تله بخار

تله بخار که در صنعت به اسم های دیگری همچون استیم ترپ یا استم تراپ هم شناخته می شود، شیرآلاتی هستند که در نقطه اتصال خطوط بخار و کندانس قرار می گیرند. وظیفه اصلی این شیرآلات جلوگیری از هدر رفت انرژی گرمایی و دوری آن از تجهیزات می باشد و نگه داری بخار در تجهیزات گرمایشی و عبور هوا و کندانس از سیستم می باشد. زمانی که بخار، انرژی گرمایی نهان خود را آزاد می کند باعث بروز پدیده قوچ می شود که عاملی مخرب در تجهیزات می باشد. برای جلوگیری از این پدیده از تله بخار استفاده می گردد که بخار را در تجهیزات نگه می دارد و میعانات حاصله را از سیستم خارج می کند. در این مطالب از پیکاتک به معرفی تله بخارها و انواع آن می پردازیم.

تله بخار چیست؟

تله بخار(Steam trap) از مهمترین اجزا سیستم های بخار هستند. تله های بخار حد فاصل بین بخار و کندانس بوده و با حفظ بخار در قسمت توزیع انرژی را حفظ نموده و در زمان مناسب کندانس و گازهای نامحلول را تخلیه می کنند. به عبارتی دیگر تله بخارها وسیله ای جهت تخلیه گازهای متراکم و نامتراکم همراه با مصرف ناچیز و یا از دست دادن بخار می باشد. بیشتر تله بخارها چیزی بیشتر از شیر های اتوماتیکی، باز و بسته و تعدیل می شود. تله بخارها انواع مختلفی دارد که باید با توجه به سیستم و نوع مصرف انتخاب شود. باید توجه داشت که همیشه انتخاب و عملکرد نادرست یک تله بخار، به سرعت مشکل ساز نمی شود. بطور مثال در طول خط انتقال بخار اگر تله بخاری بسته شده باشد, کندانس موجود در خط به تله بخار بعدی انتقال یافته و در آن تخلیه می شود. ولی اگر تله دوم هم خراب باشد و بسته شود بسیاری از مشکلات در شیرهای کنترل و تجهیزات بخار، نشتی بخار در سیستم و نیز کاهش راندمان با توجه به خرابی تله های بخار قابل پیش بینی است. تله های بخار مانند هر قطعه مکانیکی دیگری دچار فرسودگی می شوند در صورت خرابی تله بخارها, مقدار قابل توجهی از بخار وارد سیستم کندانس شده و مشکلات متعاقب را به همراه دارد .

کارکرد تله های بخار

سه کارکرد اصلی تله بخارها عبارتند از:

• تخلیه کندانس به محض تشکیل آن
• مصرف ناچیز بخار
• قابلیت تخلیه هوا و دیگر گازهای غیر قابل چگالش

انواع تله بخار

تله بخارها به طور کلی به سه دسته زیر تقسیم بندی میشوند .

• مکانیکی
• ترموستاتیک
• ترمودینامیک

نحوه عملکرد

ساده ترین مدل تله بخارها، یک دیسک یا لوله جامد کوتاه همراه با یک حفره کوچک حفاری شده در میان آن می باشد که در پایین ترین نقطه تجهیز نصب شده است. از آن جایی که کندانس بخار در پایین ترین نقطه جمع آوری می شود و بخار زنده در حجم حدود 1200 بار بزرگتر از سیال داغ است. کندانس به طور موثری حذف می شود و بخار مسدود می شود. با این حال مقدار زیادی از تله بخارها در عملیات با طراحی مکانیکی و ترموستاتیک می باشد. تله بخارهای مکانیکی و ترموستاتیکی به طور عمده هنگامی باز می شود که میعانات گازی و گازهای ساکن باید حذف شوند و هنگامی که تمام میعانات حذف شد، بسته می شود. این فرآیند هنگامی که بخار جدید دوباره میعان می شود و اماده تخلیه است، تکرار می شود. بهترین زمان عملکرد تله بخارها هنگامی است که به طور خاص برای عملیات تراکم در آن استفاده می شوند، اندازه گیری شود. معمولا بهتر است که سایز آن ها بزرگتر باشد، چرا که در این حالت میعانات موجود تخلیه خواهند شد. اگرچه سایز بزرگتر تله بخارها ممکن است به سرعت پوشانده شود. انرژی تلف شده (از بخار استفاده شده) و اگر به شدت زیاد باشد می توانند باعث مشکلاتی را در پروژه شود.سه عملکرد مهم تله بخارها به صورت زیر می باشد:

