بهره وری انرژی در ديگ های بخار 3

بهره وری انرژی در ديگ های بخار
بهره وری انرژی در ديگ های بخار2
مهر ۵, ۱۳۹۷
بهره وری در ديگ هاي فولادی و بخار
بهره وری انرژی در ديگ های بخار4
مهر ۷, ۱۳۹۷

بهره وری انرژی در ديگ های بخار

برای مشاهده مقاله قبلی در مورد بهره وری انرژی در ديگ های بخار2 کلیک کنید

از سال 1950 ميلادي تاكنون پيشرفت هاي چشمگيري در فن آوري هاي كنترل ديگ هاي بخار حاصل شده كه موجب افزايش بازده و ارتقاء عملكرد آنها گرديده است. بسياري از مديران و مالكان سيستم هاي قديمي، كنترل  ديگهاي بخار خود را با  سيستمهاي كامپيوتري تعويض  نمودهاند و در اثر اين اقدام علاوه بر دستيابي به راندمان بيشتر متوجه شدند كه طول عمر  ديگهاي بخار نيز افزايش مي يابد. از ديگر مزاياي استفاده از سيستم هاي كنترلي كامپيوتري مي توان به قابليت اطمينان آن در كنترل واحدهاي مختلف اشاره نمود. بعبارت ديگر سيستم هاي كامپيوتري بطور همزمان تمام  قسمتهاي توليددیگ بخار را بررسي و در يك زمان تنظيمات لازم را اعمال مي نمايد. در جدول شماره (7)  مقايسهاي بين دو سيستم كنترل دستي وکامپیوتری بعمل آمده است.نتایج این جدول نشان می دهد که چراباید از سیستم های کامپیوتری بهره گرفت.

بهره وری انرژی در ديگ های بخار

كنترل مشعل دیگ بخار

ديگ هاي بخاري كه مجهز به چندين مشعل با  فنآوري هاي جديد ريزپردازها (ميكروسسور) هستند، عملكرد بهتري از خود نشان مي دهند. سيستم هاي قديمي قادر به اندازه گيري جريان هوا و سوخت به ديگ بخار بوده و متعاقب آن نسبت سوخت به هوا را براي احتراق بهينه تنظيم  مينمود. زماني كه يكي از چند مشعل خاموش  ميشد، تنظيم سوخت به هوا براي  سيستمهاي قديمي دشوار بوده و در حقيقت نشت جريان هوا از مشعل خاموش به داخل محفظه احتراق باعث برهم خوردن نسبت سوخت و هوا  ميشد و عملاً بازدهي ديگ بخار كاهش مي يافت. اما سيستم هاي جديد كامپيوتري كه عمدتاً داراي منطق فازي (لوژيك فازی) هستند.

تنظيمات دقيق تري از سوخت به هوا را فراهم مي آورند و صرفه جويي سوخت را تا حد 3% ميسر مي سازند. در حقيقت در  سيستمهاي جديد كامپيوتري از تنظيم كننده خودكار و مستمر سوخت به هوا استفاده مي شود. بعبارت ديگر محدود نمودن ورود هواي اضافي موجب جلوگيري از اتلاف حرارتي مي شود. اغلب مشعل ها در زمان كاهش بار نياز به هواي (اضافي) بيشتري نسبت به زمان پرباري دارند، چرا كه در دوره هاي كاهش بار، دماي شعله كاهش مي يابد و تنظيم سوخت به هوا اثربخشي خود را از دست مي دهد. با كمك سيستم هاي هوشمند كامپيوتري ميزان بار ديگ بخار شناسايي و تنظيمات لازم بعمل  ميآيد.

بعبارت ديگر  سيستمهاي كامپيوتري با  اندازه گيري ميزان اكسيژن در گاز خروجي تنظيمات دقيق تر را در نسبت سوخت به هوا ايجاد مي نمايند.

اگر هواي احتراق بيش از حد كاهش يابد، احتراق ناقص حادث شده و بازدهي ديگ بخار كاهش  مييابد. كمترين هزينه توليد بخار زماني صورت مي پذيرد كه هواي احتراق متناسب با نياز تنظيم شده باشد (نه كمتر و نه بيشتر). بنابراين براي تنظيم بهتر سيستم سوخت به هوا علاوه بر كنترل كننده اكسيژن، وسيله ديگري براي كنترل مونواكسيد كربن نيز تعبيه مي گردد.

