صرفه جویی سوخت در موتورخانه -بخش دوم

صرفه جويی سوخت در موتورخانه

با توجه نوسانات قیمت سوخت در بازارهای جهانی، صرفه جویی سوخت در موتورخانه ها یکی از موثرترین روش ها برای حفظ راندمان می‌باشد. در این بخش به ادامه معرفی روش های کاهش مصرف سوخت می پردازیم. (در صورت مطالعه نکردن بخش قبلی، لطفا مقاله صرفه جویی سوخت در موتورخانه را مشاهده کنید)

  • تاثیر کاهش هوای اضافه مشعل بر صرفه جویی سوخت موتورخانه

حتی برای مشعل هایی که در محدوده مجاز مواد منتشره خود کار می کنند، تکنسین مسئول تنظیم دیگ باید هوای اضافه را پایش کرده و آن را با دمای بالاتر محیط، تغییرات در فشار سوخت و سایر تغییرات پیش بینی نشده ای که بر استوکیومتری مشعل تاثیر می‌گذارند، منطبق سازد. برای کاستن از میزان پایش هوای تازه، مشعل های جدید به سیستم کنترل احتراق مجهز می شوند که می تواند تغییرات در شرایط محیط را موازنه و جبران کند (شکل۱).

سیستم کنترل احتراق از نوع وضعیت دهنده تک نقطه ای

بسیار مهم است که بدانیم گارانتی‌های راندمان سازندگان دیگ و محاسبات راندمان ASME PTC4.1 بر مبنای فرضیات زیر می باشند:

  • دیگ بطور دستی روشن می‌شود.
  • نرخ اشتعال در ۱۰۰% ثابت می شود و به حالت پایدار می‌رسد.
  • هیچ تغییراتی در شرایط محیطی اتفاق نمی‌افتد.

اما عملا دیگ های کمی تحت این شرایط کار می کنند. هدف از کاربرد کنترل های احتراق مشعل این است که مشعل در شرایط واقعی تا حد امکان نزدیک به شرایط بهینه کار کند. صرف نظر از تغییر کردن بارهای دیگ، نوسان دمای محیط و سایر فاکتورهای محیطی.

سیستم های کنترل احتراق

سیستم های کنترل احتراق با قابلیت سنجش کامل قادرند سوخت و جریان هوا را پایش کرده و شیرهای سوخت و دمپرهای هوا را به نحوی تنظیم کنند که نرخ های جریان مشعل علیرغم تغییر شرایط ثابت بمانند.

سیستم اصلاح کننده اکسیژن را نیز می توان به این سیستم ها اضافه کرد تا تضمین نماید که نقطه تنظیم اکسیژن دودکش که طی فرآیند “تحویل” مشعل تعیین می شود، در تمامی اوقات حفظ خواهد شد. در گذشته سیستم های کنترل احتراق به دلیل هزینه اولیه بالای خود به دیگ های بزرگ واترتیوب محدود می شدند. اما امروزه سیستم های جدیدتر کنترل احتراق که کنترل و سنجش کامل پارامترهای احتراق را همراه با جبران اکسیژن ارائه می دهند در قیمت های بسیار پایین تری عرضه می شوند(شکل۲).

سیستم کنترل احتراق با قابلیت سنجش کامل

سیستم های کنترل احتراق از نوع وضعیت دهنده موازی قادرند اصلاح اکسیژن را بدون کنتورهای سوخت و هوا ارائه دهند. این سیستم ها بطور ایمن تغییر شرایط محیطی را جبران کرده و عملکرد بهینه با هوای اضافه پایی را در تمامی اوقات حفظ می کنند.
این سیستم ها بسیار مقرون به صرفه بوده و در حال حاضر اغلب برای دیگ های به کوچکی ۱۴۷۰ kw یا ۱۵۰ hp بکار برده می شوند. (شکل۳)

  • بالا بردن دمای هوای احتراق در مشعل

تاثیر Turndown مشعل بر راندمان

Turndown مشعل از نظر صرفه جویی سوخت حائز اهمیت است، مخصوصا  در طی شرایط بار پایین. مشعل ها معمولا با Turndown برابر ۶:۱ برای اشتعال با گاز طبیعی و Turndown برابر ۴:۱ برای اشتعال گازوئیل طراحی می شوند.

Turndown برابر ۶:۱ به این معنی است که جریان سوخت در حالت اشتعال بالا (high-fire)، شش برابر جریان سوخت در حالت اشتعال پایین(low- fire) است.

در عمل بسیاری از مشعل ها در Turndown برابر ۳:۱ کار می کنند، یعنی در ۳۳ درصد ورودی گرمای اشتعال بالا روشن می شوند. اگر نرخ اشتعال ۳۳% بخار یا آب گرم بیشتری از بار سیستم تولید کند، مشعل نهایتا در فشار بالای بخار یا دمای بالای آب خاموش خواهد شد و کلیه تلفات مربوط به دوره های پس تخلیه، حالت استندبای و تخلیه مجددا ایجاد می شوند.

عوامل موثر در کاهش عمر دیگ

سیکل های مکرر روشن و خاموش شدن دیگ همچنین شوک حرارتی به لوله ها و مواد نسوز دیگ وارد کرده و باعث کوتاهی عمر دیگ می شوند. از آنجا که دیگ ها معمولا بزرگتر از حد نیاز (۵%بزرگتر) اندازه گیری می شوند، روشن و خاموش شدن سیکلی دیگ ها طی شرایط بار پایین امری شایع است. هر بار که دیگ خاموش می شود، هوای سرد احتراق را طی دوره های پس تخلیه و استندبای به داخل خود می کشد.

