کنترل بلودان بویلر در دیگ بخار

کنترل بلودان بویلر

کنترل بلودان بویلر ، جهت كنترل آب ديگ بخار از نظر دارا بودن شرايطي كه موجب خوردگي، رسوب، تراوش املاح و ديگر مشكلات نگردد، لازم است بر اساس مشخصاتي نسبت به خارج كردن آب ديگ بخار از طريق زير آب(blowdown) اقدام نمود. در این مقاله به بررسی کنترل بلودان بویلر از منظر عوامل محدود کننده،بهبودسازی، روش های تخلیه و صرفه جویی انرژی می پردازیم.

کنترل بلودان بویلر

اين روش در خارج نمودن ذرات معلق بسيار موثر است. تشكيل جامدات در ديگ بخار به سبب آلودگي آب تغذيه به ديگ بخار، ته نشيني به سبب عدم بهبود سازي داخلي و يا محدوديت بيش از اندازه نمك ها مي باشد. نهايتا جايگزيني آب خارج شده از طريق زيرآب با آب تازه اي صورت خواهد گرفت. درصد تخليه ديگي بخار از رابطه زير محاسبه مي گردد.

درصد تخليه = ۱۰۰ * مقدار آب تغذيه / مقدار آب تخليه شده

حدود تغييرات زيرآب براي آب تغذيه به ديگ بخار با كيفيت بسيار بالا كمتر از يك درصد خواهد بود ولي براي سيستم هاي بحراني كه آبي با كيفيت ضعيف و بد دارند مي تواند حتي بالاتر از ۲۰ درصد هم باشد.

در واحدهائي كه نرم سازي آب تغذيه به ديگ بخار توسط سديم زئوليت انجام گرديده است مقدار درصد زيرآب از طريق آزمايش كلرايد صورت مي گيرد.

در ديگ هاي بخار با فشار بالا جهت تعيين درصد تخليه ممكن است از يك ماده خنثي محلول بعنوان ردياب كه به آب ديگ بخار افزوده مي گردد استفاده نمود.

جدول ۱-۱۶ چگونگي محاسبه در مورد درصد تخليه را معلوم مي دارد.

عوامل محدود كننده در تخليه Limiting Factors Affecting Blowdown

اولين هدف از تخليه، نگهداري از مواد جامد معلق در ديگ بخار بر اساس ضوابط داده شده مي باشد. اين ضوابط در شرايط عادي مرتبط با فشار ديگ بخار است. در بعضي مواقع كه آب ديگ بخار دستخوش آلودگي هاي حاد گردد مي بايستي نسبت به تخليه آن سريعا اقدام نمود.

تخليه در شرايط عملياتي تا حذف ماده آلوده كننده ادامه خواهد يافت. مقدار نياز به تخليه مربوط به طراحي، شرايط عملياتي و ميزان آلودگي آب تغذيه به ديگ بخار مي باشد. در بيشتر سيستم ها براساس ميزان قليائيت، سليس و ذرات معلق معلوم خواهد گرديد.

سال هاي متمادي مقدار تخليه بر اساس محدوديت از آلودگي آب ديگ بخار بود كه توسط انجمن سازندگان ديگ بخار در آمريكا برقرار گرديد، كه تضميني در درجه خلوص بخار بوده است.

بهبودسازی داخلی آب تغذیه دیگ بخار

با توجه به موازنه مواد در ديگ بخار مشخص است كه مقدار مواد جامد كه از طريق آب تغذيه به ديگ وارد مي گردد، مواد جامدي خواهد بود، كه از طريق زيرآب بايد خارج گردد يعني دو طرف رابطه ۳ را در ۱۰۰ / FS * WS ضرب مي نمائيم.

استاندارد مذكور حتي در مورد ديگ هاي بخاري كه داراي ماهيت عمومي و قابل اجرا بطور مجزي نبودند رعايت مي گرديد.

در جدول ۲-۱۵ مشخصات اجرائي ديگ هاي بخار با فشار هاي مختلف كه از طرف انجمن ديگ بخار در آمريكا تدوين گرديده است مورد استفاده مي باشد.

بكارگيري مشخصات اجرائي فوق بطور كامل تضميني كافي در كنترل رسوب، جلوگيري از تراوش املاح و در نتيجه دارا بودن كيفيت بسيار خوب مي باشد.

