روش های كنترل دما در مبدل های حرارتی بخار-۱۴۰-۳

روش های كنترل دما در مبدل های حرارتی بخار-140-3

تاسیسات

“مجله تاسیسات شماره ۱۴۰”

بمنظور كنترل دمای مبدل های حرارتی با مدار گرم كننده بخار ، از روشهای متعددی می توان استفاده نمود.در این رابطه بسیار ضروری است كه شرایط واقعی عملكرد فرایند مد نظر قرار گرفته وسپس نوع كنترل دما انتخاب شود.

 

برخی از نكاتی كه باید در زمان انتخاب سیستم لحاظ گردد ، در زیر عنوان شده است :

  • فشار واقعی بخار مورد نیاز در مبدل حرارتی
  • فشار برگشتی (معكوس ) كه بر خروجی كندانس از مبدل اعمال می شود.
  • آیا جریان ثانویه (گرم شونده) ثابت یا متغیر است ؟
  • ساختار مبدل حرارتی

استفاده از سیستم كنترل بخار ورودی

در این روش كنترل ، مبدل با توجه به گذر كامل جریان در مدار ثانویه در سخت ترین شرایط (بالاترین اختلاف دما) اندازه گیری می شود.در صورتی كه مبدل حرارتی مورد نظر ، بطور خاص جهت بخار طراحی نشده و عملا بزرگتر از حد نیاز باشد ، می توان با تعبیه یك مدار بای پس در ورود از ثانویه ، سیستم مبدل را بهینه سازی كرد.

 

میزان گذر جریان بخار (ومتعاقبا فشار بخار ) بوسیله شیر دوراهه كنترل در مدار ورودی به مبدل تنظیم می شود (شكل۱).

 

تاسیسات

 

موقعیت تنظیم (درصد بازوبسته بودن ) شیر كنترل با توجه به سیگنال ارسالی از كنترلر تعیین می شود.میزان سیگنال مذكور نیز طبق اطلاعات دریافتی از سنسور دما كه در مدار ثانویه (گرم شونده) نصب می شود ، مشخص خواهد شد.

در مدار خروجی مبدل حرارتی از مجموعه تله بخار وشیر آلات جانبی جهت تخلیه كندانس استفاده می شود.

مزایا :

  • طراحی وعملكر د نسبتا ساده
  • تنظیم راه اندازی وبهره بردای نسبتا آسان
  • پاسخ تسبتا سریع به تغییرات وشرایط بار حرارتی

 

معایب :

  • در صورت استفاده از مبدل هایی كه جهت بخار طراحی نشده باشند ، احتمالا مبدل بیش از اندازه بزرگ خواهد بود.
  • در صورت تغییر عمده در شرایط جریان ثانویه (كاهش جریان یا افزایش دما )ویا در صورت افزایش فشار معكوس بر سیستم كندانس ، احتمال عدم تخلیه مناسب وجمع شدن آب در مبدل (stall) وجود خواد داشت.

 

استفاده از سیستم كنترل بخار ورودی به همراه سیستم تخلیه اجباری كندانس

در این روش نیز مبدل حرارتی جهت عبور صدر در صد جریان ثانویه وگرمایش آن تا دمای طراحی انتخاب می شود.جریان بخار ورودی به مبدل حرارتی بوسیله شیر دوراهه ، كنترلر وسنسور مربوطه كنترل می گردد.

در مدار خروجی كندانس مبدل ، از پمپ كندانس وتله بخار مشترك استفاده می شود(شكل۲).

 

تاسیسات

 

استفاده از مدار بسته باریك بین بدنه پمپ وخروجی مبدل حرارتی موجب بالانس فشار شده واجازه تخلیه راحت كندانس را بدست خواهد داد.با استفاده از این چیدمان ؛

در صورتی كه فشار كندانس در خروجی مبدل حرارتی بیشتر از فشار معكوس خط باشد ، تله بخار بصورت طبیعی عمل نموده وكندانس را تخلیه می كند وپمپ مكانیكی وارد مدار نخواهد شد.

در صورتی كه فشار خط كندانس خروجی از مبدل پایین تر از فشار معكوس باشد ، كندانس قادر به عبور از تله بخار نبوده ودر بدنه پمپ جمع می شود.در این صورت پمپ بطور اتوماتیك عمل نموده وبا افزایش فشار كندانس ، آن را تخلیه خواهد نمود.

مزایا:

  • طراحی وعملكرد نسبتا ساده
  • در تمامی شرایط كاری مبدل ، كندانس بصورت كامل تخلیه می شود.
  • نصب ، تنظیم وبهره برداری نسبتا ساده
  • پاسخ سریع به تغییرات با حرارتی
  • امكان استفاده از بخار با فشارهای پایین (حتی نزدیك به خلا) در مقابل فشارهای معكوس بالا.

