با توجه به اینکه قسمت اعظم هزینه های تعمیرات و نگهداری تاسیسات یک مجموعه مربوط به بویلر می باشد بنابراین انتخاب بویلر مناسب در ابتدای امر نقش بسزایی در کاهش و صرفه جویی هزینه های گزاف حاصله در آتی در سیستم دارد. در این راستا در مقاله ذیل به اهمیت این مهم و اثرات ناشی از عدم رعایت آن پرداخته می شود.
پدیده سیکل کوتاه در بویلرها
انتخاب بویلر مناسب در تاسیسات و پدیده سیکل کوتاه در بویلرها زمانی اتفاق می افتد که بویلرهای با حجم بالاتر (Oversized) انرژی مورد نیاز جهت پروسه و یا گرمایش را تامین و تا سیکل تامین انرژی بعدی خاموش می گردد. بار مصرفی در پروسه گرمایش در زمان های مختلف متغیر می باشد.
نقش حجم در انتخاب بویلر
در نظر گرفتن بویلرها در حجم‌های بالاتر برای تامین انرژی های مورد نیاز ناگهانی و مقطعی می‌باشد که این مسئله در طول عمر کاری بویلر کمتر اتفاق می افتد. اعمال راهکارهای گوناگونی در جهت کاهش اتلافات و بازیافت انرژی گرمایش یک سیستم می تواند منجر به کاهش مصارف گرمائی در کل سیستم گردد، اما نتیجتاً در نظر گرفتن چند بویلر با حجم هایی دو برابر حجم مورد نیاز چیزی است که در اکثر تاسیسات مجموعه ها به چشم می‌خورد.
سه حالت کاربردی بویلر در رنج بارهای تولیدی بالا, متوسط و پایین
بویلرهای مورد استفاده در تامین بار گرمائی در حالتی Oversize انتخاب می گردند که ظرفیت مصرفی بر اساس مجموعه اتلافات گرمائی ساختمان بعلاوه گرمایش فضاها و نفوذ هوا به داخل تحت شرایط دمای طراحی محاسبه می گردد و انرژی های حاصل از چراغ ها، سایر تجهیزات، نیروی انسانی در آن لحاظ نمی گردد.
گاهی اوقات نیز اعمال ضریب بسیار بالا در ظرفیت کلی برای به تعادل رسیدن سریع در مصارف گرمایش در شب از دیگر علل افزایش ظرفیت بویلر در زمان طراحی می باشد.
اتلافات سیکل کوتاه
سیکل کاری بویلر شامل : بازه آتش زایی، پست پرج (Post-purge)، پری پرج (Pre-purge)، وقفه استراحت (idle-period) می باشد.
در زمانی که بویلر خاموش می گردد مقادیری گرما داخل بویلر باقی می ماند. اگر در همین زمان جریان خروجی از بویلر نیز متوقف گردد و بویلر خاموش گردد گرمای محبوس در داخل بویلر از بین می رود. بنابراین بعد از کارکرد بویلر گرمای باقی مانده باید به سیستم تزریق گردد تا از اتلافات در زمان آماده باش بویلر جلوگیری گردد.
به منظور انجام این امر بویلر در حالت خاموش قرار می‌گیرد اما پمپ در بازه چند دقیقه ای در حالت خاموش قرار می گردد. راندمان بویلر از تقسیم انرژی تولیدی بویلر به انرژی وارده به سیستم در یک سیکل زمانی مشخص می گردد.
کاهش راندمان بویلر
کاهش راندمان در زمانی رخ خواهد داد که سیکل کوتاه در بویلر رخ دهد و یا چند بویلر با نرخ تولیدی پائین عمل نمایند. کاهش راندمان در شرایط تولید با ظرفیت پائین بسیار چشم گیرتر خواهد بود.
بعنوان مثال اگر اتلافات تشعشعی از بویلر ۱% میزان کّل انرژی گرمائی ورودی در حالت ماکزیمم (Full-Load) جریان بویلر باشد، در حالت عملکرد نصف از جریان (Half-Load) این اتلافات به ۲% و در حالت عملکردی ۴/۱ جریان(One-quarter) به ۴% می‌رسد.
بعلاوه اتلافات ناشی از تشعشع بویلر و اتلافات پری پرج و پست پرج نیز در سیستم تأثیرگذار می باشند. در مراحل پری پرج فن با عملکرد خود موجب عبور هوا از بویلر و تخلیه گازهای محترقه داخل بویلر می گردد. پست پرج نیز همین مراحل را دنبال می‌کند.
مثال:
با فرض تعویض بویلری با مشخصات hp ۶۰۰ و راندمان %۷۸.۸ با یک عدد بویلر hp ۱۵۰۰ و ۷۲.۲% راندمان میزان هزینه صرفه جویی شده در یک سال را محاسبه کنید.
= (۱-E1/E2) میزان صرفجویی در سوخت
= (۱-۷۲٫۷-۷۸٫۸) x 100
= ۷٫۷
اگر بویلر اولی میزان MMBtu۲۰۰.۰۰۰ سوخت سالیانه مصرف کند، صرفه جویی حاصله از جابجائی با بویلر کوچکتر به شرط $۸ /MMBtu هزینه سوخت به شرح زیر خواهد بود.
= ۲۰۰,۰۰۰ MMBtu x 0.077 x $8 /MMBtu صرفه جویی سالیانه
= $۱۲۳,۲۰۰
در زمان افزایش بار مصرفی استفاده از بویلرهای با راندمان بالا نسبت به بویلرها با راندمان پایین تر و افت حجم مصرفی اهمیت می‌یابد. فاکتورهای تولید آلودگی، عملکرد، نرخ آتش زایی، تغییر بار در جایی که تولید بخار گران تمام می شود باید مورد بررسی قرار گیرند.
انتخاب بویلر با سایز پایین تر جهت برآورده کردن میانگین نیاز مصرفی به صرفه جویی در سوخت کمک می‌کند. برخی تاسیسات با استفاده از چند بویلر سایز پایین نه تنها اطمینان خاطر در کنترل بویلر را برای اپراتور فراهم می سازند بلکه از وقوع افزایش شعله و یا سیکل کوتاه جلوگیری می کنند.
با توجه به تغییرات چشمگیر بار (بخار مصرفی) در برخی تاسیسات در فصول مختلف بکارگیری چند بویلر با سایز پایین به جای یک بویلر با ظرفیت بالا توصیه می گردد.
