وضعیت تولید بخار در بویلر

شیر اطمینان در بویلر ها
شیر اطمینان در بویلر ها
اسفند 11, 1397
اجزای دیگ بخار
آنالیز قطعات اصلی در بویلر
اسفند 11, 1397

وضعیت تولید بخار در بویلر

دیگ بخار سه کوره آذر دما گستر

وضعیت تولید بخار در بویلر

در مقاله وضعیت تولید بخار در بویلر عملکرد بویلر های باز یافت حرارتی در فشارهای مختلف متفاوت می باشد . با توجه به سیکل ترمودینامیکی بویلر های بخار با افزایش فشار آب داخل بویلر ، حرارت نهان تبخیر آب کاهش پیدا می کند  تا آنجا که در فشار بحرانی   ( 09/22 اتمسفر فشار مطلق )  آب در دمای 14/374 درجه سانتیگراد به یک باره از فاز مایع به فاز بخار می رود .

از آنجا که توربین بخار می بایست همواره دارای بخار سوپر هیت بوده و رسیدن بخار به دمای اشبا برای توربین بخار مضر می باشد وبدلیل محدود بودن دمای محصولات احتراق خروجی از توربین گاز  ، افزایش فشار در بویلر های باز یافت حرارتی محدود می باشد  .

دمای محصولات احتراق خروجی از توربین گاز به شرایط توربین بخار بستگی نداشته بلکه دما و دبی محصولات احتراق خروجی از توربین گازبه توان تورببین گاز بستگی داشته و امکان بالابردن فشار بویلر های باز یافت حرارتی تا 90 اتمسفر وجود دارد .

چنانچه توربین بخار با یک بویلر باز یافت حرارتی  در مدار باشد فشار HP   از 90 اتمسفر به 60 اتمسفر کاهش می یابد و تولید بخار در بویلر های باز یافت حرارتی از kg/s  41  به کمتر از     kg/s  40  می رسد که با توجه به نمودار آنتروپی _ دما ، این کاهش تولید مربوط به افزایش حرارت نهان تبخیر آب در اثر کاهش دما می باشد .

 

تغییرات آنتالپی در بویلر های باز یافت حرارتی  

 

برای آنکه به واقعیت نزدیک باشد از فشارهای واقعی در زمان کار دو بویلر باز یافت حرارتی که یکی ( بویلر A )  در فشار 90 اتمسفر و دیگری ( بویلر B ) در فشار 65 اتمسفر با توربین گازهای با حداکثر توان خروجی در مدار بوده اند برداشت شده است

با توجه نمودار های T-S  ( آنتروپی – دما ) و T-H  ( آنتالپی – دما ) آب مادون سرد که وارد اکونومایزرHP بویلر باز یافت حرارتی می شود در بویلر A  با فشار 90 اتمسفر و دمای 155 درجه سانتیگراد وارد و آب اشبا با دمای 302 درجه سانتیگراد و فشار 90 اتمسفر خارج شده و وارد درام HP  می شود  .

 

 

وضعیت تولید بخار در بویلر

  • الف ) میزان حرارت مورد نیاز برای تبخیر آب در فشار 90 اتمسفر
  • ب  ) میزان حرارت مورد نیاز برای تبخیر آب در فشار 65 اتمسفر

 

آنتالپی آب در شرایط ورودی به اواپراتور   kJ/kg 1363 hf =

وبخار در شرایط خروجی از اواپراتور ، آنتالپی   kJ/kg2742  =   hg دارد .

اختلاف آنتالپی در این شرایط          kJ/kg   1378 = hfg   می باشد .

در بویلر B  آب با فشار 65 اتمسفر  و با دمای 280 درجه سانتی گراد وارد درام و اواپراتورهای HP   می شود که در این شرایط آنتالپی آب kJ/kg  1226  hf =   و آنتالپی بخار

kJ/kg  2778  =   hg  می باشد .

اختلاف آنتالپی در این شرایط kJ/kg    1552 =   hfg    می باشد .

