موارد استفاده کوره ها

موارد استفاده کوره ها

اسلاید 1: موارد استفاده کوره هادر فرايند، کوره براي وظايف مختلف به شرح زير در نظر گرفته مي‌شود:توليد مديا حرارتي خشک کردنبخار سازي کراکينگ و ريفرمينگ

اسلاید 2: دسته‌بندي کوره‌ها بر مبناي هدف عملياتي آن در يک تقسيم بندي کلي کوره را به شرح زير دسته بندي مي‌نماييم.کوره‌هاي توليد مديا حرارتي کوره‌هاي خشک کن کوره‌هاي بخار سازي کوره‌هاي فرآيندي

اسلاید 3: کوره‌هاي بخارسازي وظيفه اصلي اين کوره‌ها توليد بخار براي يوتيليتي سيستم تحت فشارهاي مختلف مي‌باشند اين کوره‌ها به دو دسته عمده بويلرها و سيستم هاي بخار ساز ترکيبي نيروگاهي تقسيم مي‌شوند.

اسلاید 4: کوره بخار سازي سيکل ترکيبيدر بيشتر فرايند‌ها، انرژي مورد نياز براي واکنش بوسيله احتراق يک سوخت در کوره تامين مي‌گردد و حرارت ايجاد شده بسته به نياز در نقاط مختلف فرايند مصرف مي‌شود.

اسلاید 5: بويلر کوره‌اي است بوسيله سيستم هاي مختلف و تجهيزات متعلقه، عمليات بخارسازي را با فشارهاي مختلف حاصل مي‌نمايدبویلر

اسلاید 6: ديگها ی بخار ( انواع و كاربرد آنها (ديگهاي بخار اوليه ديگهاي بخار لوله، آتشيديگهاي لوله –آبي تركيبي ( تركيب لوله - آتشي و لوله -آبي )ديگهاي بخار چند مخزني

اسلاید 7: اساس دسته بندی ديگها ی بخار 1- از نظرمصارف بویلر در صنایع 2- فشار سیکل آب و بخار3- مصالح متالوژیکی 4- سطوح تبادل حرارتی5- محتوای لوله های بویلر 6- تیپ و شکل7- اسم سازنده 8- فشار کوره بویلر9- نوع احتراق 10- منبع انرژی بویلر11- نوع سیال عامل 12- سیکل سیال عامل13- ظرفیت بویلر 14- موقعیت لوله های بویلر

اسلاید 8: تقسيم بندی بر اساس تيپ و شکل ديگهاي بخار دو پاسه ( Two pass Boiler )داراي كوره دو گذر بوده و سطوح انتقال حرارت نظير لوله هاي آبي ، super Heater هاي دماي بالا در پاس اول و super Heater هاي دماي پايين و Deheater ها و اكونومايزر در پاس دوم خواهند بود .ديگهای بخار برجي ( Tower Type Boiler )تمام تجهيزات انتقال حرارت نظير ديوارهاي آبي ، super Heater هاي و اكونومايزر ، همگي در يك پاس و پشت سر هم از پايين به بالا نصب مي شوند . ديگهاي بخار بزرگ جعبه اي ( Box Type Boiler )تمام تجهيزات انتقال حرارتي درون ساختماني شبيه يك جهبه سازماندهي شده اند .

اسلاید 9: تقسيم بندی بر اساس ظرفيت ديگ هاي بخار لوله اي ( Water Tube Boiler ) ديگهاي بخار پوسته اي ( Shell Boiler )-ديگهاي بخار قطاعي ( Sectional Boiler )منظور از ظرفيت در طبقه بندي ديگهاي بخار اين است كه بعنوان مثال ديگهاي بخار قطاعي با ظرفيتهاي پايين آب گرم براي مصارف خانگي توليد مي كنند و ديگهاي بخار پوسته اي با ظرفيتهاي متوسط در كارگاهها و كارخانجاتي كه مصرف بخار در آنها كم مي باشد مورد استفاده قرار مي گيرند و در نهايت ديگهاي بخار لوله اي با ظرفيتهاي بالا در مجتمع پتروشيمي يا نيروگاهها استفاده مي شوند .

