لوله کشی بخار یکی از سیستم های لوله‌کشی تاسیسات با دمای بالا و فشار بالا است که معمولاً در نیروگاه‌ها استفاده می‌شود.  برای نیروگاه‌ها، کد طراحی لوله کشی بخار با استانداردهای ASME B31.1 دنبال می‌شود. این در حالی است که لوله‌کشی بخار در کارخانه‌های فرایندی که بر اساس کد و استانداردهای پایپینگ ASME B31.3 طراحی میشوند، الزامات سخت‌گیرانه‌تری دارند. 

در این بخش از دانستنی‌های آهن نرخ  با لوله کشی بخار و ملاحظات طراحی سیستم لوله‌کشی و پایپینگ  آشنا می‌شویم.

در این مقاله می‌خوانید:

• لوله کشی بخار چیست؟
• اجزای سیستم لوله کشی بخار
• ملاحظات طراحی سیستم لوله کشی و پایپینگ لوله کشی بخار

لوله کشی بخار چیست؟

اصطلاح لوله‌کشی بخار به شبکه لوله‌کشی میگویند که بخار را برای اهداف مختلف حمل می‌کند. لوله‌کشی بخار به طور گسترده در نیروگاه‌ها برای تولید برق و در کارخانه‌های فرایندی برای گرمایش، ردیابی، تاسیسات و غیره استفاده می‌شود. به دلیل دما و فشار بسیار بالا، طراحی لوله‌کشی بخار بر اساس مهندسی پایپینگ همواره امری حیاتی تلقی می‌شود. همچنین در طراحی سیستم لوله کشی و پایپینگ باید به استانداردهای ابزاردقیق نیز هنگام نصب و اجرا توجه ویژه شود. لوله‌کشی بخار به دلیل حساسیت ایمنی معمولاً علاوه بر رعایت استانداردهای ساخت و مواد، به بازرسی و تأیید مقامات محلی تحت استانداردهای منطقه‌ای نیز نیاز دارد.

اجزای سیستم لوله کشی بخار

 برای بهره‌مندی از یک سیستم لوله کشی و پایپینگ کارآمد و ایمن؛ به اجزای هماهنگ و مرتبط باهدف پایپینگ نیاز دارید. لوله‌کشی بخار نیز از این قاعده مستثنی نیست و از چندین جزء مرتبط تشکیل میشود.

برخی اجزای لوله‌کشی بخار عبارت‌اند از:

دیگ بخار Boiler

 دیگ بخار Boiler در سیستم لوله‌کشی بخار وظیفهٔ گرم‌کردن آب و  تولید بخار را بر عهده دارد.  سپس بخار تولید شده به سیستم لوله کشی بخار  منتقل می‌شود. خواندن مقاله انواع مبدل های حرارتی پوسته و لوله – ساختار و کاربرد در پایپینگ صنایع به شما در آشنایی با روش‌های مختلف تولید حرارت در لوله‌کشی بخار آشنا می‌کند.

سیستم پایپینگ لوله کشی بخار Steam piping system

سیستم پایپینگ لوله‌کشی بخار از یک سری لوله‌های به‌هم‌پیوسته تشکیل شده است که بخار را از بویلر یا دیگ بخار به نقاط مختلف مورداستفاده منتقل می‌کنند. لوله‌کشی بخار به دلیل نیاز به استحکام و مقاومت در برابر دما و فشار بالا را از لوله فولادی از نوع لوله آلیاژی میسازند. خواندن مقاله پایپینگ در دمای بالا اطلاعات مفیدی درباره ویژگی‌های لوله های فولادی تحت‌فشار به شما می‌دهد.

