تله بخار یا Steam traps نوعی شیر اتوماتیک است که میعانات (یعنی بخارات متراکم شده) و گازهای غیرقابل تراکم مانند هوا را بدون خروج بخار، فیلتر می‌کند. در صنعت از بخار برای گرم کردن یا نیروی محرکه برای نیروی مکانیکی استفاده می‌شود و تله بخار نیز در چنین مواردی کاربرد دارد تا اطمینان حاصل شود که بخار هدر نمی‌رود. در ادامه این مطلب اعلام حریق آرات بیشتر در مورد تله بخارصحبت خواهیم کرد.
تله بخار چیست و چرا از آن استفاده می‌کنیم؟
تله بخار یک شیر اتوماتیک است که به میعانات، هوا و سایر گازهای غیرقابل تراکم (مانند CO2) اجازه می‌دهد تا از سیستم بخار خارج شوند، درحالی که بخار را در سیستم نگه داشته‌اند یا به دام انداخته‌اند. بنابراین، تله بخارها میعانات را از مخلوط جدا می‌کنند. برای سیستم‌های بخار در نیروگاه‌ها یا کارخانه‌های فرآوری، تله‌بخار یک عنصر ضروری است که بخار را در فرآیند حفظ می‌کند و با به حداکثر رساندن استفاده از گرما باعث افزایش راندمان انرژی می‌شود. اما منظور از مخلوط چیست و این مخلوط چگونه تشکیل می‌شود:
- میعانات: زمانی که بخار انرژی گرمایی خود را به هر دلیلی از دست می‌دهد، میعانات تشکیل می‌شوند.
- هوا: وقتی که سیستم سرد است، لوله‌های بخار پیش از راه‌اندازی سیستم دارای هوا هستند. هوا می‌تواند از طریق سیستم‌های دیگ بخار و قطع‌کننده‌های خلا وارد سیستم شود.
- گازهای غیرقابل تراکم: گازهایی غیر از هوا مانند دی‌اکسیدکربن در داخل سیستم وجود دارد.
بنابراین، عملکرد اصلی تله بخار حذف میعانات سیال از مخلوط برای جلوگیری از جریان دو فازی است. علاوه بر این، تله‌بخار برای کارآیی بهتر و صرفه‌جویی بیشار باید موارد زیر را نیز فراهم کند:
- کمترین تلفات بخار
- خدمات طولانی مدت و مستقل بدون فرسایش سریع
- مقاومت در برابر خوردگی یا اثرات اسیدی یا مایعات مملو از اکسیژن
- تهویه‌ی هوا برای انتقال کارآمدتر هوا
- تخلیه‌ی گاز CO2 برای جلوگیری از تشکیل اسید کربنیک
- عملکرد در مقابل فشار برگشتی
- بدون مشکلات آلودگی در کار با آلودگی‌ها
(در مورد شستی اعلام حریق و نقش آن در سیستم اعلام حریق نیز مطالعه کنید.)
کار تله بخار چیست – کاربردهای تله بخار
همانطور که پیشتر اشاره کردیم، از تله بخارها به طور گسترده در خطوط بخار برای جلوگیری از جریان دو فاز و افزایش کارآیی استفاده می‌شود. برخی دیگر از کاربردهای کلیدی تله بخار شامل موارد زیر می‌شود:
- کاربردهای قطره‌ای: هنگامی که بخار، انرژی گرمایی خود را از دست می‌دهد و شروع به متراکم شدن می‌کند، از تله بخار برای حذف میعانات استفاده می‌شود.
- کاربردهای فرآیندی: برای حذف میعانات و هوا از مبدل‌های حرارتی یا رادیاتورها، تله بخارها مورد استفاده قرار می‌گیرند تا فرآیند انتقال گرما را کارآمدتر سازند.
- کاربردهای ردیابی: تله بخارها در کاربردهای ردیابی بخار برای حذف میعانات تشکیل شده در این لوله‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.
