راهکارهای اجرایی بهینه سازی مصرف انرژی در دیگ – بخش دوم

 

اکونومایزر

(Economizer)

اکونومایزر یا پیش گرمکن آب یک مبدل حرارتی از نوع لوله آبی است که می‌تواند از لوله ساده یا فین دار ساخته شود.

در بویلر های فایر تیوب دمای دودکش بین 180 تا 300 درجه سانتی گراد است که از لحاظ تئوریک می تواند با استفاده از اکونومایزر تا حد دمای شبنم کاهش یابد.

دمای شبنم (dew point) دمایی است که در آن بخار آب موجوددر دود، چگالیده شده و تبدیل به قطرات مایع می‌گردد. دمای دود نبایدبه زیر 120 درجه سانتی‌گراد کاهش یابدتا ازدودکش در برابر خوردگی حفاظت شود.

اکونومایزر با کاهش دمای دودکش می‌تواند راندمان بویلر را تا ده درصد افزایش دهد. میزان بازیافت حرارت از دود بویلر به عوامل از جمله طراحی دیگ و دمای دود خروجی، میزان هوای اضافی، دمای آب برگشتی، نوع سوخت و نیز نحوه کنترل اکونومایزر بستگی دارد.اما به هر حال اگر برای پیش گرم کردن آب تغذیه بویلر استفاده شودکاهش مصرف سوخت را به همراه دارد.

همچنین می توان از آن برای آبگرم مصرفی نیز استفاده نمود.

پیش گرمکن هوا  Air Pre Heater ) )
هوای درحال ورودبه محفظه احتراق بااستفاده ازگرمای گازداغ پیش گرم می شود

 

توربولاتور

 

توربولاتور وسیله مکانیکی ثابتی است که در جریان سیال قرار گرفته وبا ایجاد اغتشاش در جریان و از بین بردن لایه مرزی ، ضریب انتقال حرارت را افزایش داده و از رسوب دوده بر روی سطح داخلی لوله جلوگیری می کند. همچنین توربولاتور مسیر عبور جریان دود در لوله را طولانی تر نموده ، دود مدت زمان بیشتری در تماس با سطح تبادل حرارتی قرار می گیرد ودر نتیجه میزان انتقال حرارت افزایش می یابد.

 

انواع توربولاتور

 

 

نوار پیچانده :

 

معمول ترین نوع توربولاتور می باشد ضریب انتقال حرارت داخل لوله را افزایش می دهد ودر عین حال افت فشار اضافی چندانی به سیستم تحمیل نمی کند.

نوارخمیده:

بالاترین ضریب انتقال حرارت امابه دلیل افت فشار بالاموارد استفاده از آن محدود است.

 

نوار چین دار:

 

ضریب انتقال حرارت بالا، ولی به دلیل افت فشار بالا استفاده از آن نیاز به دقت و محاسبات خاص و در صورت امکان تعویض فن دمنده مشعل دارد.

فنری

ضریب انتقال حرارت کمتری دارداماباتوجه به افت فشارکم بعدازنوارپیچانده بیشترین مصرف راداراست .

 

جنس توربولاتور:

 

توربولاتوراز جنس کربن استیل، آلومینیوم آلیاژی و یا استنلس استیل است که درون لوله های بویلرهای فایرتیوب( فولادی) و یا کوره های هوای گرم  قرار گرفته و با ایجاد مقاومت مناسب در مسیر دود و چرخش جریان ، جذب انرژی دود را افزایش می دهد.

در ساختمانهای بلندمرتبه و برج ها حدود 20 الی 30 درصد انرژی از طریق دودکش به محیط اتلاف می شود. اگر ساختمان برج بلند و مرتفع باشد( مثلاً بیش از 15 طبقه) این اتلاف بیشتر هم می شود. چون دودکش مثل یک مکنده عمل کرده و انرژی درون دیگ را به راحتی به بیرون منتقل می کند. این پرت انرژی زمانی بیشتر هم می شود که وقتی دمای دیگ به دمای ترموستات تنظیم شده می رسدو مشعل خاموش می گردد. باتوجه به بالابودن اتلاف لزومأاستفاده ازراهکارهایی ازجمله نصب تربولاتوربرای ذخیره انرژی وجلوگیری ازاتلاف آن به وجودمی آید .