وقتی که دیگ مجددا روشن می شود باید یک دوره تخلیه را طی کند که در آن هوای سرد بیشتری داخل دیگ به گردش در می آید تا کوره را قبل از اشتعال از گازهای قابل احتراق تخلیه کند. کلیه گرمای تلف شده به این هوای سرد باید توسط مشعل هنگامی که مجددا روشن می شود جبران گردد.

دیگ های کوچک طی دوره های بار پایین تا ۱۰ بار در ساعت به صورت سیکلی روشن و خاموش می شوند. اما یک مشعل با کارایی بالا با Turndown برابر ۱۰:۱ برای گاز و Turndownبرابر۸:۱ برای گازوئیل بطور ایمن کار خواهد کرد. نسبت Turndown برابر۱۰:۱ به این معنی است که ورودی گرمای اشتعال پایین فقط ۱۰ درصد ورودی گرمای اشتعال بالاست.

یک مشعل با Turndown بالا به احتمال بسیار زیاد طی شرایط بار پایین روشن باقی می ماند و متحمل تلفات سیکلی مشعل های معمولی نخواهد شد.

برای تعیین Turndown مشعل، دیگ را بر روی نرخ اشتعال دستی قرار دهید. آن را در اشتعال بالا قفل کنید و از روی کنتور سوخت، جریان سوخت را برای مدت زمان معین بسنجید. این عملیات را برای اشتعال پایین نیز تکرار کنید. سپس جریان سوخت اشتعال بالا را بر جریان سوخت اشتعال پایین تقسیم کنید. اگر مشعل یک کنتور اختصاصی گاز یا گازوئیل نداشته باشد، معادله برنولی راه مناسبی برای تعیین تقریبی Turndown مشعل هنگام اشتعال با گاز فراهم می کند.

برای این منظور کافی است که فشار منیفولد گاز (واقع در پایین دست شیر کنترل جریان گاز ) را در اشتعال بالا اندازه گرفته و بر فشار منیفولد گاز در اشتعال پایین تقسیم کنید، و جذر آن را محاسبه نمائید، عددی که بدست می آید Turndown مشعل خواهد بود.

تاسیسات چند دیگی

در تاسیسات چند دیگی با نصب یک کنترل کننده مدرن تقدم/تاخر می توان به صرفه جویی اضافی در مصرف سوخت دست یافت. یک سیستم کنترل معمولا فشار هدر یا ترانسیمتر دما را پایش کرده تعداد بهینه ای از دیگ ها را برای تامین بار موجود سیستم نباشد.

دیگ موخر را روی خط می آورد. به دلیل اینکه دیگ بخار و دیگ آبگرم غیر چگالشی در اشتعال بالا بیشترین راندمان را ارئه می دهند. کنترل کننده مقدم/موخر این دیگ ها را در بالاترین نرخ اشتعال ممکن بکار می اندازد تا بیشترین راندمان بدست آید.

دیگ های چگالشی در اشتعال پایین راندمان بالاتری دارند، بنابراین راهبرد مذکور برای دیگ های چگالشی معکوس می شود. با توجه به قیمت های بالای سوخت در ایالات متحده، کنترل ها و مشعل های با کارایی بالا در مقایسه با هزینه سوخت تلف شده توسط دیگ های معمولی ارزان می باشند.

مالکین دیگ هایی که قبلا مشعل های کار آمد و کنترل های احتراق نصب کرده بودند هم اینک می توانند منافع آنها را برداشت کنند.

به دلیل بی ثباتی قیمت سوخت، باید این ضرب المثل قدیمی را به کار برد که”به بهترین ها امیدوار باشید اما برای بدترین ها برنامه ریزی کنید.”

از : David

ماخذ:ASHARE JOUrnal

ترجمه:دکتر سیدعلی اکبر طباطبایی

برای کسب اطلاعات بیشتر، مقالات مربوطه را مطالعه فرمایید:

صرفه جویی انرژی و مصرف سوخت

استفاده اقتصادی از دیگ های بخار با سوخت گاز

استفاده اقتصادی از دیگ های بخار با سوخت نفت

استفاده اقتصادی از دیگ های بخار با سوخت زغال سنگ

! کپی ممنوع * استفاده از مطالب این سایت فقط با ذکر نام منبع بلامانع می باشد * کپی ممنوع !

فرم درخواست قیمت دریافت کاتالوگ مشتریان ما نقشه فنی

 

 

انواع دیگ های(بویلرهای) بخار مشهد بویلر انواع دیگهای(بویلرهای)روغن داغ مشهد بویلر انواع دیگ های(بویلرهای) آبگرم(آبداغ)-دیگ فولادی مشهد بویلر بخارشوی-کارواش-تجهیزات موتورخانه-روغن حرارتی-هیتر هوای گرم فیلترشنی-مبدل حرارتی-سختی گیر-موگیر و صافی-منبع کوئل دار مقاللات تخصصی بویلر(دیگ بخار)-نرم افزارهای تخصصی-استانداردهای فنی

دیدگاهتان را بنویسید

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

1 × 1 =