صرفه جويي سوخت در موتورخانه-بخش اول

مقاله مجله صنعت تاسيسات

مقاله مجله صنعت تاسيسات

مقاله مجله صنعت تاسيسات

بخش اول:

رسيدن اوج قيمت نفت به بشكه اي ۱۴۷ دلار در ماه جولاي ۲۰۰۸ نشان داد كه قيمت هاي سوخت هاي با پايه نفتي بي ثبات بوده و در معرض نوسانات شديدي قرار دارند.

از اين رو لازم است مالكين ديگ ها و مهندسين تاسيسات نسبت به راندمان ديگ و آنچه كه بايد براي صرفه جويي سوخت در موتورخانه ها انجام دهند آگاهي كامل داشته باشند.

هزینه های سوخت دیگ در مقایسه با هزینه های تجهیزات

جدول ۱ مقدار سوختي كه يك ديگ معمولي كوچك مصرف مي كند را با هزينه سرمايه اي (هزينه اوليه) ديگ، مشعل و كنترل ها مورد مقايسه قرار مي دهد.

داده هاي اين جدول بر مبناي گاز طبيعي با قيمت ۱۰ دلار بر يك ميليون بي تي يو (MBTU) و گازوئيل با قيمت ۳/۶۳ دلار بر گالن (۰٫۹۷دلار بر ليتر) تنظيم شده اند.

همانطور كه در جدول ديده مي شود، وقتي ديگ گازسوز با فاكتور ظرفيت ۲۵% كار مي كند، سالانه حداقل دو برابر هزينه اوليه خود، سوخت مصرف خواهد كرد.

ديگ گازوئیل سوز نيز هر ساله حداقل ۴ برابر هزينه اوليه خود سوخت مصرف مي كند. بهسازي هاي مشعل و كنترل احتراق به دليل هزينه اوليه نسبتا پائين شان و تاثير بالايي كه بر راندمان ديگ دارند، بر اساس صرفه جوئي حاصله در مصرف انرژي سريع ترين دوره استهلاك هزينه را براي مالكين ديگ ها فراهم مي كنند.

درك تلفات گرماي ديگ

براي درك بهتر تاثير كارايي مشعل و كنترل ها بر راندمان، لازم است از تلفات گرماي ديگ آگاهي داشته باشيم. با استفاده از داده هاي عملياتي يك ديگ پكيج نمونه، راندمان ديگ مطابق با بخش PTC 4.1 انجمن مهندسين مكانيك آمريكا(ASME) تحت عنوان “مقررات تست توان براي واحدهاي مولد بخار” محاسبه مي شود و تلفات معمول ديگ به دست مي آيند كه در جدول ۲ نشان داده شده اند.

تلفات معمول دیگ

ASMEPTC4.1 شامل دستورالعمل هايي براي محاسبه راندمان ديگ بر اساس روش مستقيم خروجي بخار در مقابل ورودي گرما مي باشد.

اين همچنين راندمان ديگ توسط روش غير مستقيم را محاسبه مي كند كه طي آن تلفات ديگ به طور جداگانه محاسبه شده و با هم جمع زده مي شوند.

روش محاسبه “توسط تلفات” فقط به محتواي اكسيژن و دماي دودكش نياز دارد كه مي توان آنها را به آساني با يك آناليزور احتراق پرتابل يا آناليزور بكار رفته در كنترل هاي احتراق محاسبه نمود.

استاندارد ANSI Z21.13 نيز محاسبات راندمان براي ديگ هاي آب گرم را تشريح كرده است. مكانيزم هاي تلفات در ديگ ها مشابهند. جدول ۳ معادلات مورد استفاده براي محاسبه سه مورد از عمده ترين تلفات ديگ ها را نشان داده و مشخص مي كند كه چگونه اين تلفات مي توانند تحت تاثير كارايي ديگ/مشعل قرار بگيرند.

محاسبات تلفات دیگ

سه معادله اي كه در جدول ۳ براي محاسبه تلفات مختلف ديگ نشان داده شده اند داراي چند جزء مشترك مي باشند كه اين، يك راهبرد مشترك براي كاهش تلفات ديگها را پيشنهاد مي كند كه شامل موارد زير است:

-كاهش دادن دماي دودكش ؛

-به حداقل رساندن سطوح هواي اضافه ؛

-بالا بردن دماي آب تغذيه ديگ ؛

-بالا بردن دماي هواي احتراق در مشعل.

كاهش دماي دودكش و افزايش دماي آب تغذيه در سطح ديگ و با انتخاب يك ديگ راندمان بالاي مجهز به اكونومايزر (يك مبدل حرارتي كه گرما را از گازهاي خروجي از دودكش به آب تغذيه ديگ منتقل مي كند-مترجم) محقق مي شوند.

