آشنایی با بویلرها

آشنایی با بویلرها

  بویلرهای سیکل ترکیبی : Heat  Recovery Generation (H    .  R    .    S    .    G)

این بویلر ها    ساخت شرکت  Faster Wheelen   با جریان طبیعی  که هر کدام از بویلر ها برای تولید  t/n) )  78.  147

بخار HP با فشار (   kg/  m   )    90.24  و دمای    (C    )  513  و در قسمت بخار    IP  (  t  /    h     )    38.94  با فشار   (  kg  /   m    )   8 . 1      و دمای   (   c     )   235    طراحی شده است  ،  که در زمان  بهره برداری  نرمال می بایست  هر دو بویلر جهت  بار کامل بصورت   پارا لل باشند .

شرایط کار کرد :  دمای آب کندانس  (  c   )   45    ، در دمای محیط  (  c     )15    و  رطوبت  نسبی    % 80    –   %  20   و سوخت  توربین  گاز  ( GT   )  می بایست گاز  باشد .

توجه شود که در  حالت  نرمال  بار  تولیدی  بویلر  حدود  % 100  –    %  50    می باشد  که  با   توجه    به شرایط  sliding pressure               

 توربین   گاز  که حدوداً   % 100  –  %   65    است . بار بویلر   % 100  –  %  60  خواهد بود .

این بویلر  ها  در   محدوده  درجه  حرارت  محیط  بین  (  c   )  -24     و     (  c     )  42   عمل  می کنند  که  با توجه  به شرایط  محیط  بخار  تولیدی  متفاوت  خواهد  بود .

تجهیزاتی  که  توسط شرکت  F  .  W  .  I  .  S  .  A   نصب  شده عبارتند  از :

• سه واحد که  هر کدام  شامل  دو  بویلر  که بوسیله  هدر  مشترک  بخار  به  هم متصل  شده اند  .
• مسیر هایی که از بویلر به  هدر مشترک  و  از آنجا  به توربین  بخار  (   فشار قوی  و فشار  ضعیف  )    متصل شده اند .
• سیستم آب تغذیه از    storage   tank        دی  اریتور  به  درام های  HP       و   IP             که شامل  دو  پمپ  در هر  بویلر  می باشد .
• سیستم کندانس  از  کندانسور  توربین  بخار  تا دی  اریتور  ،  به  انظمام  سیستم   polishing plant ،  اجکتور ها  ف  کندانسور  بخار  آب بندی  

 gland  steam  condens  .   

• سیستم اتمپراتور (   Attemperator    )      .
• سیستم کنترل 
• سیستم دوزینگ  شیمیایی   
• سیستم های  سیر  کوله  اکو نو مایزر  و  فلاش  تانک 
• سیستم   بلودان  تانک     

 تولید  بخار  :   (  steam  generation)       

وقتی  بخار   در یک  فشار  معین  شروع  به  تولید  شدن  می  کند ، انتقال  حرارت  بیشتر  سبب جدا شدن  بیشتر  بخار  از  آب  می گردد تا اینکه درجه حرارت ثابت شود .  اگر  آب اضافه نشود ، این عمل ادامه خواهد  داشت   تا  اینکه  تمام آب  بخار شود ، در آن لحظه   دمای   بخار  تولید  شده   افزایش می  یابد .

بنابراین بصورت  تکنیکی  و  اکنومیکی  ،  تولید  پیوسته  بخار  بوسیله  لوله های  جذب  کننده  حرارت  (   finned  tube )    به چرخش  آب  به  راندمان  بیشتری  می  رسد  .

روی  دیواره  لوله ها  بینهایت  حباب  بخار  تر  تشکیل  می  شود  که  می  بایست   توسط  جریان  آب  حمل  شوند  . این  موضوع  خیلی  مهم  است  که  حباب  های  بخار  جهت  اجتناب  از  تشکیل  فیلم  بخار  روی  سطح  لوله  ها  ، حمل  شوند . در  غیر اینصورت  تشکیل  این  فیلم  باعث  کاهش  انتقال  حرارت  و افزایش  دمای  لوله  می  شود  که  می  تواند  باعث  ایجاد  ترک  در  لوله ها  گردد  .  این  پدیده  به  نام  ” Nucleation  ”   شناخته  شده  است  .

