بخش اول-نکات کاربردی در مورد طراحی و بکارگیری دیگ های بخار چگالشی.

نکات عملی در مورد طراحی و استفاده از دیگهای بخار چگالنده – قسمت اول
ماهنامه Ashri – سپتامبر 2018
مترجم: مهندس نیره شمشیری
امروزه سیستم های دیگ بخار برای افزایش کارایی و کاهش هزینه های کار مهندسی شده اند. دیگهای بخار متراکم یک گزینه محبوب هستند زیرا آنها انرژی را که از دیگهای معمولی تخلیه می شود بازیابی می کنند و در صورت کار با شرایط مناسب ، بازده آنها به بیش از 90٪ می رسد. کاربردهای دیگهای بخار متراکم نیز به دلیل مزایای زیاد و سهولت ادغام با سیستم های دیگر بسیار زیاد است. با این حال ، این سیستم ها از نظر عملکرد و طراحی تفاوت زیادی با دیگهای بخار معمولی دارند.
در گذشته ، استاندارد صنعت برای دیگهای بخار آب گرم بر اساس یک دیگ بخار غیر متراکم بود. در این دیگها باید دمای برگشت آب گرم به دیگ بالاتر از دمای میعانات گازهای کوره باشد تا به دیگ آسیب نرساند. این استاندارد در مورد دیگهای بخار چگال درست نیست زیرا مبدلهای حرارتی آنها از موادی ساخته شده اند که می توانند اثرات میعان را تحمل کنند. در حقیقت ، یک رابطه مستقیم بین افزایش تشکیل گاز میعانات و افزایش کارایی دیگ وجود دارد و بنابراین هدف باید کاهش حداکثر درجه حرارت آب برگشتی به دیگ بخار برای غلیظ شدن گاز کوره باشد.
با توجه به افزایش تشکیل میعانات گاز کوره در یک بویلر چگالنده ، مبدل حرارتی باید از یک ماده مقاوم باشد تا از خوردگی ناشی از چگالش اسیدی و تجزیه کامل مواد داخل دیگ و کوره جلوگیری کند. این ماده غالباً از جنس استنلس استیل است ، اگرچه بسته به سازنده دیگ بخار از مواد مختلفی استفاده می شود.
علاوه بر این ، یک دیگ بخار متراکم باید دارای یک طراحی مبدل حرارتی جریان معکوس موثر باشد تا بتواند سردترین سطح گازهای کوره را نزدیک به خنک ترین آب برگشتی قرار دهد ، در حالی که برای عملیات چگالشی مقدار زیادی از سطح گرمایش سمت آتش را حفظ کند.

امروزه اکثر دیگهای بخار آب گرم از گاز طبیعی به عنوان منبع سوخت برای فرآیند احتراق استفاده می کنند. در این فرآیند ، گاز طبیعی با هوای احتراق ترکیب شده و آب و سایر محصولات فرعی را تولید می کند. در یک دیگ بخار غیر متراکم ، این آب در حالت بخار دهی باقی مانده و از سیستم در گاز کوره خارج می شود ، در حالی که در یک دیگ بخار متراکم ، آب به محض خنک شدن در زیر نقطه شبنم خود متراکم می شود. تشکیل میعانات گازی از کوره امکان بازیابی 970 tu / lb (2256 kJ / kg) انرژی نهفته را فراهم می کند و کارایی دیگ را افزایش می دهد. نقطه شبنم آب با توجه به بسیاری از ملاحظات متفاوت است ، اما به طور کلی ، گازهای کوره زمانی شروع به جمع شدن می کنند که دمای بازگشت آب گرم بین 120 تا 130 درجه فارنهایت (49 تا 54 درجه سانتیگراد) باشد (شکل 1).
طراحی سیستم و دمای عملکرد و جریان
با پیشرفت تکنولوژی دیگ بخار با گذشت زمان ، طراحی این سیستم ها نیز رشد کرده است. اولین تفاوت مهم در طراحی سیستم مربوط به دمای برگشت آب گرم است. پیش از این ، معمولاً طراحی سیستم هایی با دمای آب گرم در محدوده 180 تا 200 درجه فارنهایت (82 تا 93 درجه سانتیگراد) معمول بود ، با این فرض که دمای آب گرم بیشتر همیشه بهتر باشد. در یک زمان ، دمای آب گرم بهتر است ، زیرا باعث می شود سطح انتقال حرارت کوچکتر در سیم پیچ های گرمایشی و ترمینال ها باشد ، اما همچنین کارایی سیستم را محدود می کند. برعکس ، دمای بالاتر آب گرم می تواند کنترل درجه حرارت فضا را در دوره های کم بار که ظرفیت کامل برای ساختمان مورد نیاز نیست ، دشوارتر کند.
سیستم هایی که از دیگهای بخار متراکم استفاده می کنند باید با کمترین دما ممکن برای برگشت آب گرم طراحی شده و در عین حال فضا را به اندازه کافی گرم کنند. لازم به ذکر است که دمای برگشت آب گرم عامل اصلی تعیین کارایی دیگ است (شکل 2) ، بنابراین بهینه سازی دمای برگشت آب گرم باید هدف اصلی باشد.
دمای استاندارد جریان آب گرم برای دیگ بخار متراکم باید حداقل از 140 درجه فارنهایت (60 درجه سانتیگراد) شروع شود و با توجه به ظرفیت گرمایش معقول موجود با هزینه معقول از سیم پیچ های گرمایشی و واحدهای ترمینال ، توانایی پایین آمدن Have. گرچه ممکن است دمای پایین تر آب وجود داشته باشد ، اما نکته ای وجود دارد که هزینه اولیه بیشتر برای سطوح اضافی انتقال حرارت بیشتر از کارایی دیگ بخار است. به عنوان مثال ، اکثر جعبه های VAV دارای سیم پیچ های یک یا دو ردیفی هستند که در صورت افت فشار قابل قبول هوا و کاهش دمای جریان آب گرم ، ظرفیت گرمایی لازم را تأمین نمی کنند. برای غلبه بر این ، چندین گزینه از نصب یک سیم پیچ حرارتی سه یا چهار ردیف گرفته تا جعبه VAV وجود دارد که از سیم پیچ داکت یک یا دو ردیفه بزرگتر جدا از جعبه VAV استفاده می کند. جدول 1 تأثیر هر گزینه را نشان می دهد.
دشارژهای سیستم متناسب با دمای سیستم آب گرم است. تخلیه سیستم های قدیمی معمولاً برای اختلاف دما 20 درجه فارنهایت (11 درجه سانتی گراد) بین دمای برگشت آب گرم در ترمینال واحدها ، که بالاتر از دمای میعانات بودند و منجر به تخلیه بالاتر می شدند ، طراحی می شدند. اختلاف دما بین دمای برگشت آب گرم برای دیگهای بخار چگالش باید بین 30 تا 50 درجه فارنهایت (17 تا 28 درجه سانتیگراد) باشد که باعث کاهش تخلیه ، افت فشار داخل سیم پیچ های گرمایشی و واحدهای انتهایی می شود. سرعت پمپاژ را در شرایط بار کامل و متوسط ​​کاهش می دهد و کاهش می دهد. از آنجا که کنترل سیستم آب گرم برای دمای جریان آب گرم معمول است ، ΔT بالاتر باعث دمای برگشت آب گرم دیگ پایین تر و منجر به تشکیل میعانات بیشتر با کارایی بالاتر دیگ می شود.

دیدگاهتان را بنویسید