صرفه جويی سوخت در موتورخانه – بخش اول

کاهش مصرف سوخت موتورخانه

مقاله مجله صنعت تاسيسات

رسیدن اوج قیمت نفت به بشكه ای ۱۴۷ دلار در ماه جولای ۲۰۰۸ نشان داد كه قیمت های سوخت های با پایه نفتی بی ثبات بوده و در معرض نوسانات شدیدی قرار دارند. از این رو لازم است مالكین دیگ ها و مهندسین تاسیسات نسبت به راندمان دیگ و آنچه كه باید برای کاهش مصرف سوخت موتورخانه انجام دهند آگاهی كامل داشته باشند.

هزینه های سوخت دیگ در مقایسه با هزینه های تجهیزات

جدول ۱ مقدار سوختی كه یك دیگ معمولی كوچك مصرف می كند را با هزینه سرمایه ای (هزینه اولیه) دیگ، مشعل و كنترل ها مورد مقایسه قرار می دهد.

داده های این جدول بر مبنای گاز طبیعی با قیمت ۱۰ دلار بر یك میلیون بی تی یو (MBTU) و گازوئیل با قیمت ۳/۶۳ دلار بر گالن (۰٫۹۷دلار بر لیتر) تنظیم شده اند. همانطور كه در جدول دیده می شود، وقتی دیگ گازسوز با فاكتور ظرفیت ۲۵% كار می كند، سالانه حداقل دو برابر هزینه اولیه خود، سوخت مصرف خواهد كرد.

کاهش مصرف سوخت موتورخانه

دیگ گازوئیل سوز نیز هر ساله حداقل ۴ برابر هزینه اولیه خود سوخت مصرف می كند. بهسازی های مشعل و كنترل احتراق به دلیل هزینه اولیه نسبتا پائین شان و تاثیر بالایی كه بر راندمان دیگ و صرفه جووی مصرف سوخت دارند، بر اساس کاهش مصرف حاصله در مصرف انرژی سریع ترین دوره استهلاك هزینه را برای مالكین دیگ ها فراهم می كنند.

درک تلفات گرمای دیگ

برای درك بهتر تاثیر كارایی مشعل و كنترل ها بر راندمان و در نتیجه کاهش مصرف سوخت موتورخانه، لازم است از تلفات گرمای دیگ آگاهی داشته باشیم. با استفاده از داده های عملیاتی یك دیگ پكیج نمونه، راندمان دیگ مطابق با بخش PTC 4.1 انجمن مهندسین مكانیك آمریكا(ASME) تحت عنوان “مقررات تست توان برای واحدهای مولد بخار” محاسبه می شود و تلفات معمول دیگ به دست می آیند كه در جدول ۲ نشان داده شده اند.

تلفات معمول دیگ

ASMEPTC4.1 شامل دستورالعمل هایی برای محاسبه راندمان دیگ بر اساس روش مستقیم خروجی بخار در مقابل ورودی گرما می باشد.

این همچنین راندمان دیگ توسط روش غیر مستقیم را محاسبه می كند كه طی آن تلفات دیگ به طور جداگانه محاسبه شده و با هم جمع زده می شوند.

روش محاسبه “توسط تلفات” فقط به محتوای اكسیژن و دمای دودكش نیاز دارد كه می توان آنها را به آسانی با یك آنالیزور احتراق پرتابل یا آنالیزور بكار رفته در كنترل های احتراق محاسبه نمود.

استاندارد ANSI Z21.13 نیز محاسبات راندمان برای دیگ های آب گرم را تشریح كرده است. مكانیزم های تلفات در دیگ ها مشابهند. جدول ۳ معادلات مورد استفاده برای محاسبه سه مورد از عمده ترین تلفات دیگ ها را نشان داده و مشخص می كند كه چگونه این تلفات می توانند تحت تاثیر كارایی دیگ/مشعل قرار بگیرند.

محاسبات تلفات دیگ

كاهش تلفات دیگ ها

سه معادله ای كه در جدول ۳ برای محاسبه تلفات مختلف دیگ نشان داده شده اند دارای چند جزء مشترك می باشند كه این، یك راهبرد مشترك برای كاهش تلفات دیگها را پیشنهاد می كند كه شامل موارد زیر است:

  • كاهش دادن دمای دودكش ؛
  • به حداقل رساندن سطوح هوای اضافه ؛
  • بالا بردن دمای آب تغذیه دیگ ؛
  • بالا بردن دمای هوای احتراق در مشعل.

 

  • كاهش دمای دودكش

كاهش دمای دودكش و افزایش دمای آب تغذیه در سطح دیگ و با انتخاب یك دیگ راندمان بالای مجهز به اكونومایزر (یك مبدل حرارتی كه گرما را از گازهای خروجی از دودكش به آب تغذیه دیگ منتقل می كند-مترجم) محقق می شوند.

