سامانه بخار نیویورک
سامانه بخار نیویورک یک سامانه گرمایش ناحیه ای است که بخار تولید شده از ایستگاه‌های تولید بخار را می‌گیرد و زیر خیابان ها برای گرم کردن و خنک کردن ساختمان‌ها و کسب‌وکارهای بلند مرتبه حمل می‌کند. برخی کسب و کارها و تأسیسات نیویورک از بخار برای تمیزکاری و ضدعفونی کردن هم استفاده می‌کنند.
انفجار مرگبار در سیستم بخار
بخش اول:
در تاریخ انگلستان چهره های اساطیری زیادی دیده می شوند که یکی از معروف ترین آنها “ریچارد شیردل” است. البته آشنایی من با این شخص فقط از طریق فیلم های “رابین هود”و”آیوانهو”است و دقیقا نمی دانم این لقب “شیردل” به چه دلیل به او داده شده ؛
شاید بخاطر حضورش در جنگ های صلیبی بوده باشد. ولی من ریچارد دیگری را می شناختم که هم بین تاسیسات چی های نیویورک به “ریچارد شیردل” معروف بود چون بخصوص در تاسیسات بخار به کارهای جسورانه ای دست می زد که در واقع نوعی دیوانگی بود.
اما چرا می گویم “بود”؟ برای اینکه سال گذشته در یک حادثه انفجار مرگبار در سیستم بخار جان خود را از دست داد و حالا آخرین خاطره ای که از او دارم شامی است که یک هفته قبل از حادثه در منزلش خوردم.
اواخر شب پانزدهم جولای ۲۰۰۹ زمانی که برای اطلاع از خلاصه اخبار آن روز تلویزیون را گرفتم، بعد از چند خبر معمولی ناگهان یک خبر فوری از انفجار مهیب یک دیگ بخار در یک کارخانه صنایع غذایی که موجب آتش سوزی وسیع، مرگ فجیع ۸ نفر و مجروح شدن ۶ نفر شده بود، پخش شد.
چون صحبت از دیگ بخار بود به شدت هیجان زده و کنجکاو شدم که جزئیات حادثه را ببینم. عکس پرسنلی کشته شدگان را که نشان داد، ناگهان بند دلم پاره شد؛
پنجمین عکس متعلق به یکی از دوستان وهمکارانم بود:”ریچارد هیگ”معروف به “ریچارد شیردل”. وقتی خبرنگار تلویزیون با دوربین دستی اش به اجساد نزدیک می شد توضیح می داد که اغلب آنها متلاشی شده اند وبه بینندگان توصیه می کرد اگر قلب ضعیفی دارند به این صحنه ها نگاه نکنند.
در همین حال رئیس آتش نشانی نیویورک که قبلا بارها از من بعنوان کارشناس در حوادث مربوط به تاسیسات استفاده کرده بود زنگ زد و برای بررسی علت واقعه و تهیه گزارش کارشناسی از من کمک خواست.
سریعا خودم را به محل حادثه رساندم؛ خدا را شکر کردم که آن شب شام نخورده بودم چون قطعا با مشاهده صحنه همان جا بالا می آوردم.
فکر می کنم تا همین حد برای توصیف عمق فاجعه کافی باشد چون می ترسم شما هم روی این مقاله بالا بیاورید ومن دوست ندارم کسی روی این مقاله استفراغ کند! اما اجازه بدهید بیش از این شما را در انتظار نگذارم وبه اصل مطلب بپردازم.
علت حادثه چه بود؟
آنچه من در گزارشم در مورد علت وقوع این فاجعه نوشتم این بود:”ضربه قوچ ناشی از چگالش”. این در واقع شکل بسیار سریع و برق آسایی از چگالش است که می توان آن را “فروپاشی سریع حبابهای بخار”نامید.
این اتفاق هنگامی روی می دهدکه بخار کاملا درون چگالیده محبوس شود(شکل۱).
در چنین حالتی بخار تمام گرمای خود را به چگالیده و دیواره های لوله پس داده و به مایع تبدیل شود حجم بسیار کمتری را اشغال می کند که برحسب فشار بخار اشباع برابر با نسبتی بین چندصدم تا بالای یک هزارم است.
فشار فضای خالی داخل لوله نیز نسبت به فشار بخار چگالیده اطرافش افت می کند و فضای خالی کم فشار فعلی که قبلا توسط بخار اشغال شده بود سریعا توسط چگالیده پر می شود.
نتیجه این هجوم چگالیده ایجاد فشار اضافی در سیستم است که بصورت ضربات چکشی در بخش هایی از لوله توسط چگالیده پر می شود.
نتیجه این هجوم چگالیده ایجاد فشار اضافی در سیستم است که بصورت ضربات چکشی در بخش هایی از لوله که توسط چگالیده پر شده است، ظاهر می شود.
