وضعيت توليد بخار در بويلر

شیر اطمینان در بویلر ها
شیر اطمینان در بویلر ها
اسفند ۸, ۱۳۹۷
اجزای دیگ بخار
آناليز قطعات اصلی در بویلر
اسفند ۱۵, ۱۳۹۷

وضعيت توليد بخار در بويلر

دیگ بخار سه کوره آذر دما گستر

وضعيت توليد بخار در بويلر

در مقاله وضعیت تولید بخار در بویلر عملكرد بويلر هاي باز يافت حرارتي در فشارهاي مختلف متفاوت مي باشد . با توجه به سيكل ترموديناميكي بويلر هاي بخار با افزايش فشار آب داخل بويلر ، حرارت نهان تبخير آب كاهش پيدا مي كند  تا آنجا كه در فشار بحراني   ( 09/22 اتمسفر فشار مطلق )  آب در دماي 14/374 درجه سانتيگراد به يك باره از فاز مايع به فاز بخار مي رود .

از آنجا كه توربين بخار مي بايست همواره داراي بخار سوپر هيت بوده و رسيدن بخار به دماي اشبا براي توربين بخار مضر مي باشد وبدليل محدود بودن دماي محصولات احتراق خروجي از توربين گاز  ، افزايش فشار در بويلر هاي باز يافت حرارتي محدود مي باشد  .

دماي محصولات احتراق خروجي از توربين گاز به شرايط توربين بخار بستگي نداشته بلكه دما و دبي محصولات احتراق خروجي از توربين گازبه توان تورببين گاز بستگي داشته و امكان بالابردن فشار بويلر هاي باز يافت حرارتي تا 90 اتمسفر وجود دارد .

چنانچه توربين بخار با يك بويلر باز يافت حرارتي  در مدار باشد فشار HP   از 90 اتمسفر به 60 اتمسفر كاهش مي يابد و توليد بخار در بويلر هاي باز يافت حرارتي از kg/s  41  به كمتر از     kg/s  40  مي رسد كه با توجه به نمودار آنتروپي _ دما ، اين كاهش توليد مربوط به افزايش حرارت نهان تبخير آب در اثر كاهش دما مي باشد .

 

تغييرات آنتالپي در بويلر هاي باز يافت حرارتي  

 

براي آنكه به واقعيت نزديك باشد از فشارهاي واقعي در زمان كار دو بويلر باز يافت حرارتي كه يكي ( بويلر A )  در فشار 90 اتمسفر و ديگري ( بويلر B ) در فشار 65 اتمسفر با توربين گازهاي با حداكثر توان خروجي در مدار بوده اند برداشت شده است

با توجه نمودار هاي T-S  ( آنتروپي – دما ) و T-H  ( آنتالپي – دما ) آب مادون سرد كه وارد اكونومايزرHP بويلر باز يافت حرارتي مي شود در بويلر A  با فشار 90 اتمسفر و دماي 155 درجه سانتيگراد وارد و آب اشبا با دماي 302 درجه سانتيگراد و فشار 90 اتمسفر خارج شده و وارد درام HP  مي شود  .

 

 

وضعيت توليد بخار در بويلر

  • الف ) ميزان حرارت مورد نياز براي تبخير آب در فشار 90 اتمسفر
  • ب  ) ميزان حرارت مورد نياز براي تبخير آب در فشار 65 اتمسفر

 

آنتالپي آب در شرايط ورودي به اواپراتور   kJ/kg 1363 hf =

وبخار در شرايط خروجي از اواپراتور ، آنتالپي   kJ/kg2742  =   hg دارد .

اختلاف آنتالپي در اين شرايط          kJ/kg   1378 = hfg   مي باشد .

در بويلر B  آب با فشار 65 اتمسفر  و با دماي 280 درجه سانتي گراد وارد درام و اواپراتورهاي HP   مي شود كه در اين شرايط آنتالپي آب kJ/kg  1226  hf =   و آنتالپي بخار

kJ/kg  2778  =   hg  مي باشد .

اختلاف آنتالپي در اين شرايط kJ/kg    1552 =   hfg    مي باشد .