قضاوت مهندسي خوب بايد با استفاده در همه موارد باشد، زيرا هر ديگ بخار داراي ويژگي هاي متفاوتي است كه ممكن است محدوديت هاي كنترل مختلفي را داشته باشد

عوامل مکانیکی دخیل در زیرآب

تعداد زيادي از عوامل مكانيكي مي تواند در محدوديت هاي زير آب موثر باشد اين عوامل شامل طراحي ديگ بخار، دسته بندي، سطح آب، مشخصات بار ديگ بخار و نوع سوخت مصرفي در كوره ديگ بخار مي باشد. در بسياري از موارد براي سيستم خاص محدوديت هاي كنترل در تخليه را از طريق تجربه عملي، بازرسي دستگاه ها و آزمايش درجه خلوص بخار مي توان معلوم داشت.

در بعضي مواقع ممكن است از استانداردهاي محدود كننده در مورد زير آب كه شامل مجموع جامدات، (هدايت الكتريكي) سيليس و يا قليائيت مي باشد تجاوز نمود.

استفاده از ضد كف اين اجازه را خواهد داد تا نسبت به افزايش مقدار جامدات از حد معمول فراتر رويم (شكل۱-۱۶). استفاده از كلنت و پخش كننده ها بهبود سازي داخلي آب تغذيه به ديگ بخار ممكن است اجازه افزايش ميزان بعضي از مقادير را در آب ديگ بخار داشته باشيم.

جدول ۲-۱۶ مقادير پيشنهادي در مورد كنترل ديگ بخار در فشارهاي مختلف (۱)

حداكثر مقادير ممكن براي هر سيستم ويژه فقط از طريق تجربي امكان پذير است تاثير مشخصات آب بر روي كيفيت بخار را مي توان با آزمايش درجه خلوص بخار معلوم داشت.

بعضي از ديگ هاي بخار بعلت طراحي غير معمول، عمليات مجاز و با استفاده استثنائي از آب عاري از كاتيون يا آنيون ممكن است احتياج به مقدار زيرآب كمتر از حد معمول داشته باشند. بعلت فلسفه محافظه كارانه در عمليات بعضي از ديگ هاي بخار واحدها احتمال دارد مقدار تخليه كمتر از نيازي باشد كه بايد انجام گيرد.

شكل ۱-۱۶

روش هاي تخليه Blowdown Methods

در این قسمت از مبحث کنترل بلودان بویلر به روش هاي تخليه در ديگ هاي بخار مبتني بر دو نوع است :

الف-تخليه دائمي Continuous Blowdown

اين روش تخليه معمولا از قسمت بالائي آب ديگ بخار بصورت دائمي صورت مي گيرد تاثير اين نوع تخليه خارج نمودن نمك هاي تغليظ شده و ذرات معلق در آب ديگ بخار مي باشد.

با اين روش به آساني قادر به كنترل كيفيت آب ديگ بخار در محدوده انتظار خواهيم بود. ضمنا مقدار آبي كه با روش تخليه دائمي خارج مي گردد به مراتب كمتر از تخليه اي است كه به روش تناوبي صورت مي گيرد.

به هرحال انتظار مي رود با كاهش تخليه موفق به كاهش هزينه سوخت در ديگ بخار گرديم.

ب-تخليه نوبتي Intermittent Blowdown

در اين روش تخليه آب در ديگ بخار بصورت نوبتي از قسمت پائيني ماد درام (mud drum) صورت گرفته و بدين طريق لجن هاي جمع شده در قسمت زيري ديگ بخار خارج مي گردد.

امكان نگهداري كيفيت ديگ بخار بصورت ثابت يا بازيافت حرارت با اين روش امكان پذير نمي باشد.

كاهش تخليه Reduction Of Blowdown

جهت نگهداري نمك هاي محلول در حد انتظار در ديگ هاي بخار ناچار به استفاده از سيستم تخليه در ديگ بخار مي باشيم.

