دانلود پاور پوینت انوع بویلرها و اجزاء آن

انوع بویلرها و اجزاء آن  بش ر از قرنه ا پيش ب ه ق درت بخ ار پي ب رده ب ود ولي اس تفاده ص نعتي از ديگه اي بخ ار از س ال 1712ميالدي توسط (ساوري و نيوکامن) با ساخت اولين ديگ بخار با پوش ش س ربي ي ا چ وبي و ب ا فش ار کمي ب االتر از فش ار اتمس فر آغ از گردي د .در س ال 1725ميالدي ( هيس تک ب ويلر) ب ا ص فحات ف والد پ رچ ش ده و ب ا فش ار نس بي ( ( مورد استفاده قرار گرفت. شماي برش خورده از بويلر  با گذشت زمان مشخص گرديد که تنها شکل عملي استفاده از ديگ بخاري مدور ساختن آنهاست که در سال 1795با بوجود آم دن ص فحات ن وردي دي گ بخ ار بص ورت م دور س اخته ش د .از س ال 1873ديگه اي بخ ار بص ورت لول ه آبي ()Water Tube طراحي گرديد .در لوله هاي مايل اين نوع ديگ آب جريان پيدا کرده و توسط جداره لوله ها حرارت جذب مي شود .با توجه ب ه اف زايش س طحي انتق ال ح رارت ب ه به ترين وج ه ص ورتمي گيرد. با اف زودن اج زايي چ ون س وپر هي تر ،دي هي تر ،اکونوم ايزر و گرمکنه اي ه وا و ، ...ص ورت اولي ه ديگه اي بخ ار ب ه ت دريج بص ورت بويلره اي ب ا ظ رفيت بيش تر ام روزي تب ديل شد.س ير پيشرفت و تکامل بويلر به صورت زير بوده است: -1 افزايش درجه حرارت -2 افزايش فشار -3 افزايش تناژ بخار خروجي از بويلر -4 افزايش راندمان -5 سهولت کنترل -6 کاهش هزينه هاي ساخت ،بهره برداري و تعميرات -7 افزايش طول عمر بويلر  بويلرها با سوخت هسته اي(راکتور) بويلرها با سوخت فسيلي  اس تفاده از س وخت هس ته اي ب راي تولي د بخ ار فاق د ع واقب نامطلوب سوخت فسيلي مي باشد ،ولي نيروگاههاي هسته اي مقداري پرتو راديو اکتيو در محيط آزاد مي کنند که با اين حال اين ام ر قاب ل کن ترل ب وده و ب راي ک ارکرد ع ادي نيروگاهه اي هسته اي ،مقدار اين مواد بسيار پايينتر از حدي است که براي انسان و محيط زيان آور باشد .عالوه بر اين نفت و گاز را مي ت وان ب راي تولي د م واد پتروش يمي و بس ياري از ف راورده ه اي صنعتي ديگر به کار برد و نبايد اين ماده را تنها بعنوان سوخت مص رف ک رد .نيروگاهه اي هس ته اي از ران دمان ب االيي ب راي تولي د ان رژي ح رارتي برخوردارن د .ان رژي ک ه مي ت وان ب راي تولي د ب رق از آن اس تفاده ک رد .در تاسسيس ات نيروگاهه اي هسته‌اي ،يک سيال ثانويه بين راکتور و بويلر جريان مي يابد و در ب ويلر ،ح رارت از س يال ثانوي ه ب ه آب منتق ل مي‌ش ود .بخ ار حاصل نيز در يک سيکل بخار معمولي جريان مي يابد. بويلره اي نيروگاهه اي هس ته اي در ان واع مختل ف ط راحي مي‌گردند که مهمترين آنها راکتور آب سبک تحت فشار(راکتور آب جوشان ) Boiling Water Reactor-و راکتور با آب سنگين مي باشد.  در تم ام بويلره اي ص نعتي از س وخت فس يلي اس تفاده مي ش ود .همچ نين اک ثر ب رق تولي دي در نيروگاهه اي کش ورمان از س وخت فس يلي بخص وص م واد نف تي حاصل مي گردد. اس تفاده از س وخت فس يلي ب راي تولي د ب رق، گازکربني ک زي ادي تولي د مي کن د .دلي ل اين ام ر آن است که مقدار گرمايي که از سوختن سوخت فسيلي حاص ل مي ش ود ،بيش از س ه براب ر ان رژي الک تريکي تولي دي اس ت .