راهکارهای بالا بردن راندمان دیگ بخار

 

راهکار های بالا بردن راندمان سیستم بخار
اتلاف انرژی در صنعت یکی از مسائلی است که همواره دغدغه ی مهندسین بوده و باعث افزایش هزینه ها و ضررهای دیگری می باشد. با استفاده از روش های نوین و تجهیزات مناسب می توان تا حد بسیاری از اتلاف انرژی جلوگیری کرد که هم از لحاظ زیست محیطی برای بشر مفید بوده و هم می توان از این طریق هزینه های ناشی از اتلاف را کاهش داد و به راندمان بالاتری رسید و آسیب های وارده به تجهیزات را نیز کمتر کرد.بهره گیری از بخار فلش و فرآیند بلودان ۲ مورد از مهمترین اقداماتی است که می توان برای بالا بردن راندمان انجام داد که در این مقاله پیرامون این موضوع صحبت می کنیم.
در فرآیند تولید و توزیع بخار با توجه به تغییرات فشار و دما و .. که در طی تولید و توزیع بخار اتفاق می افتد پدیده هایی رخ می دهند که درعملکرد سیستم ها اختلال ایجاد می کنند که مهندسین بسیاری برای حل این دست مشکلات راهکارها و تجهیزات مختلفی را پیشنهاد کرده اند.در خطوط توزیع بخار همواره مقداری از بخار جاری در لوله ها به کندانس تبدیل می شود. که البته این کندانس مشکل ساز بوده و سبب ایجاد خوردگی و سر و صدا و اختلال در سیستم توزیع خواهد شد لذا برای پیشگیری از این مشکل از تله های بخار استفاده می شود. مخلوط بخار و کندانس موجود در لوله ها که معمولا در دمای بالایی قرار دارند وارد تله های بخار شده و تله بخار، کندانس را از لوله حامل بخار خارج می کند.این کندانس گرم و فشار بالا ازخط حامل بخار خارج شده و وارد فضایی با فشار اتمسفر می شود. با این اتفاق افت فشاری در کندانس بوجود می آید که موجب می شود کندانس در دمای پایین تری تبخیر شود و بخشی از کندانس به بخار تبدیل شود که گاها” حتی پس از این اتفاق مقدار بخار بیش از مقدار کندانس باقی مانده می شود به این بخار اصطلاحا” بخار فلش گفته می شود که از افت فشار کندانس در دمای ثابت ناشی می شود.هدر رفت بخار فلش موجب اتلاف آب و انرژی بوده که در مقیاس بالا و بخصوص در کشور خشکی همانند ایران بسیار هزینه بر است و با پیشروی بحران آب این موضوع روزبروز حساس تر خواهد شد . اولین راه برای این مشکل این است که در ابتدا از تولید بخار فلش جلوگیری شود و حتی المقدور اجازه ی ورود بخار فلش به خط برگشت کندانس داده نشود. همان طور که میدانید تله بخارها برای این که عملکرد مناسبی داشته باشند نیاز به یک اختلاف فشار مناسب قبل و بعد خود دارند. با ورود بخار فلش به خط بازگشت کندانس فشار خط کندانس افزایش یافته و رفته رفته اختلاف فشار دو سر تمامی تله بخارهایی که به خط کندانس می ریزند کمتر و کمتر می شود. بنا بر این هیچ یک از تله های بخار قادر نخواهند بود کارایی منسبی داشته باشند و بسیاری از آنان از مدار خارج می شوند. شرکت Valsteam ADCA پرتغال پس از سال ها تحقیق در این خصوص موفق به ساخت نسل جدیدی از تله های بخار شده که به طرز چشمگیری از تولید بخار فلش جلوگیری می کند. این تکنولوژی در واقع نوعی ازتله بخارهای بایمتالیک است که قادر است دمای کندانس خروچی را مطابق با خواست کاربر تنظیم نماید. لذا در صورتی که ما این تله بخار را در حالتی تنظیم کنیم که کندانس را در دمای ۲۰ درجه زیر دمای saturated تخلیه نماید آن گاه در خروجی تله بخار صرفا کندانس خواهیم داشت و بخار فلشی وار خط بازگشت کندانس نخواهد شد. این تله بخار در کارخانه هایی که بخار را خریداری کرده و کندانس را می فروشند می تواند به شدت جالب توجه باشد چرا که این تله بخار حجم کندانس جمع آوری شده در انتهای شبکه ی توزیع بخار را به طرز چشمگیری افزایش خواهد داد.