اسلاید 10: ديگهاي بخار لوله اي ( Water Tube Boiler) اين ديگهاي بخار از ظروفي ( Drums ) با قطر نسبتاً كوچك ساخته شده اند كه توسط لوله هاي به يكديگر متصل شده تا در فشارهاي بالا كارايي داشته باشند .قطعاتي به نام Riser در قسمت داغ ديگ بخار چرخه آب را از Drum آب به Drum بخار فراهم مي كنند . حبابهاي بخار بالاي Riser موجب مكش آب به درون لوله ها مي شود و آب پس از رسيدن به Drum بخار و جدا شدن بخار ، مجدداً چرخه فوق را طي مي كند .ظرفيت اين ديگهاي بخار از kw 5200 تا مقادير مورد نياز نيروگاهها mw 2000 مي باشد . براي بدست آوردن اين محدوده وسيع از ظرفيت ، لازم است از 2 تا 4 Drum با لوله هاي مستقيم يا خميده استفاده شود .

اسلاید 11: ديگهاي بخار پوسته ای ( Shell Boiler) آب در داخل پوسته استوانه اي اين ديگهاي بخار جريان دارد ، كوره و لوله هاي حامل گازهاي حاصل از احتراق ( smoke tube ) كه از ميان آب مي گذرند در داخل پوسته واقع اند .قطر لوله هاي حامل گاز بر روي راندمان و اندازه فيزيكي ديگ بخار تأثير گذار است . ترجيح داده مي شود كه از تعداد زيادي لوله با قطر كم استفاده شود تا راندمان ديگ بخار بالا بماند اين نوع ديگ بخار در دو دسته افقي و عمودي قرار مي گيرد . ديگهاي بخار پوسته افقي معمولاً به صورت يك واحد كامل ( pakage Boiler ) ساخته مي شوند و تمامي تجهيزات لازم از جمله پمپ خوراك ، شيرهاي مختلف اتصالات ، سيستم الكتريكي و …را به همراه دارند.نوع عمودي ديگهاي بخار پوسته اي نيز وجود دارد كه در مقايسه با ديگهاي بخار افقي از ظرفيت كمتري برخوردار بوده و جاي كمتري نيز نياز دارند .

اسلاید 12: ديگهاي بخار قطاعي ((Sectional Boiler اين ديگهاي بخار آب داغ با فشار پايين براي سيستم هاي مركزي توليد مي كنند . تعداد قطاعهاي آنها با توجه به ظرفيت مورد نياز مي تواند از kw 30 تا kw 750 تغيير كند . شعله حاصل از مشعل اين ديگ بخار در ميان قطاعها و جريان آب از حفره هاي واقع در ديواره قطاعها عبور مي كند .

اسلاید 13: تقسيم بندی بر اساس سيركولاسيون سيال عامل ديگهاي بخار با سيال طبيعيدر اين ديگهاي بخار نيروي ايجاد شده جهت چرخش سيال عامل از اختلاف دانسيته سيالات قبل و بعد از انتقال حرارت حاصل مي شود .ديگهاي بخاري با سيال اجباريدر اين ديگهاي بخار عامل حركت سيال ، مولدهاي خارجي خواهند بود . در اين سيركولاسيون محدوديت فشار براي سيال منتفي مي شود ، در اين ديگهاي بخار مولد حركت سيال پمپهاي ( Boiler Circulating Pump ) مي باشند .ديگهاي بخاري با سيكل مختلطبراي توليد بخار داغ در دو حوزه فشار بالا و پايين كار مي كنند در فشار پايين نيروي حاصل از شناوری براي سيركولاسيون طبيعي كافي بوده ولي درفشار بالا سيركولاسيون اجباري است

اسلاید 14: تقسيم بندی بر اساس فشار عملیاتی ديگهاي بخار با فشار پاییندر اين ديگهاي بخار فشار عملیاتی کمتر از 200 psi است. ديگهاي بخار با فشار متوسطدر اين ديگهاي بخار فشار عملیاتی بین 500 تا 200 psi است. ديگهاي بخار با فشار متوسطدر اين ديگهاي بخار فشار عملیاتی بین 500 تا 2000 psi است.

اسلاید 15: تقسيم بندی بر اساس محتوای لوله ديگ بخار لوله آتشي ( Boiler Fire-Tube ) 1- Fire – Box 2- The Scotch Martineدیگ بخار لوله آبی (water – Tube Boilers)ديگ بخار) Bent – Tube Boilers)

