تله بخار

 تله بخار چیست؟

تله بخار را می توان تجهیزی توصیف کرد که بین آب و بخار آب تمایز قائل می شود و به طور اتوماتیک دریچه ای را برای خروج آب باز می کند در حالی که بخار را به دام می اندازد و از خروج آن جلوگیری می کند. در واقع تله بخار یک نوع شیر اتوماتیک محسوب می شود که در خطوط لوله انتقال بخار نصب می شود و به عنوان یک فیلتر عمل می کند به طوری که آب و مایعات کندانس را از بخار آب جدا می کند و به خارج از سیستم هدایت می کند.

اغلب تله بخارها علاوه بر خروج مایعات کندانس، هوا را نیز از سیستم خارج می کنند. هوا و میعانات در صورت عدم تخلیه از خطوط انتقال بخار باعث اشغال کردن فضای انتقال بخار می شوند و بخار کمتری انتقال داده می شود و این امر سبب کاهش بازدهی سیستم می شود، علاوه بر این وجود میعانات در سیستم انتقال بخار باعث خوردگی و فرسودگی سایر تجهیزات می شود.

کاربرد تله بخار

با توجه به اهمیت و کاربرد فراوان بخار در صنایعی از جمله نفت و گاز و پتروشیمی، نیروگاه ها، داروسازی، فولاد و ... ، استفاده از تله بخارها نیز دارای اهمیت ویژه در این صنایع می شود. یکی از مهمترین کاربرد تله بخارها استفاده از آن ها در نیروگاه های برق است.  در نیروگاه های برق از صدها متر خط لوله برای رساندن بخار از جداکننده به توربین استفاده می شود. بنابراین در این خط لوله، چندین تله بخار برای حذف آب ایجاد شده در اثر تراکم بخار تعبیه می شود، زیرا بخار هنگام ورود به توربین ها باید کاملا خشک باشد تا توربین ها را دچار آسیب نکند. 

استفاده از شیر دستی به جای تله بخار

به صورت تئوری امکان استفاده از شیر دستی به جای تله بخار وجود دارد اما در عمل شیرهای دستی عملکرد تله بخار را نخواهند داشت و باعث کاهش بازدهی سیستم می شوند زیرا در خطوط انتقال بخار، حجم میعانات  دارای نوسان هستند و اگر از شیر دستی استفاده کنیم چون میزان باز بودن شیر ثابت است اما حجم میعانات ثابت نخواهد بود، شیر دستی کارایی لازم را نخواهد داشت. برای مثال اگر میزان باز بودن شیردستی کمتر از حجم میعانات درون لوله ی انتقال بخار باشد مایع موجود بطور کامل تخلیه نخواهد شد و در ننتیجه عدم تخلیه ی میعانات موجود باعث کاهش حجم بخار انتقالی می شود و در ننتیجه کاهش بازدهی سیستم را در پی خواهد داشت.

انواع تله بخار

تله بخارها به سه دسته ی: تله بخارهای مکانیکی، تله بخار های ترموستاتیک و تله بخار های ترمودینامیکی تقسیم می شوند.

تله بخارهای مکانیکی 

این تله بخارها بر اساس اختلاف چگالی بین بخار و میعانات کار می کنند. میعانات از تله بخار تخلیه می شوند و بخار باقی می ماند. تله بخار سطلی و تله بخار توپ شناور دو تله بخار مکانیکی محسوب می شوند. شکل زیریک تله بخار سطل معکوس را نشان می دهد. هنگامی که بخار وارد سطل می شود، باعث بسته شدن دریچه ی خروج می شود در حالی که ورود میعانات باعث می شود سطل شناور خود را از دست داده و فرو برود و دریچه را باز کرده و میعانات را خارج کند.

در شکل زیر یک نوع تله بخار توپ شناورکه یک تله بخارمکانیکی محسوب می شود، نشان داده شده است. در این نوع تله بخارها وزن توپ که از طریق یک اهرم عمل می کند، دریچه را در زمانی که میعانات وجود ندارد بسته نگه می دارد. و زمانی که میعانات وارد تله می شود، توپ را بالا می برد ( شناور می کند) و دریچه را باز می کند. هنگامی که میعانات تخلیه شد، توپ به پایین می افتد و دریچه را می بندد.

تله بخار ترموستاتیک

این نوع از تله بخارها بر اساس اختلاف دما بین بخار و میعانات کار می کنند. در این نوع تله بخارها از یک عنصر حسگر دما برای تعیین زمان تخلیه ی میعانات استفاده می شود. در واقع در این نوع تله بخارها با توجه به اینکه دمای بخار از دمای میعانات موجود در خطوط لوله بیش تر است، با کاهش دما که بیانگر وجود میعانات در بخاراست دریچه ی تخلیه باز می شود و با افزایش دما که افزایش بخار را در پی خواهد داشت دریچه ی تخلیه بسته خواهد شد. شکل زیر یک نوع تله بخار ترموستاتیک را نشان می دهد.

تله بخارهای ترمودینامیکی

تله بخارهای ترمودینامیکی بر اساس اختلاف سرعت بین بخار و میعانات کار می کنند. میعانات وارد شده به بدنه تله بخار در مقایسه با بخار نسبتا آهسته تر حرکت می کند و آزادانه از طریق یک دریچه (یک دیسک شناور آزاد) تخلیه می شود. هنگامی که بخار به سطح زیرین دیسک می رسد، سرعت آن بسیار بیشتر از میعانات است، و افت فشاری ایجاد می کند که سر شیر را می بندد. سوپاپ تا زمانی که فشار بخار بالای دیسک کاهش یابد بسته می‌ماند و اجازه می‌دهد دریچه باز شود و چرخه تخلیه تکرار شود. شکل زیر نمودار یک تله بخار ترمودینامیکی را نشان می دهد.

نکات مهم در انتخاب تله بخار

قبل از انتخاب یک تله بخار خاص، باید ابتدا به نیازهای فرآیند توجه داشت. در واقع در انتخاب نوع تله بخار باید به مواردی از جمله حداکثر فشار بخار و فشار میعانات و همچنین دما و دبی بخار و میعانات توجه داشت. به عنوان مثال تله بخارهای ترموستاتیکی تا زمانی که دمای میعانات به اندازه ی کافی کاهش پیدا نکند این میعانات را تخلیه نمی کند بنابراین در فرآیندهایی که دمای بخار و میعانات اختلاف چندانی ندارند نمی توان از این نوع تله بخارها استفاده کرد.

نکته پایانی
باید به این نکته توجه داشت از آنجایی که یک تله بخار در پایین ترین نقطه خطوط انتقال بخار نصب می شود، ممکن است رسوب لوله و سایر مواد جامد موجود در لوله به مرور زمان تاثیر منفی بر عملکرد تله بخار بگذارد و کارایی آن را مختل کند بنابراین لازم است یک صافی قبل از تله بخار نصب شود تا از ورود چنین موادی به درون تله بخار جلوگیری شود.