اشباع در فشار پایین تر بعد از رها شدنoH: گرماي نهان بخار در فشار پایین به هنگام رها شدن چگالیدهoFS%=(SH-SL)/H*100

TDSo کلسیم و منیزیم (آب حالل مناسب پس حاوي نمک هاي معدنی (oسختی آبTotal Dissolved Solids(TDS)o واحدppmo کاهش سختیTDSبراي

n افزایش عمر سیستم n بازدهی بیشترn تعمیرات و نگهداري کمترo با وجود سختیTDS

n احتمال تشکیل نقاط داغ روي لوله هاي دیگn نتیجه ورود مقداري کارکرد دیگ در سطح آب باالتر و فشار کارکرد کمتر از فشار طراحی در

ضربه چکش،کاهش آب و ناخالصی به داخل بخار و سیستم توزیع در نتیجه خوردگی لوله و )بالك شیر کنترل (راندمان سیستم و انتقال حرارت در مبدلهاي حرارتی و امکان گرفتگب

TDSروش اندازه گیري o به کمک هیدرومتر(با چگالی یا دانسیته آب(o درجه نشان دهنده 15 در دماي 0,00001مثال افزایش چگالی تا میزان نسبی

ppm 110سختی آب به میزان o به کمک )(مناسب تر و رایج تر (خاصیت رسانش الکتریکی آبConductivity

meter(oTDS(ppm)=0.7 * conductivityo بسته به اندازه و فشار کاري (4500-1000میزان مناسب(o براي کاهشTDS باید آب دیگ به میزان الزم تخلیه و جایگزین گردد .

n کنترل ضعیفدستی توسط اپراتورn کنترل ضعیفاتوماتیک با فاصله هاي زمانی برابر n کامال اتوماتیک

انواع تله بخارoاختالف چگالی بخار و آب : مکانیکیo اختالف دماي بخار و آب : حرارتیoاختالف سرعت بخار و آب : ترمودینامیکی

تله بخار سطلی معکوس

oورودي گاز از زیرoباال رفتن سطل واژگون و انسداد سوپاپoتقطیر بخارoپایین آمدن سطل بر اثر وزن آبoخروجی چگالیده به خط برگشتoخروجی گازهاي غیر قابل تقطیر به خط برگشتoداراي عملکرد بهتر در سیستم هاي فشار قويoعملکرد متناوب، مقاومت در برابر ضربه قوچoامکان گرفتگی ناشی از ذرات معلق کم (سوپاپ باال(oدوام ، مقاومت خوب در برابر خوردگی و یخ زدگی،حفظ انرژيoچدنی ، فوالدي و استیل با اتصاالت پیچی ، فلنجی و جوشیo3/8’’-2.5’’ 2000 lb/hr 5-2700 psi o بار100قابلیت تحمل ضربه چکش و فشار باال تا oظرفیت باالتر با تله بخار موازيoنیاز به شیر هواگیر(ولی حساسیت به یخ زدگی و قابلیت تخلیه هوا ضعیف تر(o کاربرد درخشک شویی ها،پرس هاي الستیک ، رادیاتورهاي بخار و .. مکانیکی مکانیکی

تله بخار سطلی تله بخار سطلی تله بخار سطلی معکوستله بخار سطلی معکوسمعکوس معکوس

Inverted BucketInverted Bucketمکانیکی مکانیکی

تله بخار سطلی تله بخار سطلی تله بخار سطلی تله بخار سطلی معکوسمعکوس

معکوس معکوس Inverted BucketInverted Bucket

مکانیکی مکانیکی

تله بخار سطلی تله بخار سطلی تله بخار سطلی معکوستله بخار سطلی معکوسمعکوس معکوس

Inverted BucketInverted Bucketمکانیکی مکانیکی

تله بخار سطلی تله بخار سطلی معکوس معکوس

Inverted BucketInverted Bucketمکانیکی مکانیکی

راه اندازي با توجه به راه اندازي با توجه به شیر ترمواستاتیک عالیشیر ترمواستاتیک عالیمقاومت عالی در برابر مقاومت عالی در برابر