اسلاید 16: ديگ بخار لوله آتشي (Boiler Fire-Tube)در ديگهاي بخار لوله آتشي ، آتش و گاز حاصل از احتراق از درون لوله ها جريان مي يابند و باعث جوشش سيال انرژي گيرنده ( آب ) در خارج محيط لوله مي گردند . انواع متنوعي از ديگ بخارهاي Fire – Tube براي توليد بخار در صنعت استفاده مي شود كه قدمت آن به حدود 80 سال مي رسد . ديگ بخارهاي Fire – Tube هنوز در صنايعي كه توليد بخار اشباع مي كنند و فشارشان در حدود و بالاتر از psig 250 ودبي(lbm/h) 50000 مي باشد به كار مي روند . ديگ بخار Fire – Tube با مخزني حاوي آب مي باشد . پوسته كه بخش تحتاني ديگ بخار است توسط گازهاي حاصل از احتراق حرارت مي بيند .در ديگهاي بخار Fire – Tube كه اكنون ساخته مي شوند گازهاي داغ ، به جاي بخار از ميان لوله ها عبور و يا مايل قرار مي گيرند . در اولين ديگهاي بخاري ساخته شده اند لوله هايي به صورت افقي مي باشند .

اسلاید 17: ديگ بخار لوله آتشي (Boiler Fire-Tube)ديگ بخارهاي Fire – Tube دو نوع هستند .1) Fire – Box 2) The Scotch Martine در Fire – Box Boiler كوره يا Fire – Box و Fire – Tube ها در پوسته قرار دارند . در صورتي كه در Scotch Martine كوره معمولاً در زير پوسته قرار دارد و گازها حاصل از احتراق ازانتهاي عقبي محفظه خارج شده و از ميان Fire – Tube ها گذشته ، سپس به دودكش مي روند .ديگهاي بخار Scotch Marine معمولاً با سوخت هاي مايع و يا گازي كار مي كنند . براي توليد بخار اشباع با ظرفيت كم و فشار پايين از ديگهاي بخار Fire – Tube استفاده مي كنند . قطر پوسته ديگهاي بخار Fire – Tube در فشار و دبي هاي بالا ، به منظور تحمل تنش زيادتر در نتيجه حجيم تر مي شوند .

اسلاید 18: ديگ بخار لوله آبی (Boiler Water-Tube)احتمال انفجار ديگهاي بخار در دما و فشار بالا تا سال 1867 وجود داشت تا اينكه طرحي مدرن براي ديگهاي بخار ارائه شد و آن را ديگ بخار water – Tube غير انفجاري No explosive ناميدند. پيشرفت توربينهاي بخار و احساس نياز به بخار با فشار و دبي بالا باعث توسعه ديگهاي بخار ابتدايي water – Tube شد . در ديگهاي بخار water – Tube توزيع فشار در لوله ها باعث كوچكتر شدن قطر Drum مي گردد كه اين امر باعث افزايش مقاومت ديگهاي بخار در برابر فشارهاي خارجي مي شود .پيشرفت ديگهاي بخار water – Tube بيشتر از ديگهاي بخار Fire – Tube بوده به طوري كه در بيشتر ديگهاي بخار آب و بخار فشار بالا در داخل لوله ها و گازهاي حاصل از احتراق در پوسته جريان دارد .

اسلاید 19: Boiler Straight-Tubeيكي از انواع ديگهاي بخار water – Tube است . در اين ديگ بخار لوله هاي آب مستقيم قرار گرفته كه توسط دو هدر ( Header ) عمودي به يكديگر متصل شده اند . آب اشباع توسط Down Comer وارد لوله هاي ديگ بخار بمنظور جوشيدن مي شود . Riser مخلوط آب و بخار را به پایین منتقل مي كند .دانسيته آب در Down Comer خيلي بيشتر از دانسيته مخلوط آب و بخار در Riser بوده كه باعث گردش طبيعي Natural Circulation مي شود Drum آب خوراك دريافتي از پيش گرمكن آب را به ديگ بخار منتقل مي كند و بعد از دريافت بخار اشباع آن را به Super Heater مي فرستد . در Drum از جدا كننده بخار ( Steam Separator ) استفاده مي شود كه قبل از ارسال بخار به Super Heater آب از بخار جدا شود . از طريق وروديهاي پائيني رسوبات موجود در آب به مخزن جمع كننده رسوب ( Mud Drum ) تخليه مي شوند .Drum هاي ديگهاي بخار مي توانند به شكل طولي يا عرضي باشند .Drum طولي در فشارهاي پايينتري نسبت به Drum عرضي كار مي كنند .