در حقيقت سيستم كامپيوتري با اندازه گيري غلظت مونواكسيد كربن در گاز خروجي، دستور لازم را براي تنظيمات بهينه صادر مي كند. ذكر اين نكته حائز اهميت است كه در طرح جامع نيازسنجي بخار تمام  بخشهاي صنعت بدقت مورد بررسي قرار  ميگيرند و بخار مورد نياز هر واحد تعيين مي گردد. تنظيمات ديگ بخار بايد به نحوي برنامه ريزي شود كه بخار مورد نياز توليد و از توليد بي رويه جلوگيري شود.

تنظيم فشار كوره موجب افزايش راندمان ديگ بخار  ميشود و از طرفي از تخريب ديگ بخار جلوگيري  ميكند. در اثر تغيير بار در ديگ بخار، فشار در داخل كوره تغيير يافته و به همين دليل كوره با استفاده از يك برنامه غيرخطي نسبت به تنظيم فشار اقدام نموده و بازدهي ديگ بخار را حفظ  مينمايد. دماي بخار خروجي از ديگ بخار بر  استفاده كنندگان بخار و عماکرد دیگ بخار تاثیر گذار است.اگر دمای بخار به کافی نرسد،امکان تخریب وسایلی که از بخار تغذیه می شود وجود خواهد داشت واز طرفی دمای

مازاد بر طراحي ديگ بخار موجب كوتاه شدن طول عمر ديگ بخار  ميگردد. براي تنظيم بهتر دماي بخار مورد نياز در  سيستمهاي جديد كامپيوتري از منطق فازي بهره گرفته مي شود.

راهبردهای كنترل و پايش در دیگ های بخار

استفاده از سيستم هاي كامپيوتري در كنترل فرآيندهاي ديگ بخار موجب بهره برداري بهينه مي گردد، ليكن بايد در نظر داشت كه اكثر سيستم هاي كامپيوتري فقط براي تنظيم عملكرد فرآيند و آمار برداري طراحي شده اند.

لذا در صورت بروز مسايل و مشكلات جديد كه نياز به خاموش كردن كل سيستم است، مسئول فرآيندهاي ديگ بخار مي بايست رأساً  تصميمگيري نمايد. بعبارت ديگر سيستم هاي كامپيوتري علاوه بر تنظيمات ساده و حساس، نسبت به ارسال آمار و اطلاعات ديگر بخش ها به متصدي اقدام مي نمايد. مسئول ذيربط با مشاهده آمار و اطلاعات  ميبايست تصميم نهايي را در مورد خاموش كردن و يا ادامه فعاليت ديگ بخار اتخاذ نمايد. از ديگر مزاياي بهره گيري از  سيستمهاي كامپيوتري  ميتوان به عدم لزوم پر كردن فرم هاي بازرسي سيستم بصورت ساعتي يا روزانه اشاره نمود، چرا كه اينگونه آمارها بطور مستمر توسط سيستم كامپيوتري  جمعآوري، پردازش و در اختيار قرار  ميگيرد. پردازش داده ها توسط سيستم كامپيوتري موجب تسريع در انجام محاسبات پيچيده شده و از اين بابت وقت مسئول ديگ بخار براي ديگر امورآزاد  ميشود.

ضمن آنكه كليه محاسبات بر اساس استاندردهاي  انجمنهاي  بينالمللي نظير انجمن مهندسين مكانيك آمريكا (ASME)  انجام  ميپذيرد. بعنوان مثال عملكرد توربين هاي گازي براساس محاسبات روش ASME-PTC-22  انجام  ميشود كه طي آن محاسبات بازدهي حرارتي، برق حرارتي، مصرف ويژه سوخت توربين گازي و نرخ حرارتي توربين گازي اندازه گيري  ميشود. محاسبات ژنراتور بازيافت حرارت از بخار با روش ASME-PTC E-E  انجام  ميشود كه شامل موارد زير مي گردد:

  • مصرف سوخت مشعل داكت
  • بازدهي ژنراتور بازيافت حرارت از بخار
  • تلفات ژنراتور بازيافت حرارت از بخار
  • اثربخشي كلي ژنراتور بازيافت حرارت از بخار
  • تعيين نقطه بهينه عملكرد سيستم بازيافت حرارت

در خصوص محاسبات عملكرد توربين بخار از روش ASME-PTC6  استفاده مي شود كه موارد زير را تحت پوشش قرار مي دهد:

  • جريان بخار و آنتالپي كندانسور
  • نرخ حرارتي توربين بخار
  • بازدهي فشار بالا
  • بازدهي فشار مياني
  • بازدهي فشار پايين

همچنين براي محاسبات ديگر عملكردها به شرح زير عمل مي شود:

  • معادلات سيكل توربين (16ASME )
  • محاسبات عملكرد ديگ بخار ( 14 ASME )
  • معادلات محاسبه عملكرد  گرمكننده آب تغذيه

 

در خصوص محاسبات عملكرد كندانسور از روش ASME-PTC-12.1  استفاده مي شود كه موارد زير را دربرمي گيرد :

  • فشار كندانسور
  • انتقال كلي حرارت
  • فاكتور پاكيزگي نسبت به طراحي اوليه انتقال حرارت
  • عمل خنك سازي سيستم
  • تجمع و يا مقاومت بيولوژيكي در داخل سيستم
  • دماي آب سرد
  • عملكرد برج خنك كن
  • كل سوخت مصرفي سيستم
  • ميزان استفاده از حرارت

همانگونه كه از موارد  فوقالذكر مشخص است، آمار و اطلاعات در مورد عملكرد فعلي و طراحي شده همزمان در اختيار كاربر قرار مي گيرد. در نهايت آمار و اطلاعات عملكرد فعلي با آن چيزي كه سازنده مدعي آن بوده است بصورت منحني در اختيار قرار مي گيرد. بنابراين ميزان تلفات سيستم سريعاً شناخته مي شود و از لحاظ اقتصادي كم ي مي گردد. بطور خلاصه جهت ارزيابي عملكرد سيستم، موارد زير كليدي به شمار مي آيد:

  • محاسبه لحظه به لحظه عملكرد سيستم
  • اندازه گيري عملكرد مورد انتظار
  • نمايش داده ها و نتايج براي مسئول سيستم
  • محاسبه عملكرد كمي سيستم

براي جلوگيري از صدور دستور نادرست جهت تصحيح وضعيت سيستم، بهتر است تا ارقام محاسباتي مورد آناليزهاي آماري قرار گيرد. اين نوع آناليزها مسئول ديگ بخار را از 2 مورد زير مطلع مي نمايد و بر اساس آن تصميم صحيح اتخاذ خواهد شد.

الف آيا تغيير در عملكرد سيستم به لحاظ اندازه گيري غلط است؟  ب – آيا تغيير در عملكرد سيستم به لحاظ خرابي در بخش هاي مختلف است ؟

ذكر اين نكته حائز اهميت است كه بازدهي يك ديگ بخار به تنهايي مربوط به طراحي آن ديگ به منظور دستيابي به بازدهي مورد نظر نيست، بلكه عوامل ديگري چون چيدمان واحدهاي مختلف صنعت، فن آوري هاي عملياتي و ساختار اهداف در بازدهي ديگ بخار مؤثر خواهند بود. اين عوامل همچنين در اقتصاد احتراق تأثيرگذار  ميباشند. بطور كلي هر صنعت داراي چندين واحد مختلف مي باشد كه هر يك از آنها هزينه هايي را دربر مي گيرد. بعنوان مثال

انرژي بخار براي چرخاندن  پمپها مورد استفاده واقع  ميشود و واحد تصفيه و اصلاح آب، مواد شيميايي را به مصرف  ميرساند. بنابراين هزينه هاي كارخانه به تنهايي در اثر بكارگيري حداكثر بار براي استفاده از حداكثر بازدهي ديگ بخار صورت نخواهد پذيرفت.

بعبارت ديگر هزينه هاي بخار مي بايست دقيقاً محاسبه و در بهينه سازي كلي سيستم وارد گردد.

بطور كلي هزينه هاي (قيمت تمام شده) بخار بر اساس فرمول زير قابل محاسبه است:

هزينه انرژي بخار  =  [ هزينه سوخت × (آنتالپي بخار + آنتالپي آب تغذيه)] + هزينه هاي وسايل يدكي   (ريال / ساعت) (ارزش حرارتي سوخت × بازدهي)

براي بهره برداري صحيح از ديگ بخار مي بايست تخصيص مناسب بار به اجراء گذارده شود. براي اين منظور بايد از فن  بهينهسازي غيرخطي ،استفاده نمود. در اين فن تغيير در قيمت بخار و تغييرات بار بطور همزمان در نظر گرفته  ميشود. حتي در بعضي موارد شايد لازم باشد تا بمنظور كاهش هزينه هاي توليد بخار، بار مورد نياز از يك ديگ بخار كه هزينه هاي بالاتري دارد به ديگ بخار ديگري كه هزينه هاي كمتري دارد، منتقل شود.

 

دیدگاهتان را بنویسید

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

Call Now Buttonتماس - بخش فروش