با توجه به طراحي در ديگ هاي بخار مدرن كه داراي حجم توليد بالا و انتقال حرارت زياد در واحد سطح مي باشند لذا وارد شدن ناخالصي ها و يا سختي حتي در حد بسيار جزئي منجر به تشكيل رسوب و مشكلات ديگري مي گردد كه لزوم استفاده از تخليه بيشتر را ضروري مي نمايد.

با استفاده از بهبود سازي داخلي تغذيه به ديگ بخار و مصرف مواد شيميايي از انواع پليمر و پخش كننده ها موفق به تشكيل نشدن رسوب و لجن در ديگ بخار خواهيم گرديد.

مثال هایی از کاهش در میزان تخلیه

كاهش در ميزان تخليه، از دست ندادن حرارت و صرفه جويي در مصرف سوخت است. مثال هاي زير نمونه اي در اين مورد مي باشد.

الف-قيمت گرماي از دست رفته از طريق تخليه Heat Cost Blowdoen Water

QB -قيمت گرماي از دست رفته از طريق تخليه براي هر تن برحسب ريال عبارت است از :

B-مقدار تخليه برحسب تن

I0-آنتالپي آب ديگ بخار برحسب كيلوكالري /كيلوگرم

I-آنتالپي آب تغذيه ديگ بخار برحسب كيلوكالري /كيلوگرم

a-بازده ديگ بخار برحسب درصد

C-ارزش حرارتي سوخت بر حسب كيلوكالري /كيلوگرم

a-قيمت سوخت برحسب ريال در كيلوگرم

جهت تعيين قيمت گرماي از دست رفته براي ديگ بخار با فشار ۸ كيلوگرم برسانتي متر مربع خواهيم داشت.

مقدار تخليه يك تن آب، درجه حرارت آب تغذيه به ديگ بخار ۲۰ درجه سانتي گراد، بازده ديگ بخار ۸۵ درصد، ارزش حرارتي سوخت سنگين ۱۰٫۰۰۰ كيلو كالري بر كيلوگرم وقيمت هر كيلوگرم از سوخت ۳۰۰۰ ريال باشد .

آنتالپي آب تغذيه ديگ بخار در ۲۰ درجه سانتي گراد برابر ۲۰ كيلوكالري در كيلوگرم و آنتالپي آب ديگ بخار در فشار ۸ كيلوگرم بر سانتي متر مربع برابر ۳/۱۷۱ كيلوگرم است:

محاسبات فوق نشان مي دهد كه با تخليه يك تن آب مقدار ۵۳۴۰۰ ريال بابت قيمت گرماي از دست رفته بايد بپردازيم. ريال ۵۳۴۰۰ = QBz

صرفه جوئي در انرژي به جهت كاهش تخليه Energy Saving By Reduction Of Blowdown

ديگ بخاري با فشار عملياتي ۷ كيلوگرم بر سانتي متر مربع با تخليه ۱۲ درصد مقدار ۸/۶ تن در روز آب تخليه مي نمايد.

جهت صرفه جوئي در انرژي مصرفي اقدام به كاهش تخليه به ميزان ۷ درصد و مقدار ۸/۳ تن در روز گرديد. با توجه به داده هاي زير محاسبه مربوط به صرفه جوئي در انرژي برابر است با :

تعداد روزهايي از ماه كه ديگ بخار در سرويس است معادل ۲۵ روز مي باشد.

سوخت مصرفي از نفت كوره سنگين داراي ارزش حرارتي ۱۰٫۰۰۰ كيلوكالري در هر كيلوگرم مي باشد.

قيمت هر كيلوگرم از سوخت بر ميناي فروش به خارح از كشور برابر يك دلار معادل ۳۰۰۰ ريال است.

بازدهي ديگ بخار برابر ۸۵ درصد مي باشد.

Q =4000.000 ريال در ماه

با توجه به محاسبه بالا چنانچه هزينه تهيه آب تغذيه به ديگ بخار براي يك تن برابر ۱۲۰۰۰۰ ريال باشد. مبلغي كه بابت صرفه جوئي در آب جبراني حاصل گرديد.

(۶/۸-۳/۸)×۲۵×۱۲۰٫۰۰۰

۳×۲۵×۱۲۰٫۰۰۰=۹٫۰۰۰٫۰۰۰ ريال در ماه
منبع : نقش آب و کنترل خوردگي در صنايع نويسنده:احمد نمازي