اگر یك دیگ بخار فاقد اكونومایزر باشد می توان آن را مورد بهسازی قرار داده و به اكونومایزر مجهز نمود. بنابر قاعده تجربی Kenneth Mekelvy از شركت Babcock and Wilcox هر ۴۰۰f یا ۲۲۰c كاهش در دمای دودكش معادل است با ۱% افزایش راندمان دیگ. یك اكونومایزر معمولا می تواند راندمان دیگ را ۴% تا ۶% افزایش دهد.

استفاده از یك گرمكن هوا برای بالا بردن دمای هوای احتراق یك امر معمول برای دیگ های یوتیلیتی است اما در مورد دیگ های پكیج انجام نمی شود. شبكه كانال مورد نیاز بسیار پرهزینه بوده و می تواند بر عملكرد NOX پایین مشعل تاثیر بگذارد.

دودكش هوا

افزودن پیش گرمكن های هوا به دیگ های پكیج معمولا غیرعملی در نظر گرفته می شود. اما یك ترفند حرفه ای موسوم به “دودكش هوا” می تواند راندمان دیگ را افزایش دهد.

دودكش هوا صرفا كانالی است كه از ورودی هوای احتراق تا قسمت فوقانی موتورخانه كه هوای آن ممكن است ۲۰۰f یا ۱۱۰c گرمتر باشد، كشیده می شود. این اصلاح كم هزینه و صرفا مكانیكی راندمان دیگ را در موتورخانه های محصور افزایش خواهد داد.

  • تاثیر كاهش هوای اضافه مشعل بر صرفه جویی سوخت موتورخانه

یكی از مقرون به صرفه ترین راهبردهای صرفه جویی سوخت برای یك دیگ پكیج، بهسازی آن توسط یك مشعل با هوای اضافه پایین است. مشعل های استانداردی كه معمولا توسط سازندگان دیگ عرضه می شوند دارای گارانتی عملكرد با هوای اضافه ۱۵ تا ۲۰ درصد فقط در نرخ اشتعال بالا هستند(هوای اضافه ۵% تقریبا معادل ۱% اكسیژن در دو دوكش است).

به دلیل اینكه ۷۹ درصد هوای محیط خنثی و بی اثر است(شامل نیتروژن، آرگن، و بخار آب)؛ بسیار مهم است كه مقدار سوخت تلف شده بابت گرم كردن هوایی كه بخش عمده آن خنثی است به حداقل برسد. مشعل های با كارایی بالا از اشتعال متوسط(midfire) تا اشتعال بالا(highfire) با ۱۲/۵ تا ۱۵ درصد هوای اضافه عمل می كنند.

این عملكرد با هوای اضافه پایین تر در سراسر بار بزرگ دیگ موجب صرفه جویی قابل توجهی در سوخت خواهد شد زیرا سوخت كمتری بابت گرم كردن هوای احتراقی كه بخش عمده آن خنثی است تلف می شود.

بسیاری از مشعل ها در محل پروژه تنظیم نمی شوند تا مقادیر تجویز شده برای هوای اضافه را براورده سازند و مالكین دیگ ها نیز سازندگان دیگ را مسئول دستیابی به این مقادیر نمی دانند؛ مخصوصا در مورد مشعل های NOXیا مونوكسیدكربن وضع و اعمال می گردند؛ گاهی اوقات مقادیر تجویز شده برای Turndown مشعل و هوای اضافه قربانی می شوند.

مالكین دیگ ها (در ایالات متحده) چنانچه مقادیر مواد منتشره خارج از حدود مقرر باشند، مجاز نیستند كه دیگ ها را به كار اندازند. اما تنها تاوان عملكرد دیگ با هوای اضافه بیشتر از حد تجویز شده یا turndown كمتر از حد تجویز شده، مصرف اضافی سوخت خواهد بود.

اگرچه مصرف سوخت یكی از ملاحضات مهم به شمار می رود، اما اهمیت آن كمتر از تهدیدی است كه از سوی سازمان های ناظر دولتی مبنی بر تعطیل كردن دیگ به دلیل تخطی از حد مجاز آلوده سازی هوا صورت می گیرد.

ادامه در بعدی

صرفه جویی سوخت در موتورخانه – بخش دوم

 

! کپی ممنوع * استفاده از مطالب این سایت فقط با ذكر 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-كارواش-تجهیزات موتورخانه-روغن حرارتی-هیتر هوای گرم فیلترشنی-مبدل حرارتی-سختی گیر-موگیر و صافی-منبع كوئل دار مقاللات تخصصی بویلر(دیگ بخار)-نرم افزارهای تخصصی-استانداردهای فنی