مق دار گ ازکربنيکي ک ه از نيروگاهه اي فسيلي آزاد مي شود متناسب با مقدار گرمايي است که در اثر احتراق حاصل مي شود .بنابر اين توليد برق در نيروگاههاي با سوخت فسيلي يکي از منابعي است که سبب توليد مي شود. با توج ه ب ه ت اثيرات منفي س وخت فس يلي در زن دگي بش ر و محي ط زيس تي الزم اس ت ب ه ه ر وس يله ممکن در کاهش استفاده ازآن براي توليد برق اقدام شود.  ‏ ‏ ‏ ‏ ‏ -1بويلرهاي مخزني: اين نوع بويلرها شامل يک مخزن سربسته مي باشند که انتقال حرارت در خ ارج از آنه ا ص ورت گرفت ه و آب در داخ ل مخ زن ب ه بخ ار تب ديل مي ش ود. راندمان بويلرهاي مخزني بسيار کم بوده و در حدود %30است و فقط در مصارف صنعتي با ميزان بخار کم استفاده مي شوند. -2بويلرها با لوله هاي آتش(:)Fire tube در اين ن وع بويلره ا اط راف لول ه ه ا از آب پوش انيده ش ده اس ت و گازه اي حاصل از احتراق از داخل لوله ها عبور کرده و انتقال حرارت مابين آب و محصوالت انجام مي گيرد .محفظه احتراق(کوره) مي تواند در داخل يا در خارج بويلر قرار گيرد .راندمان بويلرهاي Fire Tubeحدود %70مي باشد ک ه جهت تولي د بخ ار در واح دهايي ب ا ظ رفيت و فش ار کم بک ار ب رده مي شود. -3بويلرها با لوله هاي آب جداري(:)Water Tube Boiler در ان واع مختل ف اين ن وع بويلره ا ،انتق ال ح رارت ب ر اث ر برخ ورد گازه اي حاصل از احتراق با سطح خارجي لوله هاي محتوي آب و بخار به روشهاي تشعش عي ،جابج ايي و ه دايت ص ورت مي گ يرد.مزيت آنه ا نس بت ب ه بويلرهاي فايرتيوب ،کم بودن قطر لوله هاي آب و بخار مي باشد که باعث مي ش ود تنش هاي ح رارتي کم تري ب ه س طح لول ه ه ا وارد ش ده و در نتيج ه مي ت وان اين بويلره ا را ب راي فش ارها و ظرفيته اي ب اال م ورد اس تفاده ق رار داد .راندمان اين نوع بويلرها در حدود 85الي 95درصد مي باشد.  ‏ يک ب ويلر از ن وع دي واره آبي ش امل ي ک ات اق اح تراق هم راه لول ه ه اي آب ،ه درها و درامهاي بخار و آب مي باشد .عالوه بر اين اجزاء داراي سوپر هيترها ,گرمکنهاي هوا, اکونومايزر و نگهدارنده ها مي باشد که همه اينها اجزاء بويلر را تشکيل مي دهد. در اين ن وع ب ويلر ه ا معم وال از لول ه ه اي عم ودي داراي فين بص ورت دي واره يکپارچ ه استفاده مي شود .ساختمان اين ديواره ها از يک سري لوله هاي عمودي تشکيل شده اس ت که توسط جوش دادن يک نوار فلزي بن ام Finبه هم متصل شده اند و ديواره اي پيوس ته ايج اد مي کنن د .لول ه ه اي دي واره آبي از آنجاييک ه تحت ت اثير ش ار ح رارتي بس يار ب االيي ق رار دارن د و از نوس انات فش ار و درج ه ح رارت ,بخص وص هنگ ام راه ان دازي از ح الت س رد برخ وردار مي‌باش ند ,ني از ب ه ط راحي دقي ق دارن د .معم وال لول ه ه اي آبي در محفظ ه اح تراق بط ور عم ودي ق رار مي گيرن د .اين لوله‌ه ا در ب اال و پ ايين روي ه درها ( )Headerب ه قس متهايي بن ام Stubک ه توام ا ب ا ه در س اخته ش ده و ي ا در عمل به آن جوش داده مي شوند ,وصل شده اند .وجود هدر ها در بويلر از تعداد لوله هايي که مستقيما به درام( )Drumوصل مي شوند ,مي کاهد .