اسلاید 20: ديگ بخار Bent – Tube Boilers ديگهاي بخار Bent – Tube به جاي لوله هاي مستقيم از لوله هاي خميده در بين Drum ها و Header ها استفاده مي كنند . به منظور استفاده حداكثر از گرماي گازهاي حاصل از احتراق يك حائل در مسير گازها قرار داده مي شود .آب در 0F 450 تا 0F 500 از گرمكن آب خوراك به اكونومايزر رفته و بصورت اشباع يا دو فاز با كيفيت پايين وارد Steam Drum و سپس وارد Header مي شود . Header مخلوط دو فازي را به لوله هاي آب ديگ بخاربراي دريافت حرارت گازهاي حاصل از احتراق هدايت مي كند . به منظور جدا كردن آب از بخارات توليد شده مخلوط دوباره به Steam Drum فرستاده مي شود .آب جدا شده به وسيله Drum Comer به لوله هاي ديگ بخار برگشته و بخارات براي افزايش فشار به Super Heater هدايت مي شوند .هواي مصرفي از طريق(Forced Draft Fan) F.D Fan تأمين شده بوسيله گاز خروجي حاصل از احتراق پيش گرم بعد از اختلاط با سوخت دمایی حدود 0F 3000 توليد مي كند .

اسلاید 21: ديگ بخار Bent – Tube Boilersگازهاي احتراقی بعد از تبادل انرژي با Super Heater و water Tube ها با دماي 600 كوره را ترك و بمنظور افزايش بهره وري به Air Preheater و اکونومایزر هدايت مي شوند. در نهایت دماي گاز خروجي درStack F˚ 300 است هدايت گازهای خروجی توسط I.D.Fan (Induced Draft Fan) صورت مي گيرد. دما ي F˚ 300 در Stack به دو دليل الزامي است 1) به منظور جلوگيري از خوردگي در Stack دماي گاز بايد بالاتر از دماي نقطه شبنم آب و بخار موجود در گاز باشد .2) گازهاي خروجي بايد سبكي لازم جهت حركت به بالاي Stack براي پراكندگي Dispersion) به اتمسفر را داشته باشند .

اسلاید 22: بويلر جهت بخار سازي نياز به سيستم هاي زير نياز دارد Mud DrumSteam Drumتيوبهاي Riser تيوبهاي Down Comer Dearator سيستم سوخت بويلر سيستم هواي احتراق کوره سيستم هاي کنترل و ايمني تجهیزات بویلر

اسلاید 23: Down Comer ها وظيفه انتقال آب ازSteam Drum بهMud Drum و در حين اين عمل حرارت دادن آب به وسيله شعله را دارا هستند.Riser ها آب گرم شده در سيستم را که به حالت دو فازي رسيده را به Steam Drum منتقل مي‌نمايند.Mud Drum وظيفه جداسازي رسوبات احتمالي را از سيستم به عهده دارد. Steam Drum وظيفه جداسازي بخار از مايع را دارد به نحوي که بخارها در جهت خروجي بالا هدايت و مايعات نيز به وسيلهDown Comer ها دوباره به محيط عمل بازگردانده شوند، به عهده دارند.وظیفه اجزای بویلر

اسلاید 24: Down Comer ها وظيفه انتقال آب ازSteam Drum بهMud Drum و در حين اين عمل حرارت دادن آب به وسيله شعله را دارا هستند.Riser ها آب گرم شده در سيستم را که به حالت دو فازي رسيده را به Steam Drum منتقل مي‌نمايند.Mud Drum وظيفه جداسازي رسوبات احتمالي را از سيستم به عهده دارد. Steam Drum وظيفه جداسازي بخار از مايع را دارد به نحوي که بخارها در جهت خروجي بالا هدايت و مايعات نيز به وسيلهDown Comer ها دوباره به محيط عمل بازگردانده شوند، به عهده دارند.لوله های انتقال آب

اسلاید 25: اين سيستم خود به اجزاي جزيي تر به شرح زير تقسيم مي‌شود که عبارتند از: سيستم polishingسيستم Dearator سيستم تزريق آبسيستم Steam Drum متعلقات آن سيستم Dosing مواد شيمياييسیستم بخار سازی

اسلاید 26:

اسلاید 27: سيستم polishingآب مورد استفاده در سيستم هاي بخار سازي بايد عاري از مواد معدني باشد. وجود املاح معدني در آب باعث ايجاد رسوب در مبدل ها و ساير تجهيزات سيستم بخارسازي مي‌گردد. در خيلي از شرايط اين رسوبات تثبيت شده که باعث کاهش انتقال حرارت و ميزان بخار توليدي مي‌شود که براي حذف املاح معدني موجود آب را از بستر‌هاي آنيوني ، کاتيوني عبور مي‌دهند.يون هاي مثبت در بستر آنيوني و يون هاي منفي موجود در آب در بستر کاتيوني جدا مي‌گردد. اين آب اصظلاحا آب (De-mineral ) DM ناميده مي‌شود. شکل شماتيک اين سيستم به صورت زير مي‌باشد.