- خطوط شیر سماوری
(پیشنهاد می‌کنیم در مورد دتکتورهای اعلام حریق مطالعه کنید.)
انواع تله‌بخار
طبق استاندارد بین‌المللی ISO 6704، سه نوع اصلی تله بخار وجود دارد که شامل موارد زیر می‌شود:
- ترمودینامیکی
- مکانیکی
- ترموستاتیکی
در ادامه به معرفی هر کدام از این انواع تله بخار و کاربرد و ویژگی‌های آنها می‌پردازیم.
(با پنل مرکزی اعلام حریق و عملکرد آن به عنوان مغز سیستم اعلام حریق آشنا شوید..)
انواع تله بخار: 1. تله دیسک ترمودینامیکی
اما تله بخار ترمودینامیکی چیست؟ تله بخارهای ترمودینامیکی تفاوت سرعت سیالات ورودی را حس می‌کنند. وقتی که میعانات وارد بدنه‌ی تله بخار می‌شود، به آرامی نسبت به بخار حرکت می‌کند و آزادانه تخلیه می‌شود. هنگامی که فلاش یا بخار زنده در سطح زیرین دیسک قرار می‌گیرد، سرعت آن بسیار بالاتر از آب است و این سرعت بالا باعث افت فشار می‌شود که سری شیر را می‌بندد. سوپاپ یا شیر تا زمانی که فشار بخار محفظه‌ی کنترل بالای سر شیر کاهش یابد، بسته می‌ماند و در نتیجه به آن اجازه‌ی باز شدن می‌دهد.
دو نوع تله بخار ترمودینامیکی وجود دارد که شامل دیسک ترمودینامیکی و پیستون ترمودینامیکی می‌شود. از آنجایی که هوا سریع‌تر از میعانات حرکت می‌کند، تله‌های دیسکی ترمودینامیکی در مجاورت هوا بسته می‌شوند و معمولا مناسب برای تخلیه‌ی مقادیر زیاد هوا نیستند.
برای جابجایی هوا می‌توان از ترکیبی از تله دیسک ترمودینامیکی و دریچه‌ی هوای ترموستاتیکی استفاده کرد.
(در فایرفایت می‌توانید با سیستم اعلام حریق متعارف آشنا شده و نسبت به خرید آنها اقدام کنید.)
طرز کار تله بخارِ ترمودینامیکی دیسکی
تله بخار دیسکی تابعی از سرعت است. در شرایط عملیاتی عادی، میعانات و هوا وارد تله می‌شوند و از طریق یک دهانه‌ی ورودی، یک محفظه‌ی کنترل و یک محفظه‌ی عایق (برای جداسازی تله از تاثیرات محیط) عبور می‌کنند. این تجهیزات دارای امتیاز عملکرد 10 تا 600 psig هستند و از آنجایی که وزن کمی دارند، نصب آنها آسان است.
تله بخارهای دیسکی باید به طور مکرر مورد بازرسی و تست قرار گیرند و از آنجایی که عمر مفید کوتاهی دارند، در انرژی کارآمد نیستند. بعلاوه اگر فشار برگشتی زیاد باشد این نوع تله ترمودینامیکی گزینه‌ی مناسبی برای استفاده قلمداد نمی‌شود.
(در فایرفایت می‌توانید با سیستم اعلام حریق آدرس پذیر آشنا شده و نسبت به خرید آنها اقدام کنید.)
انواع تله بخار: 2. تله ترموستاتیک
تله بخارهای ترموستاتیکی تفاوت دمای سیالات ورودی را حس می‌کنند. بسته شدن زمانی اتفاق می‌افتد که سیال، معمولا میعانات داغ، دمایی بالاتر و یا مساوی با یک مقدار آستانه‌ی خاص دارند. دمای بالا باعث می‌شوند عنصر ترموستاتیکی به گونه‌ای حرکت کند که شیر را ببندد. این مقدار آستانه‌ی دما کمتر از بخار اشباع شده سات.