توزيع دما در لوله هاي دي وار آبي ب ه ع واملي نظ ير ض ريب انتق ال ح رارت جابج ايي در داخ ل لول ه ه ا ,مق دار ش ار ح رارتي در داخ ل محفظ ه اح تراق ,ض ريب ه دايت ح رارتي و ابع اد و س اختار هندسي لوله و فين بستگي دارد .وجود فين باعث توزيع نسبي يکنواخت شار حرارتي در جداره داخلي لوله مي گردد و افت حرارتي بويلر را کاهش مي دهد .همچنين فينها سطح تبادل حرارت را افزايش داده سبب تبادل بيشتر حرارت مي‌شوند.  بويلر ه اي ب دون درام ک ه داراي فش ار ف وق بح راني مي باش ند ب ه بويلره اي بنسون معروفند .در اين نوع بويلر طراحي مجموعه محوطه احتراق و لوله هاي ديواره اي به نحوي است که کليه آب تغذيه کننده موجود در لوله هاي ديواره اي پس از طي محوطه احتراق و لوله هاي ديواره اي به بخار تبديل ش ده و مس تقيما ب ه س مت س وپرهيترها ه دايت مي گردن د ,ل ذا اين بويلره ا بدون درام هستند .از آنجاييکه بويلرهاي بنسون داراي فشار بااليي هستند, تکنولوژي پيشرفته اي براي ساخت آنها مورد نياز است ,ولي به علت عدم وج ود درام ,وزن کم تري نس بت ب ه بويلره اي زي ر فش ار بح راني (درام دار) دارن د .در بويلره اي بنس ون حجم مشخص ي از آب تغذي ه ب ا يکب ار گ ردش در بويلر بايد به بخار تبديل شود .به عبارت ديگر عدد سيرکوالسيون ,يک مي باش د .ولي از آنج ا ک ه اين بويلره ا ب االي فش ار بح راني ک ار مي کنن د ,ب راي افزايش طول لوله هاي ديواره اي ,بر خالف بويلرهاي درام دار لوله ها را بص ورت م ورب در روي دي واره ه ا ط راحي مي کنن د ت ا ارتف اع ب ويلر ک اهش يابد.همچنين ضخامت لوله هاي ديواره‌اي به علت باال بودن فشار ,بيشتر از ضخامت لوله هاي بويلرهاي درام دار است .در ابتداي راه اندازي بويلرهاي بنسون براي جداسازي آب و بخار از هم از سيکلون استفاده مي کنند که با اس تفاده از خاص يت گري ز از مرک ز ,آب و بخ ار را از هم ج دا مي کن د و در ح الت ک ارکرد دائم ب ويلر ,از م دار خ ارج مي گردن د .همچ نين ب ه علت پ ايين ب ودن ع دد سيرکوالس يون کن ترل آنه ا نس بت ب ه بويلره اي درام دار دش وارتر اس ت و ب ه دلي ل نداش تن درام در ش رايط اض طراري ذخ يره آب و بخ ار نخواهند داشت.  ‏ ‏ ‏ ‏ ‏ ‏ ‏ -1هيترهاي گازي غير مستقيم(:)Indirect Heater ازنوع fire tubeميباش ند و يکي از م وارد استفاده آنها گرم نمودن گاز طبيعي پس ازفشارشکن(گاز شهري) است. -2هيترهاي گازي مستقيم (:)Direct Heater که ب ه ک وره پااليش گاهي ن يزمعروف ب وده و از ن وعWater Tubeهس تند.لوله ه ا بط ور مس تقيم درمع رض ش عله وح رارت هس تند(تشعش ع ص ورت مي گ يرد) و بخش کويل گونه که درمعرض انتقال حرارت جابجايي مي باشند. -3بويلرهاي واکنش شيميايي(راکتور): بويلر بازي اب ح رارتي ( )Recovery Boilerواس توانه اي ش کل مي باش ند ک ه در مجتم ع ه اي پتروش يمي مورداس تفاده ق رار مي گيرن د و کويله اي ح رارتي آنه ا بصورت مارپيچي در صفحه مي باشند. -4بويلرهاي سيکل ترکيبي)Heat Recovery Steam Generator( : اين بويلره ا از ن وع بازي اب مي باش ند و جهت اس