تراپ ( تله بخار)
تراپ ها یا همان تله بخارها از ضروریات سیستمهای بخار و سیال می باشند.داشتن یک بخارخوب ومیعان و تقطیر و همچنین حفظ حرارت و خارج کردن گازهای اضافی تقطیر شده یکی از اساسی ترین کارهای مربوط به سیستمهای سیال می باشد.نصب تراپ در خروجی تجهیزات و مبدل ها مانع از ورود بخار به خط برگشت میگردد.
تراپها در انواع مختلف و با ساختار و عملکردهای متفاوت ضمن جلوگیری از اتلاف بخار و انرژی وظیفه مهم خروج سریع چگالیده و گازهای غیر قابل تقطیر و هوا را نیز بعهده دارند.
تراپ ها را می توان به گروههای عمده زیر طبقه بندی نمود:
تله بخار سطلی معکوس
نوعی تله بخار با عملکرد کاملا مکانیکی که بر اساس اختلاف چگالی بخار و آب کار می کند. به هنگام ورود بخار ،سطل واژگونه در محفظه تله بخار ،تحت تاثیر فشار بخار ورودی بالا می رود و باانسداد سوپاپ مانع خروج بخار می گردد.با تقطیر بخارو ایجاد چگالیده،فشار ناشی از وزن آب موجب پایین آمدن سطل و غوطه ور شدن سطل،سوپاپ خروجی باز می شود،با گشایش سوپاپ،چگالیده،هواو گازهای غیر قابل تقطیر به خط برگشت راه می یابند.منفذ کوچکی در بخش فوقانی سطل موجب جمع آوری هوا در محفظه بالای تله بخار می گردد.به هنگام پایین رفتن سطل و باز شدن سوپاپ،هوا به همراه چگالیده از تله خارج می شود.تله بخارهای سطلی در سیستمهای فشارقوی دارای عملکرد بهتری هستند،اما ازآنها در سیستمهای فشار ضعیف نیز می توان استفاده کرد.
این نوع تله بخارها دارای عملکردی متناوب هستند، به این معنا که جریان خروجی آب درآنها به ازای هر بار پر و خالی شدن سطل، متوقف و باز از سر گرفته می شود.
تله بخارهای سطل معکوس در مقابل ضربات قوچ مقاومت خوبی از خود نشان می دهند و با توجه به بالا بودن سوپاپ،امکان گرفتگی ناشی از وجود ذرات معلق در آنها بسیار کم است.
حفظ انرژی،دوام،مقاومت خوب در مقابل خوردگی ،تخلیه هوا و CO2 در دمای بخار و مقاومت مناسب در مقابل یخ زدگی از دیگر امتیازات این نوع تله بخار محسوب می شود.
این نوع تله بخارها در انواع چدنی ،فولادی و استیل با اتصالات پیچی ،فشاری ،جوشی و فلنچی در ابعاد 8/3 تا 2/1 2 اینچ تا ظرفیت 000/20 پوند بر ساعت و فشار کار5 تا 2700 پوند بر اینچ مربع قابل استفاده هستند.در صورت نیاز به ظرفیت های بالاتر می توان چنذ تله بخار را به طور موازی در مدار برگشت قرارداد،مشروط بر اینکه ابعاد و ظرفیت آنها با هم برابر باشد.
مزایای تله بخار سطلی معکوس:
• مقاوم در برابر فشار بالا
• مقاوم در برابر ضربه قوچ
• مناسب برای خطوط بخار سوپرهیت
معایب تله بخار سطلی معکوس:
• به آهستگی هوا را تخلیه می کند.
• تا زمانی که داخل آنها مایع تقطیر شده نباشد آبندی خوبی نداشته و در نتیجه بخار زنده زیادی در شروع به کار اتلاف خواهد کرد.
• در خروجی این تراپها باید یک Cheek Valve استفاده شود تا از برگشت کندانس به داخل تراپ از خط برگشت جلوگیری شود.
تله بخار شناوری-حرارتی (فلوتر-ترموستاتیک)
این نوع تله بخارعلی رقم دارابودن حس گر حرارتی در گروه تله بخارهای مکانیکی قرار میگیرد.این گونه تله بخارها دارای دو بخش کاملا مجزا هستند ، یک بخش شامل شیر شناوری و بخش دیگر نوعی شیر حرارتی از نوع فانوسه ای یا دو فلزی (bimetallic valve) است.