اسلاید 28:

اسلاید 29: سيستم Dearator وجود هرگونه اکسيژن در آب باعث خوردگي در سيستم بخار سازي مي‌گردد لذا بايد تمهيدات لازم در جهت حذف اکسيژن در نظر گرفته شود. عمليات اکسيژن زدايي به دو روشMechanical dearation و Chemical dearation صورت مي‌گيرد.

اسلاید 30: Mechanical dearation عمليات اکسيژن زدايي مکانيکي (فيزيکي) به اين صورت انجام مي‌شود که با تزريق بخار به آب عملياتStriping آب صورت مي‌گيرد. اين عمليات تحت عامل افزايش دماي آب (افزايش دما در آب باعث کاهش قابليت انحلال گازها در مايعات مي‌گردد) و ايجاد قليان وStrip نمودن آب صورت مي‌گيرد. اين عمليات علاوه بر جداسازي اکسيژن CO2 محلول در آب را نيز جدا مي‌نمايد.

اسلاید 31: Chemical dearation عمليات هوا زدايي مکانيکي، غلظت اکسيژن حل شده را تا ميزان قابل توجهي کاهش مي‌دهد اما از آنجا که وجود هرگونه اکسيژن باعث خوردگي مي‌گردد بايد مقدار باقيمانده اکسيژن را با استفاده از يک ماده شيميايي کاهش داد. ماده شيمايي انتخاب شده بايد به گونه‌اي باشد که با اکسيژن ترکيب پايداري توليد و در ضمن اين ترکيب، به لحاظ شيميايي خنثي و نيز قابل جداسازي باشد. اين سيستم ها معمولا داراي يک برج جهت افزايش راندمان جداسازي اکسيژن يک درام جهت Hold up آب و تجهيزات جانبي آن مي‌باشد.

اسلاید 32: سيستم تزريق آببه طور معمول سيستم تزريق آب از چند پمپ تشکيل شده است. با توجه به اهميت وافر تزريق آب به سيستم بخار سازي، دو پمپ به صورت موازي استفاده مي‌نمايند که سيستم گردانده يکي ازاين پمپ ها، توربين بخار و ديگري را برقي طراحي مي‌نمايند.

اسلاید 33: سيستم Steam Drum و متعلقات آن هر سيستم بخار سازي داراي Steam Drum و متعلقات مربوطه است. Steam Drum وظيفه جداسازي بخار و آب را به عهده دارد. از Steam Drum به وسيله لوله‌هايي به نامDown Comer به قسمت مبدل و يا کوره حرارتي انتقال مي‌يابد. آب گرم شده تحت عامل حرارتي کوره يا سيال فرآيندي خروجي توسط لوله‌هايي به نام رايزر به Steam Drum انتقال مي‌يابد.

اسلاید 34: سيستم Dosing مواد شيمياييبا توجه به اينکه وجود هر گونه خوردگي و نيز رسوب در سيستم بخار سازي ايجاد مشکل مي‌کند، بايد سيستم از وجود هرگونه اکسيژن و رسوبات حفاظت گردد. اين کار توسط تزريق مواد شيميايي خاصي صورت مي‌گيرد. با تزريق مواد شيميايي خاص سيستم بخار و سيستم، pH را در فاز بخار بالاي 8 نگه مي‌داريم. جهت تنظيم غلظت املاح موجود در سيستم بخارسازي درصدي از آب جبراني را به عنوان آب دور ريز از سيستم خارج مي‌نمايند. براي اين کار معمولا از دو سيستم دور ريز مداوم و يا مقطعي استفاده مي‌نمايند.

اسلاید 35: هدف از تزریق مواد شيميايي1- تنظیم اسیدیته و حفظ میزان قلیاییت برای جلوگیری از تشکیل رسوبجهت تنظيم 2- سختی گیری از اب ورودی3- جلوگیری از تشکیل لجن4- حفاظت از بخش های در معرض حرارت از آب گرم5- هواگیری و جلوگیری از خورندگی اکسیژن6- جلوگیری از تشکیل فوم7- تشکیل فیلم محافظ برای جلوگیری از خوردگی8- جلوگیری از خوردگی توسط بخارات کندانس شده