جهت  تولید  پیوسته  بخار می  توان  آب    را  به  دو  روش   در  طول  لوله   سیر  کوله  نمود  :

1 .  سیر  کوله  طبیعی 

2 .  سیر   کوله  اجباری  (  با  استفاده  از  پمپ  )   .

بویلر  های  شرکت   foster  wheeler  بصورت   سیر  کوله  طبیعی  کار  می  کنند  .

سیر  کوله   طبیعی   بویلر  شامل  یک  درام  بخار  ،  لوله  های  داون  کامر   که حرارتی  نیستند  و لوله  های  سطوح  حرارتی  پره  دار  که  بخار  در  اثر  تبادل  حرارت در  این  لوله  ها  تشکیل  می  شود .  این  سیستم  بصورت  یک  مدار  بسته  عمل  می  کند .  سیر  کوله  در  اثر  دانسیته  آب  درون   داون  کامر     که   بیشتر  از  دانسیته   مخلوط   آب  و  بخار  درون  لوله  های   سطوح  حرارتی   می  باشد  ،  انجام  می  شود  .  این  اختلاف    دانسیته   سبب  جریان   رو  به   پایین   در  لوله  های   داون   کامر  و  جریان  رو   به    بالا    درون  لوله  های   سطوح  حرارتی   می  گردد  .

این   چرخش  طبیعی   به  چهار   فاکتور   اصلی   بستگی  دارد  : 

1 . ارتفاع  بویلر  

2 . فشار  کاری 

3 . انتقال   حرارت 

4 . سطح  مقطع  لوله  ها  .

مشخصات   فیزیکی   آب  : 

تأثیر   فشار  روی  درجه  حرارت   بویلر  : 

آب   در   فشار   نرمال   اتمسفر   (   mm. hg    )    760      در  دمای  (c  )  100  بجوش  می  آید . وقتی که فشار کاهش یابد ، دمای نقطه جوش نیز کاهش می یابد و بالعکس   ،  وقتی که فشار افزایش می یابد  ،  دمای نقطه جوش آب  نیز  افزایش می یابد . برای مثال در فشار (     mm.hg)    710   ، دمای  جوش  آب   (  c    )   98    می باشد .

در فشار بیشتر از فشار نرمال اتمسفر    ( kg /  m )   1.0033   ،  نقطه جوش  آب  از  ( c)   100  بیشتر خواهد  بود .

بنابراین  ما  می توانیم  در یابیم که  چرا  آب  تغذیه  بویلر  در دمای  ( c   )  222  ،  اگر فشار  به اندازه کافی زیاد  باشد هنوز  بصورت مایع  خواهد  بود .

برای مثال  : در فشار  (   kg  /m    )  190  ،   نقطه جوش  آب  ( c   )   359   می باشد  ف  بنابراین در  (  c  )    222     مایع  است .

در فشار (   kg / m    )   225   آب  در درجه  حرارت  ( c   )   374    به  جوش  می آید  ، اما  در  این  نقطه  اگر  حرارت  بیشتری  به آب منتقل شود  ، دما  افزایش  می یابد و تمام  آب  به  بخار تبدیل می شود  .  این  نقطه  بنام  نقطه  بحرانی  آب شناخته  شده است . به همین دلیل  در  دمای  بالاتر  از ( c   )  374   آب  نمی توا ند  در حالت  مایع  باشد  و خواص  بخار  و آب   مشابه  است  .

خروجی  توربین   گاز  ( GT     ) :  FLUE GAS  SECTION      

گاز گرم خروجی  از توربین  گاز  در  % 100    بار  GT با مشخصات زیر  است  :

 Q=  348 ( kg /  s )

    T= 574  ( c  )

در درجه   (   c  )    15    پس از عبور از   دایور  تر دمپر     وارد  بویلر  H . R . S .  G     می گردد .   ده      ترمو کوپل   از نوع K        :                                 (HAM  10 /  30  /  35 / 40  /  45  /  50  /  55  /  60  /  65  /  70            CT  001     )

نصب  گردیده  که  در سطوح   مختلف  مسیر عبور گاز گرم خروجی از توربین گاز تا  خروجی از بویلر H . R . S. G         جهت   ما نیتورینگ   درجه حرارت  قرار داده  شده  است .  همچنین    15    ترموکوپل  از  نوع       K     (   HAH      30       CT  01 1  –  025      )   وجود   دارد که روی   هدرمسیر  سوپر  هتر  نهایی  HP     برای    مانیتورینگ   درجه  حرارت  نصب  شده  است .  همچنین  ترموکوپل  (  HAM     10    CT   401     )   جهت  اندازه گیری  درجه حرارت   گاز های گرم قبل  از   اواپراتورهای  سوپر     هتر    نهایی  نصب  گردیده  است .

