قبل از آغاز هر بحث فنی، در ابتدا به مهمترین نکات پیرامون سیستم بخار با در نظر گرفتن فواید و مواد استفاده آن اشاره می شود.
بخار از شروع حرکت خود در انقلاب صنعتی با لکوموتیوهای بخار راه زیادی را پیمود و هم اکنون بصورت یکی از اجزاء مهم و ضروری تکنولوژی مدرن در آمده است.
بدون وجود بخار، صنایع غذایی، نساجی، شیمیایی ، پزشکی ، تولید قدرت، گرمایش و صنایع حمل و نقل نمی توانستند بصورت امروزه وجود داشته باشند.
بخار امکان انتقال انرژی کنترل شده را از موتور خانه مرکزی به سمت نقطه مصرف فراهم می نماید. هر جا که بخار در حال حرکت است در واقع حمل و توزیع انرژی صورت می گیرد. به دلایل متعدد، بخار یکی از پر مصرف ترین اشکال انرژی و حرارتی می باشد و در صنعت بصورت همزمان جهت تولید قدرت، کاربردهای تهویه مطبوع و همچنین بسیاری از فرایندها استفاده می شود. مثلا در گرمایش با بخار توزیع دمای یکنواختی در مقایسه با گرمایش توسظ الکتریسیته بدست می آید
1- تولید بخار مقرون به صرفه و مناسب است:
آب سیالی ارزان و در دسترس بوده و جهت سلامت انسان و محیط زیست غیر مضر است. بخار با دارا بودن اکثر مزایای سیستمهای آبی قابلیت ذخیره انرژی به میزان پنج یا شش برابر بیشتر از اب را دارا است.
وقتی آب در یک دیگ بخار گرم می شود. شروع به جذب انرژی نموده و با توجه به فشار دیگ به شکل بخار در دمائی مشخص در می آید. بخار تولیدی دارای انرژی قابل استفاده در فرایندها و یا سیستمهای تهویه مطبوع است.
بخار در فشارهای بالاتر دارای دمای بیشتری است. همچنین بخار دما بالا دارای انرژی مضاعف بوده و بنابر این پتانسیل انجام کار بیشتری را دارا است.
دیگ های بخار مدرن از نوع پوسته ای ، کوچک و با راندمان بالا هستند و با استفاده از چندین گذرگاه و مشعلهای مناسب، مقادیر زیادی از انرژی داخل سوخت را با حداقل اتلافات به آب منتقل می نمایند.
سوخت دیگهای بخار ممکن است اب توجه به عوامل متعددی انتخاب شود. حتی زباله های قابل اشتغال نیز جزء این سوختها هستند و در نتیجه دیگ های بخار را به انتخابی سازگار با محیط زیست تبدیل می نماید. بویلرهای مرکزی می توانند مجهز به سیستم چند سوخته باشند تا در صورت قطع یک سوخت (به طور مثال گاز) ، از سیستم جایگزین (بطور مثال گازوئیل) استفاده نمایند.
سیستم های بازیافت انرژی پر راندمان می توانند بطور محسوس هزینه های بلودان را کاهش داده و مقادیر قابل توجهی از کندانس را به دیگ بخار برگردانند و در افزایش راندمان کلی ایفای نقش کنند. افزایش تعداد سیکل های ترکیبی حرارت و قدرت (CHP) به لطف وجود بخار در صنعت مدرن امروز مقدور شده است.
2- بخار می تواند براحتی به سمت مصرف کننده ها توزیع گردد:
بخار یکی از پر مصرف ترین سیالات جهت انتقال حرارت به فواصل طولانی است. از آن جائیکه جریان بخار در طول لوله با توجه به افت فشار کلی بین شروع و انتهای خط می باشد، نیازی به استفاده از پمپ های گران قیمت ندارد.
با توجه به ضریب جذب حرارت بالای بخار، یک لوله نسبتاً کوچک بخار می تواند بخار و انرژی قابل توجه آن را در فشار بالا منتقل نماید و در صورت لزوم با کاهش فشار در نقطه مصرف به مصرف کننده تحویل داده شود. این سیستم نسبت به بسیاری از سیالات حامل حرارت دیگر، ارزانتر خواهد بود.
بطور کلی، هزینه های عمومی تولید، توزیع و استفاده از بخار و نیز برگشت کندانس در بسیاری از موارد شما را بر آن می دارد تا ترجیحاً از بخار بجای سیالاتی نظیر آب داغ، روغن داغ، الکتریسیته و... استفاده نمائید.
3- بخار براحتی قابل کنترل است:
از آن جائیکه فشار و دمای بخار اشباع بطور مستقیم با یکدیگر در ارتباط هستند، میزان انرژی انتقالی به فرایند براحتی و با کنترل فشار بخار، کنترل می گردد. کنترل های مدرن بخار طوری طراحی شده اند تا به سرعت به تغییرات فرایند پاسخ دهند.
استفاده از شیرهای دو راهه بجای شیرهای سه راهه متداول در سیستم های آبی، کنترل و نصب راحت تری داشته و احتمالاً هزینه کمتری را نیز دارا می باشند.
