وقتی بخار با فشاری بیشتر از حدّ نیاز تغذیه می شود باید از یک یا چند شیر کاهش فشار یا تنظیم فشار استفاده کرد. شیرهای کاهش فشار بخار ، مقدار فشار را تا حد اطمینان کاهش می دهند و آن را در حدّ نیاز تجهیزات تنظیم می کنند. این شیرها دو وظیفۀ اصلی به عهده دارند :
1 . در هنگام عدم نیاز، جریان بخار کاملا بسته شود تا از بالا رفتن فشار در سمت کم فشار جلوگیری گردد. (با استفاده از شیرهای یک نشیمنگاهی)
2 . خطوط کم فشار به اندازۀ کافی بخار را تقطیر کنند تا در اثر نشت شیرهای کاهش فشار بخار ، فشار افزایش نیابد. (در این مورد می توان از شیرهای دو نشیمنگاهی استفاده کرد)
شیرهای مورد استفاده در هر مورد از انواع زیر هستند :
1 . شیرهای با عملکرد مستقیم
2 . شیرهایی که تحت تأثیر نیروی فنر، وزنه یا باد باز و بسته می شوند.
3 . شیرهای نوع پیلوتی که در آنها از بخار آب، آب و یا هوای کمکی به عنوان سیال عمل کننده استفاده می شود.
تأثیر فشار بخار ورودی بر شیرهای با عملکرد مستقیم نوع دو نشیمنگاهی کمتر از تأثیر آن بر شیرهای با عملکرد مستقیم نوع یک نشیمنگاهی است. در شیرهای پیلوتی (یک یا دو نشیمنگاهی) تغییر فشار ورودی تأثیر نخواهد داشت.
نحوۀ نصب شیرهای کاهش فشار بخار
شیرهای کاهش فشار بخار باید در دسترس باشند تا بازدید و تعمیر آنها به سادگی میسّر شود. در اطراف هر شیر کاهش فشار باید یک مسیر کنارگذر که مساحت مقطع آن برابر با مساحت حلقۀ نشیمنگاه شیر کاهش فشار است وجود داشته باشد. شیر کف فلزی موجود در روی خط کنارگذر باید کاملا آب بند باشد. در سمت کم فشار و پرفشار باید از فشار سنج استفاده شود. این فشار سنج ها باید بتوانند تا فشار اولیه (ورودی به شیر کاهش فشار) را نشان دهند.
فشار سنج سمت کم فشار باید قبل از شیر قطع باشد تا بتوان در هنگام بسته بودن شیر قطع نیز شیر کاهش فشار را تنظیم کرد. برای بهره برداری دستی باید فشار سنج مشابهی را نیز در بعد از شیر قطع در نظر گرفت. در شکل اول نمونه ای از اتصالات مورد نیاز سیستم های کم فشار و در شکل دوم نمونۀ اتصالات مورد استفاده در سیستم های پرفشار نشان داده شده است.
هنگامی که اندازۀ شیرهای کاهش فشار بخار کوچک باشد می توان شیر کاهش فشار ذخیره را حذف و در هنگام تعمیرات برای تنظیم فشار از شیر قطع کن ورودی استفاده کرد.
صافی ها باید در ورود به شیر مرحلۀ اول کاهش فشار و نیز (در صورتیکه طول لوله کشی سیستم های بخار بین دو مرحله قابل ملاحظه باشد) قبل از مرحله دوم کاهش فشار نصب گردند. اگر فشار در دو مرحله کاهش می یابد، توصیه می گردد یک فشار سنج قبل از شیر کاهش فشار مرحلۀ دوم نصب شود تا از صحّت عملکرد شیر مرحلۀ اول اطمینان یابید. قبل از هر دو شیر کاهش فشار باید تله بخار نصب شود.