شرح عملکرد  سیستم   H . R  .  S . G   :

هر بویلر شامل  سه  قسمت  با فشار  های  کاری  مختلف   HP  و   IP  و   LP   می باشند   :

قسمت   LP   بویلر      (   LP section  )     :

آب  کندانس  با دمای  (  c  )    45.7    وفشار ( bar  ) 21  و فلوی جرمی  ( t / h   )  188 . 68   از طریق والو موتوری  6  اینچ ( LAB  10    AA    101    )   (  قبل  از  کنترل  والو ها  جهت  اطمینان  آب بندی مسیر  در برابر عبور آب وقتی کنترل  والو        بسته  است  )    و  دو  کنترل  والو  موازی  4  اینچ  (  LAB   10   AA   012   –  LAB  10   AA   011    )  که   دو  کنترل  والو      %  100  بوده  و یکی  در  سرویس  و  دیگری     stand  by   می باشد ،  وارد    دی  اریتور    (  درام  LP    )  می گردد .

دو  والو  موتوری  روی  مسیر  آب کندانس  به  طرف  دی  اریتور  (  LAB  10   AA  521  –  LAB  10  AA  522     )  وجود  دارد  که  در  بهره  برداری  نرمال  یکی  در سرویس  می  باشد . (   وقتی  توربین  گاز  از  سوخت  گاز  استفاده  می کند  والو  LAB  10   AA  521     باز  و  والو  LAB  10   AA   522    بسته  خواهد  بود  ،  اما  اگر  سوخت توربین گاز از    گازوئیل  یا  مخلوط  گاز  و گازوئیل  بصورت  (   mix    firing     )  باشد  ،  جهت  حفاظت  هتر   آب تغذیه  ، در مقابل  کندانسه شدن  اسید  سولفوریک    می  بایست  هتر  بای پس  شود  . در  این  حالت  والو   LAB  10  AA  522    باز  و  والو   LAB  10  AA  521    بسته  خواهد  بود  .

وقتی که  توربین  با  گازوئیل  در حال کار  است  و هتر آب تغذیه بای پس  می شود ، بنابراین بخار   pegging         که از بخار  سو پر  هتر  IP   برداشت  شده است  به منظور  هوا زدایی به  دی  اریتور  فرستاده  می  شود .  در حالت  عادی  آب  دی  اریتور  بوسیله    ا وا پراتور  LP  هوا زدایی شده  ، بدین معنی  که آب   درون تانک  بوسیله  داون  کامر ها   به   هدر  پایینی   اواپراتور  LP   می رود ، سپس بوسیله جذب  حرارت  از گاز های گرم عبوری  ، آب  تبدیل  به  بخار می شود   و  گاز های موجود   در تانک  بوسیله  برج    دی   اریتور  به  اتمسفر   ونت  می شود .

برای  اطمینان  سیستم  ، یک  سیفتی  والو   فشاری  (  HAD    10  AA   901    )  با    فشار  (  bar   )  5 .5     و  یک   ویکیوم  والو  (    HAD   10   AA  902     )    برای  حفاظت  در  برابر     فشار    خارجی  پوسته  نصب  شده  است   (  خلاء زمانی  رخ  می  دهد  که  بخار  لازم  از هتر  آب  تغذیه  و  یا مسیر  بخار  pegging         تغذیه  نشود . )

یک  والو  موتوری  (   HAD  10  AA  403    )   هنگام  توقف  واحد  برای  یکسان  نمودن      فشار     دی     اریتور   با     فشار  اتمسفر    ،  همچنین  برای  وقتی  که    فشار   دی  اریتور بیشتر  از (  bar ) 5 .5    است   این  والو  برای  آزاد  کردن    فشار  زیادی  دی  اریتور  اجباراً  باز می شود .  زمان  راه اندازی سرد (  coold  start –  up   )      بویلر  یک  انشعاب  از  هدر  بخار   کمکی  به  منظور  هوا زدایی  گرفته  شده  است      و یک  والو دستی برای بستن  مسیر  وقتی  که بخار  میتواند  از منابع  دیگر  تأمین شود قرار داده  شده است .  