تله بخارهای شناوری-حرارتی براساس چگالی و دمای سیال عمل می کنند.به طور دقیق تر شیر حرارتی براساس اختلاف دمای بخار و هوا ،و شیر شناوری بر مبنای اختلاف چگالی بخار و آب واکنش نشان می دهد. این نوع تله بخارها در فشار های پایین (تا15psig ) بسیار خوب عمل می کنند و جریان آب خروجی درآنها به صورت پیوسته است.این تراپ ها درمقابل شوک های هیدرولیکی مقاومت خوبی ندارند،اما در برابر پس فشار مقاوم هستند.
تله های شناور-حرارتی در مقابل یخ زدگی آسیب پذیرند، برای رفع این نقیصه و بهبود تخلیه هوا به هنگام دمای پایین محفظه،بهتر است که از شیر خلاء شکن به عنوان منفذی جداگانه استفاده شود.
تله بخارهای شناوری-حرارتی در انواع چدنی و فولادی با اتصال پیچی ،جوشی،فلنچی در ابعاد اتصال 2/1 اینچی تا 3اینچ و تا ظرفیت 000/280 پوند در ساعت درفشارهای 0 تا 450psi مورد استفاده قرار می گیرند.
مزایای تله بخار فلوتر ترموستاتیک:
• این نوع تراپ تحت تاثیر تغییر ناگهانی فشار و یا بی جریانقرار نمی گیرد.
• این تراپ ها بطور مداوم کندانس را تخلیه و باعث از بین رفتن حرارت کمتری می شوند.
• این تراپ ها دارای ظرفیت تخلیه زیادی می باشند
• این تراپ ها در برابر ضربه قوچ مقاوم می باشند و در مقابل چگالی مایع تقطیر شده به یک اندازه عمل می کند.
معایب تراپ های فلوتر ترموستاتیک:
• در مقابل یخ زدگی آسیب پذیرند و باید در شرایط بی حفاظ عایق کاری شود و یا یک شیر تخلیه جهت خارج کردن آب داخل آن تعبیه گردد.
تله بخار ترمودینامیک
تله بخار ترمودینامیک یا دیسکی دارای قطعه ای صفحه گونه و مدور است که بر اساس مکش حاصل از سرعت بخار عمل می کند.
به هنگام ورود آب تقطیر شده به محفظه تله بخار،دیسک بدون هیچ حرکتی اجازه خروج آن را به مدار برگشت می دهد، اما به محض ورود بخار و کشش حاصل از آن ، دیسک به سمت پایین حرکت نموده و موجب انسداد خط خروجی می گردد. به محض تقطیر بخار، وزن آب باعث بالا رفتن مجدد دیسک می شود.عملکرد این گونه تله بخارها متناوب و بر مبنای سرعت جریان بخار و چگالی آب حاصل از تقطیر است.
تله بخار های دیسکی علیرغم داشتن مزایای همچون ،حجم کوچک و قابلیت استفاده در وضعیت های محدود و حتی به صورت قائم و نیز مقاومت خوب در مقابل خوردگی و ضربات قوچ، در مقابل پس فشار مقاوم نیستند . دوام کم،عدم توانایی تخلیه هوا در فشارهای خیلی پایین و ایجاد سرو صدا به هنگام کار از معایب دیگر اینگونه تله بخارها محسوب می شود.
این گونه تله بخارها در ابعاد کوچک (8/3 الی 1 اینچ)و از جنس فولاد ضد زنگ با فشار کار 10 تا600 پوند بر اینچ مربع و تا ظرفیت 2850 پوند در ساعت کاربرد دارند.
مزایای تله بخار ترمودینامیکی:
• احتیاج به هیچ تنظیم و تغییر در طول دوره عمر کاریش ندارد.
• دارای ظرفیت تخلیه زیادی نسبت به هم خود می باشد.
• می تواند در فشارهای بالا و یا بخار فوق گرم استفاده شود و در برابر ضربه قوچ و خوردگی و یخ زدگی مقاوم هستند.
• به راحتی قابل تعمیر و سرویس هستند.
معایب تله بخار ترموینامیکی:
• در فشار خیلی پایین خوب عمل نمی کنند.
• این تله بخارها ایرونت خوبی انجام نمی دهند.
• دارای صدای زیادی هستند.
