مصائد البخار الميكانيكية

تعتمد مصائد البخار الميكانيكية على الفرق في الكثافة بين البخار والمكثفات من أجل التشغيل. يمكنها تمرير كميات كبيرة من المكثفات بشكل مستمر ومناسبة لمجموعة واسعة من تطبيقات العمليات. تشمل الأنواع مصائد الكرة العائمة ومصائد الدلو المقلوب. يناقش هذا الدليل تشغيل وفوائد كلا النوعين.

مصيدة البخار ذات الكرة العائمة

تعمل مصيدة الكرة العائمة بالكشف عن الفرق في الكثافة بين البخار والمكثفات. في حالة المصيدة الموضحة في الشكل 11.3.1، سيُسبَّب وصول المكثفات إلى المصيدة ارتفاع الكرة العائمة، مُرفعةً الصمام عن مقعده ومُطلقةً المكثفات. كما يمكن ملاحظته، الصمام مغمور دائمًا ولا يمرر البخار أو الهواء عبره، لذا كانت المصائد المبكرة من هذا النوع تُفرَّغ باستخدام صنبور يُشغَّل يدويًا في أعلى الجسم. تستخدم المصائد الحديثة منفذ تفريغ هواء حراري، كما هو موضح في الشكل 11.3.2. يسمح هذا بمرور الهواء الأولي بينما تتعامل المصيدة مع المكثفات في نفس الوقت. يستخدم منفذ تفريغ الهواء التلقائي نفس عنصر الكبسولة ذو الضغط المتوازن كمصيدة بخار حرارية، ويُوضَع في مساحة البخار فوق مستوى المكثفات. بعد تفريغ الهواء الأولي، يظل مغلقًا حتى تتراكم الهواء أو الغازات الأخرى غير القابلة للتكثيف أثناء التشغيل العادي وتُسبَّب فتحه عن طريق تقليل درجة حرارة خليط الهواء/البخار. يُوفر منفذ تفريغ الهواء الحراري فائدة إضافيةتمثل في زيادة كبيرة في سعة المكثفات عند بدء التشغيل البارد.

في الماضي، كان منفذ تفريغ الهواء الحراري نقطة ضعف إذا كانت المطرقة المائية موجودة في النظام. حتى الكرة يمكن أن تتضرر إذا كانت المطرقة المائية شديدة. ومع ذلك، في المصائد العائمة الحديثة، منفذ تفريغ الهواء هو كبسولة مدمجة ومتينة جدًا من الفولاذ المقاوم للصدأ بالكامل، وتقنيات اللحام الحديثة المُستخدمة على الكرة تجعل مصيدة البخار العائمة-الحرارية الكاملة متينة جدًا وموثوقة في حالات المطرقة المائية.

من نواحٍ كثيرة، تُعد المصيدة العائمة-الحرارية الأقرب إلى مصيدة البخار المثالية. ستصريف المكثفات بمجرد تكوُّنها، بغض النظر عن تغيرات ضغط البخار. مزايا مصيدة البخار العائمة-الحرارية

تُفرغ المصيدة المكثفات بشكل مستمر عند درجة حرارة البخار. يجعلها الاختيار الأول للتطبيقات حيث يكون معدل نقل الحرارة مرتفعًا لمساحة سطح التسخين المتاحة.
قادرة على التعامل مع حمولات المكثفات الثقيلة أو الخفيفة بنفس الكفاءة ولا تتأثر بالتقلبات الواسعة والمفاجئة في الضغط أو معدل التدفق.
طالما رُكِّب منفذ تفريغ هواء تلقائي، تمتلك المصيدة القدرة على تفريغ الهواء بحرية.
لديها سعة كبيرة بالنسبة لحجمها.
الإصدارات التي تحتوي على صمام تحرير قفل البخار هي النوع الوحيد من المصائد المناسب تمامًا للاستخدام حيث يمكن أن يحدث قفل البخار.
مقاومة للمطرقة المائية. عيوب مصيدة البخار العائمة-الحرارية
على الرغم من أنها أقل عرضة للتضرر من مصيدة الدلو المقلوب، يمكن أن تتضرر المصيدة العائمة من التجمد الشديد ويجب أن يكون الجسم معزولًا جيدًا، و/أو مُكملًا بمصيدة تصريف حرارية صغيرة إضافية، إذا كان سيُركَّب في موقع مكشوف.
كما هو الحال مع جميع أنواع المصائد الميكانيكية، تتطلب أجزاء داخلية مختلفة للسماح بالعمل عبر نطاقات ضغط مختلفة. المصائد المُصمَّمة للعمل على ضغوط تفاضلية أعلى لها فتحات أصغر لتوازن طفو الكرة. إذا تعرضت المصيدة لضغط تفاضلي أعلى مما هو مُقصود، ستُغلق ولن تمرر المكثفات.

