روش هاي افزايش راندمان بویلر بدون صرف هزينه

كاهش هواي اضافی

پتانسیل صرفه جويي: 10% – 5%

معمولاً از هواي اضافي غير لازم براي جلوگيري از دود كردن كوره و بيرنگ شدن گازهاي خروجي از كوره استفاده مي شود. جدول (1-3) يك تخمين از صرف جويي ناشي از افزايش راندمان بويلر در حدود 10 درصد را براي بويلرهاي با قدرت‌هاي مختلف نشان مي دهد.

چون معمول است كه بويلرها را با هواي اضافي 100 تا 200 درصد نگه مي‌دارند (به منظور پايين نگه داشتن دود در دودكش) 5 الي 10 درصد امكان صرفه‌جويي در سوخت وجود دارد. با يك تخمين مي توان گفت كه كاهش 100 درصد در هواي اضافي، باعث ايجاد 5 درصد پتانسيل صرفه جويي در سوخت مي شود و بويلرها معمولاً در هواي اضافي بيش از اندازه مورد بهره برداري قرار مي‌گيرند اپراتورها در اضافه كردن هواي اضافي ضرر نمي بينند زيرا دو مورد بيشتر مورد توجه مسئولين بهره برداري قرار مي گيرد. كه يكي در مدار نگه داشتن واحد و ديگري كاهش دود و رقيق كردن آن به وسيله افزايش هواي اضافي مي باشد.

در هر حال به دلايلي علمي و عملي بهره برداري، بويلر بايستي با 10 الي 15 درصد هواي اضافي مورد بهره برداري قرار گيرد. اگر بويلر در صفر درصد هواي اضافي كار كند هر تغييري در شرايط اتمسفريك از قبيل رطوبت، دما يا فشار مي‌تواند به راحتي جريان هوا را از هواي اضافي به هواي ناقص تغيير دهد و راندمان بويلر را همراه با ظاهر شدن دود كاهش دهد. با صفر درصد هواي اضافي و دماي دود F300، راندمان بويلر، با تغيير شرايط مطابق جدول زير تغيير مي كند:

متغيرها از قبيل نرخ سوخت به راحتي مي توانند روي مصرف هوا تاثير بگذارند و باعث ايجاد كمبود در بعضي نقاط شوند.

کنترل هواي احتراق

به دلايلي چند براي اندازه گيري و كنترل هواي اضافي احتراق O₂ به جاي CO₂ اندازه گيري مي شود:

الف) رابطه بين اكسيژن و هواي اضافي زياد تحت تاثير تركيب سوخت نمي‌باشد و براي سوخت هاي مختلف اين منحني ها تقريباً بر هم منطبق هستند. ولي منحني هواي اضافي بر حسب CO₂ براي سوخت هاي مختلف متفاوت است.

ب) اندازه گيري CO₂ براي به دست آوردن مقدار هواي اضافي، نياز به دقت بيشتري نسبت به اندازه گيري و O₂ دارد. اين مخصوصاً براي بويلرهايي كه با راندمان بالا عمل مي كنند و هواي اضافي پايين استفاده مي كنند صادق است. اگر بخواهيم هواي اضافي با دقت 2%+ به دست آورده شود براي بويلري كه با سوخت مازوت ودر2% هواي اضافي كارمي كند CO₂ بايستي در محدوده دقت 5/1+ (CO₂ 2/ + 0/13%) و O₂ درمحدوده دقت 8% + (O₂ 3/ + 7/3%) اندازه گيري شود.

ج) CO₂ محصول احتراق است در حالي كه اكسيژن اضافي مستقيماً به شرايط هواي اضافي بويلر مربوط است اكسيژن اندازه گيري شده در دود همان اكسيژن مازاد در احتراق است. هرچه هواي اضافي در كوره كمتر شود اكسيژن اضافي به صفر نزديكتر مي شود اما مقدار CO₂ افزايش مي يابد.

د) وسايل اندازه گيري O₂ كم قيمت تر از وسايل اندازه گيري CO₂ مي باشند. اما مي توان با اندازه گيري درصد CO₂ و اختلاف دماي دود خروجي و محيط مطابق جدول (3-3) و (4-3) اتلاف راندمان را محاسبه كرد همچنين اثر درصد CO₂ روي راندمان در (شكل 2-3) نشان داده شده است.

سيستم كنترلي كه به منظور كنترل هواي احتراق مي تواند مورد استفاده قرار گيرد سه سيگنال جهت كنترل دريافت مي كند كه عبارتند از سيگنال تقاضاي بار، سيگنال جريان سوخت و سيگنال جريان هواي اضافي مي باشند به طوري كه سيگنال اضافي (Q_a) از اكسيژن آنالايزر پس از تبديل به سيگنال هواي اضافي دريافت مي‌گردد (شكل 3-3) در طراحي سيستم هاي كنترل احتراق بايستي از دستگاههاي دقيق با پاسخ زماني نسبتاً سريع استفاده شود.

رابطه بين درصد اكسيژن اضافي برحسب بار خروجي در (شكل 4-3) نشان داده شده است.

در اين شكل تغييرات راندمان اتلافات مختلف را بر حسب درصد اكسيژن اضافي براي بويلر گازسوزي با ظرفيت (Ib/hr) 13000 نشان مي دهد. اگر چه مقدار واقعي اين اتلاف به نوع بويلر و مشعل و نوع سوخت بستگي دارد. ولي شكل كلي نمودار براي انواع مختلف تقريباً يكسان است. همان طوري كه در شكل مشخص است راندمان ماكزيمم در اكسيژن اضافي 5/0% ايجاد مي شود در اكسيژن اضافي كمتر منواكسيدكربن توليد شده واتلافات دود خروجي افزايش مي يابد شايد در وهله اول به نظربرسدكه هواي اضافي بالاتر باعث مي‌شودكه شعله ومشعل سرد شوند و در نتيجه دماي دود خروجي كاهش يابد در صورتي كه در واقع هواي اضافي بيشتر شعله و مشعل را سرد مي كند ولي براي توليد بخار در همان حالت قبل بايستي سوخت بيشتري سوزانده شودوبه همان نسبت مقدار هواي بيشتري به مشعل تزريق شوددر نتيجه گازهاي خروجي بيشتري توليد مي شود كه به سرعت از بويلر عبور مي‌كنند قبل ازاين كه گرماي خودرابه اندازه كافي به لوله‌ها منتقل كنندو در نتيجه دماي دود خروجي افزايش مي‌يابد در بويلرهاي مدرن امروزي كنترل هواي احتراق از طريق O₂ و CO موجود در گازهاي حاصل از احتراق صورت مي گيرد درصد هواي اضافي با استفاده از درصد اكسيژن اضافي در دود خروجي از رابطه زير به دست مي آيد:

اتلافات راندمان احتراق برحسب هواي اضافي و تغير مولفه CO را نشان مي دهد. مشاهده مي شود كه كمترين اتلاف در قسمت زانويي منحني CO رخ مي دهد بنابراين مي توان براي كاهش اتلاف حرارتي و كنترل راندمان احتراق از اندازه گيري O₂ (Monitoring) براي اندازه گيري هواي اضافي و از اندازه گيري و كنترل CO براي كنترل هواي اضافي و در نتيجه كنترل راندمان احتراق استفاده كرد.

مقدار CO در هواي اضافي بالا نسبتاً ثابت مي ماند اما اگر هواي اضافي به زير حد اپتيمم كاهش يابد مقدار CO به سرعت بالا مي رود و دود و هيدروكربن هاي سوخته نشده ظاهر مي شوند.