بهره وری انرژی در دیگ های بخار2

بهره وری انرژی در ديگ های بخار
بهره وری انرژی در دیگ های بخار1
مهر 5, 1397
بهره وری در ديگ هاي فولادی
بهره وری انرژی در دیگ های بخار 3
مهر 5, 1397

بهره وری انرژی در دیگ های بخار

دیگ های بخار

برای مشاهده مقاله قبلی در مورد بهره وری انرژی در دیگ های بخار کلیک کنید در این فصل بدون در نظر گرفتن روش احتراق، افزایش بازدهی دیگ های بخار مورد نقد و بررسی قرار خواهد گرفت. در بعضی از بندهای این فصل موارد خاص نیز مورد بحث واقع خواهند شد.

بازدهی دیگ بخار

راندمان اغلب دیگ های بخار بین 65 الی 85% متغیر می باشد و لذا می بایست از به هدر رفتن انرژی ( 15 الی 35% ) جلوگیری نمود. البته جلوگیری از به هدر رفتن تمام انرژی غیرممکن است ولی  میتوان با شناخت مسیرهای اتلاف، آن را به حداقل رساند. اتلاف حرارتی واژه ای است که به طور متداول برای به هدر رفتن انرژی بکار گرفته می شود

 ابقاء انرژی

بر اساس یکی از قوانین فیزیک،  انرژی همیشه ابقاء  میشود. در فرآیند احتراق، انرژی شیمیایی به انرژی حرارتی تبدیل می شود. اگر انرژی موجود در بخار، گاز خروجی، تشعشعات دیگ بخار و دیگر انرژی هایی که از دیگ بخار خارج می شود با یک دیگر جمع شوند، مجموع آنها دقیقاً برابر با انرژی گاز، نفت و یا  زغالسنگی خواهد بود که سوزانده شده است. به عبارت دیگر :

انرژی موجود در سوخت ( گاز، نفت و زغال سنگ) = انرژی موجود در بخار + اتلاف حرارتی انرژی راندمان دیگ بخار، میزان درصد تبدیل زغال سنگ، نفت و یا گاز به انرژی بار است.

معمولاً بهترین روش محاسباتی راندمان دیگ بخار، برآورد میزان اتلاف انرژی است. برای این منظور، درصد اتلاف انرژی در  بخشهای مختلف محاسبه و از 100% کسر  میگردد. عدد باقی مانده میزان راندمان دیگ بخار را نشان خواهد داد. به عبارت دیگر:

راندمان دیگ بخار = ( اتلاف حرارت 100 ) %

 منابع اتلاف حرارت

 قسمت اعظم اتلاف انرژی از طریق دودکش صورت میپذیرد. در بدترین شرایط حدود30الی 35درصداز کل انرژی اولیه از طریق دودکش خارج  میشود. اتلاف انرژی از طریق دودکش شامل موارد زیر می گردد.

الف اتلاف حرارت به دلیل گاز خشک  ب اتلاف حرارت به دلیل رطوبت در سوخت  ج اتلاف حرارت به دلیل آب ناشی از احتراق هیدروژن

میزان اتلاف انرژی حرارتی وابسته به دما و حجم گازی است که از دیگ بخار خارج می شود، بنابراین کاهش هر یک از دو مورد ذکر شده  میتواند موجب کاهش اتلاف حرارتی شود. جلوگیری از اتلاف حرارت در دودکش به میزان صد در صد عملاً امکان پذیر نخواهد بود، مگر آنکه دمای گاز خروجی از دودکش به دمای هوای اطراف دیگ بخار کاهش داده شود. امکان چنین عملی وجود ندارد. کاهش دمای گاز دودکش خروجی به زیر 300 درجه فارنهایت به صلاح نیست چرا که دمای کمتر موجب تشکیل بخار های اسید سولفوریک شده که نهایتاً خوردگی بسیار شدید ایجاد می نماید. چهار استراتژی عمده برای به حداقل رساندن اتلاف انرژی از دودکش به شرح زیر می باشد:

الف به حداقل رساندن هوای اضافی  ب پاکیزه نگهداشتن سطوح انتقال حرارتی  ج بکارگیری تجهیزات بازیافت حرارت  د کنترل نفوذ هوا به داخل دیگ بخار

