عایق کاری تأسیسات فرآیند و بهره وری سوخت

۲۷ آذر ۱۳۹۶(2318 روز پیش) 98 بازدید

عایق کاری تأسیسات فرایند براساس ایجاد یک مایع حرارتی که نرخ انتقال حرارت را کاهش می دهـد عمـل مـی نماید. دلایل بسیاری برای عایق کاری تأسیسات فرآیند وجود دارد که مهمترین آنها صـرفه جـویی در هزینـه اسـت. منشـأ صرفه جویی در هزینه از آنجاست که عایق کاری حرارتی میتواند تلفات گرمایی را کمینه کـرده و بنـابراین انـرژی ورودی لازم برای تثبیت دمای مثلاً یک سیال فرآیند در یک مخـزن را کـاهش دهـد. ازجملـه دلایـل دیگـر بـرای عایق کاری، عبارتند از:

• کاهش بهره حرارتی

• فراهم ساختن کنترل میعان

• حافظت در برابر یخ زدگی

• تأمین محافظت از لوله (حفاظت کارکنان، حفاظت در برابر خوردگی و یا ایزوله کردن لوله های داغ)

• کنترل دماهای فرآیند

• حفاظت در برابر حریق

• تأمین عایق صوتی

تعدادی از دلایل عایقکاری حرارتی که در بالا فهرست شده اند، مربوط به فرآیند هستند. ایمنـی نیـز بـه عنـوان دلیلی برای عایق کاری حرارتی در محیط های پر مخاطره یا جایی که احتمال دارد کارکنان با سطوح داغ و یا بسـیار سرد تماس حاصل کنند مطرح است. 

 

 

 

دلایل عایق کاری

ـ صرفه جویی در هزینه

به طور کلی بسته به این که عایق را پس از ساخت تأسیسات انتخاب و نـصب نماینـد یـا آن را در طـول مرحلـه طراحی تأسیسات در نظر گرفته و در زمـان ساخت نصب کنند، منافع اقتصادی استفاده کنندگان از عایق کاری بطور قـابل ملاحظه ای تغییر می کند. با در نظرگرفتن عایق کاری تأسیسات در زمان طراحی، می توان بیشترین منفعت را کسب نمود. به عنوان مثال، تشخیص اولیه نیاز به عایق کاری حرارتی می تواند ظرفیت تولید بخـار و سیسـتم تبریـد و در نتیجـه اطاق ها و تجهیزات مربوطه را کاهش دهد. در مواردی که افزایش هایی در ظرفیت واحد ضروری می باشد، تجهیز به عایق بندی مناسب ممکن است نیاز به واحد اضافی را مرتفع سازد. 

ـ ملاحظات مربوط به فرآیند

عایق کاری فرآیند باید آن چنان باشد که بخار، آب داغ، گازهای داغ، یا مایعات سرد و گازها در شرایط قابـل قبـولی از منبع مرکزی به نـقطه مـصرف تـحویل داده شوند. در این موارد، انتخاب عـایق و درجـه عـایق کـاری منحصـراً براساس فاکتورهای اقتصادی تعیین نمی شوند.

فرآیندهای گوناگون بسیاری موجودند که هر یک نیاز به دما و شرایط متفـاوتی داشـته و در هـر مـورد، تخصـیص عایق مورد نیاز منحصر بفرد خواهد بود، لیکن باید تعدادی از اصول مشترک در نظر گرفته شود. تلف حرارتی از بخشی از یک لوله، به دمای سیال در حال انتقال و دمای مـاده احاطـه کننـده بسـتگی دارد. مقـدار عایق کاری، تلف حرارتی را تحت تأثیر قرار خواهد داد، اما در زمانی که شرایط درونی و برونـی ثابـت شـد، نـرخ تلف حـرارتی ثابت خواهد بود. هر گونه تغییری در این شرایط، مثلاً افزایش یا کاهش نرخ دبی داخل لولـه، نـرخ تلف حرارتی را تغییر خواهد داد و این موضوع باید در فرآیندهای دبی متغیر در نظر گرفته شود. 

 

ارزیابی تشـخیص سطوح قـابل قـبول عـایقکاری مـیتوانـد به دو مرحله تقسیم شود:

• تعیین تلف حرارتی از سطح خارجی

• تأثیر این تلف حرارتی بر شرایط سیال داخل لوله

 

ـ ایمنی

از نظر ایمنی، در بسیاری موارد، عایق کاری حرارتی ضروری است و عمدتاً ارتباطی بـا صـرفه جـویی در هزینـه انرژی ندارد. دو جنبه عمده ایمنی که مستلزم استفاده از عایق میباشد عبارتند از: 

• عایق کاری میتواند کارکنان تأسیسات را در برابر تمامی آنها با سطوح بسـیار داغ یـا بسیار سـرد محافظـت کند.

• عایق کاری میتواند خطر آتش سوزی یا انفجار ناشی از مجاورت گازها یا بخارهای قابل احتراق با سـطوح گاز را کاهش می دهد.

هم چنین عایق کاری می تواند در فراهم نمودن شرایط مناسب، به خصوص در جایی کـه کارکنـان در مجـاورت تأسیسات با دمای بالا در حال کار هستند، تأثیر مهمی گذارد.

