إن إنتاج كمية كافية من البخار في الغلاية لا يعني أن البخار الجاف سيصل إلى نقطة العملية عند الضغط المناسب. أنبوب ذو قطر خاطئ، تصريف غير مناسب، فرع معيب، اختيار غير مناسب للمصيدة؛ وقد يتسبب ذلك في فقدان الضغط، والضوضاء، والتآكل، والمطرقة المائية، وتقلب جودة الإنتاج.
خط توزيع البخار ليس مستقلاً عن المراجل البخارية؛ وهو نظام يجب تصميمه مع الإنتاج وإرجاع المكثفات.
كيفية تحديد قطر ماسورة البخار؟
لا يتم اختيار قطر الأنبوب بناءً على مخرج الغلاية فقط. يتطلب الحساب البيانات التالية:
- معدل تدفق البخار الطبيعي والحد الأقصى المطلوب نقله
- ضغط الدخول والاستخدام للخط
- البخار المشبع أو شديد السخونة
- طول الأنبوب وما يعادله من خسائر حديد التسليح،
- انخفاض الضغط المسموح به،
- معدل البخار المستهدف
- العزل والظروف البيئية
- زيادة السعة المستقبلية.
يمكن إجراء حساب أولي للقطر وفقًا للسرعة باستخدام معدل التدفق الكتلي وحجم معين من البخار. ومن ثم يجب التحقق من القطر الداخلي الفعلي وحجم الأنبوب القياسي وفقدان الضغط الإجمالي.
نتائج القطر الصغير والكبير
تزداد سرعة البخار وفقدان الضغط في الأنبوب الأصغر من اللازم. قد يحدث ضوضاء وتآكل واهتزاز في الصمامات والأكواع. وقد لا تحصل العملية على البخار المطلوب رغم توفره في الغلاية.
الأنابيب الأكبر من اللازم تزيد من تكاليف الاستثمار والعزل. نظرًا للسطح الكبير، قد يزيد فقدان الحرارة وكمية المكثفات المتكونة عند بدء التشغيل لأول مرة. ولهذا السبب فإن منهج “الأنبوب الكبير أكثر أمانًا” ليس صحيحًا.
منحدر الخط وجيوب المكثفات
تتشكل المكثفات باستمرار مع ارتفاع درجة حرارة خط البخار وأثناء التشغيل. يجب وضع الخط بمنحدر يسمح للمكثفات بالتدفق إلى نقاط الصرف المحددة. في الخطوط الطويلة، يتم تخطيط جيوب المكثفات المناسبة في نقاط الارتفاع، في نهاية الخط وقبل صمامات التحكم.
يجب أخذ جيب المتكثف من أسفل الأنبوب الرئيسي؛ يجب أن تحتوي على هندسة تمنع سحب المياه المتراكمة مرة أخرى بواسطة البخار عالي السرعة. تشتمل مجموعة الصرف عادةً على مصفاة، وترتيب مناسب للصمام، ومصيدة، وصمام فحص، ومنشأة اختبار.
لماذا يتم أخذ الغصن من أعلى الأنبوب؟
إذا تم أخذ فرع العملية من تحت خط البخار الرئيسي، فيمكن نقل المكثفات المتدفقة في الأسفل إلى نقطة الاستخدام. يوفر الفرع المأخوذ من الأعلى والموجه بشكل مناسب بخارًا أكثر جفافًا. ويجب تقييم احتياجات الصرف والفاصل قبل التفرع وفقًا لظروف الحمل والخط.
اختيار الملاءمة
مهمة مصيدة البخار هي الحد من فقدان البخار الحي أثناء تفريغ المكثفات والهواء. يختلف سلوك الأنواع الديناميكية الحرارية والميكانيكية والثرموستاتية. في التحديد:
- تحميل المكثفات العادي وبدء التشغيل
- ضغط الدخول والخروج
- ضغط خلفي متغير
- الحاجة إلى الإخلاء الجوي،
- خطر التجميد والمطرقة المائية
- سهولة الصيانة والاختبار
يجب أن تؤخذ بعين الاعتبار.
من الخطأ اختيار مصيدة البخار بناءً على قطر التوصيل فقط. قد تؤدي المصيدة الكبيرة إلى زيادة فقدان البخار الحي، بينما قد تؤدي المصيدة الصغيرة إلى زيادة تراكم المكثفات.