تله بخار حرارتی(ترموستاتیک)
تله بخار حرارتی یا ترموستاتیک قطع نظر از نوع حس گر به صورت متناوب و بر مبنای اختلاف دمای بخار و چگالیده عمل می کند.مقاومت در مقابل پس فشار ،توانایی تخلیه هوا در فشارهای خیلی پایین ،بازده مناسب در بارهای خیلی کم و مقاومت نسبتا خوب در مقابل خوردگی از دیگر مزایای تله بخار حرارتی است.تله بخارهای حرارتی از نظرنوع حس گر حرارتی در دو گروه عمده با مایع منبسط شونده و بی متالی (دو فلزی) طبقه بندی می شوند.
تله بخارهای حرارتی معمولا از جنس فولادی یا برنجی هستند و حداکثر به قطر 1 اینچ تا ظرفیت 3400 پوند در ساعت و فشار 600psig مورد استفاده قرارمی گیرند.
مزایای تله بخار ترموستاتیکی:
• کوچک و سبک می باشند.
• قابلیت هواگیری خوبی دارند.
• نحوه نصب این تراپ بصورت دلخواه امکان پذیر است.
معایب تله بخار ترموستاتیکی :
• مقابل نوسانات دما و فشار مناسب نیستند.
• در مقابل یخ زدگی اسیب پذیرند.
• در دماهای بالا ظرفیت تخلیه مناسبی ندارند.
انتخاب تله بخار
بهره برداری بهینه از تله بخارها، مستلزم انتخاب صحیح آنها بر مبنای نوع کاربری، فشارکار و ظرفیت است و در نظر گرفتن موارد زیر ضروری است :
• بار چگالیده
• ضریب اطمینان
• حداکثر فشار مجاز
• اختلاف فشار
بار چگالیده:
به منظور تامین بار چگالیده یا ظرفیت تله بخار به تناسب نوع سیستم و تجهیزات مصرف کننده بخار، روابط محاسباتی خاصی به کار می رود .
ضریب اطمینان:
در صورت کاهش اختلاف فشار،ممکن است چگالیده مطابق ظرفیت تعیین شده،تخلیه نگردد.بنابراین اعمال ضریب اطمینان به میزان 1.5 تا10 برابر ظرفیت معین با توجه به نوع تجهیزات و توصیه کارخانجات سازنده لازم می آید.
ضریب اطمینان بر اساس دانسته ها و یافته های قبلی و شرایط ویژه طرح در نظر گرفته می شود،به عبارت دیگر تعیین آن امری کاملا تجربی است.
حداکثر فشار مجاز:
تله بخار باید توانایی مقاومت در مقابل حداکثر فشار طراحی شده سیستم را داشته باشد، اگر چه ممکن است هیچگاه تحت چنین فشاری قرار نگیرد. به عنوان مثال اگر حداکثر فشار ورودی تله بخاری 350psig و فشار در خط برگشت 150psig باشد، اختلاف فشار حاصله 200psig خواهد بود و تله بخار تحت این فشار عمل خواهد نمود، اما در نظر گرفتن تله بخار با تحمل فشار 350psig ضروری است.
اختلاف فشار:
تفاضل فشار خط اصلی و خط برگشت، "حداکثر اختلاف فشار" خوانده می شود.در سیستمهای مجهز به شیر فشار شکن ، اختلاف فشار حداکثر بر مبنای تفاضل فشار بعد از فشار شکن و خط برگشت تعیین می گردد. اما واقعیت این است که در عمل به دلیل وجود افت فشار در وصاله ها، شیرالات و خطوط لوله ممکن است فشار ورودی تله بخار کمتر از فشار تعیین شده خط اصلی باشد.
شیرهای کنترل تدریجی در مسیر رفت تجهیزات مصرف کننده، اغلب موجب تغییر دامنه فشار ورودی تله بخارها می گردند. که در این صورت کاهش بیش از حد فشار ورودی ممکن است منجر به بروز پیده پس فشار شود.
تفاضل فشار ورودی تله بخار و خط برگشت، اختلاف فشار عملیاتی نامیده می شود.در صورتی که اختلاف فشار عملیاتی کمتر از 80 درصد اختلاف فشار حداکثر باشد،بهتر است به منظور احتراز از عواقب کاهش فشار ورودی، اختلاف فشار حداکثر مبنای انتخاب تله بخار قرار گیرد.
تعیین مقدار اختلاف فشار به معنای تعیین حدی است که تله بخار باید تحت آن یا کمتر از آن بدون هیچ گونه عارضه ای نماید،درصورت توجه به همه جوانب و ویژگی ها، انتخاب تله بخاری که باحداقل اختلاف فشار ممکن پاسخگوی حداکثر ظرفیت باشد به طور قطع انتخاب خوبی است
