کنترل دیگ بخار

انواع بویلرهای فایرتیوب
مرداد ۱, ۱۳۹۷
سیستم عملکرد دیگ بخار (بویلر)
مرداد ۱, ۱۳۹۷

کنترل دیگ بخار

کنترل دیگ بخار

در کنترل دیگ بخار بخش های مختلفی در بویلرها کنترل می گردد کـه از ایـن میـان، تعـدادی از قسـمت هـا ازاهمیت بالاتری نسبت به موارد دیگر، برخودار هستند، این موارد عموماً شامل فشار بخار در هدر اصلی، سطح مایع در مخزن بخار، دمای بخار سوپرهیت، مقدار اکسیژن خروجـی از دودکـش وکیفیت آب بویلر می باشند. عدم کنترل صحیح این موارد سبب بروز مشکلات جدی در کـارک رد بویلر می گردد. برای کنترل این بخش های حساس، پارامترهایی مانند مقدار آب ورودی به بویلر و سوپرهیتر، مقدار سوخت و هوای ورودی به مشعل هـا، میـزان بلـودان و میـزان تزریـق مـوادشیمیایی تغییر داده  میشود  .

کنترل ارتفاع مایع در مخزن بخار

هدف از کنترل مقدار آب ورودی به بویلر، کنترل مقدار ارتفاع آب در مخـزن بخـار در حـدمجاز و مورد نظر می باشد. در صورتی که سطح مایع در مخزن بخـار پـایین آیـد، آب کـافی درداخل       لولهها قرار نداشته و بر اثر حرارت دیدن زیاد           لولهها امکانoverheat  شدن و خرابی آنها وجود دارد. در صورتی که سطح مایع در داخل مخزن بخار بـالا رود، جداسـازی آب و بخـار بـهدرستی انجام نمی گیرد و پدیده carry over پیش می آید و باعث کاهش بازده بویلر مـ یگـرد د.

این کنترل به سه صورت انجام می گیرد:

  • :(single element feed water control) کنترل تکجزئی

سیستم تک جزئی صرفاً از یک کنترل کننـ ده سـطح مـایع تشـکیل شـده اسـت. ایـن روش،ساده ترین و در عین حال ناکارآمدترین روش کنترل سـطح مـایع اسـت. مکـانیزم عمـل بـدینصورت است که اندازه گیر ارتفاع مایع در مخزن بخار در صورت بالا رفتن سطح مـایع، بـه شـیرکنترل آب ورودی به بویلر فرمان بسته شدن و در صورت پایین رفتن سـطح مـایع فرمـان بـازشدن می دهد و بدین ترتیب سطح مایع را کنترل می کند. در حقیقـت سـطح مـایع در مخـزنبخار را با تغییر دادن شدت جریان آب ورودی به بویلر تنظیم می کند.

  • کنترل دوجزئی (two element feed water control): در این روش سطح مایع از دو طریق کنترل  میگردد.
  • اندازه گیری دبی جرمی بخار خروجی از درام: روش کنترل آن بـدین صـورت اسـت کـهمقدار جرمی از آب که به شکل بخار از درام خارج میگـردد بـه وسـیله ورود آب از طریـق بـازشدن شیر کنترل جبران می گردد. از این رو خروجی بخار با مقدار آب مساوی بـا آن از طریـقورودی جبران می گردد   .
  • اندازه گیری سطح مایع در درام: در مواردی که بلودان صورت می گیرد مقـدار آب خـارجشده از درام از طریق اندازه گیر سطح مایع تشخیص داده شده و به شیر کنتـرل آب ورودی بـهبویلر دستور باز شدن می دهد. در مجموع از طریق این دو جزء، کنترل بهتری نسبت به حالـتتک جزئی وجود خواهد داشت.
  • (three element feed water control) کنترل سه جزئی