نسل جدید تله بخار های بایمتالیک ساخت شرکت ADCA 

پس از پیشگیری ازتولید بخار فلش راهکار بعدی استفاده مفید از انرژی بخار فلش تولید شده است.  از بخار فلش می توان برای انتقال حرارت درسیستم هایی که از آب گرم استفاده می کنند و در دماهای تقریبا” کمتر از c°۱۰۰ هستند استفاده کرد. برای جلوگیری از این هدر رفت که هم به صورت هدر رفت بخار و هم به صورت هدر رفت کندانس بوده راهکارهایی وجود دارد. یکی از این راهکارها استفاده از flash vessel است.

شکل۱ – Flass vessel RV- ساخت شرکت ADCA

Flash vessel وسیله ایست که به ما این امکان را می دهد که کندانس را از مخلوط بخار فلش و کندانس جدا کنیم و تا حد زیادی جلوی هدررفت را بگیریم. هنگامیکه بخشی از کندانس خروجی از تله های بخار به بخار فلش تبدیل می شوند مخلوطی از بخار فلش و کندانس ایجاد می شود که به سمت قسمت تخلیه می رود اگر در مسیر عبور آن flash vessel را قرار دهیم مخلوط بخار فلش و کندانس وارد محفظه ی flash vessel شده و پس از آن بخار به سمت دریچه ی خروجی قرار گرفته در بالای مخزن رفته و کندانس از دریچه ی پایینی خارج می شود. بدین ترتیب کندانس از بخار فلش جدا می شود و می توان از آن برای مصارف دیگر استفاده کرد و یا به بویلر برگرداند و برای تولید بخار زنده استفاده کرد.

بلودان بویلر Blowdown Boiler:
همواره در سیستم هایی که در آن ها بخار به کار می رود در فرآیندهای تولید و توزیع بخار با توجه به دما و فشار بالای آب و بخار، ناخالصی ها و ذرات معلقی وارد آب می شوند که باعث آلوده شدن آب شده و در فرآیند اختلال ایجاد می نمایند. که از بین آنها می توان ایجاد خوردگی در خطوط لوله و تله های بخار و دیگر تجهیزات را نام برد. برای حل این مشکل از روشی استفاده می شود که به آن بلودان گفته می شود.بلودان فرآیندیست که در آن میزانی از آب بویلر توسط اپراتور بویلر دور ریخته می شود و به جای آن آب تمیز با درصد خلوص مناسب جایگزین می شود تا از تمرکز ناخالصی های موجود در آب بویلر در هنگام تبخیر جلوگیری شود. این عمل در زمانبندی های مشخصی صورت می گیرد و به دو صورت اتوماتیک و دستی انجام می شود.