استفاده از توربوالاتور به میزان 3 الی 12 درصدمصرف سوخت راکاهش می دهدوکمترازیکسال برگشت سرمایه اتفاق می افتد .

 

طراحی تربولاتور:

 

طراحی تربولاتورازاهمیت ویژه ای برخورداراست وبا قرار گرفتن توربولاتور در لوله های دود ، افت فشاری در مسیر دود ایجاد می گرددکه چنانچه اختلاف فشار ایجاد شده توسط فن مشعل ودودکش نتواند بر آن فائق آید ، دود نمی تواند از بویلر خارج شده ، مشعل پس زده و خاموش می شود.

 

نتیجه گیری

 

بنابراین انتخاب نوع و نیز طراحی آن با ملاحظات فنی دقیق همراه است که باید توسط کارشناسان خبره انجام پذیرد .چنانچه از ابتدا طراحی بویلر مبتنی بر استفاده از توربولاتور صورت گیردنتیجه بدست آمده بسیار بهتر خواهد بود توربولاتور را می توان برای بویلرهایی با سوخت گاز وگازوئیل به کار برد ولی استفاده از آن در بویلرهای مازوت سوز توصیه نمی شود.

توربولاتور نزدیک به 130 سال است که بر روی بویلرهای تولیدی خارج از کشور نصب می گردد و جزء لاینفک محصولات مذکور بوده است. اما در کشور ما بدلیل هزینه های پایین سوخت مصرفی تا کنون این مساله مورد توجه سازندگان و مورد تقاضای خریداران نبوده ، اما با اجرای مرحله اول قانون هدفمندی یارانه، عمده شرکت های صنعتی و تولیدی خصوصا بخش های خصوصی لزوم استفاده از این راهکار را مدنظر قرار داده اند.

در حال حاضر تعدادی از شرکت های تولید دیگ های بخار نظیر شرکت ماشین سازی اراک، شرکت آروین بخار و شرکت بخار صنعت و… در صورت درخواست مشتریان از این محصول بر روی بویلرهای بخار  و آبگرم خود استفاده می کنند.

 

مزایا:

 

  • بهینه سازی مصرف انرژی در بویلرهای بخار ، آبگرم و آبداغ
  • افزایش راندمان بویلرهای بخار ، آبگرم و آبداغ
  • قابل نصب بر روی بویلرهای قدیمی و در حال کارکرد
  • نصب آسان سریع، قیمت مناسب، بازگشت سرمایه سریع
  • روش مناسب و ارزان کاهش هزینه های سوخت و تولید
  • موثرترین روش بهینه سازی و کاهش مصرف در صنعت

کیفیت آب

یکی دیگر از مشکلاتی که بر راندمان دیگ تاثیر می گذارد کیفیت پایین آب یا تصفیه ضعیف آب است.هدف اصلی برنامه تصفیه آب جلوگیری از رسوب گرفتگی و خوردگی در سمت آب دیگ است.بسیار مهم است که یقین حاصل شود تجهیزات تصفیه آب به طور خاص برا ی آب جبرانی ورودی به سیستم طراحی شده اند.

استفاده ازدستگاه سختی گیرویاسیستم ROباتوجه به شرایط انتخاب ونصب می گرددتاباحذف املاح شیمیایی ازرسوب گذاری مانع ایجادجرم درلوله هاوتجهیزات جانبی ازجمله اکونومایزرگرددوازخوردگی وصدمه دیدن بویلروتجهیزات پیشگیری گردد .رسوب مانند یک عایق عمل کرده وتبادل حرارت بین لوله وآب را کاهش میدهدبه طوریکه ایجاد1mm رسوب تاحدود%10 کاهش راندمان رابوجودمی آورد .

بلودان

براثرگردش مکررسیال عامل درچرخه دیگ بخار، آب سخت می شودواملاح جامدآن افزایش می یابددرصورت دفع نشدن این املاح درمبدل های حرارتی رسوب کرده وباعث کاهش ضریب انتقال گرماوهمچنین خورندگی شیمیایی می شود.