این روش کنترلی برای مواقعی که آب ورودی به بویلر بـه دلیـل اسـتفاده از چنـدین پمـپ ممکن است دارای تغییراتی در فشار و شدت جریان باشد، مناسب می باشد. علاوه بـر دو متغیـرفوق الذکر، نوسانات شدت جریان آب ورودی به عنوان متغیر سوم است. چرا که این نوسانات در میزان کنترل سطح مایع سبب مشکل می نماید. به عنوان مثال دبی مورد نظر ما با باز بودن ۰۴ درصد شیر کنترل تأمین می گردد، ناگهان شدت جریان ورودی بـه بـویلر کـم مـی گـردد و درصورتی که هنوز شیر کنترل در همان مقدار ۰۴ درصد باقی بماند، مقدار مورد نیـاز آب ورودیبه بویلر تأمین نمی گردد و مقدار نوسانات زیاد شده و دیرتر سطح مایع کنترل مـی گـرد د. ایـنمشکلی است که در کنترل کننده های دوجزئی وجود دارد. ولی در این سیستم بـا انـداز هگیـریشدت جریان ورودی و به محض کم شدن شدت جریان و قبل از آنکه اثر این نوسان در مخـزنبخار نمایان شود، فرمان باز شدن بیشتر شیر کنترل داده شده تا اثر کم شدن شدت جریان آب ورودی برطرف گردد.

  • کنترل فشار بخار در هدر اصلی

سوختی که در بویلر سوزانده  میشود سبب ایجاد گرما و در نهایـت تولیـد بخـار مـیگـردد.

واضح است که با افزایش مقدار سوخت یا به عبارتی افزایش مقـدار اشـتعال، حـرارت بیشـتریتولید شده و نهایتاً بخار تولیدی بیشتری نیز خواهیم داشت. لذا برای کنترل فشار بخار در هدر اصلی می توان از تغییرات شدت اشتعال استفاده نمود که آن نیز به عوامل دیگری چـون مقـدارسوخت و هوای ورودی بستگی دارد. در صورتی که فشار بخار کـم شـود بایـد میـزان سـوختبیشتری برای ایجاد حرارت بیشتر و تولید بخار بیشتر وارد بویلر گردد تا کمبـود فشـار جبـرانگردد و در صورت بالا بودن فشار باید مقدار سوخت کم گردد. سیستم کنترل احتراق به طوری طراحی می گردد تا وضعیت آتش گیری سوخت در مشعل به صورت پایدار بـوده و نسـبت هـوا-سوخت برای شرایط عادی و یا اضطراری عملیات تنظیم گردد. روش عمل بدین صـورت اسـتکه در زمان افزایش دادن اشتعال، کنترل کنند  ههای احتراق سبب می گردند تا ابتدا شدن جریان هوا زیاد شده و سپس شدت جریان سوخت افزایش یابد و در زمان کاهش دادن شدت احتراق ،ابتدا شدت سوخت کم شده و سپس شدت هوا کاهش  مییابد.

ممکن است عوامل دیگری نیز بر شدت اشتعال، به طور مستقیم و بر فشار بخار در هدر، بـهطور غیرمستقیم تأثیر بگذارد، یکی از این موارد تغییر ارزش حرارتی سوخت می باشد. عموماً در زمان استفاده از سوخت های گازی، ممکن است ترکیب گاز ورودی تغییر نمایـد و بـه عبـارتی،ارزش حرارتی گاز ورودی کم و یا زیاد شود. به عنوان مثال، در صورت بالا رفتن ارزش حرارتـی مقدار حرارت ایجاد شده افزایش یافته و تولید بخار و فشار در هدر بخـار بیشـتر مـی گـرد د. در اینگونه موارد و برای جلوگیری از بـروز چنـین مشـکلاتی در بـویلر، از سنسـورهایی کـه ارزشحرارتی سوخت را تعیین می نمایند، استفاده می گردد. با بروز تغییر در ارزش حرارتی و قبـل ازآنکه اثر آن در سیستم با تغییر روی فشار هدر مشخص گردد، فرمانی از مرکز کنتـرل سیسـتم احتراق به شیر کنترل ارسال شده و مقدار سوخت به جهت جبران اثر تغییـرات ارزش حرارتـی تغییر می نماید.

