بررسي پارامترهاي مؤثر جلوگيري از اتلاف انرژي در تله هاي بخار                                          

مقدمه 

تله هاي بخار در دو موقعيت باز و بسته معيوب مي شوند ، تله هايي كه در موقعيت باز معيوب شده اند باعث اتلاف انرژي مي شوند و در نتيجه اتلاف قابل توجه اقتصادي خواهيم داشت ، بطور كلي افزايش هزينه هاي بويلر عامل غير مستقيمي است كه روي كاهش راندمان حرارتي سيستم بخار اثر مستقيم دارد .

تله هايي كه در موقعيت بسته معيوب شده اند ، ظرفيت حرارتي را به ميزان زيادي كاهش داده و نيز به تجهيزات حرارتي آسيب مي رسانند .

آشنا شدن به روشهاي تست تله هاي بخار براي مشخص نمودن دو عيب اساسي تله هاي بخار يعني باز ماندن بيش از حد و يا بسته بودن بيش از حد بسيار نقش دارد ، تله هاي بخار ترموديناميكي كه در فشار و درجه حرارت بالا كار مي كنند و كاربرد بيشتري در صنايع كشور دارند بدليل صدادار بودن سيكل عملياتي آنها بيشتر از روشهاي صدا مورد تست قرار مي گيرند و تحقيق صورت گرفته نيز در همين مورد است .

تله هاي بخار

تله هاي بخار معمولاً براي جدا نمودن آب مقطر ، هوا و ياگازهاي غيرقابل تراكم مثل دي اكسيدكربن ازبخار‌،قبل از ايجـاد شرايط نامطلوب استفاده مي گردند . يك هدف عمده در بكارگيري تله هاي بخار ، صرفه جويي در مصرف انرژي مي باشد . ]1[

تله هاي بخار را مي توان بر اساس نوع عملكرد به سه گروه تقسيم كرد :

-          تله بخارهاي حرارتي بر اساس تغييرات درجه حرارت آب مقطر عمل مي نمايند . (شكل1)

-          تله بخارهاي ترموديناميكي بر اساس درجه حرارت و سرعت بخار عمل مي نمايند .

-          تله بخارهاي مكانيكي بر اساس اختلاف دانسيته بين آب مقطر و بخار عمل مي نمايند . (شكل2)

شكل 1 : تله بخار بي متاليك (حرارتي)

شكل2 : تله بخار توپي شناور (مكانيكي)

روشهاي تست تله هاي بخار

تله هاي بخار بر اساس قطر اُريفيس خروجي و فشار عملياتي اتلاف بخار دارند . بعنوان مثال از تله بخاري با قطر اُريفيس  اينچ در فشارهاي 200 و 300 پوند در اينچ مربع اتلاف بخار بترتيب 1580 و 2317 پوند در سـاعت انـدازه گيـري شـده است . در تست تله هـاي بخـار سـه روش معمـول عبـارتنـد از : روش اندازه گيري درجه حرارت ، روش بازرسي چشمي و روش صداسنجي .

روش اندازه گيري حرارت

جهت مشخص نمودن سرد بودن يا گرم بودن تله هاي بخار بهتر است استفاده شود ، اين روش تست بـراي مشخص نمـودن سـالـم يـا معيوب بودن تله هاي بخار دقت كافي را ندارد . اندازه گيري درجه حرارت در تله هاي بخار با سه روش تغيير رنگ ، پيرومتري و استفاده از اشعه مادون قرمز امكان پذير است .

مدادهاي رنگي وجود دارد كه قبل يا بعد از تله هاي بخار قرار داده مي شوند و بر اساس افزايش درجه حرارت تغيير رنگ مي دهند ، استفاده از پيرومتر و يا ترموكوپل جهت اندازه گيري درجه حرارت در تله هاي بخار كمك بيشتري مي كند ، اما در مواقعي كه تله ها دور از دسترس مي باشند از اشعه مادون قرمز جهت اندازه گيري درجه حرارت تله هاي بخار استفاده مي شود .

در روش مادون قرمز از يك تفنگ استفاده مي شود كه مي تواند با پرتاب اشعه سطح درجه حرارت تله هاي بخار را ارزيابي نمايد ، اين روش غيرتماسي بوده و مي توان با آن درجه حرارت لوله  بخار را در چندين نقطه بدست آورد و جهت اطمينان بيشتر ، بيشترين درجه حرارت را پذيرفت .

درجـه حـرارت ورودي بالا و درجـه حرارت خروجي پائين در تله هاي بخار نشان از كاركرد درست اين والوها مي دهد ، در صورتيك ه درجه حرارتهاي ورودي و خروجي در تله هاي بخار پائين باشد اين تله ها عيب بسته ماندن را خواهند داشت و در صورتيكه درجه حرارت ورودي و خروجي بالا باشد ، تله بخار عيب باز نمودن را دارد كه اين عيب راندمان حرارتي سيستم را بشدت پائين خواهد آورد . ]2[

روش بازرسي چشمي

خروجي تله هاي بخار يا بخار زنده و يا ترشح بخار مي باشد ( شكل 3 ) ، در صورتيكه خروجي تله ، بخار زنده باشد ، تله عيب باز بودن را خواهد داشت .