اسلاید 36: سیستم احتراقسیستم احتراق شامل سیستم انتقال سوخت و هوای مورد نیاز مشعل ها است1- سیستم سوخت رسانیدر مشعلهای دوگانه سوز دو خط انتقال جداگانه برای انتقال سوخت مایع و گاز وجود دارد. سوخت مایع بویلر بوسیله پمپ از مخازن نگهداری تا مشعلهای بویلر ارسال می شود. در مسیر انتقال سوخت از صافی هایی به جهت آشغال زدایی عبور داده می شود. درضورتیکه سوخت مایع مورد نظر ویسکوزیته بالایی داشته باشد باید بوسیله گرمایش آنرا گرم کرد تا راحت تر حرکت کندسوخت گازی از مخازن گاز وارد سیستم جداکننده یا صافیها شده و بوسیله خطوط انتقال به سمت بویلر منتقل می گردند قبل از ورود این سوخت به مشعلهای بویلر از دو شیر ایمنی استفاده می شود تا در مواقع ضروری جریان سوخت به مشعل ها را قطع کند.

اسلاید 37: سیستم احتراق2- سیستم تامین هوای احتراق مورد نیازهوای مورد نیاز احتراق از طریق کانالهای ورودی هوا به سمت فن ها کشیده می شود. در محل ورود هوا به این کانال از صافی استفاده می گردد. حرکت هوا با سرعت زیاد در این کانالها موجب تولید صدای زیاد می شود از اینرو در بعضی واحدها از صدا خفه کن استفاده می شود در مناطق سرد و حتی در بعضی مناطق گرم از پیش گرم کن برای افزودن بازده احتراق استفاده می شود.

اسلاید 38: سیستم عبور گازهای حاصل از احتراقپس از احتراق سوخت در مشعل گازهای احتراقی در محفظه احتراق تشکیل می گردند. در این قسمت که بخش تابشی بویلر را تشکیل می دهد گازهای گرم پس از برخورد با تعدادی از لوله های بالا رونده از مسیری وارد بخش جابجایی می گردند. در ابتدای ورود به بخش جابجایی یعنی در گرمترین بخش جابجایی سوپر هیتر ها قرار دارد. گازهای حاصل از احتراق پس از سوپرهیترها به سمت لوله های پایین رونده رفته و در نهایت وارد کانال گاز Gas duct می گردند. غالبا در مسیر جابجایی از بفل ها یا دیواره هایی استفاده شده است که تا حد تمکان گازهای حاصل از احتراق با سطوح جذب حرارتی تماس بیشتری داشته باشد. گازهای حاصل از احتراق بعد از کانال وارد بخش اکونومایزر و در نهایت دودکش می گردند.

اسلاید 39: پمپ تغذیهوظیفه این پمپ انتقال آب به مخزن بخار و دی سوپرهیتر بویلر است. عموما از پمپ های سانتریفوژ و رفت و برگشتی برای این منظور استفاده می شود. پمپ های تغذیه معمولا دارای دو نوع محرک توربینی و الکتروموتور هستند. در زمان راه اندازی بویلرکه هنوز بخار در دسترس نیست از پمپ الکتریکی استفاه می شود و پس از راه اندازی و تولید بخار پمپ های توربینی در سرویس قرار می گیرند. زیرا چنانچه به هر دلیلی برق واحد بخار قطع و یا دچار نوسان شود خللی در تولید بخار مجتمع بوجود نیاید و واحدهای مصرف کننده بخار دچار مشکل نشوند.

اسلاید 40: مخزن بخارآب ورودی به بویلر وارد مخزنی به نام Steam drum می شود و از طریق لوله هایی به نام لوله های پایین رونده به سمت مخزن لجن منتقل می گردند. مخلوط آب گرم و بخار نیز توسط لوله های بالا رونده به این مخزن منتقل می شوند با تجمع بخار در مخزن بخار فشار بالا رفته تا به فشار عملیاتی برسد و طی مراحل جداسازی قطرات آب به بیرون انتقال داده می شود. در صورتیکه فاز بخار و مایع بخوبی از هم جدا نشوند دو پدیده متداول در بویلرها اتفاق می افتد1- پدیده Carry Over : در صورتیکه قطراتی از آب به همراه بخار از مخزن بخار به سمت سوپرهیتر برود به آن Carry Over می گویند. این پدیده سبب بروز مشکلاتی در بخش سوپرهیتر می شود. به این صورت که قطرات آب حاوی املاحی هستند که پس از تبخیر در سوپرهیتر بر روی جداره های داخلی آن رسوب می کنند. بر اثر افزایش این رسوبات مشکل Over Heat شدن لوله ها و خرابی آنها بوجود می آید.