پیش بینی شیراطمینان
چنانچه از شیرهای کاهش فشار بخار در سیستم بخار استفاده می کنید، باید یک یا چند وسیله یا شیراطمینان پیش بینی شود و تجهیزات سمت کم فشار نیز بتوانند فشار اولیه (فشار قبل از شیر کاهش فشار) را به طور کامل تحمل کنند. شیر یا وسیلۀ اطمینان باید متصل و یا تا حد امکان نزدیک به شیر کاهش فشار نصب شود. ظرفیت مجموعۀ شیرهای اطمینان باید به حدی باشد که چنانچه شیر کاهش فشار باز نشد، مقدار فشار سیستم کم فشار از حد طراحی تجاوز نکند. ( انتخاب فشار در سیستم بخار )
اگر فشار خروجی از شیر کاهش فشار کمتر از 35 پاسکال است، شیر اطمینان را برای حداقل 5 پاسکال بیشتر از آن تنظیم کنید. در مرحله دوم ایستگاه های دو مرحله ای و یا اگر فشار خروجی از شیر کاهش فشار بیشتر از 35 پاسکال باشد باید شیر اطمینان برای حداقل 10 پاسکال بیشتر از فشار خروجی شیر تنظیم شود. تخلیۀ شیرهای اطمینان نباید در محلی صورت گیرد که برای اشیاء یا افراد خطرآفرین و یا با مقررات محلی مغایرت داشته باشد.
در شکل زیر نمونه ای از ایستگاهای کاهش فشار نشان داده شده است که در آن برای هر یک از تجهیزات فرایند و ناحیه های گرمایشی از یک خط مجزا استفاده شده است. اگر فشار اولیه کمتر از 50 پاسکال است می توان شیر کاهش فشار مرحلۀ اول را حذف کرد. در مجموعۀ A، شیر کاهش فشار یک مرحله ای وظیفۀ شیر تنظیم فشار را نیز انجام می دهد.
امکان انبساط بخار در قسمت خروج از شیر
وقتی از ایستگاه های کاهش فشار دو مرحله ای (مثلا 150 به 50 پاسکال و سپس 50 به 20 پاسکال) استفاده می کنید، سطح مقطع لوله های خروجی از هر شیر کاهش فشار را حدود دو برابر سطح مقطع دهانه خروجی شیر در نظر بگیرید تا امکان انبساط بخار در قسمت خروج از شیر وجود داشته باشد. این امر موجب می گردد بخار با سرعت یکنواخت تری حرکت کند. پیشنهاد می شود که شیرها حداقل 20 فوت از یکدیگیر فاصله داشته باشند تا از اختلال عملکرد شیر اول جلوگیری گردد. در عین حال، برای انتخاب فاصله بین شیرهای کاهش فشار بخار با سازندۀ شیر مشورت کنید.
در شکل زیر یک ایستگاه کاهش فشار دو مرحله ای (برای هنگامی که فشار خط اصلی بخار در سیستم گرمایش ناحیه ای بیشتر از حدّ مجاز سیستم های گرمایش درون ساختمان است) دیده می شود. در شیرهای کاهش فشار بخار ، مقدار فشار اولیه کاهش می یابد ولی در شیرهای تنظیم فشار، فشار بخار تا حدّ فشار مورد نظر تنظیم می گردد.
شیرهای کاهش فشار بخار با عملکرد مستقیم نوع پیلوتی
برای تمام ایستگاه های کاهش فشار بخار که در فرایندها، رختشویخانه، تأمین آبگرم سرویس و گرمایش ساختمان استفاده می شوند می توان بدون وجود محدودیت از شیرهای کاهش فشار بخار با عملکرد مستقیم نوع پیلوتی یا بادی استفاده کرد. در کاربردهایی که فشار خروجی از ایستگاه کاهش فشار تا 50 پاسکال است، می توان از شیرهای با عملکرد مستقیم نوع فنری نیز استفاده کرد. در این شیرها، بخار مورد نیاز را بدون اینکه فشار خروجی از ایستگاه تغییر کند می توان تأمین کرد.
هنگامی که فشار خروجی از شیر کاهش فشار کمتر از 15 پاسکال و مقدارگذر جریان بخار متوسط باشد، می توان از شیرهایی که تحت تأثیر وزنه باز و بسته می شوند استفاده کرد.
