صرفه جویی با بهسازی مشعل

ارتقای کارايی مشعل

صرفه جویی پول با به سازی مشعل

اگر پکیج بویلر/مشعل شما شبیه بیش از ۲۰۰۰۰۰ پکیج دیگ بخار صنعتی تجاری باشد که هم اکنون در حال کارند. احتمالا متجاوز از ۲۰ سال عمر دارد.

چنین پکیجی به احتمال زیاد فقط با راندمان ۶۰ تا ۷۰ درصد کار می کند و مقادیر متنابعی سوخت و پول با هر دقیقه کارکرد اینگونه تجهیزات به هدر می روند. هدر دادن غیرضروری پول آن هم در جو اقتصادی حاکم غیرقابل قبول است.

اگرچه یک پکیج بویلر جدید به این مشکل سر و سامان می دهد، اما چنین سرمایه گذاری کلانی (معمولا ۱۰۰۰۰۰دلار یا بیشتر) با توجه به بحران اقتصادی فعلی ممکن است به سختی قابل توجیه باشد.

خوشبختانه با بهسازی و ارتقای کارایی پکیج بویلرهای موجود که کم هزینه تر تمام می شوند می توان راندمان را افزایش و مصرف سوخت را کاهش داد.

با فرض اینکه مخزن بویلر در وضعیت خوبی باشد. بهترین فرصت برای کاستن از مصرف سوخت موتورخانه و هزینه های برق عبارت از بهسازی مشعل، اجزای مشعل و کنترل ها می باشد. این مقاله انواع گزینه های بهسازی مشعل را مورد بررسی قرار می دهد.

بهینه سازی مشعل

  • تعویض مشعل

مشعل عامل اصلی مصرف سوخت و هزینه های یک سیستم بویلر است. یک مشعل معمولا بعد از ۲۰ سال سرویس دهی فرسوده می شود.

اجزای مکانیکی مشعل از قبیل اتصالات لینکیج (لینکیج اهرم یا بازوی متحرکی است که از آن برای کنترل نسبت هوا به سوخت استفاده می شود-مترجم)، بادامک ها و سایر قطعات متحرک، مستهلک می شوند و توانایی مشعل در کنترل دقیق نسبت هوا به سوخت افت می کند.

نتیجه چنین وضعیتی عموما بعنوان “پسماند”شناخته می شود که به نوبه خود منجر به آن می گردد که مشعل در حفظ سطوح مطلوب هوای اضافه در سراسر دامنه اشتعال به منظور احتراق بهینه ناتوان شود.

هوای اضافه بالاتر به منزله راندمان احتراق پایین تر است. یک مشعل کهنه متحمل مسائل دیگری نیز می شود از جمله: گرفتگی یا خراب شدن نازل ها و اریفیس های گاز و خرابی سایر اجزای راس احتراق که مسئول اختلاط صحیح سوخت و هوا هستند.

 

همه اینها منجر به سوختِ سوزانده نشده (مونوکسید کربن، هیدروکربن، و غیره) و سطوح هوای اضافه بالاتر از حد نیاز می شوند که نهایتا موجب کارایی ضعیف، کاهش راندمان کلی صرف هزینه های غیرضروری خواهد شد.

اگر یک مشعل دارای قطعات فرسوده بسیار زیادی بوده یا از فناوری منسوخی برخوردار باشد، افزون کنترل های جدید احتمالا چاره ساز مشکلات زیربنایی نخواهد بود. در عوض، مشعل قدیمی را می توان با یک مشعل جدید که واجد کنترل های پیشرفته ، قابلیت Turndown بالاتر (Turndown عبارت است از نسبت ظرفیت در اشتعال کامل به پایین ترین نقطه اشتعال قبل از خاموشی مشعل)، و مقتضیات هوای اضافه پایین تر باشد تعویض نمود.

بسته به فاکتورهای مختلف منحصربه فرد هر سیستم،تعویض یک مشعل می تواند سوخت را ۵ تا ۱۰ درصد کاهش دهد. مشعل های قدیمی همچنین با مقررات جدید و سخت گیرانه تر انتشار آلاینده ها که توسط سازمان محیط زیست آمریکا (EPA) وضع شده اند، سازگاری ندارند.

