آموزش مرجع:تاپیک بویلر(آموزش تئوری و عملی)

[spow 44,195]

احتراق در كوره ها

در كوره سه نوع مشعل وجود دارد :

1.مشعل شمعك(Pilot Burner ) كه با جرقه زدن Ejector روشن مي شود.

2.مشعل گازوئيل(Light Oil Burner )

3.مشعل مازوت(Heavy Oil Burner )

4.مشعل گاز(Gas Burner )

مشعل شمعك همان شعله روشن كن است كه در گازهاي خانگي هم وجود دارد.

 

سوخت ديگهاي بخار:

در بعضي از واحدها ممكن است پسمان محصولاتي را كه مي خواهند بيرون بريزند مجدداً جهت راندمان و هزينه نكردن دوباره براي خريد سوخت مورد استفاده قرار دهند مثل بعضي واحدهاي صنايع نفت نظير پالايشگاه تبريز كه نفتهاي نامرغوب را در كوره مي سوزاند. و يا پالايشگاههاي گاز ، مايعي را كه در هنگام استخراج گاز جدا شده مي سوزانند و يا بعضي از واحدهاي صنايع پتروشيمي و غيره محصولات جنبي نامرغوب را مورد استفاده قرار مي دهند ولي بطور كمي سوختهايي كه در ديگهاي بخار مورد استفاده قرار مي گيرد. امروزه گاز از همه سوختها مطلوب تر مي باشد زيرا خوردگي آن در داخل كوره حداقل است و نياز به انبار كردن ندارد، محيط زيست را آلوده نميكند و كنترل شعله آن آسان است. در واحدهايي كه گازوئيل و مازوت را به عنوان سوخت بكار ميبرند در ابتداي راه اندازي بايستي با مشعل گازوئيل واحد را گرم نموده وسپس مبادرت به روشن كردن مشعل مازوتي كرده در هنگام استفاده از مازوت بايستي به گرم شدن مازوت توجه خاصي داشته باشيد تا ويسكوزيته آن به حدي برسد كه بتواند در زمان خارج شدن از مشعل به خوبي اتميزه(Atomise ) گردد و در غير اينصورت با پاشش سوخت روي لوله ها روبرو خواهيد شد و علاوه بر آن خطر انفجار منطقه اي يا كلي را در بر خواهد داشت. مازوت به دليل داشتن فلزات سنگين نظير واناديم و سديم كه نقطه ذوبشان از درجه حرارت كوره پايين تر است و در روي لوله ها بصورت مذاب حركت كرده با جسم لوله تركيب و باعث خوردگي در درجه حرارت بالا ميگردند. همچنين مازوت به سبب داشتن گوگرد موجب خوردگي در درجه حرارت پايين ميشود و با داشتن فلزات سنگين نظير آهن و روي و حتي سرب توليد اكسيدهاي مختلف كرده كه بصورت خاكستر و غيره باعث گرفتگي در ايرپري هيترها و كوئيل بخار(Steamcoil ) ها و خوردگي سايشي در آنها ميشود. واحدهايي كه از سوخت مازوت بهره ميگيرند معمولاً مجهز به سيستم سوت بلوئر(Soot Blower ) جهت كربن زدايي و يا بطور كلي تميزكاري لوله هاي داخل لوله بخصوص در ناحيه هايي كه لوله ها داراي فين هستند، ميباشند سوت بلوئر يا بخــــاري است كه با وزش بخار روي لوله ها را تميز ميكند ويا اينكه هوايي است كه به دليل اضافه نمودن هواي اضافي كوره زياد مناسب نميباشد.

 

پودر شدن سوختها در مشعل ها:

روشهاي پودر شدن سوختها در مشعل ها عبارتند از :

1. به وسيله هوا صورت ميگيرد.

2. به وسيله بخار صورت ميگيرد.

3. بطريقه مكانيكي صورت ميگيرد.

 

ميزان بخار يا آب داغ توليدي بستگي به عوامل زير دارد :

1. ميزان واكنشهاي احتراقي(حرارت زا) موجود در كوره

2. ميزان سطوح حرارتي

3. ميزان هريك از سطوح تشعشعي(Radiant )و جابجايي(Convection)

4. نحوه سيركولاسيون بخار يا آب داغ و ماحصل احتراق(Combustion products)

سوخت و هوا در بويلرها ممكن است از پايين(نوع معمول) و يا از بالا وارد كوره شوند . هر دو ميتوانند بصورتهاي يك يا دو يا سه كاناله يا افقي ساخته شوند.

 

 

تأمين هوا جهت سوختن در كوره هاي ديگ بخار

جهت سوختن نياز به اكسيژن داريم.از آنجائيكه حدود 20 درصد از هوا اكسيژن است پس براي احتراق بايستي بطرق مختلف در كوره ها هوا وارد شود و با سوخت خارج شده از مشعل تركيب و سوختني جديد بوجود مي آيد در اين وضعيت نياز به سه شرط T داريم .

 

زمان(Time)، حرارت(Temprature) و اغتشاش يا تلاطم(Turbulence) . علت فراهم كردن اين سه شرط آن است كه وقتي يك حجم گاز CH4 وارد كوره ميشود با ده حجم هوا برخورد ميكند. از اين ده حجم هوا ، هشت حجم آن ازتN2)( و دو حجم فقط گاز اكسيژن( (O2 داريم. پس براي برخورد و تركيب شدن اكسيژن با ماده سوختني بايستي زمان ماند را بطريقي تا حدودي بالا برده و اغتشاش ايجاد كرد تا برخورد دو گاز سوختني فراهم شود و از طرفي درجه حرارت را افزايش داد تا در وهله اول دو گاز بصورت حرارتگير(Andothermic) گرما كسب كرده و به نقطه اكتيو جهت سوختن برسند. از آنجائيكه در قبال يك حجم گاز سوختني ده حجم هوا وارد كوره ميشود و هوا هم ميتواند داراي گرد و غبار ، ذرات گياهي باكتريها و كربن و غيره باشد پس يكي از كارهاي سوت بلوئر ، زدايش اين اجرام از روي لوله هاي داخل كوره ميباشد.

 

 

ارزش حرارتي يا قدرت حرارتي و گرمادهي سوختها

مقدار گرمايي است كه از سوختن واحد وزن سوخت مايع يا جامد و يا يك واحد حجم سوخت گاز حاصل ميشود. بنابراين ارزش حرارتي بر حسب كالري به گرم و يا به ليتر و يا بر حسب كيلوكالري به كيلوگرم يا مترمكعب بيان ميشود.مقدار حرارت توليد شده را كه از حاصل سوختن متان و اكسيژن بوجود آمده است ، حرارت توليدي يا ارزش حرارتي مي گوييم .

 

 

طرق تأمين هوا در كوره ها

1. كشش طبيعي(Natural Draft) :

نظير اكثر كوره هاي ديگهاي بخار در پالايشگاه آبادان كه هوا با خلائي كه در اثر سوختن و موجود بودن دودكش در كوره ايجاد ميشود بطور طبيعي و بدون فن وارد كوره شده و هواي احتراق را فراهم ميكند . احتراق توسط دمپر ورودي و دمپري كه در دودكش موجود است قابل كنترل است.

2. فن هاي دمنده(Forced Draft ) :

در كوره هايي كه Coil زياد بكار گرفته شده و علاوه بر آن لوله ها داراي فين هستند كشش طبيعي زياد كار ساز نبوده و از وجود كشش اجباري استفاده بعمل مي آيد كه اين فن هوا را وارد كوره كرده و از دودكش خارج ميكند. نظير اكثر كوره هاي شركتهاي گاز و پتروشيمي و بعضي از واحدهاي نيروگاههاي وزارت نيرو. معمولاً اين كوره ها تحت فشار حدود 20 اينچ آب هستند بر اين اساس در مواقع باز كردن دريچه هاي ديده باني بايستي مواظب بود كه محصولات سوختني به چشم صدمه وارد نكنند. براي جلوگيري از اين خطر بعضي از واحدها مجهز به هواي سرويس در كوره اند كه در موقع باز كردن ديده بان هوا را باز كرده و اين هوا محصولات سوختني را پس زده و فرد ميتواند پنجره ديده باني را باز و قادر به تميز كردن شيشه و ديواره كثيف شده آن گردد.

3. فن هاي مكنده(Induced Draft) :

در بعضي از واحدها بين كوره و دودكش اين فن بكار برده ميشودكه محصولات سوختني را از كوره مكيده و به دودكش هدايت ميكند و در نتيجه هوا هم از بيرون وارد كوره ميشود.

4. بعضي از واحدهاي بزرگ نيروگاهي هم داراي فن دمنده و هم داراي فن مكنده هستند كه اين نوع كشش ها به كششهاي تعادلي معروف ميباشند. نظير نيروگاه نكاء كه فن دمنده هوا را وارد كوره كرده و فن مكنده محصولات سوختني را به دودكش هدايت ميكند.

 

گرمكن هوا :

بعضي از واحدها مجهز به سيستم Steam Coil جهت گرم كردن هوا هستند. يعني بخار از داخل لوله اي عبور ميكند كه قسمت خارجي آن داراي فين ميباشد و از قسمت خارجي لوله فين دار هوا عبور ميكند و اين عمل باعث گرم شدن هوا ميگردد.بعضي از واحدها براي گرم كردن هوا داراي سيستمي بنام ايرپري هيتر(Air pere heater) يا لانگستروم هستند. اين سيستم داراي انواع مختلف ميباشد.

1. نوع لوله اي

دو لوله تو در تو كه از لوله مياني بخار و از لوله قسمت خارجي هوا عبور داده ميشود.

 

2.نوع صفحه اي:

يك در ميان بخار و هوا وارد سيستم ميكنندتا از انرژي حرارتي بخار جهت گرم كردن هوا بهره گيرند .

 

3. نوع ديگر لانگستروم (Air preheater) گردان:

كه حول محور خود ميچرخد و داراي سبكتهايي ميباشد كه وقتي در مقابل بخار قرار گيرند صفحات فلزي كه داراي ناهمواريهاي زياد است و در داخل اين سبكتها قرار گرفته اند گرم ميشوند و زماني كه در مقابل هوا بر اثر چرخش قرار گرفته اند حرارت كسب كرده خود را به هوا انتقال مي دهند و هواي گرم شده از اين سيستمها وارد جعبه باد(Wind Box) شده و از آنجا توسط دمپرهاي اصلي و فرعي وارد كوره ديگ ميگردند.

 

سيكل تركيبي:

جهت شناخت سيكل تركيبي ابتدا بايستي عملكرد نيروگاه گازي(توربين گازي) را بدانيم كه هواي فشرده با سوخت در محفظه احتراق ميسوزد نظير واكنش زير و

محصولات سوختني حاصل به پره توربين برخورد و باعث چرخش آن ميشود كه اين چرخش در ژنراتور توليد برق ميكند چون درجه حرارت پس از خروج از توربين زياد است و اگر آن را به خارج هدايت كنيم و نتوانيم از انرژي توليد شده بهره بگيريم متحمل ضرر زيادي شده ايم. لذا اين محصولات را كه داراي درجه حرارت زياد است به جاي جو وارد كوره يك نيروگاه بخاري ميكنيم كه انرژي حرارتي اين محصولات باعث بخار شدن آب نيروگاه بخاري و همچنين سوپرهيت شدن آن ميگردد و كمبود درجه حرارت كوره بخاري را ميتوان با تعبيه مشعلهاي جبراني افزايش داد. معمولاً محصولات سوختني چند واحد گازي مثلاً سه واحد گازي را وارد كوره يك واحد بخاري ميكنند نظير سيكل تركيبي نيروگاه منتظر قائم كرج كه محصولات سه واحد 60 مگاواتي نيروگاه گازي را وارد كوره يك واحد بخاري 120 مگاواتي نموده اند و چون از انرژي حرارتي آنها جهت بالا بردن راندمان استفاده شده است آنها را سيكل تركيبي نام نهاده اند كه اين محصولات در انتها از دودكش نيروگاه بخاري به خارج هدايت ميگردد. واحدهاي سيكل تركيبي فقط در محصولات سوختني با هم شريك هستند نه در توربين و برق و غيره.

[spow 44,195]

توضيحي در مورد (HEAT RECOVERY STEAM GENERATOR) HRSG :

مفهوم كلي اين عبارت در واقع بويلر بازيافت بخار خروجي از توربين گاز ميباشد كه قابل توجه است كه اين نوع بويلرها بدون مشعل ميباشند.

شركت سازنده اين بويلرها بنام FOSTER WHEELER INERGIA,S.A. دوتا از اين بويلرها را براي نصب كردن در نيروگاه سيكل تركيبي آماده كرده است كه داراي فشار دو برابر حالت معمولي چرخه اين بويلرها ميباشد. (khccpp)

هركدام از اين بويلرها براي توليد 68/150 (t/h) ، در دماي محيط 15 درجه از بخار فشار بالا با دماي 513 درجه و فشار 8/87 )²(kg/cm و توليد حدود 71/39 (t/h) از بخار متوسط 6/7 )²(kg/cm و دماي 234 درجه طراحي شده اند.

دو مورد بالا زماني قابل اجرا خواهد بود كه بويلرها در حالت مشابه و موازي در شرايط عملكردي صحيح كار بكنند و دماي محيط در 15 درجه و دماي آب متراكم حدود 7/45 درجه و نسبت رطوبت 20% الي 89% و گاز در اطراف توربين محترق شوند.

باتوجه به اينكه در كل پيوسته دامنه بار بويلر بين 50% الي 100% خواهد بود و بار توربين گازي حدود 65% الي 100% خواهد بود و دامنه فشار 60% الي 100% نسبت به شرايط طراحي ميباشد.

واحد در دماي محيط 24 ـ الي 42 درجه قابليت كار كردن را دارد. بخار توليدي متفاوت خواهد بود.

[spow 44,195]

انبار ونگهداری دیگهای بخار:

 

اگر به هر دلیلی برای مدتی خارج از سرویس باشد و از ان استفاده نشود ، جهت حفاظت قسمت های داخلی و تخت فشار ان باید روشهای مناسب اتخاذ شود.

نگهداری دیگ سرد با دو روش مرطوب وخشک انجام می شود.در نگه داشتن کوتاه مدت دیگ بخار یعنی بین 24 ماه از روش مرطوب استفاده کرد اما در نگهداری طولانی تر باید از روش خشک استفاده شود.

 

1. نگهداری با شیوه مرطوب:

 

در اینگونه نگهداری دیگ بطور کامل و بدون هوا با اب پر می شود جهت از بین بردن اکسیژن موجود در اب وتنظیم ph ان بین11-10 به مقدار کافی سولفیت یا هیدرازین و امونیاک به اب دیگ اضافه شود.

استفاده از امونیاک و هیدرازین بر سولفیت سدیم ترجیح داده می شود زیرا هر دو فرار بوده و املاح اب را افزایش نمی دهد. علاوه بر این رسوبی ایجاد نمی شود، هنگام راه اندازی مجدد دیگ، احتیاجی به تخلیه صرف زمان نیست.

اضافه کردن مواد شیمیای در دیگ باید به نحوی انجام شود که از اختلاط کامل انها اطمینان حاصل شود همچنین در صورت امکان یخ زدگی دیگ، پیش بینی های لازم مانند قرار دادن المان گرم کننده در داخل یا اطراف دیگ ضروری است.

 

2. نگهداری با شیوه خشک:

در نگهداری های طولانی تر باید دیگ را کاملا تخلیه، تمیز ودر صورت لزوم به کمک هوای گرم کاملا خشک کرد. سپس باید با قرار دادن کیسه هایی از خشک کننده ها نظیر سیلیکاژل در داخل دیگ ان را به حالت خشک نگهداری کرد. سپس درب دیگ را کاملا بسته و از نفوذ هوا به ان جلوگیری می شود. بازدید منظم خشک کننده باید انجام شود و در صورت نیاز کمبود ان جبران شود.

 

مواردی که لازم است بصورت سالیانه کنترل شوند عبارتند از:

1- حداقل یکبار بازرسی وتمیز کاری

2- وضیعت شیرها از نظر باز و بسته شدن

3- میزان بودن کنترل کننده ها روی درجات مورد نظر

4- کیفیت اجرهای نسوز و در صورت نیاز تعویض انها در درب جلو و عقب

5- مرور اطلاعات ثبت شده به وسیله اپراتورها

[spow 44,195]

اين نرم‌افزار امکان بررسی راندمان حرارتی بويلر را فراهم می‌آورد. در واقع با مشخص بودن ترکيب سوخت و دمای گاز اگزوز می‌توان به روش‌های غيرمستقيم ASME و Siegert راندمان حرارتی بويلر را تعيين نمود. از طرفی برای محاسبه راندمان به روش مستقيم، دما و فشار بخار توليدی و نيز دما، فشار و دبی جريان آب ورودی بايد مشخص شوند.

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

[HaMiD.CFD 20,379]

اين نرم‌افزار امکان بررسی راندمان حرارتی بويلر را فراهم می‌آورد. در واقع با مشخص بودن ترکيب سوخت و دمای گاز اگزوز می‌توان به روش‌های غيرمستقيم ASME و Siegert راندمان حرارتی بويلر را تعيين نمود. از طرفی برای محاسبه راندمان به روش مستقيم، دما و فشار بخار توليدی و نيز دما، فشار و دبی جريان آب ورودی بايد مشخص شوند.

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

لینک دانلود خرابه

[spow 44,195]

لینک دانلود خرابه

 

پیداش میکنم حمیدجان

ممنون

حواسم نبود

[spow 44,195]

علل خوردگی در سيكل آب و بخار

 

خوردگي‌ عبارت‌ است‌ از انهدام‌ و فساد يا تغيير و دگرگوني‌ در خواص‌ و مشخصات‌مواد (عموما فلزات‌) به‌ علت‌ واكنش‌ آنها با محيط اطراف‌.

 

در حقيقت‌ خوردگي‌ پديده‌اي‌ است‌ كه‌ به‌ طور طبيعي‌ انجام‌ مي‌شود و در نهايت‌ باتغييرات‌ انرژي‌ ماده‌ مورد نظر، همراه‌ است‌. نيروي‌ محركه‌ لازم‌ براي‌ انجام‌ واكنشهاي‌خوردگي‌، ناشي‌ از انرژي‌ شيميايي‌ است‌.

 

مهمترين‌ عواملي‌ كه‌ در واكنشهاي‌ خوردگي‌ دخالت‌ مؤثر دارند عبارتند از درجه‌حرارت‌، فشار، سرعت‌، اختلاف‌ پتانسيل‌، زمان‌، عمليات‌ حرارتي‌، تنش‌، تشعشع‌، خواص‌فلزي‌، شرايط سطحي‌، ناخالصي‌ محيطي‌ و عواملي‌ نظير اختلاف‌ دميدگي‌ (هوادهي‌) درسطوح‌ مجاور با الكتروليتها و اختلاف‌ غلظت‌ و PH در نقاط مختلف‌ از سطح‌ فلزي‌ كه‌ در محيط خورنده‌ قرار گرفته‌ كه‌ اين‌ عوامل‌ سبب‌ ايجاد مناطق‌ آندي‌ و كاتدي‌ مي‌شوند.همچنين‌ اثرات‌ بيولوژيكي‌ ماكرو ارگانيزمها يا ميكرو ارگانيزمها در خوردگي‌ و صدمات‌ وخطرات‌ آنها آشكار شده‌ است‌. خوردگي‌ موجب‌ زيانهاي‌ مستقيم‌ و غيرمستقيم‌ نظير تغييردر طراحي‌، كاهش‌ بازده‌، آلودگي‌ و اتلاف‌ محصولات‌، توقف‌ دستگاهها و واحدهاي‌ عملياتي‌و هزينه‌هاي‌ بيشتر تعميرات‌ و نگهداري‌ مي‌شود.

 

مهمترين‌ و معمول‌ترين‌ روشهاي‌ كنترل‌ خوردگي‌ عبارتند از حفاظت‌ كاتدي‌ و آندي‌،مواد كندكننده‌، پوششها، انتخاب‌ مواد و طراحي‌ مناسب‌ دستگاهها، كه‌ با توجه‌ به‌ نياز ازروشهاي‌ مناسب‌ استفاده‌ مي‌شود.

 

در نيروگاههاي‌ بخاري‌، آب‌ تغذيه‌، قبل‌ از ورود به‌ ديگ‌ بخار بايد گرم‌ شود. استفاده‌ ازسوخت‌ يا بخاري‌ كه‌ به‌ قيمت‌ بالا تهيه‌ شده‌ است‌ براي‌ گرم‌ كردن‌ آب‌ تغذيه‌، مقرون‌ به‌ صرفه‌ نيست‌، زيرا در توربين‌ از اين‌ بخار كار مفيدتري‌ مي‌توان‌ گرفت‌. لذا پس‌ از انجام‌ كار مفيد بخار در توربين‌، مقداري‌ بخار از طبقات‌ مياني‌ توربين‌ گرفته‌ شده‌ وبراي‌ گرم‌ كردن‌ آب‌ سيكل‌ استفاده‌ مي‌شود. تغيير اندكي‌ در بازده‌ نيروگاه‌ به‌ ويژه‌ نيروگاه‌ فسيلي‌ مي‌تواند اختلاف‌ قابل‌ توجهي‌ در هزينه‌هاي‌ سالانه‌ سوخت‌ به‌ وجود آورد.

 

پس‌ از شروع‌ بهره‌برداري‌ از واحدهاي‌بخار به‌ تدريج‌ مشكل‌ گرفتگي‌ كنترل‌والوهاي‌ هيترهاي‌ فشارقوي‌، افزايش‌ يافت‌ وجزو برنامه‌هاي‌ تعميراتي‌ منظم‌ در آمد. كنترل‌ والو وسيله‌اي‌ است‌ كه‌ براي‌ كنترل‌فلوي‌ سيال‌ يا فشار آن‌ بكار مي‌رود.

اكسيدهاي‌ آهن‌ موجب‌ انسداد منافذعبور بخار كنترل‌ والوها(Cage) و نهايتا افت‌ فشار و فلو مي‌شود كه‌ الزاما پس‌ از ايزوله‌هيترها براي‌ تميزكاري‌ كنترل‌ والوها اقدام‌ مي‌شود. گرمكنها به‌ سه‌ نوع‌ فشار پايين‌ (LP)، فشار متوسط (IP) و فشار بالا (HP) تقسيم‌ مي‌شوند. گستره‌ فشار قسمت‌ پوسته‌(فشار بخار) در گرمكن‌ فشار پايين‌ از خلأ نسبي‌ تا چند صد Psia (چند هزار كيلوپاسكال‌) است‌ و اين‌ فشار در گرمكنهاي‌

فشار بالا ممكن‌ است‌ از(Psia 1200 8/27 MPa) هم‌ فراتر رود.

مواد مورد استفاده‌ در گرمكنهاي‌ فشار پايين‌ نيروگاههاي‌ فسيلي‌ زير

فشار بحراني‌، فولاد زنگ‌ نزن‌ نوع‌ 304 و آلياژ 90-10 مس‌ - نيكل‌ است‌. در گرمكنهاي‌فشار بالا، بيشتر از فولاد زنگ‌ نزن‌ 304 و آلياژ 70-30 مس‌ - نيكل‌ (مانل‌ آب‌ ديده‌) استفاده‌ مي‌شود. استفاده‌ از آلياژ 70-30

مس‌ - نيكل‌ كه‌ تنش‌ آن‌ آزاد شده‌ باشد وفولاد كربني‌، معمول‌ است‌.

با توجه‌ به‌ نتايج‌ آزمايشها و بازرسيهاي‌چشمي‌، وجود خوردگي‌ و تشكيل‌ رسوب‌ ناشي‌ از ضايعات‌ خوردگي‌ در هيترهاي‌فشارقوي‌ و كنترل‌ والوهاي‌ مربوط، محرز شد.به‌ طور متوسط دو تا سه‌ بار در هر ماه‌ كنترل ‌والو براي‌ رسوب‌ زدايي‌، منافذ عبور بخار، باز وهيتر مربوط، ايزوله‌ مي‌شد. اين‌ امر ضمن‌افزايش‌ استهلاك‌ كنترل‌ والو، موجب‌ افزايش‌ مصرف‌ سوخت‌ و دماي‌ گاز در كوره‌ (به‌ علت‌جبران‌ نقيصه‌ خروج‌ هيتر از سيكل‌ تغذيه‌ آب‌)شده‌ و تكرار آن‌ مقدمه‌اي‌ براي‌ اورهيت‌ شدن‌لوله‌هاي‌ بويلر و شوكهاي‌ حرارتي‌ است‌.

رسوبات‌ روي‌ كنترل‌ والو، سياه‌ و سخت‌ بوده‌ و در بعضي‌ موارد تميزكاري‌ بااستفاده‌ از دستگاه‌ تراش‌ انجام‌ مي‌شود.آزمايشهاي‌ كيفي‌ بعمل‌ آمده‌ نشانگررسوباتي‌ متشكل‌ از اكسيدهاي‌ آهن‌ سه‌ظرفيتي‌ بود. با توجه‌ به‌ شكننده‌ بودن‌ لايه‌اكسيد محافظ مگنتيت‌ و از طرفي‌ سخت‌ بودن‌ رسوبات‌ موجود، تشخيص‌ داده‌ شد كه‌ تركيب‌ حاصل‌، احتمالا مخلوطي‌از Fe3o4و Fe(OH)2 بوده‌ كه‌ با توجه‌ به‌ افت‌ فشار در منافذ عبوركنترل‌ والو رسوب‌ كرده‌ و بر اثر دما و فشار،چسبيده‌ و سخت‌ شده‌ است‌. طي‌ بررسيهاي‌بعمل‌ آمده‌ و آزمايشهاي‌ متعدد در ورودي‌ و خروجي‌ مسير هيترهاي‌ فشارقوي‌ و نهايتا آب‌مسير تغذيه‌ بويلر، نوسانات‌ شديد مقدار آهن‌در مسير آب‌ تغذيه‌، ديده‌ شد. اين‌ مقادير از حدود حداكثر غلظت‌ مجاز 10 تا 20ميكروگرم‌ تا يك‌ ميلي‌ گرم‌ در ليتر در زمانهاي‌مختلف‌ تغيير مي‌كرد. جريان‌ آب‌ تغذيه‌ به‌طور دائم‌ مواد ناشي‌ از خوردگي‌ در داخل‌ مسيرلوله‌هاي‌ همان‌ آب‌ تغذيه‌ و اجزاي‌ آن‌ حاصل‌ مي‌شود، وارد مولد بخار مي‌كنند.تركيب‌ اصلي‌ مواد ناشي‌ از خوردگي‌ كه‌ همراه‌آب‌ تغذيه‌ وارد مي‌شوند، اكسيدهاي‌ آهن‌ ومس‌ است‌.

از جمله‌ موارد قابل‌ توجه‌، بالا بودن‌ مقداراكسيژن‌ در مسير آب‌ تغذيه‌ خروجي‌ ازكندانسور و وجود زنگ‌ آهن‌ در پساب‌ رزينهاي ‌كاتيوني‌ واحد پاليشينگ‌ بود كه‌ موجب‌ تغييررنگ‌ شديد آب‌ خروجي‌ از رزينهاي‌ كاتيوني‌ در زمان‌ بكواش‌، مي‌شد.

همچنين‌ با توجه‌ به‌ حوادث‌ بهره‌ برداري‌و روش‌ نگهداري‌ و راه‌ اندازي‌ واحد، لازم‌ بودكه‌ عوامل‌ ايجاد و ورود اكسيد آهن‌ در سيكل‌آب‌ و بخار با دقت‌ بيشتري‌ بررسي‌ شود. لذااين‌ امر طي‌ پروژه‌ تحقيقاتي‌ بررسي‌ علل ‌خوردگي‌ در هيترهاي‌ فشارقوي‌ و گرفتگي‌كنترل‌ والوها با ارايه‌ راهكارهاي‌ عملي‌صورت‌ گرفت‌.

تشكيل‌ رسوبات‌ در لوله‌هاي‌ آب‌ و بخارنيروگاههاي‌ حرارتي‌، تاثير منفي‌ بر روي‌تجهيزات‌ اصلي‌ و كمكي‌، بر جاي‌ مي‌گذارد.صرف‌ نظر از تركيب‌ شيميايي‌ و ساختار،رسوبات‌ مختلف‌ داراي‌ ضريب‌ انتقال‌ حرارت‌ كمتري‌ نسبت‌ به‌ فلزات‌ هستند. در صورت‌آلودگي‌ سطوح‌ انتقال‌ حرارت‌ به‌ وسيله‌ناخالصي‌ها، ضريب‌ انتقال‌ حرارت‌

كاهش‌ يافته‌ و زبري‌ جداره‌ها

افزايش‌ مي‌يابد و با كوچك‌ شدن‌ مقاطع‌عبوري‌، تلفات‌ سايشي‌، افزايش‌ پيدا مي‌كند.تمام‌ اين‌ موارد در شرايط درجه‌ حرارتهاي‌نسبتا زياد محيط كاري‌ مثلا در گرمكنهاي‌بازيافتي‌، اكونومايزرهاي‌ ديگ‌ بخار، كندانسورهاي‌ توربين‌ و... در بازده‌ كاري‌تجهيزات‌، تاثير مي‌گذارد.

در دماهاي‌ بالا، در لوله‌هاي‌ سوپرهيت‌ وواتروال‌ ديگهاي‌ بخار، تغييرات‌ ناشي‌ ازتشكيل‌ رسوبات‌، موجب‌ اختلال‌ در كارتجهيزات‌ مي‌شود. در چنين‌ شرايطي‌ درلوله‌هاي‌ سوپرهيتر، تشكيل‌ لايه‌ اكسيد آهن‌شدت‌ يافته‌ و جداره‌ لوله‌هاي‌ واتروال‌، نرم‌ مي‌شود و در نتيجه‌ تحت‌ فشار

محيط كاري‌ تغييرشكل‌ مي‌يابند و روي‌لوله‌ها برجستگيهاي‌ بادكرده‌اي‌،

بوجود مي‌آيد كه‌ به‌ مرور زمان‌، بزرگتر شده‌ وضخامت‌ جداره‌هاي‌ لوله‌ نازك‌ مي‌شود وسپس‌ پارگي‌ فلز (اورهيت‌ شدن‌ لوله‌ها) اتفاق‌ مي‌افتد.

در مولدهاي‌ بخار درام‌دار در داخل‌جرمهاي‌ اكسيد آهن‌ تا پنج‌ درصد مس‌ فلزي‌، 10 درصد فسفاتها و سيليكاتهاي‌ كلسيم‌ ومنيزيم‌ مشاهده‌ مي‌شود.

[spow 44,195]

رسوبات‌ اكسيد آهن‌ از نظر شكل‌ ظاهري‌متفاوت‌ هستند. مانند رسوب‌ سفت‌ با سطح‌صاف‌ و هموار، زبر ناهموار و متخلخل‌ ورنگهاي‌ خاكستري‌ تيره‌، قهوه‌اي‌ متمايل‌ به‌خاكستري‌، خرمايي‌ تيره‌، قهوه‌اي‌ تيره‌، مشكي‌ كه‌ اين‌ تفاوتهاي‌ ظاهري‌، ناشي‌ ازنحوه‌ شكل‌گيري‌ رسوبات‌ است‌. مكانيسم‌نشست‌ اكسيد آهن‌ بر روي‌ سطوح‌ فلزي‌ كه‌

به‌ صورت‌ ذرات‌ كلوييدي‌ و درشت‌ پراكنده‌ درداخل‌ آب‌ قرار دارند، با روندهاي‌ كريستاليزه‌ شدن‌ مواد محلول‌ واقعي‌ و نظر به‌كاهش‌ قابليت‌ حل‌ شوندگي‌ آنها، با رشددرجه‌ حرارت‌ تفاوت‌ دارد.

معلوم‌ شده‌ است‌ كه‌ ذرات‌ كلوئيدي‌ وميكروسكوپي‌، ناخالصيهاي‌ پراكنده‌ بر روي‌سطح‌ لوله‌هاي‌ تحت‌ گرما ايجاد مي‌كنند وچسبيدن‌ آنها به‌ اين‌ سطوح‌ بستگي‌ به‌شارژهاي‌ الكتريكي‌ مختلف‌ دارد. ذرات‌اكسيد آهن‌ در محيط قليايي‌ به‌ طور كامل‌شارژ مي‌شوند.

به‌ وجود آمدن‌ غلظت‌ بسيار زيادالكترونها، يعني‌ قسمتهاي‌ شارژ شده‌ منفي‌سطح‌ فلز، بستگي‌ به‌ انتقال‌ حرارت‌ دارد.

با توجه‌ به‌ اين‌ كه‌ تناسب‌ بين‌ فرمهاي‌محلول‌ واقعي‌، كلوييدي‌ و درشت‌ پراكنده ‌اكسيدهاي‌ آهن‌ در انواع‌ مولدهاي‌ بخار،متفاوت‌ است‌، شكل‌گيري‌ رسوبات‌ اكسيد آهن‌ به‌ تغييرات‌ درجه‌ حرارت‌ وفشارماده‌ سيال‌ و تغييرات‌ كيفيت‌ آب‌ بستگي‌ دارد.

شكل‌گيري‌ جرمهاي‌ اكسيد آهن‌ در هر نوع‌ بار حرارتي‌، جريان‌ دارد، ولي‌ سرعت‌اين‌ روند با رشد بار حرارتي‌ به‌ شدت‌ افزايش‌ مي‌يابد. در صورتي‌ كه‌ مقداراكسيدهاي‌ آهن‌ در ماده‌ سيال‌، بيشتر از ميزان‌قابليت‌ حلاليت‌ آنها باشد، سرعت‌ شكل‌گيري‌رسوبات‌ اكسيد آهن‌ به‌ غلظت‌ آهن‌ بستگي‌پيدا مي‌كند. لذا خرابي‌ لوله‌هاي‌ واترول‌ داخل‌مولدهاي‌ بخار درام‌دار نظر به‌ تشكيل‌جرمهاي‌ اكسيد آهن‌ قاعدتٹ در قسمتهايي‌ كه‌داراي‌ بيشترين‌ بارهاي‌ حرارتي‌ موضعي‌ است‌(پايين‌ترين‌ و بالاترين‌ كمربند مشعلها) حاصل‌ مي‌شود. هر قدر كه‌ غلظت‌ مواد ناشي‌ از خوردگي‌ داخل‌ آب‌ تغذيه‌ بيشتر باشد وبخصوص‌ هر قدر كه‌ نامساوي‌ بودن‌جريانهاي‌ حرارتي‌ در سطوح‌ تشعشعي‌حرارت‌ بيشتر باشد، صدمات‌ وارده‌ بيشترخواهد بود.

رسوبات‌ مسي‌ نيز با وجود قابليت‌ خوب‌هدايت‌ حرارتي‌ مس‌ به‌ علت‌ ساختار

خاص‌ خود و همراهي‌ با اكسيدهاي‌ آهن‌ وتركيبات‌ كلسيم‌ و منيزيم‌ از هدايت‌ حرارتي‌كمي‌ برخوردارند. عامل‌ مهم‌ در شكل‌گيري‌رسوبات‌ مسي‌، تغييرات‌ بار حرارتي‌ است‌ و غلظت‌ مس‌ در شكل‌گيري‌، تاثير چنداني‌ندارد.

به‌ منظور كاهش‌ تشكيل‌ جرمهاي‌ اكسيد آهن‌، مقدار مواد حاصل‌ از

خوردگي‌ آهن‌ در داخل‌ آب‌ تغذيه‌ مولدهاي‌بخار، تحت‌ محدوديت‌ بسيار شديدي‌ قرار مي‌گيرد. براي‌ اجراي‌ موازين‌ مربوط به‌كيفيت‌ آب‌ تغذيه‌ از حيث‌ مواد ناشي‌ ازخوردگي‌، بايد كار دستگاههاي‌ هوازدايي‌ راكنترل‌ و تنظيم‌ و كيفيت‌ آب‌ تغذيه‌ را باآمونياك‌ و هيدرازين‌ در حد مناسبي‌ كنترل‌ كرد. همچنين‌ فضاي‌ بخار هيترها راگاز زدايي‌ كرد و با ايجاد لايه‌هاي‌

ضد زنگ‌، مخازن‌، *****ها و لوله‌ها ودي‌ايتورها راتحت‌ حفاظت‌ قرار داد، اكسيدهاي‌ آهن‌ را توسط *****هاي‌ يوني‌ جداو تخليه‌ و ميزان‌ اكسيژن‌ محلول‌ را در حداقل‌ ممكن‌، كنترل‌ كرد.

اكسيدهاي‌ آهني‌ كه‌ در آب‌ تغذيه‌ وسيكل‌ وجود دارند تحت‌ تاثير درجه‌ حرارت‌، PH آب‌ و پتانسيل‌ اكسيد و احيا كننده‌هاي‌سيستم‌ قرار دارند. در آب‌ تغذيه‌ و آب‌ بويلرمولدهاي‌ بخار درام‌ دار، غلظت‌ اكسيدهاي‌ آهن‌ معمولا از ميزان‌ قابليت‌حلاليت‌ اين‌ تركيبات‌ سخت‌ حل‌ شونده‌،بيشتر مي‌شود به‌ همين‌ دليل‌ قسمت‌ اعظم‌اكسيدهاي‌ آهن‌ به‌ صورت‌ فاز جامد درميزانهاي‌ مختلف‌ پراكندگي‌ قرار دارند. ذرات‌مگنتيت‌ نسبت‌ به‌ ذرات‌ هماتيت‌ راحتتر بر روي‌ سطوح‌ حرارتي‌ چسبيده‌ و باقي‌ مي‌مانند. با توجه‌ به‌ تاثير متقابل‌هيدرازين‌ با اكسيدهاي‌ آهن‌ و مس‌ و احياي‌

اكسيدهاي‌ آهن‌ تا حد آهن‌ فلزي‌ كه‌ ذرات‌ آن‌به‌ صورت‌ لجن‌ در حجم‌ آب‌ باقي‌ مي‌ماند وقابل‌ دفع‌ توسط سيستم‌ تخليه‌ مداوم‌ يامتناوب‌ (Blow Down) در بويلرهاي‌ درام‌ دارهستند مي‌توان‌ با در نظر گرفتن‌ ميزان ‌هيدرازين‌ مورد نياز براي‌ حذف‌ اكسيژن‌،مقداري‌ هيدرازين‌ مازاد براي‌ انجام ‌واكنشهاي‌ احياي‌ اكسيد آهن‌ و مس‌ به‌سيستم‌ افزود.

علاوه‌ بر درجه‌ حرارت‌، PH ماده‌ سيال‌نيز تاثير زيادي‌ بر سرعت‌ واكنشهاي‌ فوق‌دارد. گاز نيتروژن‌ همراه‌ با ناخالصيهاي‌ فرار،هنگام‌ تخليه‌ كندانسور و دي‌ اريتور و هيترهااز گاز، خارج‌ مي‌شود. با در نظر گرفتن‌ غلظت‌مواد موجود در آب‌ تغذيه‌ بر حسب‌ ميلي‌ گرم‌ در كيلوگرم‌ طبق‌ فرمول‌ زير ميزان‌ هيدرازين‌ درورودي‌ به‌ اكونامايزر را بين‌ 50 تا 100ميكروگرم‌ در ليتر كنترل‌ مي‌كنند:

CN2H4 = 2Co2 + 0.5CFe+ 0.5CNo2 + 0.5Ccu

هيدرازين‌ نه‌ تنها بر روي‌ آن‌ قسمت‌ ازمواد ناشي‌ از خوردگي‌ آهن‌ كه‌ در حالت‌ معلق‌در آب‌ ديگ‌ قرار دارند موثر است‌، بلكه‌ بر روي‌ اكسيدهايي‌ كه‌ روي‌ سطوح‌ تجهيزات‌مسير تغذيه‌ و سطوح‌ حرارتي‌ مولد بخار نيز وجود دارند، تاثير مي‌گذارد. هر قدر كه‌اكسيدهاي‌ آهن‌ بر روي‌ اين‌ سطوح‌ بيشترباشند به‌ همان‌ نسبت‌ تزريق‌ هيدرازين‌ نيز بايد بيشتر باشد. در موقع‌ تزريق‌ هيدرازين‌ به‌داخل‌ آب‌ تغذيه‌ در صورت‌ وجود اكسيدهاي‌آهن‌، خروج‌ اكسيدهاي‌ آهن‌ از مسير لوله‌هاي‌تغذيه‌ به‌ مولد بخار، افزايش‌ مي‌يابد. لذا براي‌كاهش‌ غلظت‌ ناخالصيهاي‌ حاصل‌ بايد ازتخليه‌ آب‌ درام‌ (Blow Down) استفاده‌ كرد.تخليه‌ آب‌ بلودان‌ به‌ دو صورت‌ انجام‌ مي‌شود:

1- تخليه‌ مداوم‌، كه‌ از طريق‌ تعويض‌ قسمتي‌از آب‌ داخل‌ مدار به‌ طور دايم‌ انجام‌ مي‌شود.

2- تخليه‌ متناوب‌، كه‌ با تخليه‌ قسمتي‌ از آب‌با فواصل‌ زماني‌ صورت‌ مي‌گيرد.

براي‌ زدودن‌ لجن‌ همراه‌ با آب‌ تخليه‌(بلودان‌) از مولد بخار، علاوه‌ بر استفاده‌ از روش‌مداوم‌، روش‌ متناوب‌ نيز توسط كلكتورهاي‌زيرين‌ واتروالها انجام‌ مي‌شود. تعداد دفعات‌بلودان‌ متناوب‌ بستگي‌ به‌ غلظت‌ مواد ناشي‌ ازخوردگي‌ دارد. زدودن‌ ناخالصيهاي‌ غير فرارموجود در سيكل‌ آب‌ و بخار از طريق‌ بلودان‌پيوسته‌ انجام‌ مي‌شود. براي‌ خارج‌ كردن‌ ذرات‌درشت‌تر و بهبود عمل‌ تخليه‌ ناخالصيها، بهتراست‌ بلودان‌ پيوسته‌ و متناوب‌ به‌ طور تلفيقي‌انجام‌ شود.

با توجه‌ به‌ اين‌ كه‌ تخليه‌ مداوم‌ناخالصيها با فراريت‌ كم‌ از سيكل‌، هميشه‌ وبه‌ طور كامل‌، ميسر نيست‌ لذا براي‌ زدودن‌رسوبات‌ قابل‌ شست‌وشو با آب‌، عمل‌شست‌وشوي‌ آبي‌ يا آبي‌ - بخاري‌ تجهيزات‌را انجام‌ مي‌دهند. نظير شست‌وشوي‌ توربين‌به‌ وسيله‌ بخار مرطوب‌ در زير بار و براي‌زدودن‌ رسوبات‌ غيرقابل‌ شست‌وشو با آب‌ ازشست‌وشوي‌ شيميايي‌ استفاده‌ مي‌كنند.

در صورت‌ افزايش‌ تعداد دفعات‌ ذوب‌ شدن‌لوله‌هاي‌ واتروال‌ با نمونه‌برداري‌ و اندازه‌گيري‌ميزان‌ رسوب‌، تصميم‌ به‌ شست‌وشوي‌شيميايي‌ مولد بخار مي‌گيرند. روش‌ معمول‌شست‌وشوي‌ شيميايي‌ به‌ صورت‌ واحد

در حال‌ توقف‌ است‌. ولي‌ روشهاي‌ جديدشست‌وشوي‌ شيميايي‌ براي‌ واحدهاي‌ در حال‌ كار نيز تهيه‌ شده‌ و در حال‌ تكميل‌ شدن‌ است‌.

نيمي‌ از موارد حوادث‌ بويلر كه‌ منجر به‌خروج‌ آن‌ از مدار مي‌شود مربوط به‌ خوردگي‌سمت‌ آب‌ است‌ و رسوب‌ گذاري‌ از سمت‌ داخل‌علاوه‌ بر كاهش‌ بازده‌ بويلر باعث‌ فعال‌ شدن‌مكانيزمهاي‌ مختلف‌ خوردگي‌ مي‌شود. تنهاعاملي‌ كه‌ سبب‌ محافظت‌ لوله‌هاي‌ واتروال‌ ازسمت‌ آب‌ مي‌شود تشكيل‌ لايه‌ نازك‌ مگنتيت‌است‌.

توانايي‌ استفاده‌ از فولادهاي‌ كربني‌ و كم‌ آلياژ در تماس‌ با آب‌ در دما و فشار بالا، به‌ دليل‌ تشكيل‌ لايه‌ محافظ اكسيد آهن‌است‌.

حال‌ اگر به‌ دليل‌ رشد بيش‌ از حد و لايه‌ لايه‌ شدن‌ و بروز پديده‌ SCC يا عوامل‌شيميايي‌ خارج‌ از كنترل‌، نظير تغييرات‌ PHدر خارج‌ از محدوده‌ مجاز، پوسته‌ محافظ، صدمه‌ ببيند همراه‌ با جريان‌ آب‌ تغذيه‌، واردمسير سيكل‌ آب‌ و بخار مي‌شود. رشد بيش‌ ازحد لايه‌ مي‌تواند سبب‌ كاهش‌ انتقال‌ حرارت‌شده‌ و دماي‌ جداره‌ لوله‌ را بالا ببرد، اما مشكل‌جدي‌تري‌ كه‌ ايجاد مي‌شود افزايش‌ سايش‌ذرات‌ جامد در تجهيزات‌ بخصوص‌ توربين‌است‌. زيرا وقتي‌ كه‌ اكسيد محافظ، لايه‌ لايه‌مي‌شود از سطح‌ لوله‌، كنده‌ شده‌ و به‌ داخل‌توربين‌ حمل‌ مي‌شود. لايه‌ لايه‌ شدن‌ اكسيدها به‌ تنشهايي‌ كه‌ به‌ دليل‌ اختلاف‌ درانبساط حرارتي‌ بين‌ اكسيد و فلز وجود داردنسبت‌ داده‌ مي‌شود. هر چه‌ تغييرات‌ دمايي‌ سيستم‌ به‌ ويژه‌ روشن‌ و خاموش‌ كردنهاي‌ آن‌بيشتر باشد، اين‌ تنش‌ بيشتر شده‌ و لايه‌ لايه‌ شدن‌ اكسيدها نيز افزايش‌ مي‌يابد.

لذا با توجه‌ به‌ حوادث‌ رخ‌ داده‌ و امكانات‌موجود، نمونه‌ هايي‌ از لوله‌هاي‌ واتروال‌، ري‌ هيتر و سوپر هيتر براي‌ آناليز، انتخاب‌ وارسال‌ شد. اين‌ نمونه‌ها به‌ روشهاي‌متالوگرافي‌ با ميكروسكوپ‌ نوري‌ و الكتروني‌(SEM) و آناليز EDAX، سختي‌ سنجي‌،ضخامت‌ سنجي‌، كوانتومتري‌ و آناليز شيمي‌ترمورد بررسي‌ قرار گرفتند. بعضي‌ از نتايج‌ براي‌تحليل‌ شرايط لوله‌هاي‌ بويلر و منشا احتمالي‌اكسيدهاي‌ آهن‌ استفاده‌ شد. با توجه‌ به‌ نتايج‌آزمايشها و ميزان‌ رسوب‌ در واحد سطح‌ كه‌mg/Cm2 60/58 اندازه‌گيري‌ شده‌ بود وتكرار حوادث‌ لوله‌هاي‌ واتروال‌ در بويلر واحد يك‌، تصميم‌ به‌ اسيد شويي‌ بويلر اين‌واحد گرفته‌ شد.

با استناد به‌ سابقه‌ مشكل‌ در هيترهاي‌فشار قوي‌ و با بررسي‌ لاگ‌ شيتهاي‌ مربوط به‌درجه‌ حرارت‌ آب‌ ورودي‌ و خروجي‌ هيترها،ثابت‌ بودن‌ دماي‌ نقاط مزبور در بعضي‌ ازهيترها، احتمال‌ جدا شدن‌ و صدمه‌ ديدن ‌صفحه‌ مجزا كننده‌ ورودي‌ و خروجي‌ را تقويت‌ مي‌كرد. لذا طي‌ بررسي‌ و بازديد ازتمام‌ هيترها مشخص‌ شد كه‌ در بيشتر آنهاصفحات‌ جداكننده‌ يا افتاده‌ و يا پيچهاي‌نگهدارنده‌ آنها دچار خوردگي‌ بسيار شديد شده‌ است‌.

با در نظر گرفتن‌ شرايط كاري‌ هيترهاي‌ فشار قوي‌ و متفاوت‌ بودن‌ جنس‌ اجزاي‌تشكيل‌ دهنده‌ آنها، مشخصات‌ طراحي‌هيترها مورد توجه‌ قرار گرفت‌ و لازم‌ بود دراين‌ ميان‌ اثر عوامل‌ حايز اهميتي‌ چون‌ دما،فشار، سرعت‌ سيال‌، جنس‌ تجهيزات‌، موادشيميايي‌ تزريقي‌، كيفيت‌ شيميايي‌ آب‌تغذيه‌، منابع‌ احتمالي‌ ورود و تشكيل‌ اكسيد آهن‌ به‌ آب‌ تغذيه‌ و... به‌ طور مفصل‌مورد بررسي‌ و مطالعه‌ قرار گيرد. افت‌ فشار

آب‌ تغذيه‌ در گرمكنها به‌ دليل‌ اصطكاك‌جريان‌ در لوله‌هاي‌ طويل‌ و كم‌ قطر، معمولابالاست‌. براي‌ طراحي‌ پمپهاي‌ چگالش‌ و آب‌تغذيه‌ بايد چنين‌ افت‌ فشارهايي‌ را محاسبه‌ كرد.

[spow 44,195]

تجهيزات‌ اصلي‌ و كمكي‌ نيروگاههاي‌حرارتي‌ نه‌ تنها در زمان‌ بهره‌ برداري‌ بلكه‌ درمدت‌ توقف‌ نيز تحت‌ تاثير عوامل‌ خورنده‌قرار گرفته‌ و آسيب‌ مي‌بيند. اين‌ توقفها از يك‌ روز تا چند ماه‌ متغير است‌. وقتي‌ كه‌بويلرها تحت‌ تعميرات‌ اساسي‌ و جاري‌ قرار دارند و يا در حالت‌ سرد يا گرم‌ هستنددماي‌ فلز به‌ طرز مشهودي‌ كاهش‌ مي‌يابد وتاثير عوامل‌ خوردگي‌ تغيير مي‌كند. مثلا اگر درمسير لوله‌ بخار و در شرايط معمولي‌ بهره‌برداري‌،سطوح‌ فلز با بخار تماس‌ پيدا كندو تحت‌ خوردگي‌ عوامل‌ گازي‌ قرار گيرد، درزمان‌ تعميرات‌ دوره‌اي‌ و اساسي‌ كه‌ بعضي‌ ازتجهيزات‌ بازشده‌ و بازديد قسمتهاي‌ مختلف‌انجام‌ مي‌شود سطوح‌ داخلي‌ دستگاهها بااكسيژن‌ تماس‌ پيدا مي‌كنند و باعث‌ صدمه‌ ديدن‌ آب‌ بندي‌ آنها مي‌شود و درمواقعي‌ كه‌ تخليه‌ تجهيزات‌ از آب‌ نيز صورت‌ مي‌گيرد، خشك‌ كردن‌ سطوح‌ داخلي‌چنين‌ سيستمهاي‌ پيچيده‌ و گسترده‌ لوله‌ها (مسير آب‌ و بخار) عملا غير ممكن‌ است‌.هنگام‌ توقف‌ واحد، روند خنك‌ كردن‌تجهيزات‌ معمولا همراه‌ با كندانسه‌ شدن‌ بخار باقي ‌مانده‌، انجام‌ مي‌شود كه‌ در نتيجه‌ سطوح‌داخلي‌ فلز و از جمله‌ لوله‌هاي‌ مسير بخار ازلايه‌اي‌ رطوبت‌ پوشيده‌ مي‌شود. همچنين‌نقاطي‌ وجود دارد كه‌ امكان‌ تخليه‌ آب‌ آنها نيست‌ مانند خميدگي‌ تحتاني‌ لوله‌هاي‌مارپيچي‌ قسمت‌ فوقاني‌ سوپرهيترها. اكسيژن‌ هوا از طريق‌ رطوبت‌، پراكنده‌ شده‌ وضمن‌ ايفاي‌ نقش‌ پلاريزاتور كاتديك‌عملكرد واكنش‌ خوردگي‌ بر روي‌ سطوح‌ فلزي ‌را آسان‌ مي‌كند كه‌ در نتيجه‌ آن‌، امكان‌ به‌ جريان‌ افتادن‌ روند خوردگي‌ الكتروشيميايي‌ حاصل‌ مي‌شود.

سطوح‌ تميز فولادهاي‌ كربني‌ يا كم‌ عيار،اغلب‌ به‌ طور يكسان‌ خورده‌ مي‌شود. زماني‌كه‌ سطوح‌ اين‌ نوع‌ فولادها آلوده‌ به‌ رسوبات‌است‌ خوردگي‌ به‌ صورت‌ موضعي‌ باايجاد حفره‌جريان‌ مي‌يابد. فراورده‌هاي‌ ثانويه‌ حاصل‌ ازخوردگي‌ در حال‌ توقف‌، مركب‌ از اكسيدهاي‌آهن‌ نظير Fe(OH)3 ,Fe3O4 وFe2O3 است‌ كه‌ در موقع‌ كار بعدي‌ تجهيزات‌ در آب‌فاقد اكسيژن‌ محلول‌ ممكن‌ است‌ نقش‌دپلاريزاتور داشته‌ باشند و خوردگي‌ موضعي‌ راتشديد كنند. تخريب‌ موضعي‌ فلز نيز خود ازمراكز تراكم‌ تنشهاي‌ مكانيكي‌ است‌، در موقع‌راه‌ اندازي‌ نيز تراكم‌ فراورده‌هاي‌ خوردگي‌ درآب‌ تغذيه‌ بويلر موجب‌ صدماتي‌ به‌ قسمت‌توربين‌ مي‌شود. لذا در زمان‌ توقف‌ بايد ازروشهاي‌ مناسب‌ حفاظت‌ و نگهداري‌،

استفاده‌ كرد. از روشهاي‌ مطمئن‌ حفاظت‌ ونگهداري‌ توربين‌ استفاده‌ از گاز ازت‌ و هواي‌گرم‌ و مواد جاذب‌ رطوبت‌ است‌ تا از كندانسه‌شدن‌ بخار بر روي‌ پره‌هاي‌ توربين‌ وروندهاي‌ خوردگي‌ الكتروشيميايي‌ جلوگيري ‌شود. هر يك‌ از روشهاي‌ گفته‌ شده‌ داراي‌دستورالعملهاي‌ خاص‌ خود است‌. از جمله‌ موادمانع‌ شونده‌ كه‌ براي‌ حفاظت‌ و نگهداري‌واحدهاي‌ مولد بخار كه‌ براي‌ مدت‌ نامعلومي‌متوقف‌ و سريعا راه‌اندازي‌ مي‌شوند

بكار مي‌رود و نيازي‌ به‌ تخليه‌ مولد بخار از اين‌مواد نيست‌، مخلوط آمونياك‌ و هيدرازين‌هيدرات‌ است‌. طي‌ بررسيهايي‌، معلوم‌ شده‌است‌ كه‌ در شرايط دماي‌ پايين‌ محلولهاي‌آمونياك‌ و هيدرازين‌ در صورتي‌ كه‌ غلظت‌آنها از 200 ميلي‌گرم‌ در ليتر بيشتر باشد تاثيرغيرفعال‌ كننده‌ بر روي‌ فلز دارند. براي‌واحدهاي‌ مولد بخار فشار بالا محلول‌حفاظتي‌ با غلظت‌ 300 تا 500 ميلي‌گرم‌ درليتر هيدرازين‌ و PHحدود 5/10 الي‌ 11توصيه‌ شده‌ است‌. چون‌ فشار آب‌ و بخار درگرمكنهاي‌ آب‌ تغذيه‌ بسته‌ بيشتر از فشار آنهادر چگالنده‌ است‌ و همچنين‌ لوله‌ها به‌ صورت‌خميده‌ هستند، بايد از لوله‌ هايي‌ با حداقل‌ضخامت‌ (و بيشترين‌ شماره‌ مشخصه‌) استفاده‌ كرد.

خصوصيات‌ فلز و تركيب‌ الكتروليت‌ نظيرپايداري‌ شرايط ترموديناميكي‌، نوع‌ ساختارآلياژ، شرايط ترموديناميك‌ فلز، دماي‌ محلول‌،مكانيكي‌ آن‌ در فلز از جمله‌ عوامل‌ موثر درروند خوردگي‌ است‌. خوردگي‌ ناشي‌ از حضور گازهاي‌ چگالش‌ناپذير مساله‌اي‌ است‌ كه‌لوله‌هاي‌ گرمكن‌، به‌ ويژه‌ گرمكنهايي‌ كه‌ درفشار پايين‌تر از فشار جو كار مي‌كنند با آن‌ مواجه‌ هستند. اين‌ گازها همچنين‌ به‌ دليل‌پوشاندن‌ سطوح‌ خارجي‌ لوله‌ها موجب‌ كاهش‌انتقال‌ گرما در گرمكنها مي‌شوند، كه‌ چنين‌مساله‌اي‌ در چگالنده‌ اصلي‌ نيز وجود دارد. بااستفاده‌ از يك‌ مكانيسم‌ تخليه‌ مناسب‌، گازهاي‌ چگالش‌ناپذير را از گرمكنها خارج‌ مي‌كنند.

در شرايط وقوع‌ روندهاي‌ دپلاريزاسيون‌هيدروژني‌، فاز جامد حاصل‌ از اكسيدهاي‌هيدراته‌ به‌ صورت‌ ضعيف‌ در سطح‌ فلز تحت‌ خوردگي‌ مي‌چسبد و مقدار زيادي‌ نيزذرات‌ جامد نظير Fe(OH)2 و Fe(OH)3وارد آب‌ تغذيه‌ شده‌ و همراه‌ جريان‌ آب‌ برده‌مي‌شود. PH محلول‌ در سرعت‌ روندهاي‌دپلاريزاسيون‌ هيدروژني‌ واكسيژني‌ تاثير دارد. با افزايش‌ PH، دپلاريزاسيون‌هيدروژني‌ كاهش‌ مي‌يابد. افزايش‌ غلظت‌يون‌ -OH نيز سرعت‌ دپلاريزاسيون‌هيدروژني‌ را كاهش‌ مي‌دهد. لذا ورود يونهاي‌آهن‌ از قسمت‌ آنديك‌ كاهش‌ يافته‌ و حل‌ شدن‌ فلز، كند مي‌شود. با رسيدن‌ PH به‌بيش‌ از 8/8 دپلاريزاسيون‌ هيدروژني‌ متوقف‌ مي‌شود.

در شرايط 9=PH دپلاريزاسيون‌اكسيژني‌ با سرعت‌ كمتري‌ جريان‌ مي‌يابد.همچنين‌ مشاهده‌ شده‌ است‌ كه‌ در محلولهاي‌قليايي‌ لايه‌ اكسيدهاي‌ هيدراته‌، روي‌ فلزاستحكام‌ بيشتري‌ دارند و قابليت‌ حل‌ شدن‌ اكسيدهاي‌ هيدراته‌ آهن‌ در PH بالا (دماي‌ثابت‌) كمتر مي‌شود. مجموع‌ مساحت‌قسمتهاي‌ آنديك‌ در چنين‌ شرايطي‌ محدود وآندهاي‌ باقي‌ مانده‌ سريعتر حل‌ مي‌شوند.اكسيژن‌ حل‌ شده‌ باعث‌ تخريب‌ موضعي ‌فولاد كربني‌ به‌ صورت‌ حفره‌ مي‌شود.

در صورتي‌ كه‌ اكسيژن‌ و دي‌اكسيدكربن‌همزمان‌ حضور داشته‌ باشند خوردگي‌يكپارچه‌ و محصولات‌ آن‌ به‌ راحتي‌ از سطح‌ فلز پاك‌ مي‌شود همچنين‌ غلظت‌ناخالصيها در آب‌ افزايش‌ مي‌يابد.

براي‌ از بين‌ بردن‌ خوردگي‌ بر اثردپلاريزاسيون‌ هيدروژني‌ در نيروگاههاي ‌حرارتي‌ جديد، از تزريق‌ آمونياك‌ استفاده‌ مي‌كنند. يونهاي‌ هيدرواكسيد حاصل‌از تجزيه‌ آمونياك‌، يونهاي‌ هيدروژن‌ را كه‌موجب‌ تجزيه‌ هيدرواكسيد آزاد شده‌اند، خنثي‌ مي‌كنند. اما بايد توجه‌ كرد كه‌ هر قدرغلظت‌ اكسيژن‌ و آمونياك‌ در آب‌ بيشتر باشدبه‌ همان‌ نسبت‌ خوردگي‌ آلياژي‌ مس‌ و روي‌،سريعتر انجام‌ مي‌شود (اكسيژن‌ براي‌ روي‌ ومس‌ دپلاريزاتور كاتديك‌ است‌ و وجودآمونياك‌ باعث‌ ايجاد كمپلكس‌ Zn (NH3)nو Cu (NH3)n و زدايش‌ روي‌ و مس‌ مي‌شود. nممكن‌ است‌ به‌ عدد شش‌ هم‌ برسد) ازجمله‌ تجهيزاتي‌ كه‌ براي‌ كاهش‌ غلظت‌ اكسيژن‌ در آب‌ تغذيه‌ بكار مي‌رود دي‌اريتور است‌ كه‌ نقش‌ هيتر را نيز ايفا مي‌كند. با ورودبه‌ دي‌اريتور، افزايش‌ دماي‌ آب‌ طبق‌ قانون‌ هنري‌ Ci=K.Pi ( Ci= غلظت‌گازحلال‌ در مايع‌ و Pi= فشار جزيي‌ همان‌ گاز در بالاي‌ مايع‌ و K= ضريب‌ متناسب‌ با دما)اكسيژن‌ از فاز مايع‌ كه‌ غلظت‌ بيشتري‌ دارد به‌فاز گاز با فشار جزيي‌ كم‌ و غلظت‌ كمتر منتقل‌ مي‌شود.

براي‌ كاهش‌ هر چه‌ بيشتر اكسيژن‌ به‌خروجي‌ از دي‌اريتور، تزريق‌ هيدرازين‌ انجام‌ مي‌شود. سرعت‌ تاثير متقابل‌ هيدرازين‌با اكسيژن‌ بستگي‌ به‌ دما و PH محلول‌ دارد.در شرايط حرارتي‌ بيش‌ از 100 درجه ‌سانتيگراد و PH بيش‌ از 7/8 ، هيدرازين‌ در 2 تا 3 ثانيه‌ با اكسيژن‌، واكنش‌ انجام‌ مي‌دهد.

هيدرازين‌ با واكنش‌ شديد، اكسيدهاي‌آهن‌ و مس‌ را نيز احيا مي‌كند كه‌ واكنشهاي‌آن‌ عبارتند از:

واكنش‌ اكسيد مس‌ در شرايط حرارتي‌ 65 درجه‌ سانتيگراد و واكنش‌ اكسيدآهن‌ درشرايط حرارتي‌ 120 درجه‌ سانتيگراد انجام‌ مي‌شود. در دماي‌ بيش‌ از 180 درجه‌سانتيگراد نيز هيدرازين‌ تجزيه‌ مي‌شود.

تجزيه‌ هيدرازين‌ در لوله‌ آب‌ تغذيه‌ شروع‌ شده‌ و در ديگ‌ بخار ادامه‌ يافته‌ و درشرايط گرم‌ كردن‌ بخار (سوپرهيت‌) خاتمه‌مي‌يابد. در خروجي‌ سوپر هيتر معمولاهيدرازيني‌ در بخار مشاهده‌ نمي‌شود. ازت‌تشكيل‌ شده‌ در جريان‌ احيا همراه‌ با بخار ازديگ‌ بخار خارج‌ مي‌شود.

با توجه‌ به‌ تجزيه‌ هيدرازين‌ و تاثيرمتقابل‌ آن‌ بر ناخالصي‌هاي‌ موجود در

آب‌ تغذيه‌، ميزان‌ تزريق‌ بايد به‌ گونه‌اي‌تنظيم‌ شود كه‌ مقدار هيدرازين‌ در ورودي‌ به‌اكونومايزر ديگ‌ بخار حدود 30 تا 50ميكروگرم‌ در ليتر باشد. از انواع‌ هيدرازين‌موجود (هيدرازين‌ سولفات‌، هيدرات‌ وفسفات‌) هيدرازين‌ هيدرات‌ به‌ علت‌ اين‌ كه‌املاح‌ موجود در آب‌ را افزايش‌ نمي‌دهد بهتر از ساير انواع‌ است‌.

در صورتي‌ كه‌ دماي‌ آب‌ حدود 150 تا200 درجه‌ سانتيگراد نگهداشته‌ شود نتيجه‌عمل‌ بهتر خواهد بود. همچنين‌ در زماني‌ كه‌گاز ازت‌ براي‌ نگهداري‌ استفاده‌ مي‌شود بايدضمن‌ اكسيژن‌ زدايي‌ آب‌، فشار گاز ازت‌ را بيش‌ از اتمسفر نگاهداشت‌ تا از ورود هوا به‌داخل‌ سيكل‌ آب‌ و بخار جلوگيري‌ شود.

در مولدهاي‌ بخار درام‌ دار فشار بالا، آب‌افزودني‌ از نوع‌ بدون‌ يون‌ و سيلس‌ زدايي‌شده‌، است‌ لذا غلظت‌ ناخالصيهاي‌ داخل‌ آب‌تغذيه‌ بويلرهاي‌ فشار قوي‌، كم‌ است‌. عناصرتركيبي‌ اصلي‌ ناخالصيهاي‌ محلول‌ در آب‌ اين‌نوع‌ از بويلرها، كلريدها، سولفاتها، فسفاتهاي‌سديم‌ و همچنين‌ اسيدسيليسيك‌ آزاد است‌كه‌ به‌ صورت‌ مولكولهاي‌ تجزيه‌ نشده‌ بوده‌ وقسمتي‌ از آن‌ نيز ممكن‌ است‌ به‌ حالت‌كلوئيدي‌ در محلول‌ موجود باشد. مواد ناشي‌ ازخوردگي‌ اكسيدهاي‌ آهن‌ و مس‌ و هيدروكسيدآپاتيت‌ عمدتا به‌ صورت‌ ذرات‌ درشت‌ (لجن‌داخل‌ بويلر) و در حالت‌ پراكنده‌ در داخل‌ آب‌بويلر وجود دارد. آب‌ بويلر مولدهاي‌ بخار فشارقوي‌ در شرايط رژيم‌ بدون‌ فسفات‌، فاقد فسفات‌ است‌ و در داخل‌ آب‌ بويلر علاوه‌بر كلريدها و سولفاتهاي‌ سديم‌، كلريدها وسولفاتهاي‌ كلسيم‌ و منيزيم‌ و اسيدسيليسيك‌ آزاد نيز به‌ صورت‌ محلول‌ وجود دارد. با توجه‌ به‌ نسبت‌ قابليت‌ حل‌ شوندگي‌ ناخالصيها در بخار و يا حمل‌ توسط قطره‌، اين‌ ناخالصيها به‌ قسمت‌سوپرهيت‌ نيزمنتقل‌ مي‌شود از جمله‌اكسيدهاي‌ آهن‌ و مس‌ و سولفات‌ سديم‌.

بخار سوپرهيت‌ ضمن‌ عبور از قسمت‌محوري‌ (پره‌هاي‌ توربين‌) منبسط شده‌ وعوامل‌ آن‌ سريع‌ افت‌ مي‌كند. با كاهش‌ فشار ودما، قابليت‌ حل‌ شوندگي‌ تمام‌ املاح‌،اكسيدهاي‌ آهن‌ و مس‌ و همچنين‌ اسيد سيليسيك‌ آزاد، كاهش‌ مي‌يابد. براي‌ناخالصيهايي‌ كه‌ در بخار با عوامل‌ اوليه‌ درحالت‌ محلول‌ اشباع‌ قرار داشته‌ باشد، حالت‌اشباع‌ مجدد و از جمله‌ شروع‌ تشكيل‌ فازجامد از محلول‌ بخار، به‌ همان‌ نسبتي‌ كه ‌قابليت‌ حل‌ شوندگي‌ آنها كمتر باشد زودترشروع‌ مي‌شود. براي‌ ناخالصيهايي‌ كه‌ درعوامل‌ اوليه‌ در حالت‌ محلول‌ اشباع‌ نشده‌ قرار داشته‌ باشند، حالت‌ اشباع‌، هنگامي‌شروع‌ مي‌شود كه‌ غلظت‌ واقعي‌ ناخالصي‌مساوي‌ با قابليت‌ حل‌ شوندگي‌ باشد. در موقع‌افت‌ بعدي‌ عوامل‌ بخار و قابليت‌ حل‌ شوندگي‌مواد محلول‌ بخار مجددا اشباع‌ و تجزيه‌ فازجامد از آن‌ شروع‌ مي‌شود.

بخار داراي‌ عوامل‌ (پارامترهاي‌) بالا وبسيار بالا در رابطه‌ با اكسيدهاي‌ آهن‌ هميشه‌محلول‌ اشباع‌ شده‌، است‌ و ته‌ نشين‌ شدن‌اكسيدهاي‌ آهن‌ از محلول‌ بخار از مراحل‌ اول‌توربين‌ شروع‌ مي‌شود. با توجه‌ به‌ كاهش‌بسيار آهسته‌ قابليت‌ حل‌ شوندگي‌ اكسيدهاي‌آهن‌، عمل‌ تجزيه‌ بايد بر حسب‌ كاهش‌عوامل‌ آنها ناحيه‌ قابل‌ ملاحظه‌اي‌ از قسمت‌ محوري‌ (پره‌هاي‌) توربين‌ را در برگيرد. دررابطه‌ با Na2So4 و Na2Sio3 موجود در بخار، عوامل‌ اوليه‌ قاعدتا بايد محلول‌ اشباع‌ شده‌ ودر رابطه‌ با NaCl محلول‌ اشباع‌ نشده‌، باشد.بنابراين‌ Na2So4 و Na2Sio3 بايد زودتر ازNaCl تجزيه‌ شوند. با توجه‌ به‌ كاهش‌ سريع‌قابليت‌ حل‌شوندگي‌ املاح‌ سديم‌، عمل‌تجزيه‌ آنها و تبديل‌ شدن‌ به‌ فاز جامدبرحسب‌ افت‌ عوامل‌ بخار بايد در قسمت‌محدودي‌ از توربين‌ گسترش‌ يابد.

اسيد سيليسيك‌ آزاد در بخار سوپرهيت‌دچار تغييراتي‌ مي‌شود و به‌ صورت‌ كوارتزكريستاليك‌ و اسيد سيليسيك‌ بي‌ شكل‌(آمورف‌) نيز وجود دارد و تجزيه‌ فاز جامدكوارتز زودتر از نوع‌ بي‌ شكل‌ شروع‌ مي‌شود. در روسوبات‌ حاصل‌ در قسمت‌ محوري‌(پره‌هاي‌) توربينهاي‌ فشارقوي‌ تمام‌ ناخالصيهاي‌ موجود در بخار سوپرهيت‌مشاهده‌ مي‌شود. درصد نسبي‌ رسوبات‌ باقابليت‌ حل‌ شوندگي‌ آنها در بخار سوپرهيت‌مطابقت‌ دارد. به‌ عنوان‌ مثال‌ رسوبات‌ قسمت‌فشارقوي‌ توربين‌ معمولا حدود 20 تا 50درصد، املاح‌ سديم‌ و 40 تا 70 درصد، اكسيد آهن‌ و مس‌ است‌.

در قسمت‌ فشار ضعيف‌ توربين‌ 40 تا 80 درصد اسيد سيليسيك‌ آزاد و حدود 10 تا 12 درصد اكسيد آهن‌ مشاهده‌ مي‌شود.طي‌ آناليز شيميايي‌ رسوبات‌ مي‌توان‌ مقدارسيليكاتها، كربناتها و كلريدها را معلوم‌ كرد.مقدار تركيبات‌ كلسيم‌ و منيزيم‌ داخل‌رسوبات‌، زياد نبوده‌ و معمولا كمتر از پنج‌ درصد است‌. در نزديكي‌ انتهاي‌ توربين‌،ميزان‌ درصد هماتيت‌ داخل‌ رسوبات‌ و ميزان‌كل‌ رسوب‌ افزايش‌ مي‌يابد. همچنين‌ امكان‌وجود انواع‌ كمپلكسهاي‌ پيچيده‌ و مگنتيت‌ نيزوجود دارد. با ظاهر شدن‌ رسوبات‌ بر روي‌پره‌هاي‌ توربين‌، زبرشدن‌ سطوح‌ آنها، افزايش‌ مي‌يابد. در نتيجه‌ نشست‌ غير يكنواخت‌ رسوبات‌ در سطح‌ هر پره‌ و در مراحل‌ (Stage)جداگانه‌، پروفيل‌ كانالهاتغيير مي‌كند و عمل‌ تقسيم‌ مجدد افتهاي‌حرارتي‌ مراحل‌، صورت‌ مي‌گيرد. رسوباتي‌ كه‌در قسمت‌ محوري‌ توربينها به‌ وجود مي‌آيند،قاعدتا منجر به‌ توقف‌ دستگاههاي‌ مزبور نمي‌شود، اما تاثير مهمي‌ بر كاركرد اقتصادي‌ آن‌ دارد. در شرايط تجمع‌ رسوبات‌،ضريب‌ عملكرد مفيد نسبي‌ داخلي‌ توربين‌ كاهش‌ مي‌يابد. در توربينهاي‌ به‌ قدرت ‌300 مگاوات‌ در شرايط تجمع‌ رسوبات‌ به‌مقدار يك‌ كيلوگرم‌ ضريب‌ عملكرد مفيد 5/0 تا يك‌ درصد كاهش‌ داشته‌ است‌.

در نتيجه‌ تجمع‌ رسوبات‌، افزايش‌ فشاردر مراحل‌ توربين‌، در مقايسه‌ با ارقام‌محاسباتي‌، حاصل‌ مي‌شود. براي‌ اين‌ كه‌فشارهاي‌ مجاز در مراحل‌ توربين‌ از حد تعيين‌ شده‌ بيشتر نشود بايد بخار عبوري‌از توربين‌ را كاهش‌ داد و به‌ اين‌ ترتيب‌ قدرت‌توربين‌ را تنظيم‌ كرد. با توجه‌ به‌ اين‌ كه‌ مقاطع‌عبوري‌ در قسمت‌ محوري‌ (پره‌ها) محفظه‌فشار قوي‌ توربين‌ بزرگ‌ نيست‌ در شرايطعوامل‌ مافوق‌ بحراني‌ بخار، افزايش‌ قابل‌ ملاحظه‌ فشار در مراحل‌ توربين‌ در موقع‌پيدايش‌ رسوبات‌ كم‌ و ناچيز نيز

مشاهده‌ مي‌شود.

رسوباتي‌ كه‌ بر روي‌ سطوح‌ حرارتي‌ توليدبخار به‌ وجود مي‌آيند از نظر تركيب‌ شيميايي‌و فازي‌ و همچنين‌ ساختار خود كاملامتفاوتند.اكثر رسوبات‌، داراي‌ قابليت‌ كم‌ هدايت‌ گرماهستند و كم‌ و بيش‌ به‌ طرز محكمي‌ به‌ سطح‌فلز مي‌چسبند. در صورتي‌ كه‌ تجمع‌ رسوبات‌بر روي‌ جداره‌ لوله‌ها به‌ چند صدم‌ ميليمتربرسد دماي‌ جداره‌ از حد مجاز (براي‌ فولاد كربنيزه‌، حد مجاز 500 درجه‌ سانتيگراد است‌)بالاتر رفته‌ و اين‌ امر موجب‌ كاهش‌ استحكام‌آن‌ و تشديد روند خوردگي‌ مي‌شود.

پس‌ از مدتي‌ قسمتهاي‌ سوپر هيت‌ فلزتحت‌ تاثير فشار ماده‌ سيال‌ تغيير شكل‌ داده‌ وجداره‌ لوله‌ در اين‌ قسمتها نازك‌ شده‌ وسرانجام‌ پاره‌ مي‌شود. منشاء ايجاد رسوبات‌ناشي‌ از كلسيم‌ و منيزيم‌، نفوذ آب‌ خنك‌ كننده‌به‌ داخل‌ كندانسور و ساير مبدلهاي‌ حرارتي‌، خرابي‌ دستگاههاي‌ اصلي‌ توليد آب‌ بدون‌ يون‌ و يا تصفيه‌ آب‌ كندانسه‌ است‌.

همان‌ طور كه‌ توضيح‌ داده‌ شد وجوداكسيدهاي‌ آهن‌ بر روي‌ سطوح‌ داخلي‌مولدهاي‌ بخار از يك‌ طرف‌ در نتيجه‌روندهاي‌ خوردگي‌ فلز بويلر است‌ كه‌ به‌ طورمداوم‌ ولي‌ در رابطه‌ با شرايط متغير با سرعت‌مختلف‌ جريان‌ دارند و از طرف‌ ديگر پديدارشدن‌ آنها در روند تشكيل‌ رسوب‌ مي‌تواند ناشي‌ از اكسيدهاي‌ آهن‌ كه‌ به‌ صورت‌ محلول‌يا محلول‌ كلوئيدي‌ در آب‌ بويلر وجود دارند،باشد.

در موقع‌ بروز اين‌ گونه‌ حوادث‌ بايد ديگ‌ بخار به‌ صورت‌ اضطراري‌ متوقف‌ وتعمير شود. معايب‌ خوردگي‌ فلز در محيطكاري‌ نيز مضاف‌ بر خرابيهاي‌ فوق‌ است‌ براي‌توقف‌ خنك‌ كردن‌ و رفع‌ عيب‌ قسمت‌ معيوب‌،انجام‌ تعميرات‌ و راه‌ اندازي‌ مجدد ديگ‌ بخارنياز به‌ دقت‌ قابل‌ ملاحظه‌اي‌ دارد. هر قدر كه‌قدرت‌ توليدي‌ واحد بيشتر باشد به‌ همان‌نسبت‌ توقف‌ خارج‌ از برنامه‌اي‌ آن‌ زيان‌اقتصادي‌ بيشتري‌ را در بر دارد. براي‌ اين‌ كه‌ از توقفهاي‌ اضطراري‌ ديگهاي‌ بخار بنا به‌دلايل‌ فوق‌ جلوگيري‌ شود، بديهي‌ است‌شرايطي‌ را بايد به‌ وجود آورد كه‌ باعث‌جلوگيري‌ از تشكيل‌ رسوبات‌ و نيز خوردگي‌فلزات‌ شود.

طي‌ مطالعات‌ و تحقيقات‌، مشخص‌ شده‌ است‌ كه‌ آب‌ در شرايط حرارتهاي‌ بيش‌ از230 درجه‌ سانتيگراد، آهن‌ را اكسيد مي‌كنداما در شرايط مناسب‌ طي‌ واكنشهايي‌ پوسته‌حفاظتي‌ مانينيت‌ Fe3O4 را تشكيل‌مي‌دهد. طبق‌ تئوري‌ الكتروني‌ يوني‌ روندرشد پوسته‌ مگنتيت‌ را به‌ عنوان‌ نتيجه‌عملكرد عنصر مختص‌ به‌ خود مورد بررسي‌قرار مي‌دهند كه‌ سطح‌ فلز در مرز پوسته‌ آندبوده‌ و سطح‌ پوسته‌ در مرز آب‌ كاتد است‌.پوسته‌ اكسيد كه‌ داراي‌ قابليت‌ هدايت‌الكتروني‌ و يوني‌ است‌ نقش‌ مدار داخلي‌ وخارجي‌ سلول‌ بسته‌ را انجام‌ مي‌دهد. اتمهاي‌آهن‌ كه‌ به‌ وسيله‌ حرارت‌، فعال‌ شده‌اند درلايه‌ بين‌ قسمت‌ فلز و اكسيد، پراكنده‌ مي‌شوند. روند آنديك‌ در اين‌ مرز،جريان‌ مي‌يابد و يونهاي‌ تشكيل‌ شده‌ آهن‌ ازطريق‌ قسمتهاي‌ آزاد شبكه‌ كريستالي‌ اكسيددر سطح‌ قسمت‌ اكسيد آب‌، پراكنده‌ مي‌شوند.در اين‌ سطح‌ يونهاي‌ آهن‌ با يونهاي‌هيدرواكسيد موجود در آب‌ و طبق‌ اين‌ معادله‌، متقابلا عمل‌ مي‌كنند: الكترونهاي‌ جابه‌ جا شده‌ در مرز قسمت‌اكسيد آب‌ باعث‌ به‌ وجود آمدن‌ قسمت‌ يونهاي‌ هيدروژن‌ موجود در آب‌ و در نتيجه ‌تشكيل‌ هيدروژن‌ اتمي‌ مي‌شوند. هيدروژن‌مزبور ضمن‌ اين‌ كه‌ قسمتي‌ از آن‌ تحت‌تركيب‌ مجدد با تشكيل‌ هيدروژن‌ مولكولي‌قرار مي‌گيرد از طريق‌ اكسيد در فلز پخش‌ مي‌شود.

در مرز قسمت‌ اكسيد - فلز تعادل‌ بين‌هيدروژن‌ حل‌ شده‌ در فلز و هيدروژن‌ جذب‌ شده‌ سطحي‌ در پوسته‌ اكسيد برقرار مي‌شود. به‌ دليل‌ اين‌ كه‌ جذب‌ در پوسته‌تشكيل‌ شده‌ مگنتيت‌ مشكل‌ است‌، لذا با گذشت‌ زمان‌ سرعت‌ اكسيداسيون‌ آهن‌ به‌ وسيله‌ آب‌ و سپس‌ سرعت‌ رشد پوسته‌كاهش‌ مي‌يابد. در شرايطي‌ كه‌ در تمام‌سطوح‌ فلز، پوسته‌ مكنتيت‌ تشكيل‌ و حفظشود، تاثير خوردگي‌ آب‌ با دماي‌ زياد بر روي ‌فولاد كربنيزه‌ عملا قطع‌ مي‌شود. به‌ اين‌ترتيب‌ مجموع‌ خوردگي‌ فولاد، تحت‌ تاثير آب‌با دماي‌ زياد بدون‌ اتلاف‌ قابل‌ ملاحظه‌ فلز وعبور اكسيدهاي‌ آهن‌ به‌ محيط كاري‌ جريان‌مي‌يابد و هيدروژنهاي‌ آزاد شده‌ از ديگ‌ بخارهمراه‌ با بخار، وارد محيط كاري‌ مي‌شود. مقدارهيدروژن‌ آزاد شده‌، مقاومت‌ و استحكام‌پوسته‌هاي‌ حفاظتي‌ مگنتيت‌ رادر سطوح ‌ديگ‌ بخار آغشته‌ به‌ آب‌ مشخص‌ مي‌كند.

صدمه‌ ديدن‌ و تخريب‌ پوسته‌هاي‌مگنتيت‌، شرايط جريان‌ يافتن‌ خوردگي ‌موضعي‌ فلز بويلر را به‌ وجود مي‌آورد كه‌ تحت‌ تاثير عوامل‌ خارجي‌ به‌ ويژه‌ دما،تركيب‌ و غلظت‌ آب‌ بويلر، تنشهاي‌ حرارتي‌ ومكانيكي‌ موجب‌ بروز انواع‌ خوردگي‌ مي‌شود.بارهاي‌ زياد حرارتي‌ محلي‌ كه‌ در شرايط نامطلوب‌ سوخت‌ مصرفي‌ به‌ وجود مي‌آيند درايجاد رسوبهاي‌ اكسيد آهن&z

[spow 44,195]

از مشكلات مهمي كه در نيروگاه زرند وجود دارد،خوردگي و رسوبگذاري در مسيرهاي انتقال آب برج خنك كننده است كه منجر به سوراخ شدن لوله هاي كندانسور و … مي شود . خورنده بودن آب تصفيه از مشكلات ديگر

نيروگاه زرند مي باشد. با انجام آزمايشات ميكروبيولوژي، آناليز كامل شيميائي آب ، كوپن گذاري و محاسبه انديسهاي لانگير ، رايزنر ، پوكوريوس و مقايسه نتايج بدست آمده بامشخصات استاندارد آب ، علت رسوبگذاري در مسيرهاي انتقال آب برج خنك، وجود كلسيم ، منيزيم، بالا بودن سختي بوده و علت خورنده بودن اين آب ، غلظت زياد TDS كل و كلر ، سولفات و وجود گل و لاي و مواد معلق در آب است. در آب تصفيه سولفات و كلر باعث خورندگي آب مي شوند .

مجموع بررسيها نشان مي دهد در وهله اول بهترين راه حل كاهش خوردگي و رسوبگذاري آب برج خنك كننده، تصحيح شيميائي آب مي باشد كه علاوه بر كاهش خوردگي و رسوبگذاري ، باعث كاهش آب تخليه برج در نيروگاه هم مي شود كه با توجه به مسئله كمبود آب در منطقه مهممي باشد .

در اين تحقيق اثر بازدارنده ها ي شيميائي هم به منظور كاهش خوردگي و رسوبگذاري آب برج بررسي شد . نتايج حاصل نشان مي دهد كه استفاده از بازدارنده ها با شرايط فعلي آب اثر چنداني ندارد . در صورت ايجاد شرايط مناسب براي آب مي توان با افزايش ممانعت كننده مناسب، خوردگي و رسوبگذاري را به حداقل رساند .

علت خورنده بودن آب تصفيه ، بالا بودن غلظت كلر و سولفات آب مي باشد كه براي كاهش خوردگي اين آب كاهش غلظت كلر و سولفات در وهله اول ضروري است.

 

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

[spow 44,195]

بویلر واحتراق

 

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

 

 

مدلسازی و بهینه سازی فرآیند احتراق در بویلر نیروگاه زرگان

 

سیستم احتراق بویلرهای نیروگاهی با گذشت زمان بعلت تغییر مشخصه های تجهیزات مربوط به تنظیم هوا و سوخت نیاز به اصلاح و تنظیم مجدد دارند.

تجهیزات اندازه گیری اصلی ترین ابزارها برا ی اطلاع از وضعیت عملکرد سیستم احتراق می باشند که علاوه بر

مونیتورینگ، در

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

کنترل پارامترها نیز نقش اساسی دارند. برای پیش بینی عملکرد احتراق در بویلر نیروگاه زرگان و بهینه سازی آن، مدلی تهیه شد که بتواند در مقاطع

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

مختلف نسبت هوا به سوخت مناسب را

با توجه به شرایط کارکرد بویلر در اختیار بهره بردار قرار دهد. این مدل به یک سری داده ها جهت انجام

محاسبات راندمان احتراق نیاز دارد. بخشی از این داده ها شامل اطلاعات هندسی و مشخصات تجهیزات بویلر بوده که از روی نقشه ها و مدارک فنی موجود تهیه گردیده اند. بخشی دیگر از این داده ها مربوط به پارامترهای ورودی سوخت و هوا است که بایستی اندازه گیری شوند. بر اساس نتایج آزمایشها و بررسیهای صورت گرفته این مدل از قابلیت مناسبی (حدود%3/5 ) در پیش بینی راندمان احتراق و تنظیم درصد بهینۀ هوا و سوخت در شرایط کارکرد مختلف برخوردار می باشد. همچنین بر اساس آزمایشهای انجام شده با استفاده از این روش می توان حداقل یک مگاوات توان خروجی هر واحد را افزایش داد که سبب صرفه جویی در

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

سوخت به میزان 6 3.میلیون متر مکعب در سال (معادل صد میلیون ریال) می گردد.

 

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

 

برای دانلود مقاله بررسی فرایند احتراق دربویلر نیروگاه زرگان به لینک زیر مراجعه فرمایید

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

[spow 44,195]

کنترل بویلر های نیروگاهی

 

در این مقاله با در دست داشتن نتایج آزمایشاتی که روی مولد بخارT/Hr 260 نیروگاه مشهد انجام شده

است، با استفاده از تکنیک زیرفضا، بویلر به عنوان یک سیستم چند ورودی - چند خروجی مورد شناسایی قرار گرفته است. در این مقاله با استفاده ازمدل بدست آمده به بررسی طراحی کنترل کننده P افزایشی برای سیستم سطح درام پرداخته ID + فازی می شود. ساختار این کنترل کننده مشابه با ساختار یک کنترل کننده

PID معمولی با تفاوت در قسمت تناسبی آن می باشد بدین صورت که قسمت تناسبی در کنترل

معمولی با یک کنترل کننده تناسبی فازی PID کننده جایگزین می شود. نتایج شبیه سازی مؤید بهبود سرعت

پاسخ، کاهش

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

و افزایش پایداری سیستم در مقابل افزایشی در ID + فازی P اغتشاش برای کنترل کننده

مقایسه با کنترل کننده کلاسیک می باشد.

 

انرژی الکتریکی و جایگاه آن به عنوان شاخص عمده توسعه در بخشهای کشاورزی, صنعت و خدمات, از اهمیت زیادی برخوردار است. در صد عمده ای از این انرژی از نیروگاههای حرارتی بخاری و سیکل ترکیبی

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

میگردد. آنچه که این مقادیر عظیم انرژی را به صورت مطمئن و با قابلیت اعتماد بالا برای تولید بخار استفاده می کند, همان بویلر (دیگ بخار) است و لذا بویلر به عنوان قلب سیستم قدرت از همان اهمیت انرژی الکتریکی برخوردار خواهد بود. بنابراین اهمیت بویلر و لزوم کنترل مناسب آن از اهمیت خاصی برخوردار است. سطح آب درام یکی از

مهمترین کمیتها و پارامترها در بویلرهای صنعتی و میباشد و سیستم آن، نسبت Drum Type نیروگاهی

به سایر حلقه های کنترلی پیچیده تر و حساس تر می باشد. ایده اصلی در این سیستم کنترل, بر قراری

تعادل بین جریان بخار خروجی از بویلر و جریان آب تغذیه است، با این شرط که سطح مایع اشباع در درام, دارای حداقل نوسانات و تغییرات بوده و از یک ناحیه مجاز خارج نگردد. تنظیم سطح درام به وسیله کنترل دبی آب ورودی به بویلر انجام میشود. اگرچه کمیتهائی مثل فشار درام, دبی بخار خروجی, نرخ حرارت ورودی بویلر و چگالیهای حجمی آب و بخار نیز بر آن موثرند, لیکن این اثرات به منزله برهم کنشهای نامطلوبی هستند که کار را با مشکل مواجه میکنند. این عوامل سبب شده است, تا برای کنترل سطح درام بویلر و حذف اثر اغتشاشات محیط به تنظیم ضریب کنترل معمولی و PID کننده سطح درام بویلر با استفاده از افزایشی پرداخته شود. ID + فازی P کنترل کننده نتایج شبیه سازی حاصل از دو کنترل کنندۀ فازی و 2 نشان م یدهد که I.A.E کلاسیک به همراه تابع معیار سرعت پاسخ، کاهش خطا و افزایش پایداری سیستم ID + فازی P در مقابل اغتشاش برای کنترل کننده افزایشی در مقایسه با کنترل کننده کلاسیک بهبود یافته است.

 

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

[spow 44,195]

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

 

دانلود پروژه ای با عنوان :

 

 

تدوين روش استاندارد تست بويلر

1 اهميت تدوين استاندارد تست راندمان حرارتي ديگ هاي آب گرم

2 ارائه استاندارد تست راندمان حرارتي براي ايران با توجه به امكانا ت داخل كشور

3 انجام تست بر روي چند ديگ نمونه (فولادي ، چدني) و آناليز نتايج آزمايشات

4 مقايسه راندمان حرارتي ديگ هاي توليد داخل با نمونه هاي خارجي

5 بررسي و مطالعه راهكارهاي افزايش راندمان حرارتي و پتانسيل افزايش راندمان

حرارتي ديگ هاي داخلي

6 آناليز خطاي آزمايشات تجربي انجام شده

7 پروژه هاي پيشنهادی

 

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

پروژه بویلر وروشهای استاندارد تست بویلرهارا میتوانید ازلینک زیر دریافت نمایید

 

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

[spow 44,195]

مقدمه ای درباره بویلرها: بشر از قرنها پیش به قدرت بخار پی برده بود ولی استفاده صنعتی از دیگهای بخار از سال 1712 میلادی توسط (ساوری و نیوکامن) با ساخت اولین دیگ بخار با پوشش سربی یا چوبی و با فشار کمی بالاتر از فشار اتمسفر آغاز گردید. در سال 1725 میلادی ( هیستک بویلر) با صفحات فولاد پرچ شده و با فشار نسبی (( مورد استفاده قرار گرفت.

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

 

1- شمای برش خورده از بویلر

 

با گذشت زمان مشخص گردید که تنها شکل عملی استفاده از دیگ بخاری مدور ساختن آنهاست که در سال 1795 با بوجود آمدن صفحات نوردی دیگ بخار بصورت مدور ساخته شد. از سال 1873 دیگهای بخار بصورت لوله آبی (Water Tube) طراحی گردید(شکل-1). در لوله های مایل این نوع دیگ آب جریان پیدا کرده و توسط جداره لوله ها حرارت جذب می شود. با توجه به افزایش سطحی انتقال حرارت به بهترین وجه صورتمی گیرد.

با افزودن اجزایی چون سوپر هیتر، دی هیتر، اکونومایزر و گرمکنهای هوا و ... ، صورت اولیه دیگهای بخار به تدریج بصورت بویلرهای با ظرفیت بیشتر امروزی تبدیل شد.سیر پیشرفت و تکامل بویلر به صورت زیر بوده است:

1- افزایش درجه حرارت

2- افزایش فشار

3- افزایش تناژ بخار خروجی از بویلر

4- افزایش راندمان

5- سهولت کنترل

6-کاهش هزینه های ساخت، بهره برداری و تعمیرات

7-افزایش طول عمر بویلر

 

انواع بویلر:

وظیفه بویلر تبدیل مایع (آب) زیر اشباع به بخار فوق اشباع می باشدی ولی در صنعت به کلیه وسایل تولید بخار از مرحله مایع اشباع تا بخار سوپر هیت، بویلر گفته می شود.

بویلرها به واحدهای تولید بخار جهت مصارف همگانی، برق و مصارف صنعتی تقسیم می شوندکه بسته به نوع طراحی، می توانند سوخت هسته ای، ذغال سنگ، نفت کوره(مازوت) نفت گاز و گاز طبیعی مصرف کنند.

بویلرها بر اساس پارامترهای مختلف تقسیم بندی می شوند که بطور کلی عبارتند از:

[spow 44,195]

بویلرها با سوخت هسته ای(راکتور)

استفاده از سوخت هسته ای برای تولید بخار فاقد عواقب نامطلوب سوخت فسیلی می باشد، ولی نیروگاههای هسته ای مقداری پرتو رادیو اکتیو در محیط آزاد می کنند که با این حال این امر قابل کنترل بوده و برای کارکرد عادی نیروگاههای هسته ای، مقدار این مواد بسیار پایینتر از حدی است که برای انسان و محیط زیان آور باشد. علاوه بر این نفت و گاز را می توان برای تولید مواد پتروشیمی و بسیاری از فراورده های صنعتی دیگر به کار برد و نباید این ماده را تنها بعنوان سوخت مصرف کرد. نیروگاههای هسته ای از راندمان بالایی برای تولید انرژی حرارتی برخوردارند. انرژی که می توان برای تولید برق از آن استفاده کرد. در تاسسیسات نیروگاههای هسته‌ای، یک سیال ثانویه بین راکتور و بویلر جریان می یابد و در بویلر، حرارت از سیال ثانویه به آب منتقل می‌شود. بخار حاصل نیز در یک سیکل بخار معمولی جریان می یابد.

بویلرهای نیروگاههای هسته ای در انواع مختلف طراحی می‌گردند که مهمترین آنها راکتور آب سبک تحت فشار(راکتور آب جوشان-Boiling Water Reactor ) و راکتور با آب سنگین می باشد.

 

بویلرها با سوخت فسیلی:

در تمام بویلرهای صنعتی از سوخت فسیلی استفاده می شود. همچنین اکثر برق تولیدی در نیروگاههای کشورمان از سوخت فسیلی بخصوص مواد نفتی حاصل می گردد.

استفاده از سوخت فسیلی برای تولید برق، گازکربنیک زیادی تولید می کند. دلیل این امر آن است که مقدار گرمایی که از سوختن سوخت فسیلی حاصل می شود، بیش از سه برابر انرژی الکتریکی تولیدی است. مقدار گازکربنیکی که از نیروگاههای فسیلی آزاد می شود متناسب با مقدار گرمایی است که در اثر احتراق حاصل می شود. بنابر این تولید برق در نیروگاههای با سوخت فسیلی یکی از منابعی است که سبب تولید می شود.

با توجه به تاثیرات منفی سوخت فسیلی در زندگی بشر و محیط زیستی لازم است به هر وسیله ممکن در کاهش استفاده ازآن برای تولید برق اقدام شود. انواع بویلرهای فسیلی عبارتند از:

 

1-بویلرهای مخزنی:

این نوع بویلرها شامل یک مخزن سربسته می باشند که انتقال حرارت در خارج از آنها صورت گرفته و آب در داخل مخزن به بخار تبدیل می شود. راندمان بویلرهای مخزنی بسیار کم بوده و در حدود 30% است و فقط در مصارف صنعتی با میزان بخار کم استفاده می شوند.

 

 

2-بویلرها با لوله های آتش(Fire tube):

در این نوع بویلرها اطراف لوله ها از آب پوشانیده شده است و گازهای حاصل از احتراق از داخل لوله ها عبور کرده و انتقال حرارت مابین آب و محصولات انجام می گیرد. محفظه احتراق(کوره) می تواند در داخل یا در خارج بویلر قرار گیرد. راندمان بویلرهای Fire Tube حدود 70% می باشد که جهت تولید بخار در واحدهایی با ظرفیت و فشار کم بکار برده می شود.

 

3-بویلرها با لوله های آب جداری(Water Tube Boiler):

در انواع مختلف این نوع بویلرها(شکل-2)، انتقال حرارت بر اثر برخورد گازهای حاصل از احتراق با سطح خارجی لوله های محتوی آب و بخار به روشهای تشعشعی، جابجایی و هدایت صورت می گیرد.مزیت آنها نسبت به بویلرهای فایرتیوب، کم بودن قطر لوله های آب و بخار می باشد که باعث می شود تنشهای حرارتی کمتری به سطح لوله ها وارد شده و در نتیجه می توان این بویلرها را برای فشارها و ظرفیتهای بالا مورد استفاده قرار داد. راندمان این نوع بویلرها در حدود 85 الی 95 درصد می باشد.

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

2- بویلر با لوله های آب جداری

 

یک بویلر از نوع دیواره آبی شامل یک اتاق احتراق همراه لوله های آب، هدرها و درامهای بخار و آب می باشد. علاوه بر این اجزاء دارای سوپر هیترها, گرمکنهای هوا, اکونومایزر و نگهدارنده ها می باشد که همه اینها اجزاء بویلر را تشکیل می دهد.

در این نوع بویلر ها معمولا از لوله های عمودی دارای فین بصورت دیواره یکپارچه استفاده می شود. ساختمان این دیواره ها از یک سری لوله های عمودی تشکیل شده است که توسط جوش دادن یک نوار فلزی بنام Fin به هم متصل شده اند و دیواره ای پیوسته ایجاد می کنند. لوله های دیواره آبی از آنجاییکه تحت تاثیر شار حرارتی بسیار بالایی قرار دارند و از نوسانات فشار و درجه حرارت ,بخصوص هنگام راه اندازی از حالت سرد برخوردار می‌باشند, نیاز به طراحی دقیق دارند. معمولا لوله های آبی در محفظه احتراق بطور عمودی قرار می گیرند. این لوله‌ها در بالا و پایین روی هدرها (Header) به قسمتهایی بنام Stub که تواما با هدر ساخته شده و یا در عمل به آن جوش داده می شوند, وصل شده اند. وجود هدر ها در بویلر از تعداد لوله هایی که مستقیما به درام(Drum) وصل می شوند, می کاهد. توزیع دما در لوله های دیوار آبی به عواملی نظیر ضریب انتقال حرارت جابجایی در داخل لوله ها, مقدار شار حرارتی در داخل محفظه احتراق, ضریب هدایت حرارتی و ابعاد و ساختار هندسی لوله و فین بستگی دارد. وجود فین باعث توزیع نسبی یکنواخت شار حرارتی در جداره داخلی لوله می گردد و افت حرارتی بویلر را کاهش می دهد. همچنین فینها سطح تبادل حرارت را افزایش داده سبب تبادل بیشتر حرارت می‌شوند.

 

3-1: بویلرهای یکبار گذر(فوق بحرانی)(Once Through Boiler):

بویلر های بدون درام که دارای فشار فوق بحرانی می باشند به بویلرهای بنسون معروفند. در این نوع بویلر طراحی مجموعه محوطه احتراق و لوله های دیواره ای به نحوی است که کلیه آب تغذیه کننده موجود در لوله های دیواره ای پس از طی محوطه احتراق و لوله های دیواره ای به بخار تبدیل شده و مستقیما به سمت سوپرهیترها هدایت می گردند, لذا این بویلرها بدون درام هستند. از آنجاییکه بویلرهای بنسون دارای فشار بالایی هستند, تکنولوژی پیشرفته ای برای ساخت آنها مورد نیاز است, ولی به علت عدم وجود درام, وزن کمتری نسبت به بویلرهای زیر فشار بحرانی (درام دار) دارند. در بویلرهای بنسون حجم مشخصی از آب تغذیه با یکبار گردش در بویلر باید به بخار تبدیل شود. به عبارت دیگر عدد سیرکولاسیون, یک می باشد. ولی از آنجا که این بویلرها بالای فشار بحرانی کار می کنند, برای افزایش طول لوله های دیواره ای, بر خلاف بویلرهای درام دار لوله ها را بصورت مورب در روی دیواره ها طراحی می کنند تا ارتفاع بویلر کاهش یابد.همچنین ضخامت لوله های دیواره‌ای به علت بالا بودن فشار, بیشتر از ضخامت لوله های بویلرهای درام دار است. در ابتدای راه اندازی بویلرهای بنسون برای جداسازی آب و بخار از هم از سیکلون استفاده می کنند که با استفاده از خاصیت گریز از مرکز, آب و بخار را از هم جدا می کند و در حالت کارکرد دائم بویلر, از مدار خارج می گردند. همچنین به علت پایین بودن عدد سیرکولاسیون کنترل آنها نسبت به بویلرهای درام دار دشوارتر است و به دلیل نداشتن درام در شرایط اضطراری ذخیره آب و بخار نخواهند داشت.

[spow 44,195]

انواع مختلف بویلرهای مورد استفاده در صنعت:

1-هیترهای گازی غیر مستقیم(Indirect Heater):

ازنوع fire tube میباشند و یکی از موارد استفاده آنها گرم نمودن گاز طبیعی پس ازفشارشکن(گاز شهری) است.

 

2-هیترهای گازی مستقیم (Direct Heater):

که به کوره پالایشگاهی نیزمعروف بوده و از نوعWater Tubeهستند.لوله ها بطور مستقیم درمعرض شعله وحرارت هستند(تشعشع صورت می گیرد) و بخش کویل گونه که درمعرض انتقال حرارت جابجایی می باشند.

 

3-بویلرهای واکنش شیمیایی(راکتور):

بویلر بازیاب حرارتی (Recovery Boiler) واستوانه ای شکل می باشند که در مجتمع های پتروشیمی مورداستفاده قرار می گیرند و کویلهای حرارتی آنها بصورت مارپیچی در صفحه می باشند.

 

4-بویلرهای سیکل ترکیبی: (Heat Recovery Steam Generator)

این بویلرها از نوع بازیاب می باشند و جهت استفاده ازانرژی گازهای خروجی نیروگاه گازی(توربین گازی) استفاده میشوند(شکل-3). نیروگاه سیکل ترکیبی در واقع ترکیبی است بین نیروگاه بخار و توربین گاز جهت افزایش راندمان کلی سیستم، در این نوع، بخش توربین گاز می تواند از سیستم جدا شده و خود مستقل کار کند.

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

3- بویلر سیکل ترکیبی

 

5-بویلرهای بازیافت(Recovery Boiler):

که در بخش کوره های ذوب مورد استفاده قرار میگیرند. این بویلرها درمجتمع های ذوب فلزات درمسیر مستقیم مدار ذوب نصب می شوند وامکان جدایش آنها از سیستم در حال کار وجود ندارد.

 

6-بویلرهای زباله سوز:(Incinerator Boiler)

هدف اصلی ازبین بردن زباله های شهری و خانگی می باشد ضمن اینکه با این عمل برق نیز تولید میشود. این بویلرها به تجهیزات اضافی قبل و بعد از بویلر نیاز دارند(جهت انباشت زباله و تخلیه خاکستر).

 

7-بویلرهای ذغال سنگ سوز(Coal Boiler):

دراین بویلرها نیز به دلیل استفاده از ذغال سنگ به عنوان سوخت به تجهیزات جانبی قبل و پس از بویلر نیاز می باشد.

[spow 44,195]

اجزاء بویلر:

هر بویلراز اجزاءگوناگونی تشکیل شده است که هرکدام جهت هدفی خاص دربویلرنصب می شوند. قسمتهای مختلف بویلر با توجه به نوع کارکرد به چند دسته کلی تقسیم می شوندکه عبارتند از:

 

اجزا تحت فشار(Pressure Part) :

به تمام قسمتهایی که از داخل آنها آب یا بخار عبور می کند(مثل لوله ها و هدرها)و فشار داخل آنها نسبت به محیط اطراف بسیار بیشتر است اجزاء تحت فشار می گویند(شکل-4). بطور کلی مسیر آب ازپمپ تغذیه آب بویلر (Boiler Feed Water) تا خروجی سوپرهیترها(Super Heater) به اجزاء تحت فشار معروفند که به ترتیب عبارتند از:

ý لوله اصلی تغذیه آب(Main Feed Water Pipe) :

انتقال دهنده آب از خروجی پمپ تغذیه بویلر تا هدر ورودی اکونومایزر می باشند.

ý هدر ورودی اکونومایزر (Economizer Inlet Header):

به طورکلی وظیفه هر هدر توزیع یا جمع نمودن سیال(آب یا بخار)می باشد.

الف) هدر توزیع کننده: اگر تعداد خروجی های هدرنسبت به ورودیهای آن بیشترباشد، هدرتوزیع کننده است. به عبارتی هدر ورودی می باشد.

ب‌) هدر جمع کننده: اگر تعداد ورودیهای هدرنسبت به خروجی های آن بیشتر باشدهدر از نوع جمع کننده یا هدر خروجی می باشد.

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

4- اجزا تحت فشار بویلر(بویلر نوع SC)

 

ý لوله های اکونومایزر(Economizer tube) :

هدف از ساخت اکونومایزر افزایش راندمان بویلر می باشد. زیرا هرچه میزان جذب انرژی گرمایی حاصل از گازهای احتراق توسط آب بیشترباشد موجب می شود که راندمان بویلر نیز افزایش یابد چرا که حداکثر راندمان حرارتی چیزی جز حداکثر انتقال حرارت بین دو سیال سرد و گرم نیست. به عبارت دیگر وظیفه اکونومایزر افزایش درجه حرارت آب ورودی تا نزدیکی دمایاشباع (حدود کمتر از دمای اشباع آب) می باشد و موجب جلوگیری از کاهش دمای آب موجود در درام می شود و نیز محل نصب آن درمحل خروجی گازهای حاصل از احتراق است.

جهت انتقال حرارت بیشتر، به سطوح حرارتی زیادتری نیاز می باشد.لذا بدین علت است که لوله های اکونومایزر را بصورت فین دار می سازند(وجود فین دراطراف لوله سبب افزایش سطوح حرارتی می‌شوند).وجود یا عدم وجود فین در اطراف لوله های اکونومایزر بستگی به نوع سوخت مصرفی بویلر دارد. اگر سوخت مصرفی از نوع سوخت سبک باشد (مانند گاز طبیعی)از لوله های فین دار استفاده میشود زیرا افت فشار گازهای حاصل از این نوع سوخت کم می باشد. ولی اگرسوخت مصرفی از نوع سنگین (مانند مازوت) باشد از لوله های بدون فین در اکونومایزر استفاده می شود. بطور کلی اگر افت فشار گازهای حاصل از احتراق کم باشد لوله های اکونومایزر فین دار هستند در غیر این صورت بدون فین هستند.

آرایش لوله هایاکونومایزر به دو صورت است:

a) آرایش مربعی (Iin Line)

b) آرایش مثلثی (Stager)

 

ý هدرهای خروجی اکونومایزر (Economizer Outlet Header):

بعنوان جمع کننده آب از حلقه های اکونومایزر و هدایت آن به سمت درام بخار می باشد.

 

ý لوله های ارتباطی بین خروجی اکونومایزر و درام بخار (Economizer Outlet Pipe to Steam Drum):

آب راازخروجی اکونومایزر تا ورودی درام بخار انتقال می دهد.

 

ý درام بخار(Steam Drum) :

وظیفه درام جداسازی آب و بخار از یکدیگر می باشد. تجهیزاتی که توسط شرکتهای مختلف برای جداسازی بخار بکار می رود متفاوت بوده ولی اساس کار آنها یکی است. در کلیه این تجهیزات مخلوط آب و بخار وارد جداکننده آب و بخار (Separator) شده و با حرکت چرخشی که به سیال (آب و بخار)داده می شود بدلیل نیروی گریز از مرکز که ایجاد می شود و قطرات آب بعلت سنگینی وزن از بخار جدا می گردند. سپس بخار پس از عبور از صفحات خشک کننده(Drier) آخرین قطرات آب خود را نیز از دست داده و به سمت لوله های سوپر هیتر هدایت می شود و آب بدون ذرات بخار توسط لوله های پایین آورنده (Down Comer) به سمت لوله های دیوارهای (Water Wall) هدایت می شوند.

دومین وظیفه درام عمل نمودن به عنوان یک مخزن و ذخیره‌ای برای بویلر است. درام می تواند با ذخیره آب یا بخار در خود، در شرایط بحرانی بهره برداری از بویلر مقداری از نیازهای آب یا بخار را تامین نمایید. در درام تقسیم یکنواخت آب ورودی از اکونومایزر و تزریق بعضی از محلولهای شیمیایی به بویلر انجام می گیرد.از آنجا که فشار داخل درام زیاد است لذا آنرا به شکل استوانه‌ای که از قوانین مخازن تحت فشار جدار ضخیم تبعیت می‌کند، طراحی می‌نمایند.

درام بخار از اجزاء مختلفی تشکیل شده است که به دو قسمت داخلی(Internal) و خارجی(External) تقسیم می‌شوند.ازآنجاییکه شرح وظایف هریک از اجزا درام بسیار گسترده است لذا فقط به اسامی اجزا اصلی آن اشاره می‌شود:

1-جدا کننده آب و بخار(Separator)

2-خشک کننده آب و بخار(Chevron Drier)

3-رطوبت گیر(Drier)

4-لوله های داخلی(Internal Pipe)

[spow 44,195]

ý درام آب (Water Drum)یا درام پایین(Lower Drum) :

این درام در پایین‌ترین قسمت بویلر قرار گرفته و به شکل یک مخزن استوانه‌ای افقی می‌باشد و در حقیقت بصورت یک هدر عمل می کند. پس از جدا شدن آب و بخار دردرام، آب به سمت لوله های پایین رونده (Down Comer) هدایت شده و وارد درام پایین می‌گردد.وظیفه این درام تقسیم یکنواخت آب تغذیه به لوله های دیواره‌ها و Bank Tube می‌باشد.

 

ý Bank Tube

دسته‌ای از لوله‌ها هستند که درام بالا را به درام پایین وصل می‌کنند بطوریکه قسمتی از آنها به صورت Down Comer و قسمتی از آنها بصورت Riser عمل می‌کنند.

 

ý لوله‌های بدنه اصلی بویلر (لوله‌های دیواره‌ای‎)Water Wall Tube

در بویلرهای مدرن هر سه نوع انتقال حرارت جابجایی، هدایت و تشعشع صورت می‌گیرد.که حاصل آن تبدیل آب به بخار در لوله‌های دیواره‌ای است.در این بویلرها معمولا از لوله‌های عمودی بصورت دیوار یکپارچه استفاده می‌شود. آب درون لوله‌ها با جذب انرژی حرارتی، عمل خنک کاری دیواره‌ها را نیز انجام می‌دهند. بین لوله‌های دیواره‌‌ای یک نوع نوار فلزی که به فین موسوم است، قرار داده شده است. این فین‌ها رابط بین لوله‌ها بوده که علاوه بر یکپارچه ساختن دیواره‌ها، لوله‌های بکار رفته در آن، خود دارای فین بوده و با کنار هم قرار دادن دیواره یکپارچه بوجود می‌آید.

نحوه ساختمان دیواره آبی بستگی به احتراق، شرایط بخار و اندازه بویلر دارد. ترکیب قرار گرفتن لوله‌های واتروال دربویلرهای مختلف به شرح زیر است:

a) لوله‌های ساده که در داخل بلوک قرار گرفته‌اند و معمولا به آنها Boiling Wall می‌گویند.

b) لوله‌های ساده که نزدیک هم قرار گرفته‌اند و بنام لوله‌های مماسی معروفند.

c) لوله‌های فین دار

نقش دیواره آبی درجذب حرارت مورد نیاز برای تولید بخار و مزایای فراوان لوله و فین در این فرآیند، عبارتند از:

o توزیع متعادل شار حرارتی در امتداد سطح داخلی لوله‌ها

o وجود سطوح گسترده فین که باعث کاهش فلز لوله برای جذب حرارت می‌شود.

o عدم نشت محصولات احتراق به خارج از بویلر که علاوه بر کاهش آلودگی محیط بویلر، باعث می‌شود که از I.D. Fan با قدرت کمتری استفاده گردد.

o استحکام زیاددیواره‌ها و لوله‌ها، که باعث می‌شود در اثر تنشهای حرارتی، دچار خمیدگی نشود.

o کاهش زمان نصب

o کاهش وزن دیواره‌ها و راه اندازی ساده‌تر بویلر

o به دلیل عدم تماس بین عایق کوره‌ها و محصولات احتراق به عمر عایقها افزوده شده، و جنس آنها نیز ازلحاظ اقتصادی مناسبتر خواهد شد. علاوه بر هزینه، تعمیر و نگهداری نیزدر این زمینه کاهش می‌‌یابد.

o لوله‌ها می‌توانند به گونه‌ای طراحی شوند که سرعت سیال داخل آن با میزان انتقال حرارت متناسب باشد.

از معایب این نوع دیواره‌ها، گران بودن تولید آنها، نیاز به تخصص زیاد جهت جوشکاری و اتصال لوله‌ها به فین و پرهزینه بودن تعمیرات و تعویض قسمت آسیب دیده دیوار می‌باشد.

درلوله‌های دیواره‌ای همواره جریان آب در داخل لوله از پایین بطرف بالا می‌باشد. و هرچه آب بطرف بالا حرکت می‌کند حرارت بیشتری جذب نموده و در نتیجه بخار بیشتری تولید می‌گردد. در بویلرهای گردش طبیعی (Natural Circulation) این حرکت بصورت طبیعی و بواسطه اختلاف دانسیته آب و مخلوط آب و بخار در لوله پایین آورنده (Forced Circulation) با توجه به کم بودن اختلاف دانسیته برای چرخش آب از پمپهای گردش اجباری(Forced Circulation Pump) استفاده می‌کنند.

لازم به ذکر است که تمام آب خروجی از لوله به بخار تبدیل نمی‌شود بلکه درصدی از آن به بخار تبدیل می‌شود. این درصد بخار بستگی به عدد چرخش (Circulation Number) بویلر دارد. بطوریکه هرچه عدد چرخش بویلر کمتر باشد میزان درصد بخار خروجی از لوله‌های دیواره‌ای بیشتر است. پس می‌توان بیان کرد:

عدد چرخش آب در بویلر=1/(‌درصد بخار خروجی از لوله‌های دیواره‌ها یا کیفیت بخار)

مثلا وقتیکه می‌گوییم عدد چرخش یک بویلر 4 است یعنی اینکه اگر یک کیلوگرم آب در بویلر به بخار تبدیل شود باید 4 بار در لوله‌های دیواره‌ای و Down Comer به حرکت درآید یا به عبارتی به ازای هر بار چرخش 25٪ آن به بخار تبدیل می‌شود.

برای بویلرهای درام دار عدد چرخش از3 الی 10 می‌باشد و در بویلرهای بدون درام 1 می‌باشد. با افزایش عدد چرخش حجم بویلر افزایش می‌یابد، زیرا کیفیت بخار کم شده و تعداد دفعات چرخش آب در بویلر برای تبدیل آب به بخار، بیشتر می‌شود. همچنین با افزایش عدد چرخش احتمال سوختن لوله‌های بویلر کم می‌گردد و بهره‌برداری مطمئن تر است.

 

ý لوله‌های بالابر(Riser Pipe):

وظیفه آنها بعنوان انتقال دهنده آب و بخار از هدرهای خروجی لوله‌های دیواره‌ای به درام می‌باشد. لذا می‌توان گفت Riser Pipe واسطه‌ای بین هدر دیواره ها ودرام بخار است. زیرا اگر لوله‌های دیواره‌ای بطور مستقیم به درام وصل شوند به دلیل کثرت تعداد آنها، تعداد سوراخهای ایجاد شده در روی سطح درام بسیار زیاد می‌شود که حاصل آن ساخت درام با ضخامت بسیار زیاد می‌شود. لذا برایجلوگیری ازاین پدیده، آب و بخار جاری در لوله‌های دیواره‌ای، ابتدا در هدرهای خروجی جمع آوری شده، سپس توسط چند لوله Riser که تعداد آنها نسبت به لوله‌های دیواره‌ای بسیار کمتر است به سمت درام هدایت می‌شود.

 

ý لوله‌های انتقال دهنده بخاراشباع(Saturated Steam Pipe) :

وظیفه آنها انتقال بخار از درام تاهدرورودی سوپرهیتر می‌باشد. بخاری که بعد ازدرام مجددا حرارت داده می‌شود بخار خشک نامیده می‌شود که اصطلاحا کیفیت آن 100٪ است.

 

ý سوپرهیتر(اولیه و ثانویه) و دی سوپرهیتر: (Primary & Secondary Super Heater and Desuperheater)

بخارخروجی از درام برای اینکه انرژی بیشتری داشته باشد باید از حرارت بالاتری برخوردار باشد که اصطلاحا به آن بخار خشک یا سوپرهیت می‌گویند. این عمل در داخل سوپرهیترها که از لوله‌های موازی تشکیل شده‌اند و در مسیرگازهای داغ حاصل از احتراق قرار گرفته‌اند، انجام می‌گیرد. این لوله‌ها حرارت محصولات احتراق را به بخار درون خود منتقل می‌کنند.

بسته به نوع بویلرسوپرهیترها یک یا چند مرحله‌ای طراحی می‌شوند. سوپرهیترها اکثرا بالای محفظه احتراق قرار دارند و این حرارت را بیشتربه صورت تشعشع و مقداری بصورت جابجایی دریافت می‌کنند. یک قسمت دیگر بویلر در منطقه کنوکسیونی بویلر قرار دارد که حرارت بصورت جابجایی به آنجا منتقل می‌شود. بخار ابتدا وارد سوپرهیتر اولیه شده و پس از خروج از آن توسط دی سوپرهیتر از نظر درجه حرارت کنترل شده، سپس وارد سوپرهیتر ثانویه شده به سمت بیرون از بویلر هدایت می‌شود. لوله‌های سوپر هیتر به صورت افقی، آویزان و یا L شکل طراحی می‌گردند. توربین‌هائی که در درجه حرارت زیاد بخار کار می‌کنند بینهایت به تغییرات درجه حرارت سوپرهیترها حساس هستند و تغییرات زیاد درجه حرارت ممکن است سبب خرابی محور و پره های توربین گردد. در سوپرهیترهای تشعشعی در اثر افزایش بار بویلر درجه حرارت افت می کند ولی در سوپرهیترهای جابجائی برعکس می‌باشد زیرا جریان گازهای حاصل از احتراق به افزایش درجه حرارت باسرعت بیشتری نسبت به سرعت جریان بخار صورت می‌گیرد. پس سیستم کنترل دمای بخار سوپرهیت باید بتواند بین پایین‌ترین و بالاترین مقداربار بویلر درجه حرارت لازم را ثابت نگه دارد. علت اینکه دی سوپرهیتر دوجداره است برای این است که از رسیدن آب اشباع به دیواره‌های داغ لوله جلوگیری کندتا موجب شکسته شدن آن نشود. در بویلر‌هائی که درجه حرارت خروجی پایین است نیازی به سوپرهیتر نمی‌باشد.

[spow 44,195]

ý ری هیتر(Reheater)

انرژی بخار هنگام خروج از توربین فشار قوی بعلت انجام کار افت پیدا می‌کند. برای جلوگیری از وجود رطوبت در طبقات فشار ضعیف توربین، باید انرژی بخارهای برگشتی از توربین فشار قوی را بالا برده، سپس به سمت توربین فشار متوسط هدایت نمود. این عمل توسط ری هیتر انجام می‌گیرد. ری هیترها همانند سوپرهیتر بوده و از لوله‌های افقی و موازی تشکیل شده‌اند. این لوله‌ها در مسیر محصولات احتراق قرار گرفته و حرارت گازهای داغ را به داخل خود منتقل می‌کنند. وجود ری هیتر بستگی به ظرفیت بویلر و نوع طراحی نیروگاه دارد. در بویلرهای با ظرفیت کم معمولا از ری هیتر استفاده نمی‌کنند ولی در بویلرهای با ظرفیت بالابرای افزایش راندمان حتما از ری هیتر استفاده می‌شود.معمولا ری هیتر به دو بخش اولیه و ثانویه و گاهی به چندین بخش تقسیم می‌شود. اجزا ری هیتر عبارتند از:

1) لوله سرد بازیاب

2) هدر ورودی ری هیتر

3) لوله‌های ری هیتر

4) هدر خروجی ری هیتر

5) لوله‌های گرم بازگشتی

 

ý لوله اصلی انتقال دهنده بخار(Main Steam Pipe):

بخار سوپرهیت را از هدر خروجی سوپرهیت ثانویه به سمت توربین یا مبدلهای حرارتی هدایت می‌کند.

 

ý پیش گرمکن هوا(Steam Air Heater):

هنگامیکه هوای محیط سرد می‌شود، ذرات آب موجود در هوا در حین برخورد با پره‌های فن موجب یخ زدن آب روی پره‌های فن می‌شوند و این سبب سنگین شدن و شکستن پره‌های فن می‌شود. لذا برای جلوگیری از این امر، هوای ورودی به کوره یک هیتر که از نوع بخاری است گرم می‌شود.

 

ý ژونگستروم(Gas air heater):

برای جلوگیری از ورود هوا با درجه حرارت پایین به داخل کوره از ژونگستروم(شکل-5) استفاده می‌شود و لذا از آن برای گرم کردن هوای ورودی به کوره استفاده می‌شود و از آنجاییکه هر دو سیال گاز هستند و راندمان آن نیز کم است آن را به صورت دوار می‌سازند. بطوریکه نیمی از آن در قسمت سرد و نیمی دیگر آن در قسمت گرم (دود) قراردارد و با چرخش پره‌های سرد و گرم موجب انتقال حرارت می‌شود.

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

5- پیش گرم کن هوا

ý کوره(Furnace):

کوره یا اتاق احتراق محفظه‌ای است که عمل احتراق سوخت در آن انجام می‌گیرد و باعث می‌شود تا انرژی حرارتی ایجاد شده توسط احتراق سوخت بصورت تشعشع در فضای کوره و یا بصورت جابجایی در جریان گازهای داغ و هدایت از طریق فلز لوله‌ها به آب تغذیه درون لوله‌ها انتقال یابد. حاصل این تبادل حرارت، جذب انرژی حرارتی توسط آب داخل لوله‌ها و تبدیل آن به بخار است.

[spow 44,195]

ý مشعلها(Burners):

وظیفه مشعلها تبدیل انرژی شیمیایی سوخت به انرژی حرارتی است. برای یک احتراق مناسب لازم است که سوخت بصورت پودر درآمده، بطوریکه قطرات با یک توزیع یکنواخت بتوانند سریعتر تبخیر شوند. مشعلها علاوه بر پودرکردن سوخت و تبدیل آن بصورت ذرات ریز، برای تبخیر سریع سوخت و احتراق، حرکتی بین قطرات سوخت و هوا ایجاد می‌کنند. به عبارت دیگر یک اغتشاش کامل بین ذرات هوا و سوخت بوجود می‌آورند. این امر سبب می‌شود که مخلوط یکنواختی از هوا و سوخت در فضای احتراق بوجود آید.

 

ý G.R.F(Gas Recirculation Fan):

بخشی از گازهای حاصل از احتراق ا بخاطر کنترل Nox و افزایش راندمان حرارتی به هوای ورودی اضافه می‌شود. با استفاده از G.R.F. درصدی از محصولات احتراق خروجی ازدودکش را به داخل کوره می‌فرستیم و این محصولات احتراق مانند یک لایه سطح خارجی لوله‌ها را می‌پوشانند و مانع جذب انرژی لوله‌ها از طریق تشعشع می‌شود. زیاد شدن مولکولها در داخل کوره کنوکسیون را زیاد می‌کند. G.R.F. در دمای کم خیلی موثر است، زیرا جذب انرژی تشعشعی را کم می‌کند و در راه‌اندازی مانع Over Heat شدن سوپرهیت می‌شود.

 

کنترل دمای بخار خروجی از سوپرهیترها:

الف- استفاده از دی سوپرهیتر (آب اسپری):

با استفاده از آب اسپری بعد از سوپرهیتر اولیه دمای بخار سوپرهیتر ثانویه کاهش پیدا می‌کند که فرمان آن از دمای بخار خروجی گرفته می‌شود. وجود این سیستم برای بویلر لازم است چون سریع و قابل اطمینان است. این سیستم طوری طراحی می‌شودکه در بار نامی نیز مقداری آب اسپری وجود داشته باشد تا در صورتیکه در شرایط خاصی مثل دوده گرفتن لوله‌ها، دما به مقدار نامی نرسد با کاهش آب اسپری دمای نامی ایجاد می‌شود.

 

ب - تغییر زاویه مشعلها:

با این کار مقدار انرژی آزاد شده در داخل کوره رادر ارتفاعهای متفاوت تغییر می‌توان داد. چون در این حالت مقدار انرژی آزاد شده ثابت می‌ماند. پس با پایین آمدن سر مشعل، میزان بخار تولیدی افزایش می‌یابد پس درجه حرارت بخارکم می‌شود.

 

ج - استفاده ازG.R.F :

در هنگام راه‌اندازی جهت کنترل دمای بخار، مقداری از گازهای خروجی توسط G.R.F. به داخل کوره فرستاده می‌شود.

 

بویلرهای زباله‌ سوز:

افزایش روزافزون مقدار زباله، فضای کم برای جمع‌آوری و نامناسب بودن روشهای جمع‌آوری و نابودی این زباله‌ها سبب شد دانشمندان برای رهایی از زباله‌ها، فرآیند گرمایش در دمای بسیار بالا(پلاسمای گرمایی) را مناسب تشخیص دهند؛ روشی که در آن دما آنقدر بالا برده می‌شود که مواد قدرت مقاومت ندارند و تجزیه می‌شوند، که مواد حاصله بسیار ساده‌ترند و خطرات مواد اولیه را ندارند، بعلاوه موادی که بصورت جامد باقی می‌مانند، در خاک نفوذ نمی‌کنند و اختلاف حجم بسیاری با مقدار اولیه دارند کما اینکه بعنوان مواد اولیه در صنعت قابل استفاده می‌باشند.