تفاده ازان رژي گازه اي خ روجي نيروگاه گازي(توربين گازي) استفاده ميشوند(شکل .)3-نيروگاه سيکل ترکيبي در واقع ترکيبي است بين نيروگاه بخار و توربين گاز جهت افزايش راندمان کلي سيس تم ،در اين ن وع ،بخش ت وربين گ از مي توان د از سيس تم ج دا ش ده و خ ود مستقل کار کند. -5 بويلرهاي بازيافت(:)Recovery Boiler که در بخش کوره هاي ذوب مورد استفاده قرار ميگيرند. اين بويلره ا درمجتم ع ه اي ذوب فل زات درمس ير مس تقيم مدار ذوب نصب مي شوند وامکان جدايش آنها از سيستم در حال کار وجود ندارد. ‏ -6 بويلرهاي زباله سوز)Incinerator Boiler(: هدف اص لي ازبين ب ردن زبال ه ه اي ش هري و خ انگي مي باش د ض من اينک ه ب ا اين عم ل ب رق ن يز تولي د ميش ود .اين بويلره ا ب ه تجه يزات اض افي قب ل و بع د از ب ويلر ني از دارند(جهت انباشت زباله و تخليه خاکستر). ‏ -7 بويلرهاي ذغال سنگ سوز(:)Coal Boiler دراين بويلرها نيز به دليل استفاده از ذغال سنگ به عنوان س وخت ب ه تجه يزات ج انبي قب ل و پس از ب ويلر ني از مي باشد.  هر ب ويلراز اجزاءگون اگوني تش کيل ش ده اس ت ک ه هرک دام جهت هدفي خاص دربويلرنصب مي شوند .قسمتهاي مختلف ب ويلر ب ا توج ه ب ه ن وع ک ارکرد ب ه چن د دس ته کلي تقس يم مي شوندکه عبارتند از: اجزا تحت فشار(: )Pressure Part به تم ام قس متهايي ک ه از داخ ل آنه ا آب ي ا بخ ار عب ور مي کند(مثل لوله ها و هدرها)و فشار داخل آنها نسبت به محيط اط راف بس يار بيش تر اس ت اج زاء تحت فش ار مي گويند(شکل .)4-بطور کلي مسير آب ازپمپ تغذيه آب بويلر ( )Boiler Feed Waterتا خروجي سوپرهيترها(Super )Heaterبه اجزاء تحت فشار معروفند که به ترتيب عبارتند از: لوله اصلي تغذيه آب(: )Main Feed Water Pipe ‏ انتق ال دهن ده آب از خ روجي پمپ تغذي ه ب ويلر ت ا ه در ورودي اکونومايزر مي باشند.  به ط ورکلي وظيف ه ه ر ه در توزي ع ي ا جم ع نم ودن سيال(آب يا بخار)مي باشد. الBف) هBدر توزيBع کننBده :اگر تعداد خروجي هاي هدرنس بت ب ه وروديه اي آن بيشترباش د ،ه درتوزيع کننده است .به عبارتي هدر ورودي مي باشد. ب‌) هBBدر جمBBع کننBBده :اگ ر تع داد وروديه اي هدرنس بت ب ه خ روجي ه اي آن بيش تر باش دهدر از نوع جمع کننده يا هدر خروجي مي باشد.  ‏ ‏ ‏ ‏ هدف از س اخت اکونوم ايزر اف زايش ران دمان ب ويلر مي باش د .زي را هرچ ه م يزان ج ذب ان رژي گرم ايي حاص ل از گازه اي اح تراق توس ط آب بيشترباش د م وجب مي شود که راندمان بويلر نيز افزايش يابد چرا که حداکثر راندمان حرارتي چيزي جز ح داکثر انتق ال ح رارت بين دو س يال س رد و گ رم نيس ت .ب ه عب ارت ديگ ر وظيف ه اکونوم ايزر اف زايش درج ه ح رارت آب ورودي ت ا ن زديکي دماياش باع (ح دود کم تر از دم اي اش باع آب) مي باش د و م وجب جلوگ يري از ک اهش دم اي آب موج ود در درام مي شود و نيز محل نصب آن درمحل خروجي گازهاي حاصل از احتراق است. جهت انتقال حرارت بيشتر ،به سطوح حرارتي زيادتري نياز مي باشد.لذا بدين علت اس ت ک ه لول ه ه اي اکونوم ايزر را بص ورت فين دار مي س ازند(وج ود فين دراط راف لول ه س بب اف زايش س طوح ح رارتي مي‌ش وند).