وقتی که عایق به دلایل ایمنی به کار برده می شود، معیار مورد استفاده برای تعیین ضخامت عایق حرارتی، بجـای نرخ تلف حرارتی، دمای سطح خارجی می باشد. اگرچه این تصمیم گیری بر هزینه های انرژی متکـی نیسـت، ولـی هزینه عایق می تواند با انتخاب مناسب ترین و اقتصادی ترین نوعی که دمای مورد نیاز سطح خارجی را تـأمین نمایـد، حداقل شود.

 

ـ سایر دلایل

دلایل دیگری برای استفاده از عایق حرارتی وجود دارد که برخی از آنها عبارتنداز:

• در موقعی که احتمال دارد لوله ها در معرض دماهای پایین محیط قرار گیرند، عایق حرارتی میتواند عمل محافظت در برابر یخ زدگی را انجام دهد.

• عایق حرارتی میتواند در بعضی شرایط به عنوان عایق صوتی عمل کند.

• عایق حرارتی میتواند خطر آسیب های مکانیکی به لوله کشی و سایر اجزاء را کاهش دهد.

 

انواع عایق

مـواد عـایقی بصـورت آلـی و غیرآلـی دسـته بنـدی مـی شـوند. عـایق هـای غــیرآلی از مــواد بلـوری یـا در صـورت های فیبری ســیلیسی، آلومـینیومی، کـلسیمی بـی شکل در صورت های فیبری، دانه بندی شده  یــا پــودر شـده ســاخته  مـی شوند و فضاهای توخالی قابل توجهی دارند. عایق های آلی بـا اسـتفاده از پلیمرهای هـیدروکربن که می تواننـد برای تولید فضاهای تو خالی منبسط شوند، ساخته می شوند. هـمان گونه که در زیر فهرست شده است، هر دو نـوع عایق فوق در شکلهای متنوعی وجود دارند: 

• شکل داده شده

معمولاً این عایق به شکل تخته ای، قطعات لوله ای و شکل های مربوطه متکی برساختار صلب مواد سـلولی دانه بندی شده و یا فیبری ساخته می شود.

 

• انعطاف پذیر

این عایق دارای این مزیت است که می توان آن را به آسانی به شکل بخشی که قرار است عایق کاری شود درآورد. نوارهای بافتنی و پوشش های عایق، نمدها، حصیرها و اسفنج های قابل انعطاف یا مـواد پلاسـتیکی انبسـاط یافتـه، معمول ترین شکل های این عایق می باشند.

 

• عایق نرم

این عایق شامل کلیه حالت هایی است که اجزاء آن، به نرمی به هـم پیونـد یافتـه انـد و امکـان ریخـتن آن بـه داخـل حـفره ها یـا جداره ها وجود دارد. پـرلایت و ورمیکیولایت  نمونه های معمول می باشند.

 

• ترکیب پلاستیک

این نوع عایق بصورت پودر خشک احتمالاً با تقویت فیبری است کـه بـا ترکیـب شـدن بـا آب، آمـاده اسـتفاده میشود. 

 

• اعمال با اسپری

این نوع عایق با تفنگ اسپری استفاده می شود و معمولاً شامل ماده عایقی دانه بندی شده، کفی یا فیبـری اسـت که روی سطح مورد استفاده می چسبد.

 

• اعمال به صورت کف در محل اصلی

پلاستیکهای آلی سلولی را میتوان به منظور پرکردن یک حفره توسط وسایل فیزیکی یـا شـیمیایی در محـل مورد نظر مورد استفاده قرار داد.

 

• عایق میکروپروس

عایق میکروپروس که گاهی اوقات با عنوان Silica aerogel  شناخته میشود، محتـوی یـک پـودر نـرم بـا سوراخـهای مـیکروسکوپی است که به ماده، رسانایی حرارتی پایین تری نسبت به رسانایی هوای سـاکن مـی دهـد. 

 

 • عایق بازتابنده 

این نوع عایق، گرمای تشعشع یافته را به گونه ای بازتاب می کند که نرخ اتلاف گرما را تقلیل دهـد. فلزاتـی همچـون فویل، آلومینیوم و ورق فولاد ضد زنگ صیقلی شده ی نازک، شکل های معمول عایق فوق می باشند.

 

• عایق های مقوائی 

این مقواها، صلب یا نیمه صـلب بـوده و معمولاً همراه با تقویت فیبری و فشرده شـده بـه شـکل یـک جـرم متراکم وجود دارند. 

 

• آجرهای عایق کننده و محصولات وابسته 

این عایق ها از خاک رس متراکم، سبک وزن و فشرده غیرآلی که با پخته شـدن در دمـای بــالا، بـه صـورت عایق سـخت شکل داده شده اند، ساخته می شوند. 

 

• عایق های بتونی

عایق های بتونی، بطور نمونه شامل خرده سنگ های مـتخلخل سـبک وزن بـه همـراه سیمان هیـدرولیکی بـه عـنوان عـامل چسـبندگی و یـا کـف سـخت شـده هیدرولیکی می باشد. 

 

 • شکل های پیش ساخته 

این نوع مواد عایقی از عایقهای متنوع جهت کاربردهای تخصصی تهیـه مـی گردنـد و در آن هـا بــا اسـتفاده از عـایق شکــل داده شـده، بکـارگیری و جــابجایی عـایق تسـهیل مـی شود. نـمونه ای از این مـورد، پوشـش هـای عـایق مـخصوص شـیرها می باشد. 

 

 

برای مطالعه کامل کتاب «عایق کاری تأسیسات فرآیند» به بخش دانلود مراجعه نمایید…