مصيدة البخار ذات الدلو المقلوب

تُوضَّح مصيدة البخار ذات الدلو المقلوب في الشكل 11.3.3. كما يوحي اسمها، تتكون الآلية من دلو مقلوب مُتصل برافعة بصمام. جزء أساسي من المصيدة هو ثقب صغير لتفريغ الهواء في أعلى الدلو. يُوضَّح الشكل 11.3.3 طريقة التشغيل. في (i) يتدلى الدلو لأسفل، مُسحبًا الصمام عن مقعده. تتدفق المكثفات تحت قاع الدلو مُملئةً الجسم ومستمرةً بعيدًا عبر المخرج. في (ii) يُسبَّب وصول البخار طفو الدلو، ثم يرتفع ويُغلق المخرج. في (iii) تبقى المصيدة مغلقة حتى يتكثف البخار في الدلو أو يتدفق عبر فتحة التهوية إلى أعلى جسم المصيدة. ثم يغطس، مُسحبًا الصمام الرئيسي عن مقعده. تُطلَّق المكثفات المتراكمة وتتكرر الدورة. في (ii)، الهواء الذي يصل إلى المصيدة عند بدء التشغيل سيُعطي الدلو أيضًا طفوًا ويُغلق الصمام. فتحة تهوية الدلو ضرورية للسماح للهواء بالهروب إلى أعلى المصيدة للتفريغ النهائي عبر مقعد الصمام الرئيسي. الثقب وفرق الضغط صغيران لذا المصيدة بطيئة نسبيًا في تفريغ الهواء. في نفس الوقت يجب أن تمرر (وبالتالي تُهدر) كمية معينة من البخار لتعمل المصيدة بمجرد تفريغ الهواء. منفذ تفريغ هواء موازٍ مُركَّب خارج المصيدة سيُقلل من أوقات بدء التشغيل. مزايا مصيدة البخار ذات الدلو المقلوب

يمكن تصنيع مصيدة البخار ذات الدلو المقلوب لتحمل الضغوط العالية.
كمصيدة البخار العائمة-الحرارية، لديها تحمُّل جيد لظروف المطرقة المائية.
يمكن استخدامها على خطوط البخار المُفرط التسخين مع إضافة صمام تحقق على المدخل.
نمط الفشل عادةً مفتوح، لذا هو أكثر أمانًا على تلك التطبيقات التي تتطلب هذه الميزة، على سبيل المثال مصروفات التوربين. عيوب مصيدة البخار ذات الدلو المقلوب
صغر حجم الثقب في أعلى الدلو يعني أن هذا النوع من المصائد لا يمكنه إلا تفريغ الهواء ببطء شديد. لا يمكن تكبير الثقب، لأن البخار سيمر بسرعة كبيرة أثناء التشغيل العادي.
يجب أن يكون هناك دائمًا ما يكفي من الماء في جسم المصيدة ليُشكِّل ختمًا حول حافة الدلو. إذا فقدت المصيدة ختم الماء هذا، يمكن أن يُهدَر البخار عبر صمام المخرج. يحدث هذا غالبًا في التطبيقات حيث يكون هناك انخفاض مفاجئ في ضغط البخار، مُسببًا تبخر بعض المكثفات في جسم المصيدة. يفقد الدلو طفوه ويغطس، مُسمحًا للبخار الحي بالمرور عبر فتحة المصيدة. فقط إذا وصلت كمية كافية من المكثفات إلى المصيدة سيتكوَّن ختم الماء مرة أخرى، ويمنع هدر البخار.
إذا استُخدمت مصيدة دلو مقلوب على تطبيق حيث يمكن توقع تقلبات ضغط المعدات، يجب تركيب صمام تحقق على خط المدخل أمام المصيدة. البخار والماء حرّان في التدفق في الاتجاه المُشار إليه، بينما التدفق العكسي مستحيل لأن صمام التحقق سيُجبر على مقعده.
درجة الحرارة الأعلى للبخار المُفرط التسخين من المرجح أن تُسبب فقدان مصيدة الدلو المقلوب لختم الماء. يجب اعتبار صمام تحقق أمام المصيدة أساسيًا تحت هذه الظروف. بعض مصائد الدلو المقلوب مُصنَّعة مع صمام تحقق مدمج كمعيار.
من المرجح أن تتضرر مصيدة الدلو المقلوب من التجمد إذا رُكِّبت في موقع مكشوف مع ظروف محيطية تحت الصفر. كما هو الحال مع الأنواع الأخرى من المصائد الميكانيكية، يمكن للعزل المناسب التغلب على هذه المشكلة إذا لم تكن الظروف شديدة جدًا. إذا كان من المتوقع ظروف محيطية تحت الصفر بشكل كبير، فقد يكون من الحكمة consider نوعًا أكثر متانة من المصائد للقيام بالعمل. في حالة تصريف الخطوط الرئيسية، ستكون المصيدة الحركية الحرارية هي الخيار الأول.
كالمصيدة العائمة، الفتحة في مصيدة الدلو المقلوب مُصمَّمة للعمل حتى أقصى ضغط تفاضلي. إذا تعرضت المصيدة لضغط تفاضلي أعلى مما هو مُقصود، ستُغلق ولن تمرر المكثفات. تتوفر مجموعة من أحجام الفتحات لتغطية نطاق واسع من الضغوط.

تعرَّف على البخار