4- انرژی بخار به راحتی به فرایند منتقل می گردد:
بخار دارای ضریب انتقال حرارت فوق العاده ای می باشد. هنگامی که بخار به محل مصرف می رسد، کندانس شدن بخار موجب گرمایش فرایند می گردد. بخار می تواند فرایند را احاطه نموده و یا مستقیماً بداخل آن تزریق گردد. بخار براحتی هر فضائی را در دمای یکنواخت پر نموده و حرارت لازم را با کندانس شدن در دمای ثابت تامین می نماید. این امر گردایان دما در طول سطوح انتقال حرارت را خنثی می نمایند. (مسئله ای که اغلب در روغن داغ و یا آب داغ اتفاق افتاده و ممکن است به مشکلاتی نظیر کاهش کیفیت محصول منجر شود).
از آن جائی که نرخ حرارت بخار بسیار بالاست، سطوح انتقال حرارت لازم نسبتاً کوچک می باشند. این امر به کوچک تر شدن سایت، سهولت نصب و کاهش فضای لازم منجر می گردد. یک پکیج صفحه ای مدرن تولید آبگرم بوسیله بخار به قدرت 1200 KW شامل کلیه سطوح انتقال حرارت و کنترل ها، تنها به سطحی در حدود 0.7 m2 جهت نصب نیازمند است. در مقایسه، پکیج مشابه از نوع مبدل پوسته لوله ای به فضای نصب دو یا سه برابر نیازمند است.
5- سایت های مدرن بخار براحتی قابل مدیریت می باشد:
امروزه، کاربران صنعتی انرژی دنبال روش های مناسب جهت افزایش راندمان و کاهش هزینه تولید می باشند. موافقت نامه بین المللی Kyoto جهت حفظ سلامت آب و هوا لزوم افزایش راندمان سیستم را طلب می کند.
در بازار رقابتی امروز، کاهش هزینه تولید مزیتی مهم بشمار می رود. هزینه های تولید می تواند به معنی حفظ بقا یا محو شدن تولید کنندگان از بازار جهانی باشد.
از روش های افزایش راندمان، مونیتورینگ مصرف انرژی و هزینه ها در بخش های مرتبط می باشد. بدین وسیله می توان از هزینه های عمومی مطلع بوده و مدیریت انرژی را اعمال نمود.
هزینه های متغیر نیز با اطمینان از تعمیرات و نگهداری مناسب کاهش خواهند یافت. این امر باعث افزایش راندمان، بهبود کیفیت و کاهش زمان های توقف تولید می گردد.
اکثر کنترلرهای بخار قابلیت اتصال به شبکه خالی مدرن صنعتی مانند سیستم های EMS , SCADA یا BMS را دارا هستند.
سیستم بخار در صورت نگهداری مناسب، سالیان طولانی عمر نموده و بسیاری از شرایط سیستم به راحتی قابل مونیتورینگ می باشد. در مقایسه با دیگر سیستم ها، مدیریت با برنامه و مونیتورینگ تله های بخار به راحتی و با تجهیزات مدرن قابل انجام بوده و هر گونه نشتی یا اسنداد بصورت اتوماتیک و به سرعت با طلاع مهندسین و تکنسین های مربوطه رسانده خواهند شد.
در مقایسه می توان از سیستم های گران قیمت مونیتورینگ نشتی گاز یا فرایند وقت گیر مونیتورینگ دستی روغن یا سیستم های آبی نام برد.
علاوه بر این، هنگامی که یک سیستم بخار احتیاج به تعمیرات و نگهداری دارد، بخش مربوطه به راحتی و بدون ایجاد اختلال در بقیه سیستم ایزوله شده و به سرعت تخلیه می گردد و بدین معنی است که تعمیرات می تواند به سرعت انجام گیرد.
به دلایل متعدد، بروز آوردن و تازه سازی سیستم بخار با تجهیزات مونیتورینگ و کنترل، بسیار مقرون به صرفه تر از روش های جایگزین مانند سیستم های گازی غیر مرکزی است.
6- بخار قابل انعطاف می باشد:
بخار نه تنها حامل بسیار مناسب انرژی است ، بلکه به علت پاکیزه بودن در صنایع غذایی، داروئی و ... کاربردهای فراوان دارد و همچنین بصورت گسترده در استرلیزه کننده های بیمارستانی استفاده می شود.
از جمله صنایع دیگری که از بخار استفاده می نمایند سایت های عظیم نفتی و پتروشیمی و پالایشگاهی می باشند. صنایع کاغذ سازی، نساجی، نوشابه سازی، غذائی، چرم سازی و پلاستیک سازی، تهویه مطبوع و رطوبت زنی ، خشک شوئی ، مهمات سازی و ... نیز از موارد دیگر می باشد.
بسیاری از استفاده کننده ها تمایل به استفاده همزمان از بخار در فرایندهای و در سیستم تهویه مطبوع دارند. همچنین بخار به طور ذاتی خطرناک نبوده و باعث ایجاد جرقه یا اشتعال نمی شود. بسیاری از سایت های پتروشیمی از سیستم های آتش نشانی بخار استفاده می کنند و بنابر این در مناطق خطرناک و قابل انفجار سیالی کاملاً مطمئن می باشد.
مقایسه روش های دیگر توزیع انرژی :
سیالات جایگزین بخار موادی مانند آب گرم و روغن داغ می باشند . هر کدام از این سیالات دارای مزایا و معایبی بوده و با توجه به کاربرد خاص یا شرایط دمائی خاص انتخاب می شوند.
شامل 112 صفحه فایل word قابل ویرایش
دانلود تحقیق مزایای بخار