اسلاید 41: مخزن بخار2- پدیده Carry Under : در صورتیکه در آب ورودی به لوله های پایین رونده مقداری بخار وجود داشته باشد به آن گویند. بواسطه این پدیده ممکن است مقدار بخار در لوله های بالا رونده بیشتر از آب شده و در بخش هایی لوله ها خشک بمانند و مشکل ایجاد شودبروز این دو پدیده بر بازدهی بویلر ها اثر منفی به جای می گذارد و از این رو جداسازی بخار و آب بسیار مهم است

اسلاید 42: پنج راهکار بهینه‌سازی و افزایش راندمان دیگ‌بخار پنج راهکار عمده جهت ارتقا راندمان و بهینه سازی سیستم های بخار اشاره می شود.اگرچه سیستم های بخار به طور عمومی دارای راندمان بالا و عملکرد مطمئن هستند، با این وجود بسیاری از کارگران از امکانات این سیستم ارزشمند نهایت استفاده را نمی برند و جا دارد با تفکر و تعمق بیشتر ضمن کاهش مشکلات عمومی، درآمد خالص بیشتری را نیز عاید مجموعه ذیربط نمایند.

اسلاید 43: 1. آماده سازی و فراهم آوری آبتامین آب تمیز و مناسب اولین نیازمندی جهت هر سیستم بخار است. آب خام شامل انواع ناخالصی ها بوده و هر یک می توانند اثرات منفی مختلفی بر سیستم بخار داشته باشند معروف‌ترین این ناخالصی ها شامل ذرات جامد محلول در آب ، گازها، ذرات معلق و لایه های جرم مانند روی آب هستند.صدمات این ناخالصی ها را می توان به سه بخش دسته بندی نمود:

اسلاید 44: • مهمترین مشکل ناشی از گازهای محلول بویژه اکسیژن و دی اکسید کربن، خوردگی به شکل اسید کربنیک است. در صورت وجود این دو گاز در سیستم ، میزان خوردگی میزان خوردگی تا 10% نسبت به وضعیت طبیعی بیشتر افزایش می یابد.همچنین هیدروکسید سدیم نیز می تواند موجب ترک و شکست در جدار فلزات گردد.خوردگی حاصل می تواند در شیر آلات ، لوله ها، اتصالات، تجهیزات و مخازنی نظیر تانک کندانس و دی اریتور ایجاد شده و صدمات و هزینه های گزافی رابه همراه داشته باشد.

اسلاید 45: مشکل دیگر ایجاد رسوب است که در صورت عدم کنترل قلیائیت آب تغذیه مشکل ساز خواهد بود. برای مثال لایه ای به ضخامت 1 میلی متر از رسوبات با اخلال در جریان انتقال حرارت ، کاهش راندمان بویلر تا 10% را به دنبال خواهد داشت.• تجمع کف ضخیم روی سطح آب دیگ می تواند از اثرات DTS بالا در بویلر باشد.این لایه از کف، مابین سطح آب و خروجی بخار قرار می گیرد. نتیجه حاصل ایجاد اخلال در تعیین سطح آب بویلر (در سیستم کنترل سطح) خواهد بود..همچنین نفوذ احتمالی آب و کف به داخل خط بخار موجب کاهش نرخ انتقال حرارت تجهیزات و یا تجمع آب در سیستم می شود.عملیات فراهم آوری مناسب آب ، مشکلات فوق را به مبارزه می طلبد.

اسلاید 46: از روش های متعارف آماده سازی آب استفاده از سختی گیر به همراه تزریق مواد شیمیایی است . در سال های اخیر استفاده از دستگاه آب شیرین کنR.O (اسمز معکوس) متداول تر شده است.این دستگاه ها آب را از غشاهای نیمه تراوا عبور داده و تقریبا تمام ناخالصی ها و ذرات را متوقف و از سیستم جدا می کنندو در نتیجه می توانند تا میزان تقریبی 99/98% از نمک ها را جدا سازند.باید توجه داشت یک راه حل مشخص و ویژه آماده سازی آب جهت تمام سیستم های بخار وجود ندارد و در واقع به منظور بررسی دقیق و مهندسی باید این را به متخصصین و مشاوران مربوط به شیمی آب سپرد.

