ج: يُعدّ التحكم الصحيح في ضغط البخار أمرًا بالغ الأهمية في تصميم أنظمة البخار، إذ يؤثر على جودة البخار ودرجة حرارته وقدرته على نقل الحرارة. كما يؤثر على تصريف المكثفات وتوليد البخار الثانوي.
بالنسبة لموردي معدات الغلايات، من أجل تقليل حجم الغلايات وتقليل تكلفة معدات الغلايات، عادة ما يتم تصميم الغلايات البخارية للعمل تحت ضغط مرتفع.
عند تشغيل الغلاية، يكون ضغط التشغيل الفعلي أقل غالبًا من ضغط التشغيل التصميمي. ورغم أن الأداء يعتمد على التشغيل بضغط منخفض، إلا أن كفاءة الغلاية ستزداد بشكل مناسب. أما عند التشغيل بضغط منخفض، فينخفض الناتج، مما يؤدي إلى "حمل الماء" للبخار. يُعدّ انتقال البخار جانبًا مهمًا من كفاءة ترشيح البخار، وغالبًا ما يصعب اكتشاف هذا الفقد وقياسه.
لذلك، عادةً ما تُنتج الغلايات البخار تحت ضغط عالٍ، أي تعمل عند ضغط قريب من ضغط تصميم الغلاية. كثافة البخار عالي الضغط عالية، وبالتالي تزداد سعة تخزين الغاز في مساحة تخزين البخار.
كثافة البخار عالي الضغط عالية، وكمية البخار عالي الضغط المار عبر أنبوب بنفس القطر أكبر من كمية البخار منخفض الضغط. لذلك، تستخدم معظم أنظمة توصيل البخار بخارًا عالي الضغط لتقليل حجم أنابيب التوصيل.
يُخفِّض ضغط المُكثِّف عند نقطة الاستخدام لتوفير الطاقة. يُخفِّض هذا الضغط درجة الحرارة في الأنابيب المُنْتَقِلة، ويُقلِّل الخسائر الثابتة، ويُخفِّض أيضًا خسائر البخار المُتَوَسِّط أثناء تصريفه من المصيدة إلى خزان تجميع المُكثِّف.
ومن الجدير بالذكر أن خسائر الطاقة بسبب التلوث تنخفض إذا تم تفريغ المكثف بشكل مستمر وإذا تم تفريغ المكثف تحت ضغط منخفض.
نظرًا لأن ضغط البخار ودرجة الحرارة مرتبطان ببعضهما البعض، ففي بعض عمليات التسخين، يمكن التحكم في درجة الحرارة عن طريق التحكم في الضغط.
يُستخدم هذا التطبيق في أجهزة التعقيم وأجهزة التعقيم بالبخار، ويُستخدم المبدأ نفسه للتحكم في درجة حرارة السطح في مجففات التلامس الخاصة بتطبيقات الورق والكرتون المموج. في مختلف مجففات التلامس الدوارة، يرتبط ضغط التشغيل ارتباطًا وثيقًا بسرعة الدوران وناتج الحرارة.
يعد التحكم في الضغط أيضًا الأساس للتحكم في درجة حرارة المبادل الحراري.
تحت نفس الحمل الحراري، يكون حجم المبادل الحراري الذي يعمل ببخار منخفض الضغط أكبر من حجم المبادل الحراري الذي يعمل ببخار مرتفع الضغط. وتُعدّ المبادلات الحرارية منخفضة الضغط أقل تكلفةً من المبادلات الحرارية عالية الضغط نظرًا لانخفاض متطلبات تصميمها.
يحدد هيكل الورشة أقصى ضغط تشغيل مسموح به (MAWP) لكل معدة. إذا كان هذا الضغط أقل من أقصى ضغط ممكن للبخار المُزوَّد، فيجب تخفيف ضغط البخار لضمان عدم تجاوز الضغط في النظام السفلي أقصى ضغط تشغيل آمن.
تتطلب العديد من الأجهزة استخدام البخار بضغوط مختلفة. يقوم نظام مُحدد بتحويل الماء المُكثف عالي الضغط إلى بخار مُكثف منخفض الضغط لتزويد تطبيقات عمليات التسخين الأخرى، وذلك لتحقيق أغراض توفير الطاقة.
عندما لا تكفي كمية البخار المتولد، من الضروري الحفاظ على إمداد بخار منخفض الضغط ومستقر ومستمر. في هذه الحالة، يلزم استخدام صمام تخفيض الضغط لتلبية الطلب.
ينعكس التحكم في ضغط البخار في وصلات رافعات توليد البخار، ونقله، وتوزيعه، وتبادل الحرارة، والماء المكثف، والبخار الساخن. وتُعدّ كيفية مواءمة ضغط وحرارة وتدفق نظام البخار أساس تصميمه.
وقت النشر: 2 يونيو 2023
