محاسبات بخار در تاسیسات 1

امتیاز 5.00 ( 1 رای )

در این آموزش به شبکه لوله کشی بخار و کندانس اشاره شده است. این شبکه باید دارای ویژگی هایی باشد که بتوان بهترین شرایط را برای استفاده از این منبع انرژی بوجود آورد و از طرفی نگهداری آن و بهره برداری از آن ساده و کم هزینه باشد.

بطور کلی طراحی خوب برای این شبکه بدین صورت است که همه چیز پیش بینی شود و راه حل های مناسب برای آن بکار رود. در این قسمت مسائل شبکه و راه حل های آن مورد بررسی قرار می گیرد.

لوله کشی بخار و کندانس

لوله های بخار باید بخوبی عایق شوند تا اینکه اتلاف انرژی حرارتی از طریق جداره لوله ها به حداقل برسد ولی با این حال تبادل کمی بصورت تابشی از لوله ها به هوای اطراف وجود خواهد داشت که این خود سبب کندانس شدن مقداری از بخار می شود بطور مثال در یک لوله “4 بطول 30 متر که دارای بخار یا فشار 7bar می باشد و هوای اطراف لوله برابر 10 درچه سانتیگراد است مقدار آب کندانس ایجاد شده در لوله بخار به دلیل تبادل حرارت در یک ساعت برابر 16 کیلوگرم (لیتر) می باشد. یعنی %1 ظرفیت بوده و در دو ساعت 32 لیتر و الی آخر.

بنابراین هر چند که لوله خوب عایق گردد باز هم مقداری آب کندانس در لوله های بخار ایجاد می شود که میبایست تخلیه گردد. عدم تخلیه آب کندانس از لوله بخار سبب ایجاد ضربه آب (Water Hammer) در سر زانوها و تغییر مسیرها خواهد شد که نهایتا تکرار آن موجب شکستن جوش در این محل ها خواهد شد.

ضمنا ورود آب به مصر ف کننده ها (کویل ها و مبدل ها و ماشین آلات) سبب اشغال قسمتی از سطح تبادل آنها توسط آب کندانس می شود که در نتیجه راندمان آنها کاهش خواهد یافت.

برای تخلیه مناسب آب کندانس از لوله بخار، لوله ها باید دارای شیب مناسب باشد که مقدار مناسب این شیب 1000/ 2.5 می باشد ولی اگر وضعیت محل نصب لوله ها اجازه ندهد می توان تا حداقل  1000/ 1.5 نیز در نظر گرفت. مقدار عملی شیب با توجه به وضعیت تکیه گاه های لوله مشخص می شود.

جهت شیب لوله های کندانس 

جهت شیب می تواند هم بطرف موتورخانه و هم بطرف مصرف کننده ها باشد که هر یک دارای معایب و مزایایی باشد. اگر شیب بطرف موتورخانه ها باشد لذا جهت بخار، مخالف جهت حرکت آب کندانس در لوله بخار می باشد و چون بخار با سرعتی در حدود 80-65 کیلومتر در ساعت حرکت می کند، در نتیجه آب کندانس را در جهت خود به همراه می برد که از طریق آبگیرهای داخل خط بخار، جمع آوری و خارج خواهند شد. 

ولی مقداری از آب کندانس به دلیل تلاطم، همراه بخار به مصرف کننده ها می رود که موجب افزایش آب کندانس در آنها می شود و راندمان آنها را کاهش می دهد. 

حسن این سیستم در آن است که شیب کلیه لوله های اصلی به سمت موتورخانه می باشد. و اگر تعداد آبگیرها باندازه کافی نباشند و یا تراپ مربوط به آنها اشکال داشته و خوب عمل نکند، آب کندانس در لوله های بخار در هنگام خاموش بودن سیستم، در کلکتور بخار جمع می شود که اپراتور می تواند قبل از راه اندازی دیگ بخار آنها را از شیر تخلیه زیر کلکتور بخار خارج نماید و ضمناً برای مرتب بودن لوله کشی های دیگر مثل آب و هوای فشرده و … بهتر است شیب را با اختلاف ارتفاع تکیه گاه ها ایجاد کرد و تمام شبکه های لوله کشی ها را بطرف موتورخانه شیب داد که در مواقع ضروری (تعمیرات) از همان محل تخلیه گردند.

