ชนิดต่างๆของกับดักไอน้ำ (Steam trap)

ในระบบการผลิตไอน้ำและส่งจ่าย เพื่อน้ำไอน้ำที่มีความดันและอุณหภูมิสูงไปใช้งานในอุตสาห์กรรมต่างๆ เช่น ถังความร้อน ถังฆ่าเชื้อ หม้อนึ่ง เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน หรือแม้กระทั่ง กังหันไอน้ำ ในการส่งถ่ายไอน้ำจะมีการสูญเสียความร้อนไปตามระยะทางที่เกิดขึ้น และไอน้ำจะเกิดการกลั่นตัวกลับกลายเป็นน้ำคอนเดนเสทอีกครั้ง

ซึ่งไอเจ้าตัว “น้ำคอนเดนเสทเจ้าปัญหา” นี่แหละครับ ที่จะมีปัญหาต่ออุณหภูมิในระบบของเรา ซึ่งก็จะไปเดือนร้อนๆ พี่ Operator ต้องคอยไปเปิดระบายตามวาล์วระบาย (Drain valve) เพื่อน้ำไอเจ้าน้ำคอนเดนเสทเจ้าปัญหาออกจากระบบไป แต่ถามว่าเหนื่อยมั้ย ผมคิดว่าน่าจะเปิด-ปิด วาล์วจนไม่ต้องทำมาหากินกันพอดี

Steam trap ในระบบไอผลิตไอน้ำ

ดังนั้นเจ้าอุปกรณ์กับดักไอน้ำ หรือ Steam trap จึงถูกคิดค้นขึ้นมาเพื่อเป็นวาล์วอัตโนมัติ (แทนการเดินไปเปิด-ปิดเอง) ซึ่งเจ้าตัวกับดักไอน้ำจะทำหน้าที่คอยดักไอน้ำที่กลายสภาพกลับมาเป็นสถานะน้ำที่เรียกว่าน้ำคอนเดนเสท (Condensate water) ด้วยหลักการทางกล

โดยเมื่อน้ำคอนเดนเสท เข้าไปป่ะปนในระบบแล้ว ระบบการผลิตและ ส่งจ่ายไอน้ำจะเกิดการสูญเสียความร้อน ทำให้ระบบไม่ได้อุณหภูมิตามต้องการ หรือแม้แต่การเกิดปรากฏการณ์ของค้อนน้ำ (Water hammer) ที่สามารถทำใหเกิดการกระแทกในระบบท่อได้ครับ

ประเภทของกับดักไอน้ำ (Type of Steam trap)

กับดักไอน้ำจะถูกแบ่งได้ 3 ประเภทหลักๆตามการใช้งาน ซึ่ง

1. กับดักไอน้ำแบบเทอร์โมไดนามิก (Thermodynamic steam trap)

Steam trap ชนิดนี้โดยอาศัยหลักการความแตกต่างของความหนาแน่นของ และความเร็วไอน้ำ และน้ำคอนเดนเสท โดยประเภทของกับดักไอน้ำจะเป็น

1.1 กับดักไอน้ำแบบเหรียญ (Disc steam trap)

หลักการทำงานของ Steam trap ชนิดนี้คือ ดิสก์จะยกตัวขึ้นเมื่อน้ำหมด ไอน้ำจะไหลผ่านแทน แต่เนื่องจากความหนาแน่นของไอน้ำน้อยกว่าน้ำทำให้ความเร็วไอที่วิ่งผ่านใต้แผ่นดิสก์มากขึ้นส่งผลให้แรงดันลดลง ดิสก์จะตกลงมาปิดวาล์วไอน้ำบางส่วนจะเคลื่อนที่ขึ้นมาที่ด้านบนของดิสก์