  • کنترل دمای سوپرهیت

بخاری که برای واحدهای مصرف کننده فرستاده می شود بایـد از نظـر دمـا و فشـار کنتـرلگردد، علاوه بر آن در صورتی که لوله های سوپرهیت کننده بـیش از حـد گـرم شـوند، تـنش وشــوک حرارتــی در آنهــا بــه وجــود آمــده و از بــین مــ یرونــد. از ایــن رو کنتــرل دمــا درسوپرهیت کننده ها از اهمیت بالایی برخوردار می باشد. روش هـای زیـادی بـرای کنتـرل دمـایسوپرهیتر وجود دارد که می توان به موارد ذیل اشاره کرد:

  • بایپس نمودن گاز در اطراف سوپرهیتر Bypassing the Furnace Gas :

در بویلرهای که ظرفیت کم دارند،  میتوان با  بایپـس(bypass)  کـردن بخشـی از گازهـایاحتراق به وسیله یک دمپر دمای سوپرهیتر را کنترل نمود. این روش کنترل قبلاً به کـار بـردهمی شد ولی اشکالاتی که در انتخاب فلز مطمئن برای دمپر در برابـر خـوردگی و دمـای بـالا در مسیر عبور گازهای داغ وجود داشت، سبب منسوخ شدن روش کنترل با دمپر شده است.

  • : Tilting burners in the Furnace تغییر زاویه مشعل ها در کوره

دمای بخار خروجی از سوپرهیتر را با تغییر زاویه مشعل ها به سمت بالا و پایین (بـه میـزان۰۳ درجه) در بویلرهای نوع عرضی م یتوان کنترل نمود. با تغییر زاویه مشعل ها به سمت پایین ،لوله های بالارونده بخش بیشتری انرژی به شکل تابش جذب می نمایند، در نتیجه سـهم جـذبحرارت در سوپرهیتر نسبتاً کم شده و دمای آن پایین می آیـ د. اگـر مشـعل هـا بـه سـمت بـالاگردانده شوند، زاویه تابش نسبت به سوپرهیترها مناسب تـر شـده و انـرژی حرارتـی بیشـتر بـهسوپرهیترها منتقل و دمای آنها افزایش  مییابد.

  • استفاده از مشعل های اضافی (Auxiliary Burners) :

با استفاده از مشعل های جنبی علاوه بر مشعل های اصلی می توان دمای بخار را کنترل کـر د.

اثر این مشعل ها شبیه مشعل هایی با زاویه متغیر است.

  • کاهش دمای سوپرهیتر با پاشش آب Desuperheating using water spray : با اسپری کردن آب به بخار سوپرهیت می توان دمای آن را کاهش داد. اضافه کـردن آب دربخشی به نام  دیهیتر یا  ریهیرت صورت  میگیرد.
  • : (Precondensing Control) کنترل       پیشسردکن

دمای بخار خروجی را می توان با سرد کردن بخـار خروجـی از بـویلر بـا آب تغذیـه در یـککندانسور کوچک کنترل کرد. کنترل اتوماتیک، مقدار آب تغذیه bypass را تنظیم  میکند.

  • : Gas Recirculation گردش مجدد گاز

بخشی از گاز خروجی از اکونومایزر مجدداً داخل کوره می شود. این عمل به کمک یـک فـنانجام می گیرد. این گاز نظیر هوای اضافی عمل می کند و بر دیواره های کوره اثر می گذارد. ایـنعمل انرژی حرارتی جذب شده توسط دیوارههای آبی را کم کرده و انرژی جـذب شـده توسـط سوپرهیتر را افزایش می دهد.

