بخار فلش چیست؟

بخار فلش نوعی بخار است که از کندانس داغ هنگام کاهش فشار حاصل می‌شود. بخار فلش با بخار نرمال تفاوتی ندارد، بخار فلش فقط نوعی نامگذاری بخار است که به هدف توضیح نحوه تشکیل بخار ارائه شده است. بخار نرمال یا زنده (Live)، در یک دیگ بخار، بخارساز یا دستگاه بازیافت گرمای تلف شده (Waste heat recovery generator) تولید می‌شود، در حالی که بخار آنی هنگام افت فشار زیاد کندانس پر فشار و داغ، مانند زمان خروج از یک تله بخار ایجاد می‌شود.

آب کندانس شده داغ دارای انرژی زیادی می باشد که در شرایط پایین آمدن فشار ، مانع ماندن آن در حالت مایع می‌شود. نتیجه این است که انرژی اضافی موجب تبخیر آنی بخشی از کندانس می‌شود.

تبخیر فلش هنگام خروج کندانس از تله بخار

بخشی از کندانس خارج شده از دهانه تله بخار به دلیل اختلاف فشار تبخیر می‌شوند.

دلیل بخار فلش چیست؟

بخار فلش به دلیل تغییر نقطه اشباع آب نسبت به فشار تشکیل می‌شود. برای مثال، در فشار جو، نقطه اشباع آب ۱۰۰ درجه سانتی گراد و در فشار ۱۰ بار یا یک مگاپاسکال، ۱۸۴ درجه سانتی گراد است.

بنابراین، با ورود کندانس تحت فشار در دمای ۱۸۴ درجه سانتی گراد به محیط، چه اتفاقی می افتد؟ این کندانس دارای انرژی بسیار زیاد (آنتالپی) بوده و در نتیجه تمام آن به صورت مایع باقی نمی‌ماند و بخشی از آن تبخیر شده و موجب کاهش دمای کندانس باقی مانده تا دمای اشباع می‌شود (به طور مثال ۱۰۰ درجه سانتی گراد در صورتی که کندانس وارد محیط شود). این پدیده تحت عنوان تبخیر فلش شناخته می‌شود.

به عبارت دیگر، هنگامی که آب کندانس شده داغ وارد محیطی با فشار کم می‌شود، آنتالپی آن (انرژی کل) ثابت می ماند، اما نقطه اشباع آن کاهش می‌یابد (دمایی که در آن میعان می‌تواند به صورت مایع یا گاز وجود داشته باشد). برای جبران مقدار انرژی اضافی، بخشی از مولکول‌های آب انرژی اضافی را به صورت گرمای نهان جذب کرده و برای تشکیل بخار، تبخیر می‌شوند.

محاسبه درصد بخار فلش تولید شده:

می‌توان درصد بخار فلش تولید شده (نسبت بخار فلش) را به کمک مقادیر زیر محاسبه کرد:

hf1 آنتالپی ویژه آب اشباع در ورودی *

hf2 آنتالپی ویژه آب اشباع در خروجی

hfg2 گرمای نهان بخار اشباع در خروجی

* در تله‌ بخارهایی که پیش از تخلیه به منظور سردسازی کندانس طراحی شده‌اند، مقدار گرمای محسوس کندانس موجود در ورودی تله، می‌تواند تا حد زیادی پایین‌تر از زمانی باشد که به کمک مقادیر فشار اشباع بخار ورودی محاسبه شده است.

همانطور که در مثال‌های زیر دیده می‌شود، درصد بیشتری از بخار فلش زمانی تولید می‌شود که کندانس وارد شرایط محیط شود (مثال ۱) و مقدار آن نسبت به حالت وارد شده به یک سیستم بسته بیشتر است (مثال۲).

حجم بخار فلش تولید شده

بخار  بسیار کم تراکم تر از به آب می باشد، این به این معنی است که افزایش کوچکی در درصد بخار فلش تولید شده، می‌تواند به صورت افزایش زیاد در حجم بخار تولید شده ظاهر شود. پویانمایی زیر، میزان اختلاف در نسبت بخار به میعان برای مثال ۱ و ۲ را به هنگام استفاده برای لوله‌کشی کندانس برگشتی، نشان می‌دهد.

برای درک جزئیات بیشتر، حجم مخصوص کندانس در دمای ۱۰۰ درجه سانتی گراد برابر با ۰٫۰۰۱۰۴m³/kg و حجم مخصوص بخار اتمسفری برابر با ۱٫۶۷m³/kg است. وقتی کندانس داغ با فشار یک مگا پاسکال وارد محیطی با فشار کمتر مانند فشار اتمسفر ‌شود، ۱۶٫۱ درصد از جرم آن میعان به بخار تبدیل می‌شود. نسبت حجمی نهایی به صورت زیر مقایسه می‌شود:

Condensate Volume: (۱ – ۱۶٫۱%) x 0.00104 m^۳/kg = 0.000873 m^۳/kg

Steam Volume: ۱۶٫۱% x 1.67 m^۳/kg = 0.269 m^۳/kg

Flash to Condensate Ratio: ۰٫۲۶۹ m^۳/kg / 0.000873 m^۳/kg = ۳۰۸:۱

با بخار فلش چه کاری انجام می‌شود؟

ابر بخار تشکیل شده توسط بخار فلش نوعی محصول جانبی طبیعی ناشی از تخلیه کندانس است. از آنجایی که بخار فلش دارای کیفیتی برابر با بخار زنده است، تاسیسات جدید اغلب سعی دارند در صورت امکان از مقادیر زیاد بخار فلش دوباره استفاده کنند.

استفاده مجدد از بخار فلش تولید شده توسط یک سیستم فشار بالا برای استفاده در یک سیستم فشار پایین می‌تواند موجب صرفه‌جویی در مصرف انرژی و بهبود محیط کار یک واحد تولیدی از طریق کاهش ابرهای بخار شود. هنگام راه‌اندازی یک سیستم مدیریت گرمای تلف شده، سیستم‌های بازیافت کندانس و سیستم‌های بازیافت لخار فلش اغلب با یکدیگر ارزیابی می‌شوند.