بلودان از لحاظ روش انجام به دو دسته تقسیم می شود:
۱- بلودان از کف bottom blowdown
۲- بلودان سطحی surface blowdown
بلودان از کف : در این روش دریچه ای در کف بویلر
قرار می گیرد که با باز شدن آن مقداری آب از کف
بویلر خارج می شود و محتویاتی که در کف بویلر
انباشته شده اند در این روش به خوبی از کف بویلر خارج می شوند.
بلودان سطحی: در بلودان نوع سطحی آب از سطح آب درون بویلر و یا درون درام خارج می شود و در این روش ذرات معلقی که در آب وجود دارند و کمتر تمایلی به ته نشین شدن دارند به خوبی از داخل آب خارج می شوند. باید در نظر داشت آب یا همان بخار خارج شده در فرآیند بلودان در همان فشار و دمایی قرار دارد که درون بویلر وجود دارد و نباید آن را مستقیما وارد موتورخانه کرد بلکه ابتدا وارد منبعی به نام منبع بلودان شده و از آن جا آن را وارد فاضلاب کرد و یا از انرژی آن مجدد در کارهای دیگر استفاده کرد.
مواد جامد معلق در آب تا زمانیکه آب در حال جوشیدن است معلق هستند ولی زمانیکه بویلر از حالت جوش خارج شود این ذرات بر روی نزدیک ترین سطح ته نشین خواهند شد. ریز ذرات جامد معلق در آب(TDS) مقدار مجاز مشخصی دارند و مقدار این ذرات نباید از این مقدار مجاز تجاوز کند. میزان این ذرات به عوامل مختلفی از جمله نوع بویلر بستگی دارد ولی یک مقدار کلی برای آن در نظر گرفته شده است که از ۲۰۰۰ppm تا ۱۰۰۰۰ppm می باشد. سنجش میزان مجاز ناخالصی موجود در آب از طریق اندازه گیری رسانایی الکتریکی آب انجام می شود. افزایش رسانایی آب نشانگر بالا رفتن آلودگی آن می باشد.
نکته ی مهم دیگر این است که انجام بلودان در بازه های زمانی کوتاه و در تعداد دفعات بیشتر نتیجه ی بهتری از یک بلودان طولانی مدت دارد و بهتر است به جای انجام یک بلودان از یک نقطه و برای مدت طولانی این کار را در چند نقطه ی مختلف و در بازه های زمانی کوتاه انجام داد. در طی انجام عمل بلودان به علت بالا بودن فشار و دمای درون بویلر کندانسی که خارج می شود فشار و دمای بسیار بالایی دارد و با ورود کندانس به محیطی با فشار اتمسفر افت فشار ایجاد شده باعث به وجود آمدن بخار فلش خواهد شد که باعث اتلاف انرژی خواهد شد. مقدار بلودانی که باید روی یک سیستم انجام شود به عوامل مختلفی بستگی دارد که از این میان می توان به میزان آلودگی آب تغذیه اولیه٬ مقدار آب و نوع طراحی بویلر اشاره کرد و حتما باید برای هر سیستمی عوامل موثر بر مقدار بلودان مورد نیاز به صورت جداگانه بررسی شود.

Blowdown Valve – ساخت ADCA

در برخی مواقع شرایط به گونه ای پیش می رود که به بلودان بی وقفه نیاز است ولی در بیشتر مواقع با یک بلودان کوتاه می توان مقدار زیادی از ذرات معلق موجود در آب را خارج کرد. نکته ی دیگری که توجه ما را جلب می کند این است که آب خروجی در فرآیند بلودان از بویلر خارج شده ولذا گرم بوده و دارای انرژی زیادی است. در صورتی که از این آب برای مصارف دیگری استفاده نشود در طولانی مدت مقدار قابل توجهی انرژی هدر می رود. بنابراین پس از انجام بلودان آب خروجی به یک مبدل حرارتی و یا flash tank یا هر دو برده می شود تا از انرژی آن حتی الامکان استفاده شده و از هدر رفت انرژی جلوگیری نمود.
در flash tank آب تبدیل به بخار کم فشار می شود و از این بخار در deaeratorها و یا جهت پیش گرمایش استفاده می شود.
در نهایت می توان مزیت های بلودان را به صورت زیر نام برد.
۱- کاهش مصرف سوخت و مواد ناخالصی موجود در آب
۲- کاهش هزینه های تعمیرات و نگهداری
۳- دستیابی به بخار پاک و با کارایی بالاتر
۴- انجام مناسب انتقال حرارت
۵- کاهش چشمگیر اتلاف انرژی حدودا ۲% کل انرژی یک مجموعه
۶- کاهش چشمگیر خوردگی و آسیب دیدگی در تجهیزات تولید و خطوط توزیع بخار
۷- بالا بردن راندمان کاری.
TDS: به معنی ذرات جامدی است که به صورت محلول در آب وجود دارند که مخفف total dissolved solids می باشد. این ذرات شامل یون های آزاد، مواد معدنی، نمک ها، فلزات و… می باشند که مقدارشان را با واحد mg/lit می سنجند و با واحد ppm(قسمت در میلیون) نیز ارائه می گردد. مقدار TDSآب رابطه ی مستقیمی با درصد خلوص دارد. و کیفیت آب به مقدار TDS بستگی دارد.
TDSسنج دستگاهی است که بوسیله ی آن می توان از طریق سنجش میزان رسانایی، مقدار ذرات موجود در آب را اندازه گرفت.

