การใช้งานช่องระบายอากาศ

บทช่วยสอนนี้อธิบายการใช้งานที่แตกต่างกันหลายอย่างสำหรับช่องระบายอากาศ รวมถึงท่อจ่ายไอน้ำหลัก ทางเบี่ยง ภาชนะหุ้มเสื้อนอก และลูกกลิ้งหมุน ประเด็นอื่นๆ เช่น การระบายอากาศปริมาณมาก การระบายอากาศเป็นกลุ่ม และการแทนที่ steam trap แบบเทอร์โมสแตติกยังถูกพิจารณาด้วย

Air vent units in general

หน่วยระบายอากาศโดยทั่วไป

ช่องระบายอากาศอัตโนมัติเป็นวาล์วที่ทำงานด้วยเทอร์โมสแตติก ติดตั้งในตำแหน่งที่ไอน้ำและอากาศ มากกว่า kondensate จะเข้าถึง หากช่องระบายอากาศอยู่ใกล้ฮีตเตอร์ที่มีมวลมากและทำงานใกล้อุณหภูมิไอน้ำ ความร้อนที่นำอาจทำให้ช่องระบายอากาศปิด หรืออย่างน้อยทำให้การทำงานช้าลง ดังนั้นจึงแนะนำว่าช่องระบายอากาศและท่อเชื่อมต่อควรติดตั้งโดยไม่หุ้มฉนวนเพื่อให้ทำงานถูกต้อง

ภายใต้สถานการณ์เหล่านี้ ช่องระบายอากาศดีที่สุดติดตั้งที่ปลายท่อยาวประมาณ 300 มม. ที่สามารถทำหน้าที่เป็นขวดรวบรวม และอนุญาตให้มีความชันอุณหภูมิจากช่องไอน้ำของฮีตเตอร์ไปยังช่องระบาย ‘ขวด’ ที่กล่าวถึงใน ‘ลูกกลิ้งหมุน’ อาจถูกใช้ในลักษณะนี้เป็นหน่วยรวบรวมอากาศ

เมื่อช่องระบายอากาศปล่อย มักปล่อยด้วยส่วนผสมอากาศ/ไอน้ำ มักถูกมองว่าเป็นไอน้ำบริสุทธิ์ และข้อสรุปเชิงตรรกคือเชื่อว่าช่องระบายอากาศรั่ว หากทำงานปกติ ระดับการปล่อยควรลดลงและหยุดในที่สุด หากช่องระบายอากาศยังคงปล่อยเป็นเวลานานโดยไม่มีสัญญาณว่าจะปิด อาจเสียหายและควรได้รับการตรวจสอบและซ่อมแซม

Steam trap bypasses

ทางเบี่ยง steam trap

ดูเหมือนเป็นธรรมชาติที่จะติดตั้งทางเบี่ยงแบบแมนนวลรอบ steam trap มักเปิดเมื่อเริ่มเดินเครื่อง เนื่องจากโหลด kondensate เมื่อเริ่มเดินเครื่องมักไม่เกินสองเท่าของโหลดเดินเครื่องมากนัก และ trap มักมีกำลัง kondensate ที่ให้ค่าความปลอดภัยมากกว่านี้ ดูเหมือนว่าหน้าที่จริงของทางเบี่ยงคือการระบายอากาศ ซึ่งอนุญาตให้ kondensate เข้าถึง trap

ทางเบี่ยงมักพบรอบ bucket trap ที่โดยธรรมชาติช้าในการระบายอากาศ ชุดสามารถทำให้ทั้งอัตโนมัติและมีประสิทธิภาพโดยเพียงแค่แทนที่วาล์วทางเบี่ยงแมนนวลด้วยช่องระบายอากาศอัตโนมัติ ทางเบี่ยงแมนนวลถูกลืมง่ายและทิ้งไว้เปิด และดังนั้นเป็นแหล่งที่มาที่อาจสิ้นเปลืองไอน้ำ