تجهیزات   اندازه گیری  زیادی  روی خط آب  تغذیه  به دی  اریتور  نصب  شده  است  که  تعداد ی   test   point    مانند :   (  LAB  10  CP  401  –   LAB  10   CT  401  –   LAB   10  CP  401     )    جهت  تست  راندمان استفاده  می  شود .

  (   HAD    10    CP   001   –   HAD    10   CL         001 / 002  / 003  –  LAB   21   CF    001     )  روی خط  بخار  pegging و storage tank       دی   اریتور  جهت  کنترل  فشار  و  سطح  فلوی  دی  اریتور  می  باشد .

دو  ترمو کوپل  (  HAD    10  CT   001 /  002   )  در بالا  و پایین  درام  جهت  فرستادن  سیگنال های    دمای  بالا    و پایین     metal      به  مانیتورینگ  نصب  شده  است .

پمپ  های   آب  تغذیه  بویلر  ( B . F . W . P   ) Boiler Feed Water  Pump :

هر H . R . S . G شانل  دو  پمپ  سانتریفیوژ    % 100  می باشد  که  از تانک  دی  اریتور  با    فشار     P  =   3 ( bar) ، Q =   188.5 (t / h  ، T =  133 ( c )  تغذیه  میشود  .  در حالت  بهره برداری  نرمال  یک پمپ  در سرویس   و  دیگری   stand      by     می باشد .

هر  پمپ    دو   خروجی  دارد  که  جهت  تغذیه  درام  IP       از  مراحل  میانی  پمپ  و  جهت  تغذیه  درام   HP    از آخرین  مرحله  پمپ  استفاده  شده . یک  والو  برگشت  ناپذیر   (  LAC  11  /12   AA  716    )  برای خروجی   F . W . P   برای  اطمینان  از مینیمم  فلو  به  دی  اریتور   جهت  حفاظت  پمپ  ها نصب  شده  است  .

فید  واتر  هیتر (    Feed Water Heater )   : 

مدار  فشار  ضعیف   شامل  :  فید واتر  هتر  ،  دی  اریتور  ،  storage    tank     و  اواپرایتور  های   LP    می باشند .  فید واتر هتر  بوسیله  کندانس  پمپ ها  از طریق  مدار  اکنو مایزر  LP   (  کندانسور  بخار  آب بندی  و  کندانسور  اجکتور ها )   تغذیه  می شود  ، که  از  5  ردیف  از لوله هایی است  که  به  هدر  پایینی  و  بالایی  متصل  می باشند  تشکیل  شده .  از هدر خروجی آب  به دی  اریتور  منتقل  می  شود  .

همچنین  یک سیستم  بای پس  جهت فیدواتر  هتر  تعبیه  شده  که وقتی  توربین گاز  با سوخت گازوئیل  در  مدار باشد ، از طریق  سیستم  بای پس آب تغذیه دارد     دی  اریتور  می گردد  .

IP اکنو مایزر :

اکنو ما یزر  IP    شامل  یک مقطع  عمودی  از  لوله های  (   finned    tube    )  متصل  به  هدر  پایینی  و  بالایی  می باشد که  شامل  8     ردیف  لوله  از  جنس     SA     –   192  به قطر  (  mm  ) 3 . 05   می  باشد .

در  لوله های  غیر  حرارتی  متصل  به هدر خروجی    اکنوما یزر ،   خط سیر کوله اکنو ما یزر   جهت  اجتناب از بخار شدن در هنگام  راه اندازی بویلر  به فلاش  تانک  کندانسور  نصب  گردیده  است  . محل قرار گیری  اکنو ما یزر  IP بین  لوله های  اولین  اکنو ما یزر HP (  از سمت  ورود آب  )  می باشد .

میتوانید متن کامل این مطلب را در 13 صفحه با فرمت ورد رایگان از لینک زیر دانلود کنید:

ادامه مطلب