سوپر ہیٹڈ سٹیم اور سٹیم فیز ڈائیاگرام

سوپر ہیٹڈ بھاپ

جب سینچریٹڈ بھاپ بھاپ کے بوئلر میں تیار ہوتی ہے اور اسے حرارت منتقل کرنے والے سطحوں سے گزارا جاتا ہے، تو اس کی درجہ حرارت تیزابیت یا سینچریشن سے اوپر بڑھنے لگتی ہے۔
بھاپ کو سوپر ہیٹڈ کہا جاتا ہے اگر اس کی درجہ حرارت اس کی سینچریشن درجہ حرارت سے زیادہ ہو۔ سوپر ہیٹ کی مقدار براہ راست بھاپ کی درجہ حرارت کے ساتھ سینچریشن درجہ حرارت سے اوپر کے فرق سے منسلک ہوتی ہے۔

سوپر ہیٹ صرف سینچریٹڈ بھاپ کو دیا جاسکتا ہے اور نمی والا بھاپ کو نہیں۔ سوپر ہیٹ حاصل کرنے کے لیے سینچریٹڈ بھاپ کو ایک اور حرارت منتقل کرنے والے ہیٹ ایکسچینجر سے گذارنا ضروری ہے۔ یہ سوپر ہیٹ کے لیے استعمال ہونے والے ہیٹ ایکسچینجر کو بوئلر کے اندر ثانوی ہیٹ ایکسچینجر کہا جاتا ہے۔ بوئلر سے باہر آنے والی گرم فلو گیس کو سینچریٹڈ بھاپ کو گرم کرنے کا بہترین طریقہ سمجھا جاتا ہے۔

سوپر ہیٹڈ بھاپ کا استعمال بھاپ پاور پلانٹس میں بجلی کی تولید کے لیے کیا جاتا ہے۔ بھاپ ٹربائن میں سوپر ہیٹڈ بھاپ ایک طرف سے داخل ہوتی ہے اور دوسری طرف سے کنڈینسر (پانی یا ہوا کی خنکنے والی قسم) میں باہر نکلتی ہے۔ ٹربائن کے اندرونی اور باہری نقطوں کے درمیان سوپر ہیٹڈ بھاپ کی توانائی کا فرق ٹربائن روتر کو گھومانے کا سبب بناتا ہے۔ بھاپ ٹربائن روتر کے ذریعے گزرنا کے دوران توانائی کی تدریجی کمی ہوتی ہے۔

لہذا ٹربائن کے اندرونی نقطے پر کافی سوپر ہیٹ کی ضرورت ہوتی ہے تاکہ ٹربائن روتر کے آخری حصے میں نم بھاپ کی کندنسیشن سے بچا جا سکے۔

بنیادی طور پر بھاپ ٹربائن روتر کے کئی مرحلے ہوتے ہیں اور بھاپ کو ہر مرحلے سے گزرنا ضروری ہوتا ہے تاکہ کنڈینسر تک پہنچ سکے۔ لہذا اگر ٹربائن کے اندرونی نقطے پر کافی سوپر ہیٹ فراہم نہ کی جائے تو بھاپ کے آخری مرحلے تک پہنچنے پر یہ سینچریٹڈ ہو سکتی ہے اور پھر ہر بعد کے مرحلے کے ذریعے گزرنا کے ساتھ ساتھ یہ نم ہو سکتی ہے۔

روٹر کے آخری حصے میں نم بھاپ خطرناک ہے کیونکہ یہ پانی کا ہیمر اور ٹربائن بلیڈز کے آخری مرحلوں میں شدید فرسودگی کا سبب بن سکتی ہے۔ اس مسئلے کو حل کرنے کے لیے ٹربائن کے اندرونی نقطے پر بھاپ کے پیرامیٹرز کو ایسے طور پر ڈیزائن کرنے کا مشورہ دیا جاتا ہے کہ سوپر ہیٹڈ بھاپ ٹربائن کے اندرونی نقطے سے داخل ہو سکے اور ٹربائن کے باہری نقطے کو سینچریٹڈ شرائط کے قریب بھاپ کے پیرامیٹرز کے مطابق ڈیزائن کیا جائے۔

بھاپ ٹربائن میں سوپر ہیٹڈ بھاپ کے استعمال کی ایک اہم وجہ چکر کی گرمیائی کارآمدی میں قابل ذکر بہتری ہے۔

گرمیائی انجن کی کارآمدی کو یا تو:

کارنو چکر کی کارآمدی: اندرونی اور باہری نقطوں کے درمیان درجہ حرارت کے فرق کا اندرونی درجہ حرارت کے ساتھ تناسب۔