سوپاپ یا شیرآلات صنعتی Valves

سوپاپ ها و شیرآلات صنعتی برای کنترل جریان بخار و جداسازی بخش‌های سیستم لوله کشی و پایپینگ ضروری هستند. مهم‌ترین شیرآلات صنعتی در تاسیسات برای بازرسی، تعمیر و نگهداری و کنترل فشار و ایمنی نقش حیاتی دارند. نحوه انتخاب شیرآلات صنعتی در سیستم لوله کشی بر اساس نوع تأثیرگذاری در عملیات فرایند انجام می‌پذیرد و لوله‌کشی بخار نیز از این قاعده پیروی می‌کند.

انواع شیرآلات صنعتی رایج مورداستفاده در سیستم پایپینگ لوله‌کشی بخار شامل موارد زیر است:

• شیرهای دروازه ای gate valves
• شیرهای گلوب یا شیرهای کره‌ای globe valves
• شیرهای توپی ball valves
• شیرهای فشارشکن  pressure relief valves
• انواع شیر کنترلی در پایپینگ control valves

 اتصالات لوله Fittings

اتصالات لوله در لوله‌کشی بخار برای اتصال بخش‌های مختلف سیستم لوله‌کشی استفاده می‌شود. معرفی انواع اتصالات لوله (آهنی، فولادی) که امکان تغییر جهت، تعیین اندازه یا انشعاب را در لوله‌کشی بخار فراهم می‌کنند، باتوجه‌به بار فشار و حرارت انجام می‌شود.

نمونه‌هایی از اتصالات لوله که در پایپینگ لوله‌کشی بخار استفاده می‌شوند شامل موارد زیر است:

• اتصالات لوله زانویی elbows
• اتصالات لوله سه راهی tees
• اتصالات کاهنده reducers
• کوپلینگ couplings

عایق بندی Insulation

انواع عایق لوله در پایپینگ برای به‌حداقل‌رساندن اتلاف گرما در پایپینگ لوله‌کشی بخار و سیستم لوله‌کشی تاسیسات استفاده می‌شوند. در نتیجه به حداکثر رساندن بهره‌وری انرژی که در لوله کشی بخار بسیار مهم است، امکان‌پذیر می‌شود. مواد عایق لوله‌کشی بخار مانند پشم معدنی یا فوم برای کاهش انتقال حرارت در قسمت بیرونی لوله‌ها استفاده می‌شوند.

تله بخار Steam Traps

تله بخار برای حذف میعانات از سیستم لوله‌کشی بخار و کاهش تشکیل جریان دو فازی مایع – گاز استفاده می‌شود. معمولاً در جلوی هر تله بخار در لوله لوله‌کشی یک صافی برای جلوگیری از زنگ‌زدگی، رسوبات یا قطعات ساختمانی نصب می‌شود. برای آشنایی بیش‌تر با نقش استرینر یا صافی در پایپینگ Strainers in piping بر روی این مطلب کلیک کنید!

ملاحظات طراحی سیستم لوله کشی و پایپینگ لوله کشی بخار

بخار شکلی از سیال است که برای انتقال انرژی از مکانی به مکان دیگر برای اهداف مختلف مانند کارهای مکانیکی و گرمایش و همچنین تولید برق بسیار کارآمد است.  سیستم لوله‌کشی بخار همیشه تحت دما و فشار بالا است، به همین دلیل در طراحی لوله‌کشی بخار باید دقت خاصی به عمل آید.

برخی از مهم‌ترین ملاحظات طراحی سیستم لوله‌کشی و پایپینگ لوله‌کشی بخار شامل دقت در موارد زیر است:

• اندازه لوله بخار

اندازه لوله بخار برای طراحی لوله‌کشی بخار بسیار مهم است و از طریق الزامات مهندسی پایپینگ تعیین می‌شود. بسته به کیفیت بخار، افت فشار، سرعت جریان، سرعت فرایند و سایر متغیرها، مهندسی پایپینگ تکرارهای مختلفی را برای رسیدن به بهینه‌ترین اندازه برای لوله بخار انجام می‌دهد.  به‌طورکلی لوله های بخار در اندازه‌های NPS 1/2 تا NPS 24 بسیار مورداستفاده قرار می‌گیرند. همچنین معمولاً برای حمل و انتقال بخار اشباع در لوله‌کشی بخار از سرعت ۲۵ تا ۴۰ متر بر ثانیه استفاده می‌شود.