از آنجایی که دمای هوا به طور قابل‌توجهی کمتر از دمای بخار است، تله بخارهای ترموستاتیکی عموما برای تخلیه‌ی مقادیر بالایی هوا مناسب هستند. فشار تله بخار ترموستاتیکی از 0 تا 300 psig درجه‌بندی می‌شود. این نوع تله‌بخار با بدنه‌های فولاد ضد زنگ (تله بخار استیل)، سزیم و چدن ساخته می‌شود و در سه نوع مختلف انبساطی، فشار متعادل و بیمتال (دوفلزی) وجود دارد.
تله بخار ترموستاتیک در صورت وجود کثیفی و رسوب موثر نیست.
(در مورد کابل نسوز اعلام حریق مطالعه کنید.)
تله بخارِ ترموستاتیکی نوع انبساط
- عناصر تله بخارهای انبساطی دارای یک پرکننده‌ی داخلی هستند که با تغییر دما منبسط و منقبض می‌شوند تا دریچه را فعال کنند اما این پرکننده بخار نمی‌شود.
- عناصر مومی هنگام سرد شدن در حالت منسجم قرار می‌گیرند و با گرم شدن نیز منبسط می‌شوند.
- عناصر مبتنی بر نفت هنگامی که سرد هستند در حالت مایع منفبض هستند و با گرم شدن منبسط می‌شوند.
تله بخارِ ترموستاتیک از نوع فشار متعادل
این نوع تله بخار دارای یک پرکننده است که ترکیبی از آب و املاح معدنی است و عموما در دمای نزدیک به بخار، تبدیل به بخار می‌شود و یا متراکم می‌شود تا دریچه را فعال کند.
تله بخارِ فشار متعادل برای ظرفیت بالا مناسب است، در حالی که فشار متعادل ویفر/دیافراگم برای ظرفیت کم مناسب است.
تله بخارِ ترموستاتیکی بیمتال یا دو فلزی
عناصر تله بخارهای بیمتال از دو نوار فلزی غیرمشابه تشکیل شده‌اند که به یکدیگر متصل شده‌اند؛ به طوری که تغییر دما باعث انحراف در یک جهت یا در جهت مخالف آن می‌شود تا دریچه را فعال کند.
تله بخارهای دو فلزی را می‌توان هم برای ظرفیت بالا و هم برای ظرفیت کم استفاده کرد.
(قیمت سیستم‌های اعلام حریق را می‌توانید در صفحه‌ی لیست قیمت سیستم اعلام حریق مشاهده کنید.)
انواع تله بخار: 3. تله مکانیکی
تله بخارهای مکانیکی به گونه‌ای طراحی شده‌اند که برای سیالات با چگالی بالا، باز شوند و برای سیالات با چگالی کمتر، بسته شوند. دو دسته‌ی اصلی از تله بخارِ مکانیکی وجود دارد که بر اساس اصل چگالی عمل می‌کنند:
- تله مکاینکی نوع شناور یا تله بخار فلوتری
- تله مکانیکی نوع سطلی
در این دسته‌ها، هر کدام دو نوع تله چگالی وجود دارد: شناور اهرمی و شناور آزاد، سطل معکوس و سطل باز
چگالی هوا کمتر از آب است. از این رو، تله بخارهای چگالی تمایل دارند در حضور هوا بسته شوند و معمولا برای تخلیه‌ی مقادیر زیادی هوا مناسب نیستند. به همین خاطر، تله‌های چگالی ممکن است دارای یک مکانیسم دریچه هوای ترموستاتیکی جداگانه برای کنترل مقادیر قابل‌توجهی هوا باشند. بنابراین می‌توان آنها را اینطور دسته‌بندی کرد: شناور و ترموستاتیک، سطلی و ترموستاتیک.