برای سیستم هایی که شامل مشعل کهنه هستند، تهدید جرائم مالی تخطی از استانداردهای EPA شاید خیلی بیشتر نمود پیدا کند تا چربش احتمالی هزینه اولیه تعویض مشعل های قدیمی با مدل های جدیدتر که آلاینده های بسیار منتشر می کنند.

 

  • Turndown بالا

تعویض یک مشعل قدیمی با یک مشعل جدید که واجد قابلیت Turndow بالا باشد یکی از سودمندترین بهسازی های موجود است. در حالی که مشعل های قدیمی معمولا در دامنه Turndown باریکی کار می کنند، مشعل های با Turndown بالا حتی در نرخ های اشتعال پایین تر به عملکرد خود ادامه می دهند تا بارهای کمتر را تامین نمایند.

 

یک مشعل با قابلیت Turndown بالاتر سیکل های کمتری را تجربه می کند. قبل از هر سیکل اشتعال، یک مشعل باید یک “پیش تخلیه” کنترل شده خودکار را سپری کند که طی آن هوای تازه از داخل مجاری گاز دودکش برای مدت زمان مشخص دمیده می شود.

بسته به چند فاکتور از قبیل کسب تائیدیه های بیمه و سازمان های نظارتی (در ایالات متحده)، ممکن است لازم باشد مشعل یک مرحله “پس تخلیه را نیز طی کند. این تخلیه ها کوره را از شر هرگونه سوخت سوزانده نشده ای که ممکن است انباشته شده باشد در شرایط کنترل نشده ای محترق شود،خلاص می سازند.

در بسیاری کاربردها، پس از تخلیه باید به محض اینکه یک بار تامین گردید آغاز شود که بعد از آن، مشعل به خاموشی با وضعیت استندبای می رود هر زمانی که هوای خنک تر به داخل یک دیگ یا مبدل حرارتی دمیده می شود از اتلاف گرما اتفاق می افتد.

 

بنابراین مشعل در سیکل های اشتعال بعدی باید دمای آب یا سیال گرم شونده را بالاتر ببرد تا تلفات گرمایی مربوط به پیش تخلیه و پس تخلیه را جبران کند. موتور بادزن نیز باید برای هر تخلیه فعال شود که این هم بر هزینه های غیرضروری انرژی می افزاید.

مشعل های با قابلیت Turndown می توانند وقوع ایت سیکل ها و هزینه های مربوطه را بطور چشمگیری کاهش دهند. در صورت استفاده از یک مشعل با Turndown بالا ،دیگ هنگامی که یک سیکل جدید آغاز می شود گرمتر خواهد بود که این، مقدار انرژی مورد نیاز برای برگشتن به نقطه تنظیم را کاهش می دهد.

علاوه بر این، حین نوسان مشعل جهت تامین فشار یا دمای مطلوب یک مشعل با Turndown بالا به احتمال خیلی کمتری از نقطه تنظیم مطلوب فراتر می رود و بدین ترتیب مانع اتلاف سوخت بیشتر می‌شود. سیکل ها همچنین به منزله کاهش خرابی ناشی از خستگی سیکلی می باشد که این نیز موجب کاهش هزینه های نگهداری خواهد شد.

 

  • ارتقای کارایی مشعل موجود

اگر یک مشعل استانداردهای انتشار آلاینده ها را رعایت کرده و از توانایی رضایت بخشی در حفظ سطوح مطلوب هوای اضافه در سراسر دامنه اشتعال خود برخوردار باشد، در این صورت کاندیدای مناسبی برای ارتقای کارایی با انواع فناوری های بهسازی خواهد بود.

کنترل‌های جدید مشعل شامل “کنترل کننده با منطق برنامه پذیر “(plc) یا فناوری مبتنی بر ریزپردازنده، فرصت های بیشتری را جهت بهبود کارایی و راندمان یک پکیج دیگ بخار ، دیگ آب گرم و دیگ روغن داغ از طریق کنترل دقیق ارائه می دهند.

  • وضعیت دهی موازی

کنترل های سنتی از سیستم وضعیت دهی “تک نقطه ای “(شکل۱) استفاده می کنند که شامل شفت ها و لینکیج هایی برای کنترل نسبت هوا به سوخت در سراسر دامنه اشتعال است: در حالی که در سیستم وضعیت دهی موازی (شکل۲) امکان کنترل مستقل جریان هوا و سوخت (از طریق محرک های مستقل ) را فراهم می کند.