1. به محض ایجاد کندانس و یا چگالش، آن را تخلیه می کند ( مگر اینکه استفاده از گرمای حساس سیال متراکم مطلوب باشد.)
2. دارای مصرف ناچیز بخار (یعنی صرفه جویی در انرژی)
3. دارای قابلیت تخلیه هوا و دیگر گازهای غیر قابل تراکم

دلیل استفاده

• وظیفه تله های بخار تخلیه کندانس و گازهای غیر قابل انحلال بدون اجازه فرار بخار زنده است .
• هیچ سیکل بخاری بدون تله بخارها کامل نیست .
• تله بخارها در واقع با خروج کندانس از سیستم توزیع بخار اجازه تحویل بخار خشک و با شرایط مطلوب را به مصرف کننده فراهم می نماید .
• مقدار کندانس خروجی تله های بخار بسیار متغیر بوده و ممکن است در دمای بخار باشد و یا پس از افت دما و استفاده, از بخشی از انرژی محسوس آن تخلیه شود که به نوع ، مدل و... بستگی دارد .
• تجربه نشان داده است که در صورت تطبیق تله بخارها با شرایط کاری بهترین راندمان به دست می آید .
• برخی از تله ها در دماهای بالا کار کرده و یا در معرض ضربه چکش قرار دارند و باید در برابر خوردگی و آلودگی مقاوم باشند .
•  بدیهی است که یک نوع تله بخار، انتخابی مناسب جهت تمام کاربردهای موجود نمی باشد .
• محل نصب تله های بخار بعد از هر مرحله تبادل حرارت ، مانند بعد از مبدل ، کنوکتور و نیز در پایین اغلب رایزرها و انتهای لوله اصلی بخار می باشد .

انواع تله بخار

به طور کلی تله بخارها به سه دسته عمده تقسیم می شوند :

تله بخارهای ترموستاتیک (steam trap thermostatic)

که بر اساس اختلاف دمای بخار و کندانس عمل می کند. تله بخار ویفری و بی متالیک از این دسته اند.

تله بخارهای مکانیکی (steam trap mechanical)

این تله بر اساس اختلاف چگالی اب و بخار عمل می کند. تله بخارها فلوتری و سطلی از این دسته اند. این مدل از تله بخارها دارای شناور هایی هستند که در رابطه با سطح میعانات افزایش و کاهش می یابد و این حالت معمولا دارای یک اتصال مکانیکی می باشد که شیر را باز و بسته می کند. تله های مکانیکی در رابطه با سطح میعانات موجود در بدنه تله بخار، عمل می کند. تله بخارهای مکانیکی معمولا طول عمری بین 3 تا 4 سال می باشد. سطل معکوس و تله های شناور نمونه هایی از تله های مکانیکی هستند. تله های شناور به “تله شناور توپ آزاد” و “تله شناور توپ اهرمی” طبقه بندی می شود.

تله بخارهای ترمودینامیک (steam trap thermodynamic)

بر اساس سرعت بالای بخار و چگالی بیشتر اب به بخار عمل می کند. تله بخارهای دیسکی از این دسته است. تله های ترمودینامیکی بر روی تفاوت پاسخ دینامیکی به تغییر ولتاژ در جریان سیالات تراکم پذیر و تراکم ناپذیر کار می کند. زمانی که بخار وارد می شود، فشار استاتیک بالای دیسک، به دیسک برخلاف سیت به فشار بالای شیر می راند. فشار استاتیک در یک منطقه ی بزرگ ورودی غلبه می کند. همانطور که بخاز شروع به میعان شدن می کند، فشار خلاف دیسک و سیکل های تله کاهش می یابد. این امر اساسا یک تله TD را چرخه زمانی می سازد و حتی اکر فقط بخار وجود داشته باشد یاز خواهد شد. اگر گاز غیر متراکم در بالای دیسک جمع شده باشد، می تواند موجب بسته شدن تله شود.

راهنمای نصب تله بخار

محل نصب این تله بر روی لوله انشعاب های بخار، حائز اهیمت است.