تله بخارهای شناور و ترموستاتیک
تله بخار شناور و ترموستاتیک عملکرد دو اصل ترموستاتیک و چگالی را ترکیب می‌کنند. هر تله دهانه‌ی تخلیه‌ی مخصوص به خود را دارد. هنگامی که سیال به یک سطح از پیش تعیین شده در تله بخار می‌رسد، یک دریچه دارای محرک توپ شناور، میعانات را تخلیه می‌کند. وقتی که جریان میعانات باعث کاهش افت شناور می‌شود، برای تطبیق سرعت جریان، دریچه را تا حدی می‌بندد.
در بالای این تله بخار یک عنصر ترموستاتیکی قرار دارد که به محض ایجاد یک افت دما در داخل تله‌بخار، باز می‌شود و تمام هوا و گازهای غیرقابل تراکم را تخلیه می‌کند. تله بخارهای شناور و ترموستاتیک در فشار 0 تا 250 psig کار می‌کنند. شیر میعانات در قسمت پایینی قرار دارد و در صورت وجود کثیفی و رسوب امکان مسدود شدن آن وجود دارد. اگر ذرات کثیفی مانند از بسته شدن شیر شوند، انرژی بخار هدر می‌رود، تا زمانی که وضعیت تشخیص داده شده و اصلاح شود.
تله بخارِ سطلی معکوس
تله بخار سطلی معکوس از یک سطل معکوس استفاده می‌کند که به طور معمولا در زیر آب قرار دارد و فقط در صورت وجود بخار شناور می‌شود. سطل زمانی غرق می‌شود که حجم میعانات بیشار از سطح مایع از پیش تعیین شده باشد. هنگامی که سطل غرق می‌شود، دریچه‌ی در بالا باز می‌شود.
راهنمای انتخاب تله بخار مناسب
برای حداکثر بهره‌وری از تله بخار، انتخاب تله بخاری با اندازه و فشار مناسب بسیار حائز اهمیت است. انتخاب تله بخارِ مناسب باید مطابق با موارد زیر باشد:
- تله بخار با سرویس قطره‌ای فشار کم باید به سبک سطل معکوس، تله بخارِ مکانیکی یا تله بخارهای ترموستاتیکی بیمتال باشند.
- تله بخار با سرویس قطره‌ای فشار متوسط ترجیحا باید از نوع مکانیکی سطلی معکوس باشد که به جای آن نیز می‌توان از تله‌های ترمودینامیکی نوع دیسک استفاده کرد.
- تله بخار با سرویس قطره‌ای فشار بالا ترجیحا باید از نوع تله مکانیکی سطل معکوس باشد.
- تله بخارهای ارائه شده برای سرویس قطره‌ای ورودی توربین بخار باید یک تله بخارِ ترمودینامیکی پیستونی باشد.
به طور کلی از تله بخار شناور و ترموستاتیک برای سیستم‌های بخار کم‌فشار تا حداکثر 30 PSIG و تله بخارهای ترمودینامیکی برای فشار بخار بیشتر از 30 PSIG است.
(پیشنهاد می‌کنیم از مطلب نکات حفاظت در برابر حریق بازدید کنید.)
دلایل خرابی تله بخارها
موارد مختلفی می‌تواند باعث خرابی انواع تله بخارها شود. برخی از این دلایل شایع می‌تواند موارد زیر باشد:
- خوردگی به خاطر شرایط میعانات: این مشکل را می‌توان با استفاده از مصالح خاص و تصفیه‌ی مناسب آب برطرف کرد.
- ضربه‌ی قوچ یا Water hammer که در سیالات در حال حرکت پس از توقف یا تغییر مسیر ناگهانی پیش می‌آید.
- کثیفی که از سیستمی انباشته شده که از دیگ بخار منتقل شده است و یا زباله‌های موجود در لوله باعث اختلال در عملکرد تله بخار می‌شوند.
اختلال و خرابی تله بخار می‌تواند پیامدهای شدیدی بر عملکرد سیستم بخار داشته باشد. اگر تله بخار در حالت باز از کار بیفتد، بخار نشت می‌کند و میعانات باعث افزایش مصرف بخار می‌شوند که به نوبه‌ی خود باعث افزایش بار دیگ نیز می‌شود.