لماذا تحدث المطرقة المائية؟
قد تحدث المطرقة المائية عندما يتم سحب كتلة المكثفات المتراكمة في الخط بواسطة بخار عالي السرعة وتصطدم بصمام أو مرفق أو أي جسم آخر من الماء. يمكن أن يؤدي التكثيف المفاجئ أيضًا إلى إنشاء منطقة ضغط منخفض ويسبب تأثيرًا شديدًا.
الأعراض; ضجيج الطرق، وحركة الأنابيب، وتسرب الحافة، وتلف الشماعات، والفشل المتكرر في المصيدة. إن تحويل الصمام إلى الأسفل بشكل عشوائي لتقليل الصوت يمكن أن يخفي المشكلة؛ ويجب معرفة سبب تراكم المتكثفات.
طرق الوقاية من المطرقة المائية
- فتح صمامات البخار بشكل متحكم وتدريجي
- إعطاء الميل المناسب للخط
- إنشاء جيوب المتكثفات والصرف على فترات صحيحة
- اختيار المصائد حسب السعة والضغط الخلفي
- أخذ الفروع من الجزء العلوي للخط الرئيسي
- استخدام الوصلات التي لا تتراكم فيها المكثفات في تقليل القطر
- حساب التمدد ودعامات الأنابيب في الخطوط الطويلة
- اختبار المصائد المعيبة بانتظام
- استخدام الفاصل في النقاط الضرورية.
تصميم محطة تخفيض الضغط
صمام تخفيض الضغط ليس محطة قائمة بذاتها. اعتمادًا على التطبيق، قد تكون هناك حاجة إلى فاصل، ومصفاة، وتصريف، ومؤشرات ضغط، وصمام أمان، وصمام تحكم، وترتيب جانبي. ليس من الضروري أن يكون قطر الصمام هو نفس قطر الأنبوب؛ ويتم اختياره حسب معدل التدفق ونسبة الضغط.
نظرًا لزيادة الحجم المحدد للبخار بعد الصمام، غالبًا ما يكون قطر أنبوب المخرج مختلفًا عن قطر المدخل. ويجب التحكم في السرعة والضوضاء.
العزل والتشغيل
الخط غير المعزول لا يفقد الطاقة فحسب؛ ينتج المزيد من المكثفات. لا ينبغي ترك الصمامات والفلنجات مفتوحة طوال الوقت لأسباب تتعلق بالصيانة؛ ويمكن استخدام سترات عازلة قابلة للفصل.
أثناء التشغيل الأول، يكون حمل المكثفات أعلى مما هو عليه في التشغيل العادي لأن الخط بارد. يجب فتح الصمام الرئيسي ببطء، ويجب مراعاة المصارف وتسخين الخط تدريجياً. يزيد الضغط السريع من خطر الإجهاد الحراري والمطرقة المائية.
تتضمن أعمال التركيب والتجميع الميكانيكي لشركة هيسارماك التقييم المشترك لنظام البخار والمكثفات بين الغلاية ونقاط الاستخدام.
الأسئلة الشائعة
هل يمكن العثور على قطر أنبوب البخار من قيمة كجم/ساعة فقط؟
لا. بالإضافة إلى معدل التدفق، يجب تحديد الضغط ونوع البخار وطول الخط والتركيبات والسرعة وفقدان الضغط المسموح به.
ما الذي يجب فعله في حالة حدوث طرق في خط البخار؟
يجب تقييم الخط بشكل آمن ويجب التحقق من أخطاء استخدام المكثفات والانحدار والصرف والمصيدة والصمام. ولا ينبغي اعتبار التأثير الشديد أمرًا طبيعيًا.
كيف يمكنك معرفة ما إذا كان مصيدة البخار تعمل؟
فقط درجة حرارة السطح الخارجي ليست كافية. وينبغي استخدام قياس بالموجات فوق الصوتية/درجة الحرارة وإجراء اختبار مناسب لنوع المصيدة ودورة التشغيل.
لماذا يفتح صمام البخار الرئيسي ببطء؟
يوفر تسخينًا متحكمًا للخط البارد وتفريغ المكثفات الأولى؛ يقلل من التغيرات المفاجئة في الضغط ودرجة الحرارة.
الموارد الفنية
- ت.ر. وزارة الطاقة والموارد الطبيعية، مصادر التدريب على أنظمة البخار والمكثفات.
- ت.ر. وزارة البيئة والتحضر والتغير المناخي، مسودة المواصفات الفنية لتركيبات التدفئة.