جهت تشخيص و ديد بهتر خروجي تله هاي بخار مي توان از عدس هاي چشمي در محل تخليه تله هاي بخار استفـاده كـرد ، ايـن روش تست نيـاز بـه يك اُپـراتـور مـاهـر دارد كه بتـوانـد بين بخار زنده و ترشح بخار فرق قائل شود . ]2[

شكل 3 : خروجي تله (بخار يا ترشح بخار)

روش صداسنجي

هر سه نوع تله بخار عملكردشان صدادار مي باشد ، فقط تله بخارهاي حرارتي وقتي بار آب مقطر كم باشد دريچه خروجي بدون صدا عمل مي نمايد . ( جدول 1 )

جدول 1 ـ مقايسه تله هاي بخار از نظر صداي عملكرد

در اين روش بيشتر از دستگاه آلتراسونيك استفاده مي شود ، به كمك اين دستگاه رنج صداهايي كه بيشتر از 20 كيلوهرتز مي باشند شنيده مي شود .

دستگاه تست آلتراسونيك داراي يك پروب است كه اين پروب در واقع يك ترانس ديوسر الكترونيكي يا مكانيكي شبيه به ميكروفن هاي معمولي مي باشد ، در واقع كار آنها تبديل ارتعاشات مكانيكي به سيگنالهاي الكتريكي است . سيگنال پس از تقويت و صاف شدن تبديل به فركانس مافوق صوتي در رنج 45-35 كيلوهرتز مي شود ، اين سيگنال سپس به يك سيگنال با رنج پائين تر حدود 15-5 كيلوهرتز تبديل مي شود تا قابل شنيدن بشود . مسئول تعميرات و نگهداري خط پس از شنيدن صداها از تله هاي بخار بايد در صورت لزوم برنامه اي جهت تعميرات و يا تعويض تله ها ارائه نمايد . ]3و2[

تحقيق انجام شده

1- تله بخارهاي ترموديناميكي ( شكل 4 ) داراي يك ديسك مي باشند كه در يك محفظه بين نشينگاه و كپسول حـركت مـي كنـد و ايـن حـركت بـاعث بـاز و بسته شدن دريچه مي شود . لذا اين تله ها  داري سيكل صدادار مي باشند كه بطور متناوب بايد شنيده شود ، تله هاي ترموديناميكي روش عملياتي متفاوتي دارند و لذا به همين دليل خروجي آنها بايد ترشح بخار باشد و اگر اين تله ها بخار زنده تخليه نمايند در واقع درست عمل نمي كنند و عيب بازماندن را خواهند داشت . ]4[

بهينه ترين نرخ عملكرد تله بخارهاي ترموديناميكي 20-15 بار در دقيقه مي باشد ، در اين تحقيق صداي عملكـرد تله بخـارهـاي تـرمـودينـاميكي نو و كاركرده روي نوار ضبط شده و سپس با استفاده از نرم افزارUlead Media Studio Pro 5 گرافهاي صداها رسم شده و صداها با هم مقايسه شدند و با توجه به اينكه قبل از ضبط نوار شاهد خروج بخار زنده از تله هاي معيوب بوديم ، پروفيل صداها نيز نشان داد كه تعدادي از تله ها  بيش از حد عمل نموده و فرسوده  و بايد تعمير و يا در صورت لزوم تعويض شوند .

اين روش جهت بازرسي تله هاي بخار ترموديناميكي كه كاربرد بيشتري در صنايع كشور دارند ، مي تواند بسيار مفيد باشد .

شكل 4 : تله بخار ترموديناميكي

2- همانطور كه در شكل 4 نشان داده شده است ، مي توان جهت افزايش عمر مفيد تله بخار و كاهش ميزان سيكل يا عملكرد تله در مناطق (1) و (2) نشان داده شده و در شكل فاصله هوايي در كپسول ايجاد كرد . در واقع عايق حرارتي ايجاد شده باعث كاهش انتقال حرارت بين محفظه و محيط اطراف مي شود .

همچنين در جاهايي كه بحث يخ زدگي تله مطرح مي باشد مي توان با استفاده از عايقهايي از جنس AL  يا فولاد زنگ نزن روي تله هاي بخار اين مسئله را تا حد زيادي كاهش داد .

با بكار بردن سرپوش عايق علاوه بر كاهش تعداد سيكلهاي تله بخار ترموديناميكي تا حدود 20 الي 30 درصد ، به اين نتيجه رسيديم كه سايش ديسك و نشيمنگاه تله نيز كه مشكل اساسي در اين تله ها مي باشد ، به همين ميزان كاهش مي يابد .

نتايج

1-      استفـاده از روش انـدازه گيـري درجـه حـرارت جهت تست تله هاي بخار فقط براي بازرسي اوليه بايد صورت گيرد .

2-   بازرسـي چشمي اگر با روش صداسنجي تركيب شود ، روش مناسبي جهت ارزيابي عملكرد تمام تله هاي بخار مي باشد . عمليات بازرسي از اين نوع خود به جلوگيري از اتلاف انرژي در مراحل بعد كمك خواهد نمود .

3-   استفاده از روش تست صدا مناسب ترين روش براي تست تله بخارهاي ترموديناميكي مي باشد ، زيرا عملكرد آنها با يك سيكل دائمي صدادار همراه است .

4-      ايجاد فاصله هوايي (عايق كردن حرارتي) در بين كپسول تله بخارهاي ترموديناميكي باعث افزايش عمر اين تله ها خواهد شد و همچنين سرپوش عايق مي تواند نسبت سايش روي ديسك و نشيمنگاه تله را تا حد زيادي كاهش دهد .

مراجع

1-     Armstrong International , Inc . , “Steam Conservation Guidelines for Condensate”.

2-     W . Mohr , “Maintaing steam traps”.

3-     Alan Bondes , “Using Ultrasonic To Inspect steam traps”.

4-     Yarway Inc . , “Steam Trap Performance Assessment”.