با این حال، اگر تله بخار در حالت بسته از کار بیفتد، بخار و میعانات از آن عبور نمی‌کنند و عملکرد تله بخار متوقف می‌شود که می‌تواند باعث ضربه‌ی قوچ، غرقاب شدن فرآیند شود و بعلاوه وجود آب (میعانات) در سیستم بخار می‌تواند خطرناک باشد. بنابراین نظارت منظم بر عملکرد تله بخار و رفع خرابی‌های آن بسیار ضروری است.
خوردگی، ضربه‌ی قوچ و آلودگی‌ها می‌توانند باعث اختلال در عملکرد تله بخارها شود.
(با سیستم اعلام حریق Kentec آشنا شوید.)
ارزیابی عملکرد تله بخار
عملکرد تله بخارها با استفاده از سه روش انجام می‌شود:
- روش بصری: این روش با استفاده از عینک بینایی انجام می‌شود.
- روش شنیداری: این روش شامل تمایز بین فرکانس‌های صدا با استفاده از تجهیزات شنیداری است.
- روش‌های دمایی: این روش بر روی اصل تفاوت دمایی کار می‌کند. با این حال، قابلیت اعتماد کمی دارد و از این رو معمولا این روش ارزیابی مورد استفاده قرار نمی‌گیرد.
معمولا تعمیر و نگهداری از تله بخار به صورت برنامه‌ی پیشگیری از مشکل است و این فرآیند بستگی به فشار تله‌بخار دارد. به طور کلی، تله بخارهای فشار بالا، با فشاری بیش از 250 psig باید به طور روزانه مورد بررسی قرار گیرند. از طرف دیگر، تله بخارهای کم فشار با درجه فشار زیر 30 psig را می‌توان به طور سالانه بررسی کرد. تله بخار فشار متوسط نیز باید به صورت ماهانه بررسی شود. در نهایت اینکه تله بخارها باید بعد از سه تا 4 سال تعویض شوند.
تله بخارها باید با توحه به فشاری که دارند، به طور منظم به صورت ماهانه یا سالانه بررسی شوند تا عملکرذ درست آنها ارزیابی شود.
(در مورد تابلو اعلام حریق مطالعه کنید.)
یک تله بخار چه ویژگی‌هایی باید داشته باشد؟
یک تله بخار ایده‌آل باید ویژگی‌هایی داشته باشد تا بتواند بهترین عملکرد را از خود نشان دهد. این ویژگی‌ها شامل موارد زیر می‌شود:
- تله بخارِ نصب شده باید اجازه‌ی عبور میعانات را داده و بخار را به دام بیاندازد.
- تله بخارها باید از نظر انرژی کارآمد باشند و مصرف بخار کمی داشته باشند. این دستگاه باید اطمینان حاصل کند که فضای بخار با بخار خشک تمیز پر شود. نوع تله بخارِ مورد نظر نیز بر این امر تاثیرگذار است.
- تله بخارها باید قابلیت تهویه هوای خوب داشته باشند. اگر هوا با بخار مخلوط شود، دمای بخار را کاهش می‌دهد.
- ترجیحا تله بخارها نباید باعث بخار فلش شوند.
- این تجهیزات باید قابلیت اطمینان بالا داشته باشند. گاهی اوقات، فاکتورهای خارجی متفاوتی مانند خوردگی، ضربه‌ی قوچ و تجمع کثیفی یا زباله باعث عدم اطمینان در استفاده از تله بخار می‌شوند.
(در مورد سیستم اعلام حریق زیمنس و تجهیزات آن مطالعه کنید.)
