كيف يعمل نظام تفريغ القاذف بالبخار
يعتمد مبدأ عمل نظام تفريغ القاذف البخاري بشكل أساسي على تأثير الفنتوري وقانون حفظ الزخم. فيما يلي وصف موجز لكيفية عمله:
- إمداد البخار: يقوم النظام أولاً بإدخال البخار عالي الضغط من خلال أنبوب إمداد البخار. وعادة ما يكون هذا البخار عادةً بخارًا شديد السخونة، مع ارتفاع الضغط ودرجة الحرارة.
- عملية الحقن: يدخل البخار عالي الضغط إلى جزء الفوهة من الحاقن. نظرًا لانكماش الفوهة، يزداد معدل تدفق البخار بشكل حاد وينخفض الضغط. يخلق تدفق البخار عالي السرعة هذا منطقة منخفضة الضغط عند مخرج الفوهة.
- تأثير الشفط: نظرًا لانخفاض الضغط عند مخرج الفوهة، يتم امتصاص الهواء المحيط أو الغازات الأخرى في حجرة الخلط في القاذف. وتختلط هذه الغازات المستنشقة مع البخار عالي السرعة لتكوين خليط من الغاز والسائل.
- عملية الانتشار: يدخل الخليط بعد ذلك إلى قسم الناشر، حيث يتمدد الأنبوب تدريجيًا، وتقل سرعة الخليط وترتفع سرعة الضغط. في هذه العملية، يتم تحويل جزء من الطاقة الحركية إلى طاقة ضغط، ويتم ضغط الغاز الموجود في الخليط بشكل أكبر
- التكثيف والفصل: بعد المرور عبر الناشر، يدخل الخليط إلى المكثف، حيث يتم تكثيف البخار إلى ماء وفصل الغاز. يمكن تفريغ الماء المكثف من خلال نظام الصرف، بينما يتم تفريغ الغازات المنفصلة من النظام من خلال منفذ العادم.
- توليد التفريغ: من خلال العملية الموضحة أعلاه، يقوم النظام بسحب الغاز وطرده باستمرار، وبالتالي توليد فراغ في الجهاز أو الحاوية المتصلة والحفاظ عليه.
- الدوران والتعديل: يتم تنفيذ العملية بأكملها في دورة. من خلال ضبط إمداد البخار وضغطه، يمكن التحكم في درجة التفريغ وسعة الشفط في النظام.
وتجدر الإشارة إلى أن نظام تفريغ قاذف البخار يتطلب عادةً كمية معينة من مياه التبريد لتكثيف البخار، كما أنه ينتج ضوضاء واهتزازات. لذلك، يجب مراعاة هذه العوامل في التطبيقات العملية واتخاذ التدابير المناسبة للتعامل معها. بالإضافة إلى ذلك، يجب أيضًا تعديل تصميم النظام وتشغيله وتحسينه وفقًا لسيناريوهات واحتياجات التطبيق المحددة.
ما هي سيناريوهات استخدام أنظمة التفريغ بالقاذف البخاري؟
تحتوي أنظمة تفريغ البخار القاذفة للبخار على مجموعة واسعة من سيناريوهات الاستخدام، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر ما يلي:
- محطات توليد الطاقة: غالبًا ما تحتاج محطات الطاقة الحرارية الأسيرة إلى التعامل مع مستويات مختلفة من ضغط البخار في المؤسسات المتوسطة والكبيرة. يمكن لنظام التفريغ في قاذف البخار أن يزيد من ضخ أو بخار العادم في الغلاية حقن البخار الجديد إلى الضغط الذي يلبي متطلبات المستخدم عن طريق الحقن، وذلك لحل مشكلة أن ضغط إمداد البخار في التوربينات البخارية ثابت ولا يمكن أن يلبي احتياجات الإنتاج.
- استعادة البخار المهدر واستعادة الحرارة المهدرة: باستخدام نظام تفريغ البخار القاذف للبخار، يمكن حقن البخار عند ضغط أقل مع البخار عند ضغط أعلى للحصول على بخار عند ضغط معين في الوسط، وذلك لتحقيق الغرض من انخفاض المنتج والاستهلاك العالي أو الاستفادة من الحرارة المهدرة. وبهذه الطريقة، يمكن إعادة تدوير بخار العادم وتفريغه بشكل أقل، وبالتالي يمكن توفير استهلاك البخار.
- استعادة المكثفات والبخار الوميضي: يمكن أيضًا استخدام نظام تفريغ قاذف البخار لاستعادة وتعزيز المكثفات والبخار الوامض المتولد عن التسخين بالبخار في عملية الإنتاج.
