راندمان دیگ بخار | محاسبه آن و چگونه راندمان دیگ بخار بویلر صنعتی بخار را افزایش دهیم

تعریف راندمان دیگ بخار بویلر صنعتی

تعاریف زیادی برای راندمان دیگ بخار وجود دارد و بسیاری از اپراتورها و حتی مهندسان سطح بالا هم در مورد آن گیج میشوند. ما تلاش می کنیم این مساله را تا جای ممکن شفاف سازی کنیم. حتی تعاریفی هم آماده کرده ایم چون مطمئنیم به آنها نیاز است. نکته گنگ اول بازده بویلر صنعتی بخار است تعریف رسمی آن میتواند به این صورت باشد که گرمای جذب شده توسط بخار یا آب تقسیم بر انرژی حاصل از انرژی سوزاندن سوخت باشد. این تعریف  را ABMA  ارایه کرده که اکثر ما آن را به عنوان تعریف صحیح قبول داریم. سایر منابع انرژی هم مثل برق که فنها و پمپها را تغذیه می کند مربوط به بویلر صنعتی بخار است. اگر تمام آن مقادیری که مهندسان به آن ورودی می گویند محاسبه شوند به مقدار صحیحی از راندمان دیگ بخار خواهیم رسید.

انرژی جذب شده توسط آب یا بخار خروجی بویلر صنعتی بخار  است. ممکن است خروجی های متعددی داشته باشیم که باید همه را لحاظ کنیم. اگر بویلر صنعتی بخار  هیتر دارد انرژی افزوده شده به بخار از این طریق نیز یک خروجی است. توجه کنید که تعریف رسمی راندمان دیگ بخار خروجی را تمام گرمای جذب شده توسط سیال در نظر می گیرد. این گرما شامل اتلاف حرارت در Blow down و بخار مصرف شده در پاک کردن دوده لوله ها هم میشود. این محاسبه به این خاطر است که سازنده دیگ بخار هیچ کنترلی روی کیفیت آب مصرفی و سوخت ندارد. سازنده انتقال حرارت از لوله ها را در نظر می گیرد.

تست راندمان دیگ بخار بویلر صنعتی

عملکرد پاک کن دوده لوله ها برای حفظ وضعیت بویلر صنعتی بخار یکی از عللی است که تست راندمان بویلر صنعتی بخار مطابق ۴۰۱_ASME PTC (کد تست توان واحد تولید بخار) برای حداقل هر ۱۲ ساعت باید انجام گیرد. علت حساب کردن عملکرد دوده پاک کن پاک نگه داشتن سطوح انتقال حرارت است. سالها پیش، ABMA ( مجمع سازندگان بویلر آمریکا) قبول کرد بازده را فقط در یک نرخ احتراق تضمین کند. اگر بازده هایی دارید که در سایر نرخهای احتراق مستندات بویلر صنعتی بخار شما ثبت شده می فهمید که آنها نگهداری دیگ بخار از نوع پیشگویانه نامیده شده اند و بار کامل تضمین شده است. مشکل اینجاست که دیگ بخار به ندرت در بار کامل کار می کند. جهت خرید دیگ بخار پیشنهاد کنید که بار مورد نیاز شما را بین ۵۰ تا ۷۵ درصد را  ضمانت کند. این قانون ABMA را نقض نمی کند.

با کاهش بار و نرخ احتراق حجم دود کاهش می یابد. اما سطح گرمایشی بی تغییر باقی می ماند. بنابراین دود مدت بیشتری در تماس با سطح گرمایشی بزرگتر قرار میگیرد و انتقال حرارت افزایش می یابد. باید دقت کنید که چه زمانی مستندات خود را تولید کنید زیرا دمای دودکش با کاهش نرخ احتراق پایین می آید. جایی پایین تر راندمان دیگ بخار شروع به افت می کند. چون قسمت کمی از دوده با سطح گرمایشی تماس برقرار می کند. با کاهش نرخ احتراق اختلاط کامل سوخت و هوا مشکل می شود. پس باید هوای اضافی بیشتری تزریق گردد تا از تولید CO پیشگیری گردد که باز هم بازده کاهش می یابد. تمام این فاکتورها بر بازده تاثیر دارند.

محاسبه راندمان دیگ بخار

تست راندمان دیگ بخار

محاسبه راندمان دیگ بخار بویلر صنعتی بخار

بازده اتلاف حرارت با بازگشت به مقدار تعریف می شود:

۱۰۰ × ورودی : خروجی = راندمان دیگ بخار

مقدار ورودی برابر است با مقدار خروجی + تلفات حرارتی سیستم.

با جایگذاری این مقدار در فرمول بالا می توان آن را بدون خروجی محاسبه کرد.

