محاسبات بخار در تاسیسات 2

در این بخش به مطالبی در خصوص نصب شیر آلات و تجهیزات روی لوله بخار و کندانس اشاره شده است. در ابتدای لوله بخار که وارد یک قسمت می شود باید یک فشار سنج با شیر سماوری (Pressure gauge with cock valve) نصب کرد تا عبور و وجود بخار مشاهده گردد.

تجهیزات روی لوله بخار

اگر شیر کف گرد (Globe valve) در لوله های افقی بخار و کندانس نصب گردد باید فلکه آن بطرف کنار لوله باشد چون جلوی عبور آب کندانس را می گیرد.

صافی موجود در خطوط افقی بخار باید محفظه توری آن بطرف کنار لوله و کمی مایل به پائین نصب شود زیرا اگر محفظه توری در زیر بطور قائم قرار بگیرد آب کندانس در آن جمع می شود و بتدریج باعث می شود که مسیر نیمه مسدود گردد و بخار بخوبی عبور نکند.

از تبدیل های خارج از مرکز (Eccenteric) برای تغییر قطر خط بخار و کندانس باید استفاده کرد.

برای انشعاب از لوله های اصلی به ماشین آلات و مصرف کننده چه در لوله بخار و چه در لوله های کندانس باید از بالای لوله انشعاب گرفته شود. در غیر اینصورت آب کندانس وارد انشعاب شده و یا در لوله کندانس فشار منفی ایجاد می شود.

 باید توجه کرد که انشعاب نباید از لوپ انبساطی گرفته شود و در صورتی که لوپ انبساطی به مصرف کننده نزدیک باشد، باید از قبل یا بعد از لوپ انبساطی انشعاب گرفته شود. در انشعاب بخار برای هر مصرف کننده برای اینکه آب موجود در بخار تا حد امکان گرفته شود یک آب جداکن (Separator) می توان نصب کرد.

اثر هوا در لوله بخار و طریقه حذف آن

• کاهش درجه حرارت

وقتی هوا در بخار وجود داشته باشد درصدی از حجم بخار را اشغال می کند و طبق قانون گازها وجود ذرات هوا در بخار فشار جزیی بخار را به اندازه فشاز جزیی هوا (Partial pressure) کاهش می دهد یعنی اگر 10 درصد حجم لوله یا هر محفظه ای از بخار 100PSI را هوا اشغال کند، فشار جزیی هوا 10 PSIمی شود و در نتیجه فشار جزیی بخار 90PSI  خواهد شد که در نهایت سبب کاهش درجه حرارت بخار می شود.

حرارت بخار 100PSI برابر F° 327.8 است (از جدول بخار) و درجه حرارت بخار 90PSI برابر F° 320.3 است یعنی F°7.5 کاهش درجه حرارت خواهیم داشت، باید توجه داشت که هرچه فشار بخار کمتر شود، درجه حرارت آن کمتر می شود.

•  کاهش راندمان مبدل ها

هوا در کویل ها و مبدل های حرارتی به دلیل تبادل حرارت و تبدیل بخار به آب، دور تا دور جدار داخل لوله جمع می شود که خود عایق می باشد (هوا عایق است) همچنین جمع شدن هوا در آنها مانع عبور بخار بطور کامل می گردد و راندمان آنها را کاهش می دهد و اگر هوا را خارج نکنیم کاملا عبور بخار را متوقف می کند (Air bound)، در اثر وجود %1 حجمی هوا در کویل بخار یا مبدل حرارتی رانا، مان آنها %50 کاهش می یابد.

• خورندگی

دو عامل مهم در خورندگی لوله ها و تجهیزات بخار گاز CO₂ (گاز کربنیک) و اکسیژن می باشند. گاز کربنیک که از طریق آب تغذیه دیگ بصورت کربنات های محلول در آب وارد سیستم می شود وقتی با آب کندانس خنک شده مخلوط شود تولید اسید کربنیک می کند که سبب خورندگی لوله ها و مبدل ها و … می شود.

اکسیژن بصورت گاز محلول در آب سرد تغذیه دیگ (Make up water) وارد سیستم می شود که سبب خورندگی سطح فلزات (لوله و مبدل و … می شود و همچنین اثر اسید کربنیک را بیشتر می کند.

• انبساط لوله بخار و کندانس

لوله فولادی در اثر حرارت انبساط پیدا می کند و مقدار انبساط بستگی به مقدار درجه حرارت دارد، جدول زیر مقدار انبساط لوله را در هر 100 فوت (m30) برحسب درجه نشان می دهد (درجه حرارت لوله در ابتدا F°60 فرض شده است.

این انبساط باید به طریقی گرفته شود چون در غیر این صورت ازدیاد طول لوله در اثر انبساط آن سیب کج شدن لوله ها و بهم زدن تکیه گاه ها می شود (لوله های جانبی مثل آب و غیره را از تکیه گاه ها خارج می کند و یا نظم آنها را بهم می زند. برای جذب این انبساط روش های زیر بکار می رود:

1- لوپ انبساط در لوله بخار

این حلقه به اشکال زیر ساخته می شود. البته شکل حلقه کامل چندان رایج نیست چون هم ساخت آن مشکل است و هم اینکه لوله اصلی را در دو طرف حلقه از هم محور بودن خارج می کند.

اما شکل نعل اسبی و خصوصاً U بسیار رایج است و هم محور بودن لوله های اصلی را در دو طرف حلقه انبساط حفظ می کند. نصب حلقه انبساط باید افقی باشد یعنی لوله های اصلی و حلقه انبساط مجموعاً در یک صفحه افقی قرار گیرند.

لذا عبور آب کندانس در این حالت (افقی بودن حلقه و لوله) به راحتی انجام می گیرد چه در خط بخار و چه در لوله کندانس. نوع دیگری از انبساط گیرها، زانوی انبساط (expansion bend) می باشد که برای نقاطی از مسیر که لوله تغییر ارتفاع می دهد می تواند مورد استفاده قرار گیرد.

در شبکه بخار بهتر است برای کوچک بودن حلقه های انبساط هر 30 متر یک عدد در نظر گرفت. محل حلقه انبساط در یک فاصله 30 متری بهتر است در وسط آن در نظر گرفته شود.

برای تعیین محل حلقه انبساط باید به وضع لوله و محل قرار گرفتن آن نسبت به مصرف کننده ها خصوصا ماشین آلات و یونیت هیترها یا پکیج های تهویه و نظایر آن توجه کرد و در جایی باشد که مزاحمتی برای مصرف کننده ها ایجاد نکند و نیز در محل انشعاب از لوله اصلی واقع نشود.

موارد دیگر در جلسات آتی بررسی خواهد شد. 

دسترسی به آموزش جامع طراحی و محاسبات سیستمهای بخار