(1)         kJ/kg                      174 = 1378 – 1552=90  hfg   – 65  hfg

ملاحظه می شودطبق رابطه (1)  با تغییر فشار HP  از 90 اتمسفر به 65 اتمسفر  kJ/kg  174  حرارت بیشتر لازم است تا همان میزان آبی که در فشار 90 اتمسفر  تبخیر شده بود در فشار 65 اتمسفر تبخیر گردد .

kJ /s              (2)    6960  =  kJ/kg 174 *  kg/s 40 =   Q = m * hfg

همانگونه که در رابطه ( 2)  مشخص شده است برای تولید بخار در فشار پائین تر نیاز به حرارت بیشتری می باشد و با توجه به محدود بودن دبی محصولات احتراق خروجی از توربین گاز ، تولید بخار در بویلر باز یافت حرارتی کاهش پیدا می کند

(3)                     kJ/kg    1378*   kg/s  42     = Q = m * hfg     در فشار 90 اتمسفر

kJ/s    57876 Q =

 

(4)                              kJ/s        57876   =   1552 m *   =    Q = m * hfg

Kg/s 38m =

ملاحظه می شود دبی بخار در زمانیکه بویلر های باز یافت حرارتی با فشار 65 اتمسفر کار می کنند حدود 4  کیلوگرم بر ثانیه کمتر از حالتی است که با 90 اتمسفر کار می کند .

 

عوامل مؤثر در افزایش راندمان وتولید بخار در بویلر های باز یافت حرارتی

 

 – اولین عامل افزایش راندمان :

با افزایش فشار در بویلر های باز یافت حرارتی میزان انتالپی از kJ/kg  1240 hf 65 =    به     kJ/kg  1363 hf90 =  افزایش می یابد وچون دمای آب ورودی به بویلر های باز یافت حرارتی در هر دو حالت 155 درجه سانتیگراد می باشد ، مقدار آنتالپی در این دما و برای هردو فشار مختلف  kJ/kg  654= hf   می باشد .

که رسیدن آنتالپی به kJ/kg   1363 در فشار 90 اتمسفر، حرارت بیشتری از محصولات احتراق ناحیه اکونومایزرها جذب می نماید وبا توجه به مسیر حرکت محصولات احتراق  باعث بالا رفتن راندمان بویلر های باز یافت حرارتی می شود .

یادآور می گردد  با توجه به اینکه با کاهش فشار درام   HP ، در خروجی پمپ های تغذیه آب بویلر های باز یافت حرارتی فشار افزایش پیدا می کند لذا کا ر پمپ ها تا حدی افزایش می یابد .

– دومین عامل افزایش راندمان :

با لا رفتن دبی بخار باعث افزایش تبادل حرارت بین محصولات احتراق و بخار می گردد ودمای دود خروجی از دودکش بویلر  پائین آمده و راندمان حرارتی بویلر های باز یافت حرارتی بالا تر می رود و ازطرف دیگر افزایش دبی بخار باعث افزایش تولید توان  در توربین بخار می گردد .

 

افزایش فشار در   بویلر های باز یافت حرارتی

 

یکی از راههای افزایش فشار در بویلر های باز یافت حرارتی تغییر ست پوینت کنترل والوهای توربین بخار می باشد با ثغییر ست پوینت   HP Presser Unit set point می توان فشار HP بویلر های باز یافت حرارتی را تا مقدار دلخواه بالا برد  ولی بدلیل افزایش سرعت بخار خروجی از کنترل  والوها ی  HP توربین بخار تمامی عوامل تأثیر گزار بر روی این والوها بایستی شناسایی و مرتفع گردد.

 

نتیجه گیری

 

بالا بردن فشار در بویلرهای تولید بخار می تواند با کاهش حرارت نهان تبخیر آب ، راندمان حرارتی را افزایش داده و با تولید بیشتر بخار وبالا بردن دبی جرمی بخار ،  تولید انرژی الکتریکی را افزایش دهد . با توجه به اینکه جهت تولید انرژی الکتریکی نیاز به سرمایه گزاری زیاد برای ساخت نیروگاه می باشد و از طرفی برای تولید برق در نیروگاهها نیاز به سوخت ( گاز طبیعی یا گازوئیل ) می باشد ، افزایش تولید انرژی الکتریکی ارزش اقتصادی بالای دارد .

 

 

پاسخی بگذارید

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

تماس - بخش فروش