حال سوال این است که آیا این ضربات چکشی یا قوچ خطرناکند؟ در جواب باید گفت البته! می توانند بسیار خطرناک باشند. برای درک موضوع بهتر است اول ببینیم چه عواملی در شدت ضربات قوچ ناشی از چگالیده موثرند:
- فشار بخار
- درجه سردشدگی یا ساب کول(subcool)چگالیده موجود در لوله ها
- وجود گازهای غیر قابل تراکم در فضاهای خالی لوله
- حجم فضاهای خالی لوله
حال در صورت موجود بودن شرایط یعنی:اگر فشار بخار زیاد باشد، چگالیده کاملا سرد شده باشد، گازهای غیرقابل تراکم در فضاهای خالی داخل لوله ها وجود نداشته باشند و حجم فضای خالی آنقدر بزرگ باشد که آب بتواند سرعت بگیرد، آنوقت فشار اضافی که ایجاد می شود به راحتی از مرز یک هزار پوند بر اینچ عبور می کند.
چنین فشار زیادی برای پاره کردن بدنه شیرهای چدنی کافی است وبالقوه می تواند باعث جراحت وحتی کشته شدن افرادی باشد که در آن نزدیکی حضور دارند. حالا ممکن است بپرسید که مگر در سیستم های بخار معمول نیست که آب و بخار با هم در تماس باشند؟
پاسخ این است که یک طرح وارد خوب می داند که هرگز نبایدبخار پر فشار را به چگالیده باقیمانده از قبل نزدیک کند. این کار با تخلیه مناسب چگالیده توسط تله های بخار ومسدود کردن مسیر بخار زنده در سیستم های برگشت چگالیده انجام می شود؛ ولی باتمام این اوصاف بالاخره تماس حاصل می شود.
تاسیسات چی های درگیر با سیستم های بخار حتما شاهد بوده اند که در صورت عبور بخار حتما شاهد بوده اند که در صورت عبور بخار زنده از تله های بخار معیوب به درون خطوط برگشت چگالیده چه صداهای ناهنجاری به گوش می رسد.
واقعیت این است که فروپاشی حبابهای بخار در درون خطوط برگشت چگالیده، در درازمدت سبب تخریب اجزا ء خطوط برگشت چگالیده می شود.
درازمدت از این جهت که فشار موجود در خطوط برگشت چگالیده معمولا کم است(در حد چندpsi)، چگالیده زیاد خنک نمی شود وحبابهای بخار بسیار ریزند. البته در مواردی خاص (مثلا از کارافتادن یک تله بخار در حالت بسته وانباشته شدن چگالیده در بالادست آن)بخار پرفشار با چگالیده تصادم می کند؛
ولی آیا این حالت ها هم منجر به وقوع ضربه قوچ ناشی از چگالش می شوند؟ پاسخ در شکل وهندسه لوله ها نهفته است. یک حباب بخار وقتی فرو می پاشد که توسط چگالیده احاطه شده شده باشد و اگر به لوله های قائم که در آنها بخار بالای چگالیده قرار می گیرد دقت کنیم متوجه می شویم که بخار به دلیل نیروی غوطه وری طبیعی خود به داخل چگالیده وارد نشده و احتمال بروز ضربه قوچ ناشی از چگالش منتفی است؛
ضربه قوچ تنها در حالتی رخ می دهد که لوله قائم به سرعت تخلیه شود. بعلاوه تحقیقات نشان داده اند که چنانچه لوله ای در جهت حرکت جریان بخار شیب کافی (حداقل ۱/۲ اینچ در فوت)به سمت پایین داشته باشد ضربه قوچ ناشی از چگالش هرگز اتفاق نمی افتد.
ولی در شیب های کمتر از این مقدار و یا شیبهای خلاف جهت جریان بخار موضوع کاملا متفاوت است.در بازرسی سیستم بخار این کارخانه متوجه شدم که شیب لوله حاوی بخار در اینجا۱/۴ اینچ در هر ۱۰ فوت بود که البته برای خطوط بخار عادی است ولوله بیشتر حالت افقی دارد.حال به شکل۱ قوچ در چنین لوله ای را بررسی کنیم:
- بخار موجود در بالای چگالیده سرد شده، حرارت خود را به چگالیده و لوله های اطرافش داده وتقطیر می شود. اتلاف مداوم بخار به این ترتیب سبب ورود بخار تازه جایگزین به درون لوله شده وحرکت بخار روی چگالیده باعث ایجاد موجی از چگالیده می شود (اثر برنولی).
- چنانچه نرخ انتقال حرارت در سطح مشخصی از چگالیده به اندازه کافی زیاد و سریع باشد، سرعت حرکت بخار سبب بزرگ شدن موج چگالیده وبالا آمدن آن تا حدی می شود که لوله مسدود شود.
کپی ممنوع * استفاده از مطالب این سایت فقط با ذکر نام منبع بلامانع می باشد *کپی ممنوع !
 |  |  |  |  |  |