زمانی که حجم هوای اضافی کم شود به تبع آن ضمن اینکه حجم گاز دودکش کاهش می یابد، دمای گاز خروجی از دودکش نیز کاهش خواهد یافت. چرا که سرعت گاز خروجی کم شده و در اثر کم شدن سرعت گاز خروجی، امکان جذب حرارت گاز در دیگ بخار به لحاظ افزایش زمان ماندن در داخل مسیر خروجی ازدیاد  مییابد. سود ناشی از کاهش اتلاف، بسیار چشمگیر است به طوری که به ازای کاهش 15% هوای اضافی؛ 3/1% کاهش در اکسیژن و 40 درجه فارنهایت کاهش در دمای گاز خروجی از دودکش،  میتوان یک درصد راندمان دیگ بخار را افزایش داد.

در سیستم های احتراق زغال سنگی نیز اتلاف حرارت به دلیل سوخت ناقص بوجود می آید.

میزان اتلاف حرارتی در این نوع سیستم ها تا حد 5% نیز حادث  میگردد. قبلاً بحث  دانهبندی زغال سنگ و تحویل منظم آن به کوره احتراق شده است و در اینجا از تکرار مطالب خودداری  میشود. بطور کلی برای  جلوگیری از اتلاف حرارتی باید شاخص انتشار مونو اکسید کربن در حد 400 میلیون در قسمت (ppm) حفظ شود.

بخشی از اتلاف حرارتی از جداره های کوره احتراق ( به صورت تشعشع ) صورت می پذیرد. البته نمی توان اتلاف از دیواره های کوره احتراق را به میزان صد در صد کنترل نمود ولی می توان بااستفاده از عایق های حرارتی مناسب آن را به حداقل رساند. میزان اتلاف حرارتی از دیگ های بخار که به نحو مناسبی  عایقکاری شده اند، نباید بیش از حدودی باشد که درجدول شماره 4 ارایه شده است. ارقام مندرج در جدول را به عنوان راهنما برای برآورد و مقایسه اتلاف انرژی مورد استفاده قرار دهید. همچنین از ارقام جدول مشخص است که اتلاف حرارتی از دیگ های بخار بزرگتر به مراتب کمتر از دیگ های بخار کوچک تر است.

 

از دیگر نواحی که باعث اتلاف حرارتی  میشود، می توان به روش زیرکش برای خارج نمودن مواد جامد محلول اشاره نمود. خارج نمودن این مواد به معنای خارج کردن انرژی است که توسط آنها جذب شده است. قبلاً بحث زیرکش ارایه شد و در بخش مربوط اشاره گردید که بهتر است از تجهیزات بازیافت حرارت در عمل مستمر زیرکش استفاده شود. این نوع تجهیزات برای  دیگهای بخار با حداقل تولید 250 کیلوگرم بخار در ساعت به صورت تجاری در اختیار می باشد.

چک لیست متصدیان برای تعمیر و نگهداری دیگ بخار

پایش مستمر  دیگهای بخار به صورت ساعتی و یا حداقل 2 بار در طی روز بسیار مهم است. به عنوان مثالی بسیار ساده می توان به از بین رفتن عایق حرارتی لوله های خروجی از دیگ بخار اشاره نمود. میزان اتلاف حرارتی از یک لوله بدون عایق به قطر 5 سانتی و طول 33  سانتیمتر که حاوی بخار با فشار 150 psig است، معادل یک تن زغال سنگ به ازای هر

12 روز خواهد بود. بنابراین علاوه بر مواردی که مستقیماً در بازدهی کمی دیگ بخار مؤثر هستند، می بایست به دیگر موارد ( نظیر مثال فوق ) توجه خاص بعمل آید. لذا موارد زیر می بایست به طور مستمر پایش شوند.

  • توزیع یکنواخت هوا
  • نفوذ هوا
  • عایقکاری
  • نشست بخار
  • فشار بخار
  • دمای گاز خروجی

برای سهولت در امر پایش  میتوان از جدول های شماره 5 و 6  استفاده نمود.

بهره وری انرژی در دیگ های بخار

 

بهره وری انرژی در دیگ های بخار

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

تماس - بخش فروش