رانکائن چکر کی کارآمدی: ٹربائن کے اندرونی اور باہری نقطوں کے درمیان گرمی کی توانائی کا کل گرمی کی توانائی کے ساتھ تناسب۔
2. کارنو چکر اور رانکائن چکر کی کارآمدی کا مثال سے مطالعہ۔
مثال کے ذریعے وضاحت:
ایک ٹربائن کو 96 بار کے دباؤ پر 490oسی کی سوپر ہیٹڈ بھاپ فراہم کی جاتی ہے۔ باہری نقطہ 0.09 بار اور 12 فیصد نمی کا ہوتا ہے۔
سینچریٹڈ بھاپ کی درجہ حرارت ہوتی ہے: 43.7oسی
کارنو چکر اور رانکائن چکر کو تعین کریں اور موازنہ کریں۔
کارنو چکر کی کارآمدی کو تعین کرنے کا طریقہ :

رانکائن چکر کی کارآمدی کو تعین کرنے کا طریقہ :
جہاں،

0.09 بار کے باہری دباؤ کے مطابق کنڈینسیشن میں کیلومیٹر کی توانائی کی مقدار = 183.3
3.
بھاپ-فیز ڈیاگرام بھاپ ٹیبل میں فراہم کردہ معلومات کی تصویری نمائش ہے۔ بھاپ-فیز ڈیاگرام مختلف دباؤ کے تحت توانائی اور درجہ حرارت کے درمیان تعلق فراہم کرتا ہے۔ مائع توانائی hf۔ یہ فیز-ڈیاگرام پر خط A-B کی طرف سے ظاہر کیا جاتا ہے۔ جب پانی 0o سی سے گرمی لیتا ہے، تو یہ سینچریٹڈ پانی کے خط A-B پر تمام مائع توانائی کو وصول کرتا ہے۔

سینچریٹڈ بھاپ کی توانائی (hfg): کسی بھی مزید گرمی کے اضافے کے نتیجے میں فیز کا تبدیل ہونا سینچریٹڈ بھاپ میں ہوتا ہے اور یہ فیز ڈیاگرام پر (hfg) کی طرف سے ظاہر کیا جاتا ہے یعنی B-C۔

خشکی کا تناسب (x): جب گرمی لگائی جاتی ہے تو مائع اپنی فیز کو مائع سے بھاپ میں تبدیل کرنے کا شروع کرتا ہے اور پھر مخلوط کا خشکی کا تناسب بڑھنے لگتا ہے یعنی اکائی کی طرف بڑھنے لگتا ہے۔ فیز ڈیاگرام میں مخلوط کا خشکی کا تناسب خط BC کے بالکل درمیان 0.5 ہوتا ہے۔ اسی طرح فیز ڈیاگرام پر نقطہ c پر خشکی کا تناسب کی قیمت 1 ہوتی ہے۔

خط C-D نقطہ c سینچریٹڈ بھاپ کے خط پر ہوتا ہے، کسی بھی مزید گرمی کے اضافے کے نتیجے میں بھاپ کی درجہ حرارت بڑھنے لگتی ہے یعنی بھاپ کی سوپر ہیٹنگ کا آغاز خط C-D کی طرف سے ظاہر کیا جاتا ہے۔
مائع زون → سینچریٹڈ مائع خط کے بائیں جانب کا علاقہ
سوپر ہیٹ زون → سینچریٹڈ بھاپ خط کے دائیں جانب کا علاقہ
دو فیز زون → سینچریٹڈ مائع اور سینچریٹڈ بھاپ خط کے درمیان علاقہ مائع اور بھاپ کا مخلوط ہوتا ہے۔ مختلف خشکی کے تناسب کے ساتھ مخلوط۔
کریٹیکل نقطہ → یہ ایک اعلیٰ نقطہ ہے جہاں سینچریٹڈ مائع اور سینچریٹڈ بھاپ کے خط ملتے ہیں۔ کریٹیکل نقطہ پر تیزابیت کی توانائی صفر ہوجاتی ہے، یعنی کریٹیکل نقطہ پر پانی مستقیماً بھاپ میں تبدیل ہوتا ہے اور اس کے بعد۔
مائع کی موجودگی کی زیادہ سے زیادہ درجہ حرارت کریٹیکل نقطہ کے مساوی ہوتی ہے۔
کریٹیکل نقطہ کے پیرامیٹرز → درجہ حرارت 374.15oسی
دباؤ → 221.2 بار

اس سے اوپر کی قیمتیں سوپر-کریٹیکل قیمتیں ہوتی ہیں اور یہ رانکائن چکر کی کارآمدی میں اضافے کے لیے مفید ہوتی ہیں۔

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.