เมื่อวาล์วปิดสนิทแรงดันไอที่อยู่ด้านบนจะดันดิสก์ปิดป้องกันไอน้ำออกมาเมื่อไอน้ำด้านบนเย็นตัวลงกลายเป็นน้ำปริมาตรลดลงทำให้ดิสก์ยกตัวขึ้นน้ำคอนเดนเซทจะไหลออกได้อีกครั้งหนึ่ง การที่ดิสก์ลอยขึ้นขนานกับหน้าวาล์วได้ เนื่องจากรูระบายออกมี3รูทำให้เกิดการสมดุล ถ้ารูระบายเกิดตันอาจทำให้ดิสก์ยกขึ้นลงไม่ขนานเกิดการติดขัดไม่สามารถปิดวาล์วได้สนิท

2. กับดักไอน้ำแบบเทอร์โมสแตติก (Thermostatic steam trap)

Steam trap ชนิดนี้จะอาศัยหลักการความแตกต่างของอุณหภูมิที่แตกต่างของไอน้ำและน้ำคอนเดนเสท โดยกับดักไอน้ำจะบรรจุแคปซูลซึ่งจะระบายน้ำคอนเดนเซทที่อุณหภูมิต่ำกว่าไอน้ำ โดยชนิดของกับดักไอน้ำมี

2.1 Balance pressure type

Steam trap ชนิดนี้ ภายในแคปซูลจะบรรจุสารที่มีจุดเดือดต่ำกว่าน้ำ เมื่ออุณหภูมิของแคปซูลเพิ่มขึ้นสารภายในจะเดือดเกิดการขยายตัวลงมาปิดหน้าวาล์ว ดังนั้นแทร็ป ประเภทนี้จึงยอมให้อากาศและน้ำที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุดเดือดของสารที่บรรจุอยู่ในแคปซูลผ่านไปได้ แรงดันไอน้ำไม่มีผลต่อการทำงานของแทร็ป เนื่องจากเมื่อแรงดันมากขึ้นจุดเดือดของสารภายในแคปซูลจะสูงขึ้นด้วยเช่นเดียวกัน

2.1 Bi-metallic type

Steam trap ชนิดนี้ วาล์วสามารถเคลื่อนได้จากการโกงงอของวัสดุสองชนิดต่างชนิดกัน เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นการขยายตัวของวัสดุทั้งสองชนิดต่างกันทำให้เกิดการโค้งงอและจะกลับมาตรงเหมือนเดิมเมื่ออุณหภูมิเย็นลง

3. กับดักไอน้ำแบบเชิงกล (Mechanical steam trap)

Steam trap ชนิดนี้จะอาศัยหลักการความแตกต่างของความหนาแน่นของไอน้ำ และน้ำคอนเดนเสท โดยจะมี 2 แบบคือ

3.1 Inverted Bucket Type

Steam trap ชนิดนี้ การทำงานของแทร็ปเกิดจากการลอยของถ้วยคว่ำที่มีไอน้ำไหลเข้าไปในถ้วย ขณะเริ่มต้นเดินระบบหน้าวาล์วจะเปิดออกอากาศสามารถระบายออกจากระบบได้โดยไหลเข้าสู่ถ้วยและผ่านรูที่อยู่ด้านบนก่อนผ่านหน้าวาล์วออกไป

เมื่อคอนเดนเซทเริ่มไหลเข้าสู่ถ้วยน้ำภายในจะค่อย ๆ เพิ่มขึ้นทั้งด้านนอกและด้านในถ้วยและไหลผ่านหน้าวาล์วออกไปโดยที่ถ้วยดังกล่าวไม่ลอยขึ้นเนื่องจากไม่มีไอนำอยู่ภายในถ้วย จนเมื่อน้ำระบายหมดไอน้ำเริ่มเข้ามาแทนไอน้ำจะพุ่งเข้าสู่ถ้วยคว่ำทำให้ถ้วยดังกล่าวลอยขึ้น

ขณะที่ถ้วยลอยไอน้ำบางส่วนจะรั้วออกผ่านรูด้านบนบางส่วนจะควบแน่นกลายเป็นน้ำ เมื่อไอน้ำภายในถ้วยถูกน้ำแทนที่หมดถ้วยจะจมลงทำให้หน้าวาล์วเปิดอีกครั้งหนึ่ง