محل نصب تلهِ بخار: نزدیک به لوله‌کشی یا زمین؟
تا اینجا به این مساله پرداختیم که تله بخار یعنی چه، اما مساله‌ی مهم دیگر بهترین مکان برای نصب تله بخار بر روی سیستم بخار است. از آنجایی که سمت ورودی یک تله صرفا امتداد لوله‌ی اصلی بخار است، یک روش نصب تله بخار نزدیک به خط اصلی است تا تلفات حرارتی ناشی از تشعشات محدودتر شود. با این حال، از آنجایی که شبکه‌های بخار اغلب در مکان‌هایی مرتفع قرار می‌گیرند، یکی از معایب اصلی نصب این تجهیز نزدیک به بدنه‌ی اصلی این است که می‌تواند بازرسی و نگهداری آن را دشوار سازد.
تله‌هایی که به آسانی در دسترس نیستند بعلاوه در خطر نادیده گرفته شدنی یا فراموش شدن هستند که در صورت عدم عملکرد صحیح تله بخار می‌تواند با مشکلاتی همراه شود. اغلب چنین تله‌هایی در مکان‌های غیرقابل دسترس، ممکن است به خوبی کار نکنند و برای سال‌ها نیز مورد توجه قرار نگیرند.
اگر یک نردبان یا سایر وسایل برای دسترسی دائم به تله بخار وجود داشته باشد، می‌توان این تجهیزات را به راحتی مورد ارزیابی و بررسی قرار داد.
توصیه می‌شود تله‌بخار در مکانی با دسترسی راحت نصب شود. با این الزام که هر تله بخاری که به صورت افقی نصب شده باید تا حد ممکن نزدیک به پایه‌ی عمودی قرار گیرد. سپس لوله‌ی ورودی تله باید به خوبی عایق‌بندی شود تا میزان هدر رفتن حرارت محدود شود.
(در مورد اینترفیس اعلام حریق مطالعه کنید.)
چرا نمی‌توان به جای تله بخار از یک شیر معمولی استفاده کرد؟
گاهی اوقات تصور بر این است که می‌توان به جای استفاده از تله بخار با تنظیم دستی دهانه‌ی شیر، مقدار میعانات تولید شده را تنظیم کرد. از نظر تئوری این مساله امکان‌پذیر است؛ با این حال، دامنه‌ی شرایط لازم برای دستیابی به این امر آنقدر محدود است که در عمل نمی‌توان این روش را یک راه‌حل واقع‌بینانه دانست. بزرگترین مشکل با روش دستی و استفاده از شیرهای معمولی این است که نوسان در مقدار میعانات تشکیل شده، قابل جبران نیست. مقدار میعانات تولید شده در یک سیستم معین، ثابت نیست.
- مقدار میعانات تشکیل شده در هنگام راه‌اندای با مقدار میعانات تشکیل شده در طول عملکرد معمولی، متفاوت است.
- در مورد لوله‌های انتقال بخار، مقدار میعانات تشکیل شده ممکن است بسته به دمای بیرونی، متفاوت باشد.
اگر دستگاه نتواند به نوسان در مقدار میعانات تشکیل شده پاسخ دهد، میعاناتی که باید تخلیه شود در عوض در داخل تجهیزات یا لوله‌ها جمع می‌شود و در نتیجه راندمان انتقال حرارت کم شده و منجر به ضربه‌ی قوچ می‌شود.
(از مطلبی که در مورد شیر کنترل نوشته‌ایم، بازدید کنید.)
فروش تله بخار
گفتیم که تله گرما چیست و انواع مختلف آن را معرفی کردیم. شرکت‌های مختلفی به تولید این تجهیز می‌پردازند و تله بخار ایرانی نیز با کیفیت بالا در دسترس مشتری‌ها وجود دارد. تله بخار عیوض تکنیک یکی از نمونه‌های ایرانی تله بخار است که تحت برند عیوض تولید و عرضه می‌شود. برند عیوض انواع مختلفی از تله بخارها را با عملکردهای متفاوت، متریال و سایزهای مختلف ارائه می‌دهد. تله بخار قیمت متفاوتی با توجه به این ویژگی‌ها دارد که می‌توانید بسته به نیاز خود آنها را تهیه کنید.