۱۰۰ × ورودی : (تلفات – ورودی) = راندمان دیگ بخار

اگر بتوانیم تلفات را به صورت درصدی از ورودی محاسبه کنیم سپس آنچه باید انجام دهیم کم کردن درصد تلفات از صد برای یافتن بازده است. تعیین تلفات حرارتی به صورت درصدی از ورودی بسیار راحت تر و صحیح تر است. بنابراین تعیین بازده از این طریق روش معقول تری است. کد تست توان (۴ . ۱-PTC) یک اساس ساختاری برای محاسبه راندمان بویلر صنعتی بخار با دو روش ورودی – خروجی و تلفات حرارتی به دست می دهد.

همه بویلرها با هر دو روش تست می شود. در شرایطی که فقط یک نفر اطلاعات را جمع می کند. البته اکنون دستگاههای آنالیزر خیلی پیشرفته تر و سریعتر از آنچه انسان تست می کند است. آزمایش نتایج هزاران تست که انجام دادیم خطا در راندمان دیگ بخار ورودی – خروجی حدود ۵ درصد را نشان میدهد در حالی که نتایج تست تلفات حرارتی حدود یک درصد خطا دارد. به همین خاطر است که میتوانم بگویم روش تلفات حرارتی بسیار قابل قبول تر است. تست های که انجام میگیرد باید مطابق کد آزمایشی باشد تا رسمیت داشته باشد یک کاغذ با لیست مقادیر آنالیز، دماها و محاسبات راندمان دیگ بخار بویلر صنعتی بخار را به عنوان دیگ بخار نمیتوان در نظر گرفت.

آنالیز سوخت و احتراق برای راندمان دیگ بخار

بدون داشتن آنالیز سوخت، تست جهت تعیین راندمان دیگ بخار معیوب است چون نسبت هیدروژن به کربن سوخت ها بسیار متفاوت است. آنالیزر جدید دود دارای محاسبات برنامه ریزی شده است که بر اساس آنالیز سوخت فرضی  است که مقادیر استفاده شده توسط برنامه می باشد. نتایج نمونه بوده و بر اساس سوخت فرضی است. آنها به اندازه کافی صحیح است که بتوان راندمان دیگ بخار نسبی طبق رنج بار را تعیین کرده و عملکرد بویلر را با بویلر مشابهی که سوخت دیگری می سوزاند مقایسه کرد اما اگر از این نتایج استفاده کنید تا پیش بینی بالاتر سازنده را به چالش بکشید باخته اید. رایج ترین فاکتوری که امروزه استفاده میشود بازده احتراق است. وقتی تکنسین، آنالیز احتراق سالانه واحد شما را انجام میدهد یا شما نمونه دودکش را رسم می کنید تا محاسبات راندمان دیگ بخار انجام شود این همان راندمان احتراق است.

انواع سوخت دیگ بخار در راندمان بویلر صنعتی بخار

 

اصولا بازده تلفات حرارتی است که با فرض آنالیز یک سوخت انرژی تلف شده از دودکش را تعیین می کند. این همان است که روی آن برگ کاغذ توسط آنالیزر ثبت شده است. با فرض کالیبره بودن آنالیزر، مقدار، نشانگر معقولی از راندمان دیگ بخار شما در زمانی که برای تلفات تشعشعی تنظیم شده میباشد. آنالیزر کار خوب تعیین آن را انجام میدهد. مقدار تلفات تشعشعی زیاد نیست اما باید بازده احتراق در نظر گرفته شود. سازنده مقدار آن را معادل با درصد ورودی در بار مشخص به شما می دهد. شما باید تاثیر آن را روی بار واقعی تعیین کنید. مقدار داده شده را تقسیم بر درصد بار بویلر کنید و اگر تلفات پیش بینی شده در باری غیر از ۱۰۰ درصد  است آن را ضرب در نتیجه درصد بار پیش بینی شده کنید. بنابراین شما فقط باید تلفات پیش بینی شده را بر درصد باز تقسیم کنید.

آیا راندمان دیگ بخار را میتواند بیش از ۱۰۰ باشد؟

منطق می گوید نه اما بعضی با برخی تعاریف از راندمان دیگ بخار بویلر صنعتی میشود. برای اینکار از هوای گرم شده خروجی از یک فرآیند به عنوان هوای احتراق استفاده می کنند که دارای مقداری هیدروکربن با ارزش حرارتی قابل صرف نظر است اما می توان وقتی یک فرایند خاص در حال کار است هوای احتراق ۳۶۰درجه فارنهایت تولید کند. وقتی آن را وارد یک دیگ بخار دارای اکونومایزر و دودکش با دمای ۳۰۳ درجه فارنهایت کنید. نتایجی مطابق تعاریف مورد قبول بیش از ۱۰۰ درصد حاصل کند. اگر تعریف درست و کامل راندمان دیگ بخار را در نظر بگیریم باید حرارت هوای احتراق را به عنوان ورودی قرار دهیم. اما محاسبات ساده ورودی خروجی فقط شامل ارزش حرارتی سوخت است. آنها انرژی افزوده شده توسط موتور فن و پمپ را به همراه هوای احتراق گرمتر در محاسبات قرار نمیدهند. محاسبات راندمان دیگ بخار احتراق، تلفات منفی نشان خواهد داد.