دو نوع سیستم بلودان  دردیگ جهت بازیابی  وجود دارند.از انرژی موجود در بلودان پیوسته می توان برای پیش گرمایش آب تغذیه و تأمین بخار فلاش دی اریتور استفاده نمود که این بخار کلی مورد نیاز دی اریتور را کاهش می دهد. بلودان تحتانی رسوباتی که در ته دیگ نشست کرده اندرا خارج می سازد و عموماً چند بار در روز مورد استفاده قرار می گیرد.

بازیافت کندانس

بعد از بخار، کندانس ارزشمندترین منبع موجود انرژی جهت هر سیستم بخار است. کندانس به طور متوسط دارای 20% انرژی اولیه بخار بوده و بنابراین بازیافت آن کاهش چشمگیری در مصرف سوخت را به دنبال دارد که خود با روشهای مختلف قابل دستیابی است.

 دربیشترسیستم های بخارمی توان 70تا80درصدازبخارتولیدی رابه صورت کندانس به بویلربازگرداندودرنتیجه مبالغ زیادی صرفه جویی نمود .

به صورت تقریبی هر 6 درجه سانتی گراد افزایش دما آب وروردی به دیگ معادل یک درصد کاهش مصرف سوخت بوده است. همچنین بازگشت هر مقدار کندانس به دیگ موجب کاهش بلودان بویلر و در نتیجه کاهش مجدد اتلاف انرژی در اثر مصرف سوخت خواهد شد.

محاسبه میزان سرمایه گذاری تجهیزات ، مقدار بهینه سازی و صرفه جویی در هزینه و نیز زمان بازیافت در هر سیستم جداگانه متفاوت بوده و باید توسط متخصصین حرفه‌ای برآورد و ارزشیابی شود.این زمان به صورت عمومی در پروژه های مختلف بین 5 الی 24 ماه متغیر می باشد.

عایق کاری

در بویلرهای بخار با توجه به فشار تنظیم شده دیگ، دمای بدنه بویلر بالا می باشد. دمای بدنه بویلر در چند فشار مختلف ارائه گردیده است:

فشار کارکرد 10 بار —– دمای بدنه حدوداً 185 درجه سانتیگراد

فشار کارکرد 8 بار —– دمای بدنه حدوداً 175 درجه سانتیگراد

فشار کارکرد 6 بار —– دمای بدنه حدوداً 165 درجه سانتیگراد

فشار کارکرد 4 بار —– دمای بدنه حدوداً 150 درجه سانتیگراد

دمای بدنه بالا، یکی از پارامترهای مهم در میزان اتلاف حرارتی به محیط خواهد بود.

باعایق کاری صحیح حدود %5-3 ذخیره انرژی خواهیم داشت .

درتمامی بویلرهاعایقکاری باپشم سنگ یاشیشه بین 2تا4 اینچ باتوجه به ظرفیت دیگ انجام می گیرد .

عایق کاری لوله وتجهیزات درجلوگیری ازاتلاف حرارت نقش داردوبایدعایق کاری درسطوح گرم بالای 50درجه سانتیگرادوسردپایین تراز15 درجه سانتیگرادانجام شود .

نگهداری وراهبری صحیح

-سرویس های دوره ای وانجام تنظیمات مشعل درتغییرهرفصل (باتوجه به تغییرچگالی هوانیازبه تنظیم مشعل می باشد.)

-اسیدشویی دیگ ومنابع

-بررسی عایق بدنه ودرصورت نیازترمیم آن

– عملیات دوده زدایی باآب پرفشاروگرم که موجب افزایش انتقال حرارت به سیال آب ودرنتیجه افزایش راندمان دیگ می شود .

– تنظیم و سرویس بودن دیگ های آبگرم و انجام تعمیرات و نگهداری منظم

– با بهره‌برداری صحیح از تأسیسات وسرویس و نگهداری مناسب می‌توان تاحدود 30% در مصرف انرژی صرفه‌جویی نمود.

پاسخ دهید

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