 

معایب:

  • -هزینه بیشتر جهت نصب پمپ مكانیكی

زمانی استفاده كنید كه :

  • فشار معكوس بیشتر از فشار ورودی به مبدل باشد یا احتمال بیشتر شدن آن وجود داشته باشد.
  • بعلت ایجاد رسوب در مبدل یا به منظور كاهش بخار فلاش ، از فشار های پایین بخار استفاده گردد.

استفاده از شیر كنترل سه راهه در مدار ثانویه (مدار گرم شونده)

در این روش ، بخار با فشار ثابت به مدار اولیه مبدل حرارتی اعمال می گردد.بنابراین دمای خروجی سیال ثانویه از مبدل حرارتی ، با فاصله اندك در نزدیكی دمای بخار ورودی خواهد بود.

در صورت استفاده از شیر سه راهه نوع مخلوط كننده(Mixing Type ) درصدی از جریان برگشتی (ورودی به مبدل) با درصدی از جریان خروجی از مبدل مخلوط شده تا دمای مورد نیاز فرایند را تامین نماید (شكل ۳).

 

تاسیسات

 

مزایا:

  • فشار ثابت بخار در مدار ورودی به مبدل حرارتی

معایب :

  • فشار مدار ثانویه باید به اندازه كافی بالاتر از فشار مدار اولیه در نظر گرفته شود تا مانع از جوشیدن سیال ثانویه آب باشد ، فشار آن حداقل باید برابر فشار بخار ورودی اعمال شود.

زمانی استفاده كنید كه :

  • بكارگیری فشار ثابت بخار در مدار اولیه می تواند مشكل آب گرفتگی (stall) در مبدل را حل نماید.
  • فشار بخار ورودی خیلی كم بوده (كوچكتر از یك بار ) وفشار معكوس زیاد نباشد.

استفاده از شیر كنترل دو راهه در مسیر خروجی كندانس

در این روش ، شیر كنترل نصب شده در خروجی مبدل حرارتی (مدار اولیه ) ، سطح كندانس در مبدل را كنترل وتنظیم می كند (شكل۴) .

 

تاسیسات

 

با بسته شدن شیر كنترل ، كندانس به داخل مبدل برگشته وسطوح حرارتی مبدل را پر می كند.با كاهش سطح حرارتی ، قدرت گرمایش وانتقال حرارت مبدل حرارتی كاهش می یابد.

با باز شدن مجدد شیر مذكور ، سطح كندانس در مبدل كاهش پیدا كرده وبا پدیدار شدن سطوح حرارتی ، نرخ انتقال حرارت افزایش می یابد.

معمولا اندازه مبدل حرارتی طوری انتخاب می شود كه در زمان حداكثر بار حرارتی ، كندانس مقدار تقریبی ۲۵ تا ۵۰% از سطوح حرارتی را پوشانده باشد.میزان پائین آمدن دمای كندانس در مبدل حرارتی ، دقیقا به مقدار سطوح پوشانده شده توسط كندانس مرتبط است.

 

مزایا:

  • بعلت خنك شدن واستفاده از دمای محسوس كندانس ، بخار فلاش از بین رفته ویا بسیار كم خواهد بود.
  • فشار بخار ورودی ثابت ورودی موجب رفع آب گرفتگی مبدل حرارتی می شود.

 

معایب :

 

  • پاسخ آهسته به تغییرات بار حرارتی
  • ایجاد ضربات چكش ، اتعاشات وافزایش احتمال صدمه به مبدل حرارتی

زمانی استفاده كنید :

  • میزان بار حرارتی همواره ثابت ونسبتا زیاد باشد.
  • فشار بخار نسبتا پائین (كمتر از ۵bar) باشد.
  • آزاد شدن بخار فلاش مشكل ساز باشد ویا به هر علتی كندانس خروجی باید سرد شده باشد.

 

! کپی ممنوع * استفاده از مطالب این سایت فقط با ذكر نام منبع بلامانع می باشد * کپی ممنوع !

 

انواع دیگ های(بویلرهای) بخار مشهد بویلر انواع دیگهای(بویلرهای)روغن داغ مشهد بویلر انواع دیگ های(بویلرهای) آبگرم(آبداغ)-دیگ فولادی مشهد بویلر بخارشوی-كارواش-تجهیزات موتورخانه-روغن حرارتی-هیتر هوای گرم فیلترشنی-مبدل حرارتی-سختی گیر-موگیر و صافی-منبع كوئل دار مقاللات تخصصی بویلر(دیگ بخار)-نرم افزارهای تخصصی-استانداردهای فنی