به دلیل اینکه با این سیستم می توان نسبت های مطلوب و دقیق هوا به سوخت را در هر نقطه از دامنه اشتعال تنظیم نمود، اکسیداسیون صحیح تضمین می گردد.

ارتقای کارایی مشعل

fb-2.Mboiler.com.jpg

سیستم های سنتی وضعیت دهی تک نقطه ای معمولا سطوح هوای اضافه را در نرخ های بین اشتعال پایین و بالا به مخاطره می‌اندازند که این بعلت دشواری ذاتی تنظیم لینکیج های متصل به یک نقطه وضعیت دهی منفرد، با موتور”مدولاسیون”است.

سیستم های وضعیت دهی موازی قادرند شیرهای سنجشگر مقدار هوا، سوخت و باز چرخش گاز دودکش (FGR) محتوی اکسید نیتروژن پایین را به طور مستقل از طریق یک سیستم کنترل برنامه ریزی شده برای منحنی های مشخص نسبت به هوا –سوخت- FGR ،تحریک کنند.

موتورهای وضعیت دهی موازی یا “موتورهای خود فرمان” با دقت یک دهم از یک درجه زاویه ای، برای وضعیت های از پیش تعیین شده در سراسر دامنه اشتعال تنظیم می شوند تا شرایط بهینه هوا-سوخت- FGR را فراهم کرده و توانایی مشعل را با شرایط بار تطبیق دهند.

سیستم های اصلاح اکسیژن

با توجه به اینکه حفظ سطح هوای اضافه در یک حداقل در سراسر دامنه اشتعال امری ضروری جهت راندمان احتراق است. قابلیت وضعیت دهی موازی می تواند تکرارپذیری را بهبود بخشیده و مصرف سوخت را به میزان ۵ درصد کاهش دهد.

علاوه بر این، سیستم های اصلاح اکسیژن نیز می توانند همراه سیستم وضعیت دهی موازی کار کنند تا سطوح هوا اضافه را حتی دقت بیشتری مدیریت نمایند(شکل۲).

 

تغییرات در فشار بارومتریک، دما، ارزش حرارتی سوخت و سایر شرایط محیطی می توانند سطوح هوای اظافه را در طول گرمایش بالا و پایین برانند.

وقتی از سیستم اصلاح اکسیژن استفاده می شود، یک سنسور اکسیژن غلظت اکسیژن در گاز دودکش را اندازه گیری کرده و آن را با مقدار نقطه تنظیم در هر وضعیت در دامنه اشتعال مقایسه می کند.

اگر این غلظت با مقدار نقطه تنظیم مطابقت نکند، موتورها یا شیرها و دمپرهای محرک سوخت و هوا به نحوی اصلاح می شوند که نسبت های هوا-سوخت- FGR به نقطه تنظیم برگردند. این قابلیت نیز می تواند مصرف سوخت سیستم را ۵ درصد بهبود بخشد.

برای کسب اطلاعات بیشتر، مقالات مربوطه را مطالعه فرمایید:

مشعل گرم ایران

بهینه سازی آب دیگ بخار -۱

بهینه سازی انرژی – چک لیست سیستم سرمایش -۱۴۰۱

فیلم آموزشی مدیریت انرژی مشعل ها در دیگ بخار و دیگ آبگرم و موتورخانه ها

صفحه اصلیتماس با مامسئولیت خریدار دیگ بخار

انواع دیگ های(بویلرهای) بخار مشهد بویلرانواع دیگهای(بویلرهای)روغن داغ مشهد بویلرانواع دیگ های(بویلرهای) آبگرم(آبداغ)-دیگ فولادی مشهد بویلربخارشوی-کارواش-تجهیزات موتورخانه-روغن حرارتی-هیتر هوای گرمفیلترشنی-مبدل حرارتی-سختی گیر-موگیر و صافی-منبع کوئل دارمقاللات تخصصی بویلر(دیگ بخار)-نرم افزارهای تخصصی-استانداردهای فنی

دیدگاهتان را بنویسید

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