Vacuum breakers

ตัวทำลายสุญญากาศ

ตัวทำลายสุญญากาศอาจใช้ได้ผลดีในช่วงปิดระบบ เมื่อความดันต่ำกว่าบรรยากาศอาจเกิดขึ้นภายในท่อไอน้ำและอุปกรณ์ วางอย่างมีกลยุทธ์ จะอนุญาตให้ kondensate ไหลลงสู่จุดระบายน้ำ ด้วยการอนุญาตให้กำจัด kondensate ออกจากระบบไอน้ำใดๆ อย่างสมบูรณ์ ความกลัว waterhammer จะหายไปเมื่อเริ่มเดินเครื่องครั้งถัดไป

Saturated steam mains

ท่อจ่ายไอน้ำอิ่มตัว

ท่อจ่ายหลักเป็นช่องไอน้ำยาวที่มีหน้าตัดเล็ก เมื่อไอน้ำเปิดที่ปลายจ่าย จะเคลื่อนที่ตามท่อเหมือนลูกสูบ ดันอากาศข้างหน้า ช่องระบายอากาศที่ปลายท่อตามที่แสดงในรูป 11.10.13 โมดูล 10 จะกำจัดอากาศส่วนใหญ่ ช่องระบายเชื่อมต่อที่ด้านบนของท่อ หรืออย่างน้อยที่จุดเหนือระดับ kondensate ที่คาด

Superheated steam mains

ท่อจ่ายไอน้ำยิ่งยวด

ท่อจ่ายไอน้ำยิ่งยวดโดยทั่วไปต้องการการระบายอากาศเฉพาะเมื่อเริ่มเดินเครื่อง ช่องระบายอากาศที่ทนอุณหภูมิสูงได้ต้องการ ดังนั้นแบบ bimetallic จะเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุด

Jacketed pans

ภาชนะหุ้มเสื้อนอก

การเลือกตำแหน่งช่องระบายอากาศสำหรับการใช้งานเหล่านี้อาจทำได้ยาก อากาศที่ละลายในผลิตภัณฑ์เย็นถูกบังคับออกจากสารละลายเมื่อกระทะอุ่นขึ้น และฟองปรากฏด้านผลิตภัณฑ์ของเสื้อนอก การขาดฟองที่ผิวด้านในของกระทะเผยจุดเย็น บ่งชี้ว่าอากาศสะสมในเสื้อนอกที่ไหน

ด้วยการผสมผสานของ steam trap ประเภทผิดและไม่มีช่องระบายอากาศ ฟองมักจะเกิดสุดท้ายที่ก้นเสื้อนอกใกล้ทางออก kondensate และที่ด้านบนตรงข้ามจุดเข้าไอน้ำ steam trap ที่ดีที่สุดคือแบบลอยที่มีช่องระบายอากาศ วางใต้กระทะ อนุญาตให้ kondensate และอากาศไหลลงพื้น หรือไปยังถังรับรวมและปั๊ม ช่องระบายอากาศดีที่สุดวางตรงข้ามจุดเข้าไอน้ำที่ระดับสูง และผู้ผลิตที่เชื่อถือได้จะวางจุดต่อสำหรับวัตถุประสงค์นี้ (รูป 11.9.1 โมดูล 9)

กระทะเอียงต้องการ float trap ที่มีคุณสมบัติปลดล็อกไอน้ำ เนื่องจาก kondensate ถูกกำจัดผ่านท่อจุ่มผ่านข้อต่อหมุน หากไม่รวมช่องระบายอากาศแยก ช่องระบายอากาศแยกที่เบี่ยง trap จะปรับปรุงประสิทธิภาพ เช่นเดียวกัน steam trap ควรวางใต้ทางออก (รูป 11.9.2 โมดูล 9)

Rotating cylinders

ลูกกลิ้งหมุน

กรณีพิเศษที่น่าสนใจคือลูกกลิ้งอบแห้งที่ใช้ในอุตสาหกรรมกระบวนการหลายแห่ง ลูกกลิ้งแนวนอนจ่ายไอน้ำผ่านข้อต่อหมุนที่ปลายด้านหนึ่ง และวัสดุที่กำลังผ่านกระบวนการสัมผัสผิวนอกของลูกกลิ้ง kondensate ถูกปล่อยผ่านท่อจุ่มที่ผ่านข้อต่อหมุนเดียวกันหรือข้อต่อคล้ายกันที่ปลายตรงข้ามของลูกกลิ้ง