چون دمای هوای گرم تر از دمای دود کسر میشود. به دلایلی وقتی راندمان بویلر صنعتی  زیاد تغییر نمی کند هم افراد روی آن متمرکز می شوند و به بازده کل واحد توجهی چندانی ندارند. وقتی ابهام زیادی در مقدار واقعی راندمان بویلر صنعتی وجود دارد، این مشکل بزرگ تر هم می شود. دو بویلر صنعتی بخار کاملا یکسان در دو واحد مختلف می توانند راندمان دیگ بخار و احتراق مساوی داشته باشند اما یکی انرژی قابل استفاده کمتری نسبت به دیگری تولید می کند؛ زیرا نرخ Blow down در آن بیشتر است. انرژی جذب شده توسط آب و بخار در بویلر صنعتی بخار  شامل گرمای اضافه شده به آب Blow down است. در واحد با بویلرها صنعتی بخار و بار یکسان ممکن است بازده کل متفاوتی داشته باشند چون یک واحد نرم کننده آب ندارد و باید زیرآب زنی (بلودان) بویلر صنعتی در آن بیشتر باشد.

راندمان واحد دیگ بخار چیست؟ و چگونه راندمان دیگ بخار بویلر صنعتی را  افزایش دهیم؟

مقدار گرمایی که به واحد می رسانید و انرژی قابل استفاده ای که تولید می کنید، تقسیم بر انرژی مصرف شده در واحد. انرژی بخار یا آب گرمی که به واحد می رود در آب کندانسیت یا برگشتی انرژی کمتری داشته باشد. انرژی مصرف شده در واحد علاوه بر سوخت شامل برق هم میشود. حال ببینید از کجا میتوانید ایجاد تغییر را شروع کنید. آن همه توجه به تنظیم بویلر صنعتی بخار برای رسیدن به بازده مطلوب پربارتر از این نیست که مطمئن شوید انرژی تبدیل شده به بخار و آب گرم بهینه استفاده میشود. راندمان واحد دیگ بخار ارزش توجه را دارد، چون تنها هدف بویلر صنعتی بخار باری رساندن گرما به واحد است. منظور از واحد ساختمان ها، تجهیزات تولیدی و غیره است که توسط بویلر صنعتی بخار پشتیبانی می شود. خود واحد تحت این شرایط در معادله انرژی شامل است، چون میتواند در عملکرد بویلر دخیل باشد.

این کار با برگرداندن آب کندانس و بعضا تولید مقداری بخار یا گرما حاصل میشود.  واحد می تواند این مقدار را هم تلف کرده و مصرف سوخت و برق را افزایش دهد. شاید شما مسوول کاهش این تلفات نباشید اما باید آن را کنترل و ثبت کنید تا بتوان کاهش را اعمال نمود. برای تعیین عملکرد کلی خود، راندمان دیگ بخار بویلر صنعتی واحد را محاسبه کنید. برای اندازه گیری بازده واحد، مصرف سوخت مصرف شده، درجه روزهای گرمایش، نسبت های تولید یا فرمولی که تغییرات بار را محاسبه می کند مقایسه کنید. همچنین میتوانید اختلاف انرژی برگشتی از واحد مصرف را هم مدنظر قرار دهید. ممکن است تفاوتی وجود داشته باشد.

افزایش راندمان دیگ بخار

چگونه راندمان دیگ بخار بویلر صنعتی را  افزایش دهیم

از چه راندمان دیگ بخار باید استفاده کرد؟

در مباحث فوق گفته شد راندمان واحد را باید برای عملکرد کلی واحد کنترل کنید. برای مقایسه دیگ بخار از راندمان عملکردی دیگ بخار استفاده کنید که در واقع بازده احتراق با احتساب تلفات تشعشعی است. تلفات تخلیه، همان طور که قبلا گفته شد، تابعی از تصفیه آب و بهره برداری است نه راندمان دیگ بخار . آنها را هم باید در راندمان واحد داخل کرد چون حرارت این تلفات به واحد مصرف برده نشده است. بخار تولید شده ای که در دیراتور استفاده میشود هم به واحد مصرف نمی رود. در تمام اهداف عملی هر کدام از تجهیزات بازده عملکردی دارند که غیر از بازده پیش بینی شده است. ما به ندرت تجهیزات را در ظرفیت طراحی شده آن استفاده می کنیم. پس باید از راندمان  آن در شرایط واقعی بهره برداری آگاه شویم.