ضربه چکشضربه چکشظرفیت عبور کندانس ظرفیت عبور کندانس

زیاد نسبت به اندازه زیاد نسبت به اندازه کوچک کوچک

تله بخار سطلی شناوري تله بخار سطلی شناوري BallBall--floatfloat حرارتی حرارتی ––

تله بخار سطلی تله بخار سطلی ترمودینامیک ترمودینامیک

کاري شودکاري شوداختالف فشار دو سر اختالف فشار دو سر

تله نیاید کم باشدتله نیاید کم باشدقابلیت تخلیه هوا قابلیت تخلیه هوا

هنگام راه اندازي هنگام راه اندازي عالیعالی

کوچک،سبک، کوچک،سبک، داراي تعمیرات داراي تعمیرات

آسانآسانبراي ظروف گرم براي ظروف گرم

Boiling Boilingکننده کننده panpan

تله بخار سطلی تله بخار سطلی ترمودینامیک ترمودینامیک

بخاربخار تلهتله سطلیسطلی

حرارتیحرارتیترمو ترمو

استاتیکاستاتیک

هنگام راه اندازي هنگام راه اندازي عالیعالی

کوچک،سبک، کوچک،سبک، داراي قابلیت عبور داراي قابلیت عبور

کندانس به میزان کندانس به میزان زیادزیاد

براي ظروف گرم براي ظروف گرم Boiling Boilingکننده کننده

panpan

Liquid Liquid ExpansionExpansion

Liquid Liquid ExpansionExpansion

هنگام راه اندازي هنگام راه اندازي عالیعالی

براي ظروف گرم براي ظروف گرم Boiling Boilingکننده کننده

panpan

حرارتیحرارتی سطلیسطلی بخاربخار تلهتله ترمو استاتیک ترمو استاتیک

حرارتیحرارتی سطلیسطلی بخاربخار تلهتله ترمو استاتیک ترمو استاتیک

حرارتیحرارتی سطلیسطلی بخاربخار تلهتله ترمو استاتیک ترمو استاتیک

حرارتیحرارتی سطلیسطلی بخاربخار تلهتله ترمو استاتیک ترمو استاتیک

بخاربخار مقایسه انواع تلهمقایسه انواع تله

محل نصب

o ظروف گرم کننده ، رادیاتورهاي بخار، کویل حرارتی (خروجی مبدل و تجهیزات حرارتی(o ورودي شیرهاي کنترل و تقلیل فشار براي جلوگیري از ضربه قوچoانتهاي خطوط توزیع بخارoکلکتورهاي اصلی توزیع بخارo خروجی خطوطtracero متر روي خطوط مستقیم توزیع بخار 35فواصل حدود oپایین ترین نقطه رایزرهاي بخارo خروجی سپریتورهاي موجود در خطوط بخار

oاستفاده از رایزر موضعیo و قطر لوله بخار بزرگتر در ) متر15هر (براي خطوط با شیب معکوس فواصل نقاط تخلیه کندانس نزدیکتر

نتیجه کاهش سرعت بخار آب

مونیتورینگ تله هاي بخار o ایش راندمان تله بخار یکی از اساسی ترین اجزاي سیستم سبب جریان صحیح بخار و افزo تله بخار خراب معادل کاهش راندمان سیستم و از دست دادن پولoمشکالت:

nکاهش راندمان و عمر اجزا : مانع عبور کندانس از تله-توده اي از بخار در پشت و داخل تله:بلوکه شدن تلهnاتالف انرژي و کاهش راندمان وخطر: نشت بخار از تله

oتعمیرات:nجلوگیري از اتالفnبهبود عملکرد سیستمnبهبود سطح ایمنیnکاهش زمان و هزینه تولیدnکاهش اتالفات و نشتی هاي موتورخانهnکاهش صدمات زیست محیطی

هزینه نشت بخار oاز لحاظ مالیo از لحاظ زیست محیطی

n کیلوگرم گاز دي اکسید کربن به 3هر لیتر سوخت سنگین براي جبران نشتی از تله معیوب،حدود اتمسفر

n میزان نشتی از تله معیوب :oاندازه تلهoفشار کاري شبکه

n هزینه نشتی از تله معیوب :oتعداد تله معیوبoاندازه تله معیوبoزمان کارکرد سیستم

oاندازه تله بخار:nاختالف فشار دو سر تله بخارnمیزان کندانس عبوري از تله بخار

مثال مونیتورینگ تله هاي بخار o تله200(سایت بخار (o10 % تله ها نشتیoمیلیمتر 20: قطر متوسط تله o بار 14:فشار ورودي به تله o روز در سال 350 ساعته و 24:ساعات کاري oحل:o.1*200=20o53 kg/hr per trapo20*53*(350 *24)=8900 tonoIf 10 $ per ton steam:89000oEq 1,000,000 liter fueloCo2:3000 ton

اهداف مونیتورینگ تله هاي بخار o از کار افتادن تله بخار مشخص شودo از کار افتادن تله بخار به طور صحیح مشخص شودo امکان رفع خرابی تله بخار به محض مشخص شدن عیبoSpiratec مجزا نصب می شود( ساخت اسپیراکس سارکو (

n اطالعات صحیحی از وضعیت کاريn خاصیت رسانایی جریان الکتریسیته ( محلی براي ورود سنسور(n بخار را از کندانس تشخیص می دهدn سنسور بوسیله کندانس داغ احاطه می شود :کارکرد صحیحn سنسور در کندانس سرد غوطه ور :اگر بلوك تلهn سنسور کامال در داخل بخار :اگر نشتی تلهn متفاوت بودن ضریب هدایت جریان الکتریسیتهn تله همزمان 16نمایش تا وضعیت

کاربردهاي ویژه بخار oتریسرoجلوگیري

لغت نامه

سیر تکامل o کنترل کننده هاي محلیlocal controllers از نوع نیوماتیکی o ترکیب تجهیزات آنالوگ سنتی و تجهیزات : کاربرد کامپیوتر

DDCکنترل دیجیتال مستقیم oDirect digital controloآرایش پنلها،فضاي اشغال شده توسط خود ثبات و :مشکالت

نمودارها،عدم دید دقیق اپراتور،سیم کشی الکتریکی مجزا از هر فرستنده،افزایش هزینه پروژه،هزینه اتاق،پنل ابزار دقیق

oعدم اعتماد پذیري و هزینه ابزار دقیق و نحوه کنترل و از :نگرانیکار افتادن کامپیوتر

www.mblastsavior.mihanblog.com

Control Valve:o Cv(Cg for fisher) (GPM=>dp=1 psi)n formulas for estimationn Catalog is better