- ضغط الهواء، والتفريغ، والتكثيف والاحتراق، وما إلى ذلك: تُستخدم أنظمة تفريغ قاذف البخار على نطاق واسع في هذه المجالات. على سبيل المثال، يمكنه ضغط الهواء المضغوط إلى ضغط عالٍ ومن ثم استخدامه في عمليات الرش والسفع الرملي وغيرها من العمليات، وهو أكثر كفاءة في استخدام الطاقة من الضواغط التقليدية؛ وفي الوقت نفسه، يمكن استخدامه أيضًا لاستخراج الغازات في بيئات التفريغ العالي أو لتكثيف بخار الماء إلى ماء.
بشكل عام، توفر أنظمة التفريغ القاذفة للبخار حلاً فعالاً لمجموعة واسعة من التطبيقات الصناعية من خلال قدراتها الفعالة في معالجة البخار واستخدامه، خاصةً فيما يتعلق باستعادة الطاقة وتوفير الطاقة وتحسين العملية. ومع ذلك، من المهم ملاحظة أن تطبيق نظام التفريغ بالقاذف البخاري يحتاج إلى تصميم وتكييف مع السيناريو المحدد والاحتياجات لضمان الأداء والكفاءة المثلى.
ما هي مزايا وعيوب نظام التفريغ بالقاذف البخاري؟
تتميز أنظمة تفريغ البخار القاذف بمجموعة من المزايا والعيوب، كل منها موضح أدناه:
الجدارة:
- زيادة تفريغ الوحدةيمكن لنظام التفريغ الخاص بقاذف البخار أن يحسّن بشكل فعال من تفريغ الوحدة، بحيث تكون قيمة التفريغ للوحدة في ظل ظروف العمل نفسها أفضل من نظام التفريغ غير المعدل. يكون تأثير التحول أكثر وضوحًا خاصة في ظروف العمل الصيفية
- توفير الكهرباء وتقليل الاستهلاك: وفورات الطاقة التي يوفرها هذا النظام رائعة. يمكن ملؤها عن طريق مضخة نفاثة بخارية ثلاثية المراحل
- صيانة منخفضة وتشغيل آمن وموثوق بهإن نظام التفريغ في قاذف البخار بسيط في هيكله، ويتكون بشكل أساسي من فوهات ومبادلات حرارية، بدون معدات دوارة وبدون استخدام محركات، وبالتالي فإن التشغيل مستقر وآمن وموثوق به، وعبء عمل الصيانة صغير.
- عائد مرتفع على الاستثمارعندما يتم تحديث النظام وفقًا للتصميم، يمكن أن يحقق النظام فوائد اقتصادية كبيرة، وعادةً ما يسدد تكاليفه في غضون فترة زمنية قصيرة بعد الاستثمار.
التقصير:
- كفاءة البخار منخفضة: كفاءة البخار لنظام تفريغ القاذف البخاري منخفضة نسبيًا، واستهلاك البخار كبير. لذلك، فإن النظام مناسب بشكل أساسي للمناسبات التي تتطلب ضغطًا مطلقًا منخفضًا لضمان التواءه
- بدء التشغيل البطيءنظرًا لأن حجم الضخ للمضخة النفاثة معين، في بداية بدء تشغيل النظام، يزداد مستوى التفريغ ببطء بسبب الضغط العالي. هذا أبطأ في التشغيل مقارنةً بالأنواع الأخرى مثل المضخات الترددية ومضخات حلقة الماء.
- استرداد الغاز صعب: بعد خلط الغاز المستنشق بالبخار، تكون عملية الاسترداد صعبة نسبيًا وقد تتطلب خطوات معالجة إضافية.
- الفوهات عرضة للتآكل والتآكل: بعد الاستخدام المطوّل، تكون أنابيب الفوهات عرضة للتآكل والتآكل، مما قد يؤثر على أداء النظام وكفاءته ويتطلب صيانة واستبدالاً دورياً.
باختصار، يتمتع نظام التفريغ بالقاذف البخاري بمزايا كبيرة في تحسين تفريغ الوحدة وتوفير الكهرباء وتقليل الاستهلاك، ولكن هناك أيضًا بعض القيود في كفاءة البخار وسرعة بدء التشغيل واستعادة الغاز. عند اختيار النظام وتطبيقه، هناك مفاضلات واعتبارات يجب إجراؤها وفقًا لسيناريوهات واحتياجات التطبيق المحددة.