• لازم به ذکر است در لوله‌کشی بخار زمانی که سرعت جابه‌جایی بخار از ۴۰ متر بر ثانیه بیش‌تر شود، معمولاً با بخار خیس مواجه شده و صدا و فرسایش در سیستم لوله‌کشی ظاهر می‌شود. 

همچنین برای خطوط لوله تأمین بخار طولانی، برای جلوگیری از افت فشار بالا، سرعت به مقادیر کمتر محدود می‌شود.

• مواد و متریال لوله کشی بخار

متریال لوله‌کشی رایج برای سیستم‌ لوله‌کشی بخار ASTM A106-Gr B است. کد و استاندارد ASTM A106-Gr B برای لوله‌کشی بخار زمانی که دمای طراحی لوله تا ۴۲۶ درجه سانتی‌گراد است استفاده می‌شود. خواص فیزیکی تقویت‌شده و مقاومت در برابر خوردگی فولاد آلیاژی باعث استفاده بهینه این متریال در لوله‌کشی بخار  می‌شود. در مقاله لوله آلیاژی – خواص و موارد استفاده به‌تفصیل درباره لوله فولادی ASTM A106-Gr B معرفی شده است.

بیشتر بخوانید: ساختار اتصالات فولادی فورج

سیستم های لوله‌کشی بخار اغلب بر اساس فشار به شرح زیر طبقه‌بندی می‌شوند:

• سیستم لوله کشی بخار کم‌فشار (LP Steam)
• سیستم لوله کشی بخار با فشار متوسط ​​(MP Steam)
• پایپینگ لوله کشی بخار فشار بالا (HP Steam)
• پایپینگ لوله کشی بخار با فشار بالا (HHP Steam)

وقتی از سیستم لوله‌کشی بخار LP به MP و همچنین به HP یا لوله‌کشی بخار HHP می‌رسیم، دما و فشار هر دو افزایش پیدا می‌کنند. با افزایش فشار، ضخامت لوله نیز در لوله‌کشی بخار افزایش می‌یابد و سیستم لوله‌کشی بخار را سخت‌تر می‌کند. درعین‌حال، با افزایش دما، انبساط حرارتی بیش‌تر می‌شود و تنش مجاز کاهش می‌یابد، در این شرایط نیاز به افزایش تعداد حلقه های انبساط دیده می‌شود. خواندن مقاله حلقه انبساط در پایپینگ Expansion Loop اطلاعات تکمیلی مفیدی در اختیار شما قرار می‌دهد.

• اتصالات انشعابی Branch Connections

در لوله‌کشی بخار ترجیحاً اتصالات انشعابی را از بالای خط بخار اصلی میگیرند به‌این‌ترتیب از این‌که بخار خشک وارد اتصال شاخه می‌شود، اطمینان حاصل می‌شود. هنگامی که اتصالات انشعابی از کنار یا پایین لوله‌کشی بخار گرفته می‌شوند؛ میعانات و زباله‌ها از لوله اصلی بخار جدا نمی‌شوند. در این شرایط ممکن است بخار مرطوب و کثیف به تجهیزات آسیب برساند و در درازمدت بر عملکرد تجهیزات تأثیر بگذارد. مقاله نکات کاربردی در پایپینگ Piping و بررسی خوردگی موارد مفیدی را درباره نحوه تعمیر و نگهداری و عمر طولانی سیستم لوله‌کشی در اختیار شما می‌گذارد.

تجهیزات سیستم لوله‌کشی بخار را از فروشگاه صنایع فولادی آهن نرخ بخواهید. برای خرید انواع لوله فولادی و تجهیزات لوله کشی و ملزومات وابسته با مشاورین متخصص ما در آهن نرخ تماس بگیرید.

با ما تماس بگیرید.