افزایش راندمان بویلر

P O U R I A

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد
مدیر تالار
امروزه با توجه به افزایش ارزش انرژی، یکی از دغدغه‌های جدی صنایع افزایش راندمان بویلرها به کمک بهینه‌سازی بازده احتراق است. بهینه‌سازی کارکرد سیستم احتراق باعث افزایش بازده احتراق و کاهش انتشار گازهای نامطلوب می‌شود.


فرآیند احتراق در سیستم بویلر یک فرآیند با چند ورودی و چند خروجی، متغیر با زمان و به شدت غیرخطی است؛ بنابراین تنظیم پارامترهای کنترل‌پذیر اصلی آن با استفاده از روش‌های کلاسیک مشکل است.

boiler.jpg

از راه‌کارهای کلی افزایش راندمان در بویلر می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

  • کنترل هوای اضافه (excess air)
  • کنترل دمای اگزوز (exhaust temperature)
  • شرایط عمل‌کرد تجهیزات بویلر مانند اکونومایزر (economizer)، سوپرهیتر (superheater)
  • کنترل نشتی هوا
  • کنترل اتلاف حرارتی از طریق بهبود عایق‌کاری (insulation)
 

P O U R I A

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد
مدیر تالار
کنترل هوای اضافه


از جمله عوامل بسیار مهم و تاثیرگذار روی بازده بویلر و انتشار گازهای خطرناک در سیستم بویلر، میزان هوای اضافی ترکیب شونده با سوخت است. هوای اضافی به معنای میزان هوایی است که بیش از حد تئوری و برای احتراق کامل سوخت نیاز است. شکل زیر رابطه بین درصد هوای اضافی و تلفات بویلر را نشان می‌دهد. همان‌طور که در این شکل نشان داده شده است، ماکزیمم بازده بویلر در ناحیه محدودی به دست می‌آید.


Exess_Air_Diagram.jpg

در صورتی که میزان هوای اضافی بیش‌تر از حد مورد نیاز باشد گرمای جذب شده به وسیله این هوای اضافی به جای ایجاد انتقال حرارت مفید در سیستم، باعث تلفات می‌شود و راندمان بویلر را از طریق افزایش دما و دبی دود خروجی کاهش می‌دهد.


هنگامی که میزان هوای اضافی کم‌تر از حد مورد نیاز باشد احتراق به صورت ناقص انجام گرفته و بخشی از کربن موجود در ترکیب هیدروکربنی سوخت به جای تبدیل به دی‌اکسید کربن به مونواکسید کربن تبدیل خواهد شد. تبدیل نشدن کامل کربن موجود در ترکیب سوخت به دی‌اکسید کربن، نوعی تلفات انرژی به شمار آمده و مقدار این تلفات، متناسب با مقدار مونواکسید کربن تولیدی خواهد بود که همراه با محصولات احتراق به محیط پیرامون تخلیه می‌شود که در این صورت تلفات ناشی از سوختن ناقص سوخت افزایش یافته و باعث کاهش راندمان بویلر می‌گردد.


بنابراین میزان هوای اضافی پارامتر بسیار مهمی است که به طور مستقیم در میزان تلفات بویلر تاثیر دارد. از این رو کنترل میزان هوای اضافی در پروسه احتراق یکی از مهم‌ترین کنترل‌های موجود در سیستم بویلر است؛ زیرا علاوه بر اثر مستقیم بر راندمان بویلر بر روی میزان انتشار گازهای خطرناک به محیط نیز موثر است.
 

P O U R I A

مدیر مهندسی شیمی مدیر تالار گفتگوی آزاد
مدیر تالار
کنترل دمای اگزوز


بالا بودن دمای اگزوز بویلر به معنای بالا بودن آنتالپی گازهای خروجی است. در این شرایط میزان اگزرژی (exergy) گازهای خروجی زیاد بوده و سبب کاهش راندمان بویلر می‌گردد. به صورت سر انگشتی هر 20 درجه سانتی‌گراد کاهش دمای دود خروجی موجب افزایش راندمان بویلر به میزان 1 درصد می‌شود. البته باید توجه داشت که به دلیل امکان ایجاد خوردگی در دودکش، میزان کاهش دمای دود خروجی محدود است.

boiler2.jpg

شرایط عمل‌کرد تجهیزات بویلر


کارکرد بهینه تجهیزات بویلر سبب افزایش راندمان آن خواهد بود. به عنوان مثال پیش گرم (preheating) کردن آب تغذیه بویلر (boiler feed water) توسط اکونومایزر (economizer) موجب صرفه جویی انرژی می‌شود. هرچه میزان پیش‌گرم کردن افزایش یابد، به همان میزان راندمان بویلر نیز بیش‌تر خواهد شد. به صورت سر انگشتی هر 6 درجه سانتی‌گراد افزایش دمای آب تغذیه موجب افزایش راندمان بویلر به میزان 1 درصد می‌شود. از طرف دیگر تاثیر پیش‌گرم کردن هوای احتراق نیز همانند گرم کردن آب تغذیه است. به صورت سر انگشتی هر 20 درجه سانتی‌گراد افزایش دمای هوای احتراق موجب افزایش راندمان حرارتی بویلر به میزان 1 درصد می‌شود.
 
بالا