ด้วยลูกกลิ้งขนาดใหญ่ ปริมาตรอากาศที่ต้องปล่อยเมื่อเริ่มเดินเครื่องมีมาก อากาศที่สะสมในลูกกลิ้งระหว่างการทำงานปกตินำไปสู่จุดเย็นที่ผิวนอก และผลิตภัณฑ์ที่ไม่ผ่านกระบวนการถูกผลิต การระบายอากาศอัตโนมัติมีความสำคัญอย่างยิ่ง และต้องทำเป็นกิจวัตรหากต้องการผลลัพธ์ที่ดี

steam trap ที่ดีที่สุดสำหรับวัตถุประสงค์นี้คือแบบลอย-เทอร์โมสแตติกที่มีปลดล็อกไอน้ำ แต่ช่องระบายอากาศแยกมักยังต้องการเนื่องจากปริมาณอากาศที่ต้องล้างมาก

ประสบการณ์แสดงว่าช่องระบายอากาศและขวดรวบรวมอากาศที่ทางออก kondensate จะให้ผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยมหากติดตั้งตามที่แสดงในรูป 11.13.1 Fig. 11.13.1 - Cylinder drainage with system unit

Group air venting

การระบายอากาศเป็นกลุ่ม

ผู้ออกแบบอุปกรณ์ไอน้ำบางครั้งลดค่าใช้จ่ายโดยเชื่อมต่อจุดระยะไกลของช่องไอน้ำสองช่องหรือมากกว่า และติดตั้งช่องระบายอากาศเดี่ยวแทนที่จะใช้ช่องระบายอากาศแยกสำหรับแต่ละช่องไอน้ำ น่าเสียดายที่การจัดเรียงดังกล่าวมักไม่ประสบความสำเร็จ เครื่องทำความร้อนอากาศแบบหลายขดลวดอาจมีแต่ละขดลวดจ่ายจากท่อจ่ายไอน้ำเดียวกันที่จ่ายผ่านวาล์วควบคุมเดียว ที่นี่ ช่องระบายอากาศจะปิดเมื่อไอน้ำจากส่วนหนึ่งมาถึง อากาศที่มีในส่วนอื่นจะไม่มาถึงช่องระบายเพื่อเปิด ต่อมา ไอน้ำในตัวเรือนช่องระบายอากาศควบแน่น และถูกแทนที่อีกครั้ง อีกครั้ง เมื่อไอน้ำเข้ามาจากขดลวดที่มีอากาศน้อยที่สุด ช่องระบายมักปิดอย่างรวดเร็ว ส่วนผสมอากาศ/ไอน้ำในขดลวดอื่นไม่ถูกชักนำให้ไหลไปยังตำแหน่งช่องระบาย การระบายอากาศเป็นกลุ่มไม่ประสบความสำเร็จ และควรหลีกเลี่ยง เช่นเดียวกับการระบายน้ำ kondensate เป็นกลุ่ม

Extra large air vents

ช่องระบายอากาศขนาดใหญ่พิเศษ

กำลังของช่องระบายอากาศขึ้นอยู่กับขนาดรู ความดันแตกต่างทั่วที่นั่ง และคุณสมบัติของก๊าซที่ปล่อย ในบางกรณี ช่องไอน้ำที่ระบายมีขนาดใหญ่มาก เช่น ในเครื่องฆ่าเชื้อขนาดใหญ่และ retort ในอุตสาหกรรมอาหาร เครื่องอบฆ่าเชื้อขนาดใหญ่ ภาชนะบ่มยาง ฯลฯ ปริมาณอากาศที่ต้องระบายอาจมากจนต้องติดตั้งช่องระบายอากาศจำนวนมากขนานกัน คำตอบทางเลือกคือใช้การควบคุมอุณหภูมิแบบทำงานอัตโนมัติ ติดตั้งคล้ายกับรูป 11.13.2 Fig. 11.13.2 - Large volume air venting provided by a self-acting control system วาล์วต้องเป็นแบบที่เหมาะสมสำหรับบริการไอน้ำ วาล์วถูกวางตำแหน่งโดยระบบควบคุม และเซ็นเซอร์อุณหภูมิอยู่ที่ด้านปล่อยของวาล์ว การตั้งค่าอุณหภูมิปรับเป็น 100°C หรือต่ำกว่าค่านี้เล็กน้อย เนื่องจากความดันในท่อท้ายที่เซ็นเซอร์อุณหภูมิเป็นบรรยากาศ อุณหภูมิที่จุดนี้จะเป็น 100°C หากไอน้ำที่ปราศจากอากาศมาถึงเซ็นเซอร์หลังไหลผ่านวาล์ว ที่อุณหภูมินี้ วาล์วควรเพิ่งปิด อุณหภูมิที่ต่ำกว่าที่ตำแหน่งเซ็นเซอร์หมายความว่ามีอากาศบางส่วน และวาล์วจะเปิดเล็กน้อย

