دیگ های بخار با سیرکولاسیون طبیعی و اجباری

بویلر های نیروگاهی و انواع آنها
بویلرهای نیروگاهی و انواع آنها
اسفند 29, 1397
راندمان دیگ بخار
مدارهای عملکرد دیگ های بخار
اسفند 29, 1397

دیگ های بخار با سیرکولاسیون طبیعی و اجباری

1 – با افزایش فشار سیستم ، اختلاف دانسیته آب اشباع در پایین آورنده های آب تحت اشباع ( Down Comers )و مخلوط دو فازه در دیواره های آبی ( ( Water Walls کم می شود و اختلاتف ارتفاع استاتیکی ، برای ایجاد رانش سیال بسیار کاهش می یابد . به همین دلیل سیرکولاسیون مختل و سیال با سرعت بسیار کمی جاری می شود و اشکال های اساسی در انتقال حرارت سیال درون لوله ها به وجود آمده ، رژیم های جریان به سرعت عوض می شوند و پایدار نمی مانند و همچنین به علت سرعت کم سیال ، این دو عامل باعث می شود که تولید بخار به سرعت بالا رود ( Flash ( Off و لوله ها در معرض سوختن ( ( Over Heat قرار گیرد .

اما شاید مهمترین مشکل ، جدایش آب و بخار اشباع در داخل درام باشد . زیرا در فشار بالا آب و بخار تمایل کمتری به جدا شدن از همدیگر دارند و در نتیجه ، سیستم از بخار دهی خواهد افتاد .

2- برای آسیب نرسیدن به لوله ها و داشتن رژیمی پایدار از نظر انتقال حرارت به سیال داخل لوله ها ، داشتن حداقل سرعت مناسب برای سیال در سیرکولاسیون طبیعی از مسائل حیاتی است . از این رو سرعت گذر سیال در سیرکولاسیون طبیعی ، حساسیت مضاعفی دارد و تغییرات سرعت سیال درون

لوله ها خود تابع عواملی چون شار حرارتی ، نرخ انتقال حرارت ، طول لوله ها ، قطر لوله ها و ضریب صافی سطح داخل لوله ها می باشد .

 

3-  اگر بخواهیم راندمان واحد بخار ساز را بالا ببریم ، باید طبق قانون دوم ترمودینامیک دو کار را تجربه کنیم : یا دمای منبع سرد را پایین بیاوریم و یا دمای منبع گرم را بالا ببریم . افزایش دمای منبع گرم ( دمای کوره ) میسر است ، امابستگی تامی به فشار دارد . یعنی در فشارهای بالا می توان دمای منبع گرم را بیشتر بالا برد . از این رو لازم است برای بارگیری بیشتر از یک دیگ بخار ، آن را به سمت فشارهای بالا ( نقطه بحرانی آب ) سوق داد . البته در آن صورت باید از سیرکولاسیون اجباری استفاده کرد .

بعضی از سازندگان واحدهای بخار ساز ، سیکل های اجباری را از 122.5bar به بالا پیشنهاد می کنند ، اما بعضی دیگر سیکل های طبیعی را تا حوالی فشار 183.6bar عملی و اقتصادی می دانند . اما دسته سومی هستند که مرز سیرکولاسون طبیعی و اجباری را 170bar دانسته ، در طرحهای خود بدان وفادارند .

 

دیگ های بخار با سیرکولاسیون اجباری :

 

این نوع دیگ ها خود دارای دو طرح اساسی هستند :

 

 بویلر با سیرکولاسیون اجباری و زیر نقطه بحرانی با درام :

 

این طرح ها را از 156bar الی 190bar می سازند . در این نوع طرح ها عامل سیبرکولاسیون و چرخش آب ، پمپهای دیگ بخار ( ( Boiler Circulation Pumps هستند ، داشتن سرعت کافی برای سیال در لوله ها هنگام انتقال حرارت ، عدم تغییر رژیم های انتقال حرارت و مسائل هیدرودینامیکی سیال ، جدایش سریع بخار از آب در داخل درام ،؛ تولید بخار انبوه و قابل دسترس در تغییرات سریع بار ، راندمان بالا به خاطر امکان افزایش دمای منبع گرم ( کوره ) ، کنترل بهینه شیمی آب ، پاسخ سریع به نیازهای توربین و … از مزایای انکار ناپذیر این گونه طرح ها هستند . امروزه این واحدهارا تا مرز 2000ton/hr بخار داغ طراحی کرزده و ساخته اند .

مسئله قابل اهمییت در این نوع سیرکولاسیون ها ، نسبت سیرکولاسیون است . زیرا در سیکل باید همیشه آب اضافی موجود باشد و بطور مداوم در مداری بسته حرکت کند . بنا به تعریف :

Circulation Ratio = 1/x

که در آن x کیفیت بخار نامیده شده و عبارتست از مقدار بخار در یک کیلوگرم از مخلوط دو فازه آب و بخار برای مثال ، اگر کیفیت نهایی بخار در واحد درام دارای 0.2 باشد ، نسبت سیرکولاسیون چنین سیستمی 5 خواهد بود و آن بدین معنی است که باید در هر ساعت ، 5 برابر بخار داغ خروجی از بویلر ، آب در سیککل به وسیله پمپ های سیرکولاسیون جریان یابد .

در این نوع طرح ها برای سرعت بخشی به سیرکولاسیون پایین آورنده ها را خارج از کوره نصب می کنند یا به عبارتی ، آن را آدیابات در نظر می گیرند تا از اختلاف دانسیته سیال درون آنها در دیواره های آبی نیز در امر سیرکولاسیون سود برند . این امر سه نقطه مثبت به همراه دارد :

  1.  به نیروی رانشی ( ( Boiler Circulation Pumps کمک می شود .
  2. لوله های Down Comers در معرض تنش های حرارتی قرار نمی گیرند
  3. حجم متناسب کوره حفظ می شود .

پاسخی بگذارید

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

تماس - بخش فروش