وج ود ي ا ع دم وج ود فين در اط راف لول ه ه اي اکونوم ايزر بس تگي ب ه ن وع س وخت مص رفي ب ويلر دارد .اگ ر س وخت مصرفي از نوع سوخت سبک باشد (مانند گاز طبيعي)از لوله هاي فين دار استفاده ميش ود زي را افت فش ار گازه اي حاص ل از اين ن وع س وخت کم مي باش د .ولي لوله هاي بدون فين اگرسوخت مصرفي از نوع سنگين (مانند مازوت) باشد از در اکونوم ايزر اس تفاده مي ش ود .بط ور کلي اگ ر افت فش ار گازه اي حاص ل از احتراق کم باشد لوله هاي اکونومايزر فين دار هستند در غير اين صورت بدون فين هستند. آرايش لوله هاياکونومايزر به دو صورت است: آرايش مربعي ()Iin Line )a آرايش مثلثي ()Stager )b  ‏ وظيفه درام جداسازي آب و بخار از يکديگر مي باشد .تجهيزاتي که توسط شرکتهاي مختلف براي جداسازي بخار بکار مي رود متفاوت بوده ولي اساس کار آنها يکي است .در کليه اين تجهيزات مخلوط آب و بخار وارد جداکننده آب و بخار ( )Separatorشده و با حرکت چرخشي که به سيال (آب و بخار)داده مي شود بدليل نيروي گريز از مرکز که ايجاد مي شود و قطرات آب بعلت سنگيني وزن از بخار جدا مي گردند. سپس بخار پس از عبور از صفحات خشک کننده( )Drierآخرين قطرات آب خود را نيز از دست داده و به سمت لوله هاي سوپر هيتر هدايت مي شود و آب بدون ذرات بخار توسط لوله هاي پايين آورنده (Down )Comerبه سمت لوله هاي ديوارهاي ( )Water Wallهدايت مي شوند. دومين وظيفه درام عمل نمودن به عنوان يک مخزن و ذخيره‌اي براي بويلر است .درام مي تواند با ذخيره آب يا بخار در خود ،در شرايط بحراني بهره برداري از بويلر مقداري از نيازهاي آب يا بخار را تامين نماييد .در درام تقسيم يکنواخت آب ورودي از اکونومايزر و تزريق بعضي از محلولهاي شيميايي به بويلر انجام مي گيرد.از آنجا که فشار داخل درام زياد است لذا آنرا به شکل استوانه‌اي که از قوانين مخازن تحت فشار جدار ضخيم تبعيت مي‌کند ،طراحي مي‌نمايند. )a  لوله‌ه اي س اده ک ه در داخ ل بل وک ق رار گرفته‌ان د و معم وال ب ه آنه ا Boiling Wall مي‌گويند. )b  لوله‌ه اي س اده ک ه نزدي ک هم ق رار گرفته‌اند و بنام لوله‌هاي مماسي معروفند. )c  لوله‌هاي فين دار  ‏ ‏ ‏ ‏ ‏ ‏ ‏ توزيع متعادل شار حرارتي در امتداد سطح داخلي لوله‌ها وجود سطوح گسترده فين که باعث کاهش فلز لوله براي جذب ‏o حرارت مي‌شود. oعدم نشت محصوالت احتراق به خارج از بويلر که عالوه بر کاهش آل ودگي محي ط ب ويلر ،ب اعث مي‌ش ود ک ه از I.D. Fanب ا ق درت کم تري استفاده گردد. استحکام زيادديواره‌ها و لوله‌ها ،که باعث مي‌شود در اثر تنشهاي ‏o حرارتي ،دچار خميدگي نشود. کاهش زمان نصب ‏o کاهش وزن ديواره‌ها و راه اندازي ساده‌تر بويلر ‏o oبه دليل عدم تماس بين عايق کوره‌ها و محصوالت احتراق به عمر عايقه ا اف زوده ش ده ،و جنس آنه ا ن يز ازلح اظ اقتص ادي مناس بتر خواه د شد .عالوه بر هزينه ،تعمير و نگهداري نيزدر اين زمينه کاهش مي‌‌يابد. لوله‌ه ا مي‌توانن د ب ه گ ونه‌اي ط راحي ش وند ک ه س رعت س يال ‏o داخل آن با ميزان انتقال حرارت متناسب باشد.