وقتی فشار بخار را افزایش یا کاهش می دهیم، شرایط بهره برداری بویلر صنعتی بخار ، اکونومایزر، پمپ تغذیه و سیستمهای تله بخار را تغییر میدهیم. در برخی موارد، نمودارها و گرافهایی وجود دارد که میتواند راندمان دیگ بخار را در شرایط جدید پیش بینی کند. بعضی مثل منحنی پمپ این کار را با دقت بالا انجام میدهد. شاید مجبور به سنجش عملکرد سایر تجهیزات شویم تا بفهمیم آیا تغییرات مفید است یا مضر. در برخی موارد راندمان دیگ بخار بهره برداری را با استفاده از کلماتی غیر از درصد بیان می کنند. برای مثال، در چیلرها در بارهای مختلف مقدار را برحسب کیلو وات برتن بیان می کنند. در این شرایط باید بدانیم برای افزایش راندمان دیگ بخار  نسبت را افزایش دهیم یا کاهش نیاز نیست اپراتورها مقدار دقیق را بدانند بلکه باید بدانند می خواهند آن را افزایش دهند یا کاهش.

راندمان چرخش دیگ بخار بویلر صنعتی

مورد دیگری که با آن مواجه هستیم راندمان چرخش دیگ بخار است. این کلمه را در هیچ فرهنگی پیدا نمی کنید چرا که آن قدر که باید به آن توجه نمی شود. این ایتم بسیار مهم بوده و یک روش تحلیلی برای تعیین آن به وجود آمده است تعداد بویلرهایی صنعتی بخار که با چرخه زنی بار را تامین می کنند شگفت آورند. تعداد کمی از آنها در بویلر صنعتی بخار خانه ها دارای اپراتور هستند. هرگاه بار بویلر صنعتی بخار کمتر از خروجی بویلر صنعتی بخار در آتش کم است باید برای تامین بار چرخه بزند. وقتی دیگ بخار با این شرایط کار می کند تلفات تشعشع به ۱۰۷ یا بیشتر هم می رسد در حالی که این مقدار در آتش بالا فقط چند درصد است.

وقتی سوییچ کنترل فشار یا دما بسته شود دیگ بخار روشن شده، گرم میشود و تا زمانی که این سوییچ باز نشود دیگ بخار کار می کند. هر وقت که آن خاموش است گرمای خود را از دست میدهد. وقتی روشن می شود هوای آن را سرد می کند. این تلفات با عنوان درصد ورودی، قابل توجه می شوند. بازده چرخه زنی تمام این تلفات را پوشش می دهد.

چگونه راندمان دیگ بخار را محاسبه کنیم

چگونه راندمان دیگ بخار را محاسبه کنیم

حال اکثر مهندسان می گویند که این مشکل چندانی نیست چون ورودی بویلر صنعتی  بخار  در حالت چرخه زنی بسیار کم است. درست است اما بویلرهایی صنعتی بخار که بار را در ۵۷ ظرفیت خود تامین می کند در شرایط چرخه زنی مقدار آن به ۳۰ می رسد یعنی بیش از سه برابر انرژی سوختی را که می سوزاند به واحد مصرف انتقال می دهد.

حال این حقیقت را در نظر بگیرید که بویلرهای صنعتی بخار  بزرگ در اکثر اوقات در چنین بارهای پایینی کار می کنند که بازده چرخه زنی در آن بسیار تاثیرگذار خواهد بود.

نتیجه گیری راندمان دیگ بخار

با عایق کاری لوله بویلر صنعتی بخار و عایق کاری دیواره لوله بویلر صنعتی بخار مناسب، آب بندی محل های نشت هوا، دو برابر کردن لعاب کاری ها و کارهای دیگر برای صرفه جویی در انرژی بار را به قدری کاهش می دهیم تا راندمان دیگ بخار بویلر صنعتی افزایش یابد. وقتی یک بویلر صنعتی بخار گرمایشی تنظیمی بین دماهایی که در وسط دمای حداقل زمستان و ۶۵ درجه فرانهایت چرخش می کند باید بازده چرخه زنی را تعیین کرد زیرا بار به قدری پایین است که اگر بویلر صنعتی بخار با ظرفیت کم نصب شود هزینه سوخت صرفه جویی شده، طی دو سال قیمت خرید بویلر صنعتی بخار جدید را پوشش می دهد.

برای اطلاع بیشتر از راندمان دیگ بخار میتوانید مطالبی را نیز به زبان لاتین مطالعه کنید.

boiler-efficiency

0 پاسخ

ثبت دیدگاه

مایل به ملحق شدن به بحث هستید ؟
به ما بپیوندید !

دیدگاهتان را بنویسید

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