شیب لوله کندانس بطرف مصرف کننده ها

اگر شیب بطرف مصرف کننده ها باشد، جهت جریان بخار و آب کندانس یکی خواهد بود و تلاطم ایجاد نخواهد شد و در نتیجه آب کندانس مجددا وارد بخار نمی شود و لذا مصرف کننده ها از این بابت مشکل فوق الذکر را نخواهد داشت.

ضمنا می توان همه تکیه گاه ها را بطرف مصرف کننده ها شیب داد که در نتیجه کلیه لوله کشی های دیگر نیز می تواند در محل شیر تخلیه برای مواقع ضروری (تعمیرات) نصب شوند. در این حالت در تعداد آبگیرها باید دقت شود، در غیر این صورت آب کندانس زیادی در هنگام خاموش بودن شبکه وارد مصرف کننده ها می شود که یک یا دو ساعت در هنگام راه اندازی شبکه تا خارج شدن همه آب کندانس از آنها کاهش راندمان، وجود خواهد داشت. 

اگر شیب به طرف مصرف کننده باشد، لوله بخار را می توان مطابق شکل بعدی اجرا نمود که در این حالت آب بخوبی از بخار جدا می شود البته با توجه به وضعیت سایر لوله ها  باید به مکان اجراء آن توجه کرد.

آبگیرها در لوله کشی بخار و کندانس

لوله کشی بخار و کندانس 1

آبگیر عبارتست از یک قطعه لوله که عمود بر لوله های افقی بخار و در زیر آنها نصب می شود تا به شکل یک کاسه عمل کرده و آب را در خود جای دهد و سپس توسط یک تراپ (نوع TD بهتر است) آن را خارج نموده و به لوله آب کندانس می ریزد. شکل زیر انواع دیگری از آبگیرها را نشان می دهد.

قطر لوله آبگیر بستگی به قطر لوله بخار دارد که مطابق جدول زیر می باشد. ارتفاع لوله آبگیر باید حدود 40cm باشد.

لوله کشی بخار و کندانس 2

لوله کشی بخار و کندانس 3

لوله کشی بخار و کندانس 4

بطور متوسط برای اینکه خطوط بخار از آب کندانس تخلیه شوند، برای لوله با هر قطر، هر m 30 تا m 50 یک آبگیر باید نصب گردد. همچنین در انتهای خطوط اصلی بخار یعنی در محلی که آخرین مصرف کننده وجود دارد باید یک آبگیر نصب گردد (شکل زیر).

لوله کشی بخار و کندانس 5

مزایای آبگیر در لوله کشی بخار

1- خورده جوش و جرم های موجود در لوله های اصلی در شروع بهره برداری بایستی از شبکه خارج گردد، زیرا ممکن است وارد شیر آلات و صافی ها و احتمالا تراپ ها شده و موجب خراب شدن آنها گردد و یا مسیر را ببندد. لذا در ابتدا که می خواهیم بخار وارد لوله شود، بایستی با بستن کلیه شیرآلات، بخار را وارد لوله کرده تا تمام خورده جوش ها و جرم ها را در آبگیر انتهایی جمع کند و با باز گذاشتن شیر تخلیه زیر آبگیر، بمدت ده تا پانزده دقیقه لوله ها تمیز شود.

2- البته مقدار کمی هم وارد انشعابات می شود چون معمولا بین شیر در هر انشعاب با محل انشعاب از لوله اصلی مقداری فاصله وجود دارد که در هفته های اول بهره برداری باید آنها را از طریق صافی ها خارج کرد.

3- چون آخرین مصرف کننده بخار ممکن است توسط شیر اتوماتیک انشعاب بخار را بسته و باز نماید لذا در هنگام مصرف نکردن بخار (بسته بودن شیر اتوماتیک)، بخار انتهای مسیر بدلیل ساکن بودن سرد شده و کندانس می شود که با نصب آبگیر انتهای خط، کلیه آب کندانس ایجاد شده خارج می شود. و همواره بخار پشت آخرین مصرف کننده آماده است و لذا در کار مصرف کننده انتهایی مشکلی ایجاد نمی کند.

4- هوای موجود در لوله که بیشتر در انتهای مسیر جمع می شود، از طریق شیر اتوماتیک تخلیه هوا (Air vent) روی آبگیر از لوله خارج می شود.

 

دسترسی به تمام آموزشهای محاسبات بخار در تاسیسات
آموزش طراحی لوله کشی بخار
منبع:
کتاب اشری (FUNDAMENTAL)
کتاب اشری (سیستم ها)
کتاب تاسیسات 1377