3.2 Float and Lever Type

Steam trap ชนิดนี้ แบบคอนเดนเซทเข้าสู่แทร็ปทำให้ลูกบอลลอยขึ้นโดยลูกบอลจะต่อเข้ากับก้านวาล์วเพื่อทำหน้าที่ปิดเปิด นอกจากนี้ส่วนใหญ่แทร็ปจะติดตั้ง Air vent ไว้ภายในด้วยเพื่อป้องกันปัญหา Air lock ทำให้คอนเดนเซทไม่สามารถไหลเข้าสู่แทร็ปได้

ถ้าวาล์วด้านล่างอุดตันตัว Air vent ก็สามารถทำหน้าที่เป็นแทร็ปได้เช่นเดียวกัน นอกจากที่กล่าวมาในบางรุ่นจะมี Steam lock release (SLR) เข้ามาติดตั้งแทน Air vent เพื่อป้องกันการเกิด steam lock และ Air lock คือเมือไอน้ำหรืออากาศเข้าสู่แทร็ปน้ำจะไม่สามารถไหลเข้ามาได้ ในบางครั้งอาจติดตั้งวาล์ว by pass ไว้แทน SLR ก็ได้โดยวาล์วจะเปิดเล็กน้อยเพื่อระบายไอน้ำหรืออากาศที่ค้างอยู่ภายใน

ข้อดีของ Steam trap ชนิดนี้ คือ เป็นการระบายอย่างต่อเนื่อง อัตราการไหลสูง ข้อเสียอาจเกิดความเสียหายขึ้นกับบอลได้เนื่องจากการกระแทกของ นอกจากนี้การเปิดปิดที่กระทำต่อหน้าวาล์วเกิดจากแรงสองแรงได้แก่แรงดันไอภายในระบบ และแรงกดที่เกิดจากก้านวาล์ว ถ้าขณะเปิดแรงจากก้านวาล์วน้อยกว่าแรงดันไอจะทำให้ไม่สามารถเปิดหน้าวาล์วได้ นั้นเป็นสาเหตุที่เมื่อระบบรับแรงดันเพิ่มขึ้นขนาดของรูระบายละเล็กลง

เนื่องจากการทำงานของ Steam trap ชนิดนีแบบ Float trap เป็นการระบายอย่างต่อเนื่องโดยระดับน้ำจะท่วมรูระบายเสมอดังนั้นจึ่งมั่นใจได้ว่าไอน้ำจะไม่สามารถรั่วออกจากระบบได้ สำหรับในบางรุ่นอาจมีการติดตั้ง Air vent ที่ส่วนบนของแทร็ปเพื่อทำหน้าที่ระบายอากาศออกจากแทร็บซึ่งก็มั่นใจได้ว่าไม่มีการรั่วของไอน้ำได้เช่นเดียวกัน

ซึ่งในการเลือก Steam trap ก็จะต้องให้เหมาะสมกับระบบในด้านของ (ตารางคร่าวๆเป็นไกด์นะครับ) ความดันขาเข้า-ขาออก รวมถึงอัตราการระบายของไอน้ำ หากเรื่องไม่เหมาะสมแล้วก็จะมีปัญหาในเรื่องของอุณหภูมิของระบบอุปกรณ์ หรือแม้กระทั่งระบบท่อทางที่อาจเกิด water hammer ได้ครับ

แล้วพบกับสาระดีๆในโพสถัดไปนะครับ หากมีคำถามสามารถติดต่อได้ที่เพจนายช่างมาแชร์เลยนะครับผม.

Website: www.naichangmashare.com
Facebook: https://www.facebook.com/naichangmashare/
Youtube: https://www.youtube.com/channel/UCmIPiSeg-uy4k8JYSmknp_g
Instragram: https://www.instagram.com/naichangmashare/
Twitter: https://twitter.com/naichangmashare

#นายช่างมาแชร์