  • : (Coil Immersion in the Boiler Drum) قرار دادن کویل در درام بویلر

بعضا برای کاهش دمای سوپرهیتر، بخشی از بخار خروجی از آن را، به وسیله یک کویل بـهمخزن لجن وارد می نمایند. این بخارات پس از کاهش دما و قبل آن آنکه به دمای اشـباع بخـاردر آن فشار برسد، مجدداً به سوپرهیتر وارد میشود تا بدین صورت با افزایش فلـوی عبـوری ازآن، دمای سوپرهیتر کاهش یابد.

  • کنترل مقدار جریان هوا

این کار به وسیله تنظیم مقدار اکسیژن در گازهای حاصل از احتراق و در دودکـش صـورتم یگیرد. وجود ۳ درصد اکسیژن در گازهای خروجی از دودکش به مفهوم بـه سـوزی در کـورهاست. در صورتی که اکسیژن خروجی از دودکش کمتر از ۳ درصد باشد، داخل کوره         دودهزایـیوجود خواهد داشت و با افزایش مونوکسید کربن مواجه می گردیم و در صورت بالا بودن بیشـتراز ۳ درصد در خروجی از دودکش مقدار ناکس افزایش خواهد یافت و به علـت افـزایش حجـمگازهای حاصل از احتراق، انرژی حرارتی زیادی به همراه هوای اضافی از کوره به بیرون رفتـه وتلف خواهد شد. در بویلرها سعی بر این است مقدار هوا را طوری تنظـیم نماینـد کـه مقـدار۳ درصد اکسیژن در جریان خروجی از دودکش وجود داشته باشد. از آنجایی که برای تأمین هوای مورد نیاز احتراق در بویلرها از فن های دمنده و مکنده اسـتفاده مـی گـردد، لـذا بـا اسـتفاده ازدمپرهای هوای ورودی مقدار هوا را تنظیم می کنند. از طرفی مقدار هوای مورد نیاز با توجه بـهمقدار سوخت تنظیم می گردد. از این رو در دودکش بویلرها و بـا اسـتفاده از سنسـورهایی کـهمقادیر اکسیژن و مونوکسید کربن را اندازه مـی گیرنـد، مقـدار هـوای ورودی بـه کـوره تنظـیممی گردد، با بالا رفتن مقدار اکسیژن دمپرهای هوای ورودی بسته شده و با کم شـدن اکسـیژندمپرها باز می شوند. در دودکـش  بعضـی از بویلرهـا بـه منظـور کنتـرل بهتـر احتـراق، میـزانمونوکسید کربن خروجی نیز اندازه گیری می شود  .

  • حفظ کیفیت آب بویلر و کنترل Blow down

برای حفظ کیفیت آب بویلر باید مقدار تزریق مواد شیمیایی و بلودان کنترل گـرد د. عمومـاًکنترل تزریق مواد شیمیایی، بلودان پیوسته و ناپیوسته به صورت دستی و از روی نتایج حاصل از آنالیز شیمیایی آب بویلر صورت می گیرد. به این مفهوم که در صورت مشـاهده تغی یـراتpH  مقدار مواد شیمیایی تزریقی به آب بویلر را تغییر مـی دهنـد و یـا در زمـان بـالا رفـتن مقـادیرسختی، مقدار بلودان را افزایش می دهند، این کار از طریق بلودان ناپیوسته صورت می گیرد، چرا که عموماً بلودان پیوسته، به صورت تناسبی و به نسبتی از مقـدار آب ورودی بـه بـویلر تنظـیمشده است. در بعضی واحدها برای بلـودان پیوسـته از یـک سیسـتم کنتـرل خودکـار اسـتفادهمی گردد. اساس کار این سیستم بر پایه هـدایت الکترولیتـی آب اسـت، در صـورت بـالا رفـتنهدایت آب بویلر، مقدار بلودان پیوسته افزایش یافته تا غلظت مـواد نـامحلول پـایین آیـد و درمحدوده مجاز قرار گیرد.

دیدگاهتان را بنویسید

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

Call Now Buttonتماس - بخش فروش