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

ملاحظه مي شودطبق رابطه (1)  با تغيير فشار HP  از 90 اتمسفر به 65 اتمسفر  kJ/kg  174  حرارت بيشتر لازم است تا همان ميزان آبي كه در فشار 90 اتمسفر  تبخير شده بود در فشار 65 اتمسفر تبخير گردد .

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

همانگونه كه در رابطه ( 2)  مشخص شده است براي توليد بخار در فشار پائين تر نياز به حرارت بيشتري مي باشد و با توجه به محدود بودن دبي محصولات احتراق خروجي از توربين گاز ، توليد بخار در بويلر باز يافت حرارتي كاهش پيدا مي كند

(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 مي شود دبي بخار در زمانيكه بويلر هاي باز يافت حرارتي با فشار 65 اتمسفر كار مي كنند حدود 4  كيلوگرم بر ثانيه كمتر از حالتي است كه با 90 اتمسفر كار مي كند .

 

عوامل مؤثر در افزايش راندمان وتوليد بخار در بويلر هاي باز يافت حرارتي

 

 – اولين عامل افزايش راندمان :

با افزايش فشار در بويلر هاي باز يافت حرارتي ميزان انتالپي از kJ/kg  1240 hf 65 =    به     kJ/kg  1363 hf90 =  افزايش مي يابد وچون دماي آب ورودي به بويلر هاي باز يافت حرارتي در هر دو حالت 155 درجه سانتيگراد مي باشد ، مقدار آنتالپي در اين دما و براي هردو فشار مختلف  kJ/kg  654= hf   مي باشد .

كه رسيدن آنتالپي به kJ/kg   1363 در فشار 90 اتمسفر، حرارت بيشتري از محصولات احتراق ناحيه اكونومايزرها جذب مي نمايد وبا توجه به مسير حركت محصولات احتراق  باعث بالا رفتن راندمان بويلر هاي باز يافت حرارتي مي شود .

يادآور مي گردد  با توجه به اينكه با كاهش فشار درام   HP ، در خروجي پمپ هاي تغذيه آب بويلر هاي باز يافت حرارتي فشار افزايش پيدا مي كند لذا كا ر پمپ ها تا حدي افزايش مي يابد .

– دومين عامل افزايش راندمان :

با لا رفتن دبي بخار باعث افزايش تبادل حرارت بين محصولات احتراق و بخار مي گردد ودماي دود خروجي از دودكش بويلر  پائين آمده و راندمان حرارتي بويلر هاي باز يافت حرارتي بالا تر مي رود و ازطرف ديگر افزايش دبي بخار باعث افزايش توليد توان  در توربين بخار مي گردد .

 

افزايش فشار در   بويلر هاي باز يافت حرارتي

 

يكي از راههاي افزايش فشار در بويلر هاي باز يافت حرارتي تغيير ست پوينت كنترل والوهاي توربين بخار مي باشد با ثغيير ست پوينت   HP Presser Unit set point مي توان فشار HP بويلر هاي باز يافت حرارتي را تا مقدار دلخواه بالا برد  ولي بدليل افزايش سرعت بخار خروجي از كنترل  والوها ي  HP توربين بخار تمامي عوامل تأثير گزار بر روي اين والوها بايستي شناسايي و مرتفع گردد.

 

نتيجه گيري

 

بالا بردن فشار در بويلرهاي توليد بخار مي تواند با كاهش حرارت نهان تبخير آب ، راندمان حرارتي را افزايش داده و با توليد بيشتر بخار وبالا بردن دبي جرمي بخار ،  توليد انرژي الكتريكي را افزايش دهد . با توجه به اينكه جهت توليد انرژي الكتريكي نياز به سرمايه گزاري زياد براي ساخت نيروگاه مي باشد و از طرفي براي توليد برق در نيروگاهها نياز به سوخت ( گاز طبيعي يا گازوئيل ) مي باشد ، افزايش توليد انرژي الكتريكي ارزش اقتصادي بالاي دارد .

 

 

دیدگاهتان را بنویسید

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

Call Now Buttonتماس - بخش فروش