การวางตำแหน่งเซ็นเซอร์อุณหภูมิในลักษณะนี้ ด้านปล่อยของวาล์วที่ความดันท่อเป็นบรรยากาศ ยกเลิกผลของความดันต้นน้ำของวาล์ว ระบบควบคุมเพียงแค่ปิดวาล์วเมื่ออุณหภูมิเซ็นเซอร์ถึง 100°C และเปิดที่อุณหภูมิต่ำกว่า การจัดเรียงนี้ทำให้ใช้วาล์วระบายอากาศขนาดใหญ่ถึง DN50 ได้ค่อนข้างจริง ซึ่งอนุญาตให้ปล่อยอากาศปริมาณมาก

Venting air through thermostatic steam traps

การระบายอากาศผ่าน steam trap แบบเทอร์โมสแตติก

steam trap แบบเทอร์โมสแตติกใดๆ เช่น แบบ bellows หรือ capsule ความดันสมดุล หรือแบบ bimetallic สามารถใช้เป็นช่องระบายอากาศได้ เห็นได้ชัดว่าหน่วยทำงานควรเป็นแบบที่ตอบสนองต่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว และ trap ที่รวม bimetal ขนาดใหญ่อาจเหมาะน้อยกว่า แต่ หาก steam trap แบบเทอร์โมสแตติกใช้หลักเพื่อระบายน้ำ kondensate จะระบายอากาศได้อย่างมีประสิทธิภาพเพียงใด?

เนื่องจาก trap จะเปิดเมื่อเริ่มเดินเครื่องเมื่อเปิดไอน้ำ จะปล่อยอากาศที่ถูกดันมาหา

อย่างไรก็ตาม ระหว่างการทำงานปกติ trap อาจไม่มีประสิทธิภาพเท่าช่องระบายอากาศ ในฐานะ steam trap จะปิดต่อ kondensate ต่ำกว่าอุณหภูมิอิ่มตัวเล็กน้อย ดังนั้นด้วยซีลน้ำที่ทางเข้า trap อากาศและก๊าซไม่ควบแน่นอื่นจะถูกปิดผนึกในช่องไอน้ำกระบวนการชั่วขณะโดย kondensate

เมื่อ kondensate ที่ steam trap สูญเสียความร้อนบางส่วนในที่สุด เท่านั้น trap จะเปิดและปล่อยทั้ง kondensate และส่วนผสมอากาศ/ไอน้ำเย็น

วิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการปล่อยอากาศโดย steam trap จากช่องไอน้ำคือใช้ float trap ที่มีช่องระบายอากาศในตัว เนื่องจาก kondensate ควรมาถึง trap เสมอ การผ่านของก๊าซไม่ควบแน่นไปยังช่องระบายอากาศในตัวไม่ถูกขัดขวางระหว่างการทำงานปกติ

ต้องชี้แจงว่าอุปกรณ์อัตโนมัติที่ใช้ปล่อยส่วนผสมอากาศ/ไอน้ำ ไม่ว่าจะอธิบายเป็น steam trap หรือช่องระบายอากาศ ดีที่สุดวางเหนือระดับน้ำใน trap ในกรณีอื่นทั้งหมด การเพิ่มช่องระบายอากาศ (ที่ตำแหน่งที่ส่วนผสมอากาศ/ไอน้ำเข้าถึงได้ในทุกสภาพ) สามารถให้ผลลัพธ์ที่เป็นประโยชน์เกินสัดส่วนของค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม