محاسبه ی راندمان بویلر های متال دیگ :

راندمان بویلر متال دیگ www.metal dig.com یکی از پارامترهای شاخص جهت ارزیابی عملکرد بویلر است،

 تاثیرقابل  توجهی بر روی هزینه های مصرف سوخت، تعمیر و نگهداری و عمر مفید دستگاه دارد.

پارامترهای کلیدی که در راندمان بویلر متال دیگ مؤثر می باشند، به شرح ذیل است:

۱–  دمای گاز خروجی

دمای گاز خروجی همان دمای گازهای حاصل از احتراق است که از دودکش بویلر خارج می شود. میزان دمای گازهای خروجی مورد استفاده در محاسبات راندمان بویلر متال دیگ می باید واقعی بوده و از صحت کافی برخوردار باشد به نحوی که انعکاس دهنده مصرف واقعی سوخت بویلر باشد. لازم به ذکر است که شرایط اقلیمی محل پروژه در دمای گازهای خروجی تأثیرگذار است و باید مدنظر قرارگیرد. باید توجه داشت درصورتیکه دمای گازهای خروجی از دودکش، از حد مطلوبی پائینتر بیاید مشکلات کندانس پدید می آید .

۲– تعداد چرخش دود در بویلر متال دیگ

عداد پاس هایی که گازهای داغ حاصل از احتراق قبل از خروج از بویلر متال دیگ طی می کند یکی از عوامل تعیین کننده جهت مقایسه بویلرها می باشد. به عنوان مثال یک بویلر سه پاس، سه فرصت جهت تبادل حرارتی مابین گازهای داغ و آب درون بویلر را فراهم می سازد، در نتیجه با توجه به اینکه دمای گاز قبل از خروج از بویلر کاهش یافته و حداکثر انرژی گرمایی جهت تبادل حرارت مورد استفاده واقع شده است، به علت ساختار فیزیکی مبدل حرارتی و ضریب انتقال حرارت، راندمان بالاتر و هزینه مصرف سوخت پائین تری را در مقایسه با بویلر متال دیگ دو پاس دارد .

۳–  سطح حرارتی بویلر متال دیگ ( www.bokhargostar.com )

سطح حرارتی بویلر متال دیگ یکی از شاخص های با اهمیت جهت مقایسه پیشنهادات سازندگان دیگ شرکتها می باشد. به طور کلی سطح حرارتی نشانگر این امر است که بویلر در چه شرایط سختی کار می کند. بویلرهایی که سطح حرارتی بالایی دارند دارای تنش حرارتی کمتری بوده که منجر به راندمان بیشتر، استهلاک کمتر و عمر مفید بیشتر خواهد شد.

۴– هوای اضافی

در عمل، احتراق کامل طبق شرایط ایده آل امکان پذیر نمی باشد و به منظور احتراق کامل هوای بیشتری نسبت به مقادیر تئوری مورد نیاز می باشد. این شرایط ناشی از عدم اختلاط  کامل هوا با کل اجزاء مورد احتراق می باشد. بنابراین هوای اضافی میزان هوایی است که علاوه بر هوای موردنیاز مشعل، جهت تکمیل احتراق می باید تأمین گردد. لیکن این امر بدان معنا نیست که هوای اضافی بیش از مورد نیاز تأمین گردد، چرا که وجود هوای اضافی برای پروسه احتراق یکی از زمینه های اتلاف انرژی در صنایع را فراهم می آورد .از اینرو میزان هوای اضافی مورد نیاز می باید تحت کنترل قرارگیرد و طراحی بویلر متال دیگ به گونه ای انجام گیرد که احتراق در حداقل هوای اضافی صورت گیرد. تغییرات دما و فشار هوا می تواند باعث نوسانات در میزان هوای اضافی مورد نیاز بویلر شود. احتراق در مقادیر پائین هوای اضافی هم، منجر به افزایش مونوکسید کربن و تولید دوده در بویلر و نهایتاً کاهش راندمان بویلر متال دیگ می شود .

5-تلفات تابشی و کنوکسیونی

انرژی حرارتی بصورت تابشی و کنوکسیونی از بدنه و اجزاء بویلر متال دیگ هدر میرود. تلفات حرارتی تابشی تابعی از دمای سطوح و فاصله تجهیزات تا سطوح سرد و تلفات حرارتی کنوکسیونی تابعی از دما و سرعت هوای محیط می باشد. میزان تلفات مذکور تابعی از ابعاد بویلر و دما و فشار کاری بویلر می باشد که بر روی راندمان بویلر متال دیگ تأثیرگذار است. با درنظر گرفتن حداقل دمای بدنه بویلر و ضخامت و دانسیته مناسب عایق، میتوان تلفات حرارتی را به حداقل رساند.

۶– ترکیبات سوخت

ترکیبات شیمایی سوخت تأثیر به سزایی بر روی راندمان بویلر متال دیگ دارد. بنابراین به منظور دستیابی به محاسبات واقعی راندمان، صحت مقادیر ترکیبات سوخت مورد استفاده می باید بررسی گردد، چرا که در نظرگرفتن سوختی با مشخصات ایده آل راندمان را به طور غیر واقعی افزایش می دهد.

۷– دمای محیط

دمای محیط اثرات قابل توجهی بر روی کارآیی بویلر دارد. هنگام بررسی محاسبات راندمان، شرایط دمایی محیط می باید مدنظر قرارگیرد. از این رو به منظور دستیابی به راندمان بالاتر، توصیه می گردد که هوای محیط اطراف بویلر متال دیگ گرم باشد.

۸– تطابق مشعل با بویلر

نحوه عملکرد بویلر بر مبنای قابلیت و توانایی مشعل و بویلر و کنترل کارکرد هماهنگ آنهاست. مشعلی که تطابق لازم با بویلر متال دیگ را نداشته باشد، راندمان پائین تری داشته و هزینه های مصرف انرژی و تعمیر و نگهداری بیشتری را بدنبال خواهد داشت.

محاسبه ی راندمان بویلر،  به دو روش به شرح ذیل قابل محاسبه است:

• الف- روش مستقیم یا روش انرژی ورودی به خروجی:بر مبنای نسبت انرژی خروجی به انرژی ورودی قابل محاسبه است.
• ب- روش غیرمستقیم یا روش تلفات حرارتی

محاسبه راندمان بویلر متال دیگ به روش مستقیم:

محاسبه ی بازده بویلر با روش مستقیم که از طریق رابطه ی زیر قابل محاسبه است، یک روش سریع و نسبتا ساده است :

به طوریکه داریم:

Q: مقدار بخار تولید شده برحسب (kg/h)

q: مقدار سوخت مصرف شده برحسب (kg/h)

GCV: ارزش حرارتی سوخت بر حسب (kCal/kg)

H: آنتالپی بخار بر حسب (kCal/kg)

h: آنتالپی آب ورودی بر حسب (kCal/kg)

 

محاسبه راندمان بویلر متال دیگ به روش غیر مستقیم

روش اتلاف حرارتی که روشی بسیار دقیق و صحیح برای تعیین بازده بویلر می باشد به طریق زیر قابل محاسبه است:

حرارت اتلافی – ۱۰۰ % = بازده بویلر

و تلفات حرارتی هم عبارتند از:

– تلفات حرارتی محسوس گازهای خروجی از دودکش

– تلفات حرارتی ناشی از هیدروژن و رطوبت (که در اثر سوختن هیدروژن در پروسه احتراق ، بخار آب تولید می شود. این بخار آب دربرگیرنده گرمای نهان تبخیر است که آب در پروسه تغییر فاز به بخار این مقدار انرژی گرمایی را دریافت نموده است.)

– تلفات ناشی از احتراق ناقص

تلفات ناشی از مواد قابل احتراق موجود در دوده

– تلفات حرارتی تابشی و کنوکسیونی از بدنه و اجزاء بویلر

راندمان حرارتی و واقعی بویلر متال دیگ

راندمان سوخت به بخار به بخار یا آب ، شاخص اندازه گیری همه جانبه راندمان حرارتی واقعی بویلر بوده که کار آمد بودن مبدل حرارتی بویلر را با احتساب کلیه تلفات حرارتی بویلر در نظر می گیرد.لذا این راندمان باید در ارزیابی اقتصادی بویلر مورد محاسبه قرار گیرد.

طبق دستور العمل ASME Power Test Code PTC.4.1 راندمان حرارتی واقعی بویلر متال دیگ توسط یکی از دو روش زیر قابل محاسبه است :

روش انرژی ورودی به خروجی : بر مبنای نسبت انرژی خروجی به انرژی ورودی قابل محاسبه است-

روش تلفات حرارتی : بر پایه احتساب کلیه تلفات حرارتی بویلر متال دیگ بنا شده است و با احتساب تفاضل مقادیر تلفات دودکش و تابشی و کنوکسیونی از میزان ۱۰۰% حاصل می شود .

 

بازدیدها: 2