اگر يك ديگ بخار فاقد اكونومايزر باشد مي توان آن را مورد بهسازي قرار داده و به اكونومايزر مجهز نمود. بنابر قاعده تجربي Kenneth Mekelvy از شركت Babcock and Wilcox هر ۴۰۰f  يا ۲۲۰c كاهش در دماي دودكش معادل است با ۱% افزايش راندمان ديگ. يك اكونومايزر معمولا مي تواند راندمان ديگ را ۴% تا ۶% افزايش دهد.

استفاده از يك گرمكن هوا براي بالا بردن دماي هواي احتراق يك امر معمول براي ديگ هاي يوتيليتي است اما در مورد ديگ هاي پكيج انجام نمي شود. شبكه كانال مورد نياز بسيار پرهزينه بوده و مي تواند بر عملكرد NOX پايين مشعل تاثير بگذارد.

افزودن پيش گرمكن هاي هوا به ديگ هاي پكيج معمولا غيرعملي در نظر گرفته مي شود. اما يك ترفند حرفه اي موسوم به “دودكش هوا” مي تواند راندمان ديگ را افزايش دهد.

دودكش هوا صرفا كانالي است كه از ورودي هواي احتراق تا قسمت فوقاني موتورخانه كه هواي آن ممكن است ۲۰۰f يا ۱۱۰c گرمتر باشد، كشيده مي شود. اين اصلاح كم هزينه و صرفا مكانيكي راندمان ديگ را در موتورخانه هاي محصور افزايش خواهد داد.

تاثير كاهش هواي اضافه مشعل بر صرفه جويي سوخت

يكي از مقرون به صرفه ترين راهبردهاي صرفه جويي سوخت براي يك ديگ پكيج، بهسازي آن توسط يك مشعل با هواي اضافه پايين است.

مشعل هاي استانداردي كه معمولا توسط سازندگان ديگ عرضه مي شوند داراي گارانتي عملكرد با هواي اضافه ۱۵ تا ۲۰ درصد فقط در نرخ اشتعال بالا هستند(هواي اضافه ۵% تقريبا معادل ۱% اكسيژن در دو دوكش است).

به دليل اينكه ۷۹ درصد هواي محيط خنثي و بي اثر است(شامل نيتروژن، آرگن، و بخار آب)؛ بسيار مهم است كه مقدار سوخت تلف شده بابت گرم كردن هوايي كه بخش عمده آن خنثي است به حداقل برسد. مشعل هاي با كارايي بالا از اشتعال متوسط(midfire) تا اشتعال بالا(highfire) با ۱۲/۵ تا ۱۵ درصد هواي اضافه عمل مي كنند.

اين عملكرد با هواي اضافه پايين تر در سراسر بار بزرگ ديگ موجب صرفه جويي قابل توجهي در سوخت خواهد شد زيرا سوخت كمتري بابت گرم كردن هواي احتراقي كه بخش عمده آن خنثي است تلف مي شود.

بسياري از مشعل ها در محل پروژه تنظيم نمي شوند تا مقادير تجويز شده براي هواي اضافه را براورده سازند و مالكين ديگ ها نيز سازندگان ديگ را مسئول دستيابي به اين مقادير نمي دانند؛ مخصوصا در مورد مشعل هاي NOXيا مونوكسيدكربن وضع و اعمال مي گردند؛ گاهي اوقات مقادير تجويز شده براي Turndown مشعل و هواي اضافه قرباني مي شوند.

مالكين ديگ ها (در ايالات متحده) چنانچه مقادير مواد منتشره خارج از حدود مقرر باشند، مجاز نيستند كه ديگ ها را به كار اندازند. اما تنها تاوان عملكرد ديگ با هواي اضافه بيشتر از حد تجويز شده يا turndown كمتر از حد تجويز شده، مصرف اضافي سوخت خواهد بود.

اگرچه مصرف سوخت يكي از ملاحضات مهم به شمار مي رود، اما اهميت آن كمتر از تهديدي است كه از سوي سازمان هاي ناظر دولتي مبني بر تعطيل كردن ديگ به دليل تخطي از حد مجاز آلوده سازي هوا صورت مي گيرد.

ادامه در بعدي

صرفه جویی سوخت در موتورخانه – بخش دوم

 

! کپی ممنوع  * استفاده از مطالب اين سايت فقط با ذكر نام منبع بلامانع مي باشد  * کپی ممنوع  !

 

انواع ديگ هاي(بويلرهاي) بخار مشهد بويلر انواع ديگهاي(بويلرهاي)روغن داغ مشهد بويلر انواع ديگ هاي(بويلرهاي) آبگرم(آبداغ)-ديگ فولادي مشهد بويلر بخارشوي-كارواش-تجهيزات موتورخانه-روغن حرارتي-هيتر هواي گرم فيلترشني-مبدل حرارتي-سختي گير-موگير و صافي-منبع كوئل دار مقاللات تخصصي بويلر(ديگ بخار)-نرم افزارهاي تخصصي-استانداردهاي فني