مکان نصب : نزدیک به لوله یا زمین؟

از آن جایی که قسمت ورودی به تله به سادگی یک انبساط بخار است. یکی از روش های نصب تله، نصب آن نزدیک به خط اصلی جهت محدود کردن تلف شدن حرارت از تابش می باشد. با این حال، از آن جایی که بخار اغلب در ارتفاع بالا قرار می گیرد، یکی از معایب اصلی نصب استیم تراپ نزدیک خط اصلی، این است که رسیدگی و نگهداری بخار بسیار سخت تر می گردد. تله هایی که به راحتی قابل دسترسی نیستند، خطر ربودن و فراموش شدن را نیز دارد که در این صورت اگر به درستی کار نکند باعث ایجاد مشکل می گردد. اغلب، بعضی از تله ها در موقعیت های غیر قابل دسترس می توانند خراب شوند و برای سالیان سال در آن جا بدون توجه باقی بمانند. اگر یک نردبان با برخی از تجهیزات دیگر به طور دائم در محل نصب شده باشند در نتیجه تله هایی که در مکان های پر ارتفاع نصب شده اند، می توانند به راحتی بازرسی و نگهداری شوند. اگر این تنظیمات امکان پذیر نباشند، تنظیم تله در یک مکان قابل دسترس توصیه می شود. بدین صورت که هرگونه تل نصب شده به صورت افقی باید نزدیک به پایه های عمودی در صورت امکان قرار گیرند. لوله ورودی تله باید به خوبی عایق کاری شود تا تلف شدن بخار را محدود می سازد.

نزدیک به لوله گذاری و یا پایپینگ

• مزایت : مقدار حرارت کمتری از طریق تابش هدر و تلف می شود.
• عیب :بازرسی و نگهداری دشوارتر است،که ممکن است منجر به شرایطی شود که تله بخار،خراب شده به سادگی فراموش شود.

نزدیک به زمین

• مزیت : نگهداری و تعمیر بسیار آسان تر است.
• عیب:تلف شدن بیشتر حرارت از طریق تابش چراکه لوله بلندتر به سمت پایین همانند انبساط کوچکتر خط بخار عمل میکند.

جهت نصب : عمودی با افقی

هنگام تخلیه میعانات از یک سیستم بخار، توسط تله در ارتفاع بالا با استفاده از پایه، اگر جای نگرانی باشد، نصب تله بر روی بخش عمودی لوله ورودی به تله امکان پذیر است تا فضا را ذخیره کرد. در حالی که تنظیمات افقی و عمودی نیاز به تقریبا تمام اجزا مانند شیر بای پس با شیر های دستی قبل و بعد از تله است. تنظیم تله در سطح زمین به معنی فضای بیشتر جهت نصب همه اجزا به صورت افقی لازم است.از سوی دیگر، تنطیم تله در قسمت عمودی لوله ورودی تله نیاز به پشتیبانی عمودی مناسب مانند ستون قفسه لوله و یا پایه برای تله و دیگر لوله ها، میباشد. هم چنین اگر تله به صورت محکم بر روی پایه نصب شوند، نگهداری و تعمیر ان سخت تر صورت می گیرد. بنابراین برخی از روش ها برای محکم کردن تله به زمین و یا تکیه گاه عمودی لازم است.تکیه گاه معمولا هنگامی که تله و لوله ها نزدیک به زمین نصب می شوند، مشکل نیست. چراکه زمین می تواند تکیه گاه جهت نصب را فراهم کند. تعمیرات و نگهداری آسان تر انجام می شود، زیرا اجزا معمولا به راحتی قابل دسترس هستند. همانطور که هر روش مزایا و معایب خود را دارد، بسیار مهم است که مناسب ترین و بهترین محل نصب را انتخاب نمایید.

نصب به صورت عمودی

• مزیت : فضای کمی را اشغال می کند.
• عیب : اتصالات مورد نیاز در برابر یک ستون/دیوار و یا پایه دارد.موقعیت نصب آن عملیات نگهداری را سختتر میکند.

نصب به صورت افقی

• مزیت : به صورت محکم به زمین یا سطح نصب می شود.
• عیب :نیاز به فضای بیشتری دارد.

لینک های مرتبط :

تله بخار بی متال