با توجه نوع شیر انتخابی، باید از خطوط تعدیل فشار یا ضربه استفاده شود. در شیرهای دیافراگمی با عملکرد مستقیم که دیافراگم ها از جنس های مشابه پلاستیک هستند، باید خط ضربه به زیر لولۀ بخار خروجی از شیر متصل گردد تا مقدار کندانسیت روی دیافراگم و خطوط ضربه و تعدیل فشار حداکثر باشد. اگر این خط به روی لولۀ بخار متصل شود، برای کاهش تغییرات فشار کندانسیت روی دیافراگم باید از یک محفظۀ جمع کننده کندانسیت استفاده کرد.
در شیرهای کاهش فشار بخار با عملکرد مستقیم و پیلوتی که در آنها از دیافراگم های فلزی استفاده شده باشد، برای جلوگیری از جمع شدن کندانسیت باید خطوط ضربه یا تعدیل فشار به لوله ای متصل شود که به طور تقریبی 2 تا 4 فوت از شیر کاهش فشار خارج و به سمت بیرون شیب داده شده است. در شیرهای کنترل فشاری که پیلوت در خارج آنها قرار دارد و توسط هوای فشرده یا آب کار می کنند، موقعیت خطوط ضربه و تعدیل فشار باید بر اساس پیشنهاد سازنده انتخاب شود.
انتخاب اندازۀ شیر
شیرهای کاهش فشار بخار باید بر مبنای حداکثر نیازهای تجهیزات و سیستم های گرمایشی انتخاب گردند. برای این کار باید محدودۀ تغییرات ظرفیت، سرعت تغییر بار، و دقت تنظیم مورد نیاز سیستم (به خصوص هنگامی که سیستم توسط درجه حرارت کنترل می شود و جریان بخار به صورت منقطع و متناوب است) در نظر گرفته شود.
شیر کاهش فشار باید با دقت انتخاب و با سازنده مشورت گردد. قطر لوله های ورودی و خروجی به شیر کاهش فشار باید چنان باشد که وقتی حداکثر مقدار بخار عبور می کند، سرعت از حداکثر مجاز تجاوز نکند. یک اشتباه متداول این است که اندازۀ شیر کاهش فشار را با لوله های ورودی یا خروجی به آن مساوی انتخاب می کنند. این امر موجب می گردد اندازۀ شیر بزرگتر از حد نیاز باشد و در هنگامی که شیر اندکی باز است، سرعت بخار زیاد و نشیمنگاه شیر ساییده شود.
پدیده سایش شیر
در تأسیساتی که مقدار بخار مورد نیاز زیاد و متغیر است، پدیدۀ سایش شیر می تواند در فصول معتدل و در هنگام کم بودن مقدار بخار مورد نیاز رخ دهد. برای غلبه بر این مشکل، از دو شیر کاهش فشار که به صورت موازی نصب می شوند استفاده کنید.ظرفیت یک شیر را 70 درصد و ظرفیت شیر دیگر را 30 درصد حداکثر مقدار گذر بخار در نظر بگیرید.
مثلا اگر مقدار بخار مورد نیاز 1000 پوند بر ساعت است، یک شیر را بر مبنای عبور 7000 پوند بر ساعت و شیر دیگر را بر مبنای دبی 3000 پوند بر ساعت انتخاب نمایید. در طی فصول معتدل (پاییز و بهار)، نقطۀ تنظیم فشار خروجی از شیر کاهش فشار بزرگتر را اندکی کمتر از فشار شیر کوچکتر در نظر می گیرند و مادام یکه شیر کوچکتر جوابگوی نیازها باشد، شیر بزرگتر بسته باقی خواهد ماند. در باقیماندۀ فصل گرمایش، تنظیم ها برعکس می گردد و جزء مواردی که شیر بزرگتر به تنهایی قادر به تامین بخار مورد نیاز نیست شیر کوچکتر بسته خواهد بود.
منبع : کتاب تاسیسات ساختمان – مهندس کاشانی حصار
مطالعه بیشتر ⇓