بدین صورت که هر چه رسانایی الکتریکی آب بیشتر باشد میزان ذرات محلول در آن بیشتر هستند. بنا بر این اصل، رسانایی الکتریکی آبی که ۱۰۰% خالص باشد صفر است.برای بدست آوردن مقدار TDS رسانایی الکتریکی آب را با یک ضریب بین ۰.۵ تا ۱ به یک فاکتور جدید تبدیل می کنیم که مقدار TDS را به ما می دهد. بنا براین TDS و رسانایی الکتریکی آّب از یکدیگر جدایی ناپذیرند و نسبت کاملا مستقیم دارند.

سیستم کنترل TDS و بلودان
عملکرد پکیج TDS Controller شرکت ADCA به صورت کاملا” اتوماتیک بوده بدین صورت که یک پراب درون آب بویلر قرار می گیرد و از طریق سنجش میزان رسانایی آب بویلر مقدار TDS تعیین می شود. از طرفی یک مقدار مجاز TDS از قبل برای دستگاه Controller تعریف کرده ایم. این دستگاه مقدار TDS که از قبل به آن داده ایم را با TDS بویلر مقایسه کرده و در صورتی که مقدار TDS بویلر از مقدار مجاز بیشتر باشد شیر کنترلی ای که به بدنه ی بویلر وصل شده و با  TDS Controller در ارتباط است، باز شده و عمل تخلیه انجام می شود و هنگامی که TDS به مقدار مجاز کاهش یافت شیر بسته می شود. لازم به ذکر است که این سیستم به صورت کاملا اتوماتیک عمل نموده و دقت بسیار بالایی دارد و هم در بهبود کیفیت آب بویلر بسیار موثر بوده و هم از هدر رفت بیهوده ی آب جلوگیری می کند.
یک راه دیگرنیز برای سنجش TDS وجود دارد و آن نسبت وزن است. بدین صورت که با مقایسه ی چگالی آب مورد نظر با چگالی آب خالص می توان به مقدار مواد محلول در آب پی برد. بدیهی است که برای پیشگیری از مشکلات احتمالی همیشه باید TDS را کنترل کنیم و به محض بالا رفتن از مقدار مجاز در صدد کاهش آن برآییم و برای این کار باید از TDS سنج هایی با دقت مناسب استفاده کنیم که در هر لحظه اطلاعات مورد نظر مارا با دقت مناسب در اختیار ما قرار دهند و بتوانیم با داشتن این اطلاعات میزان بلودان مورد نیاز برای بویلر خود را محاسبه کنیم.

علاقمندان جهت کسب اطلاعات بیشتر می توانند با واحد فنی مهندسی شرکت آداک انرژی با شماره ی۰۲۱-۴۴۴۶۲۱۸۶و یا با آدرس ایمیل info@ADACENERGY.com تماس حاصل نمایند.

دیدگاهتان را بنویسید

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