اسلاید 47: 2. کنترل مناسب بویلرکنترل صحیح و مناسب جز لاینفک بهینه سازی هر سیستم بخار است به طور مثال، وظیفه اولیه سیستم کنترل سطح ، اطمینان از ورود مقدار کافی و مناسب آب به داخل بویلر است. در صورتی که سطح آب خیلی پایین بیاید سطوح حرارتی (کویلهای دیگ) ممکن است بیش حد داغ شده و صدمه ببیند و یا موجب خطرات بزرگی جهت بویلر شوند .افزایش بیش از حد سطح آب نز ممکن است موجب رسوخ آب به سیستم، کاهش کیفیت بخار و اخلال در فرآیند تولید و همچنین خطرات ناشی از ضربات چکش شود.اگرچه این سیستم ساده به نظر می رسد، اما عواقب ناشی از کنترل سطح نادرست ممکن است بسیار پر هزینه باشد.به طور مثال در بسیاری از مواقع دیده می شود آلارم سطح پاین آب به اشتباه عمل کرده و باعث خاموش شدن دیگ وتوقف فرآیند تولید و هزینه های متعاقب می شود.به همین خاطر برخی کارفرمایان جهت رفع مشکل و اطمینین بیشتر، دو یا چند بویلر را به صورت همزمان بهره برداری می کنند. در صورت بهره گیری از سیستم کنترل سطح مطمئن، بسیاری از مشکلات متعاقبا حل خواهد شد.مثال دیگر در این زمینه سیستم بلودان بویلر است. این سیستم به طور متناوب عمل کرده و مقداری از آب دیگ را تخلیه می کند تا مانع از تجمع ناخالصی ها شود.در واقع بلودان به دو نوع زیر تقسیم بندی می شود:1. از قسمت جانبی بویلر جهت کنترل TDS2. از زیر بویلر جهت بلودان لجن های زیرینهر دو نوع بلودان مذکور از زیر بویلر و به کمک نفر بهره بردار انجام می شود. سیستم جایگزین روش سنتی با بهره گیری از روش های اتوماتیک می تواند بسیار پر سود بوده و در کمتر از چند ماه هزینه های اولیه را مستهلک نمایدو کنترل مناسب مشعل و تنظیمات آن نیز از موارد مشابه است.

اسلاید 48: 3. انتقال حرارتدر هر موقعیتی که از بخار به عنوان آبگرم صنعتی ، بهداشتی و یا حرارتی استفاده شود، بهره گیر از انتقال حرارت کارآمد جز کلید های اصلی بهینه سازی است و بنابراین استفاده از مبدلهای حرارتی بهینه می تواند جز اولویت های اول قرار گیرد.در سیستم های سنتی استفاده از مبدلهای حرارتی پوسته- لوله مرسوم است و امروزه شاید پیشنهاد جایگزینی با مبدل های امروزی تر و با راندمان بالا مخالفت بسیاری از مشاوران و کاربران راایجاد نماید. به عنوان مثال مبدل های حرارتی صفحه ای علاوه بر جایگیری کمتر دارای راندمان تقریبی 6 تا 10 % بیش از انواع پوسته- لوله بوده که در اثر عواملی نظیر کاهش اتلاف حرارت تشعشعی است. همچنین این مبدل ها با سطوح انتقال حرارت بالا و پر راندمان ، گرمایش لحظه ای و سریع آب و یا فرآیند را میسر می سازد و مزایای دیگری نظیر امکان رسوب زدایی و سرویس راحت بدون صدمه به قسمتهای داخلی را نیز به همراه دارند.

اسلاید 49: 4. بازیافت کندانسبعد از بخار، کندانس ارزشمندترین منبع موجود انرژی جهت هر سیستم بخار است. کندانس به طور متوسط دارای 20% انرژی اولیه بخار بوده و بنابراین بازیافت آن کاهش چشمگیری در مصرف سوخت را به دنبال دارد که خود با روشهای مختلف و یا بهره گیری از پکیجهای مخصوص قابل دستیابی است. در اکثر سیستم های بخار می توان 80-75% از بخار تولیدی را به صورت کندانس به بولر بازگردانده و در نتیجه میلیون ها تومان هزینه را در طول سال صرفه جویی نمود. استفاده از کندانس به عنوان آبگرم ورودی دیگ به معنی نیاز انرژی کمتری جهت تولید بخار است. به صورت تقریبی هر 6 درجه سانتی گراد افزایش دما آب وروردی به دیگ معادل یک درصد کاهش مصرف سوخت بوده و تاثیر متقابل بر قبض گاز (یا سوخت مایع) مربوطه را به همراه دارد. همچنین بازگشت هر مقدار کندانس به دیگ موجب کاهش بلودان بویلر و در نتیجه کاهش مجدد اتلاف انرژی در اثر مصرف سوخت خواهد شد.از طرف دیگر ، اتلاف کندانس باید با جایگزینی آب تازه جبران شود که علاوه بر هزینه مستقیم تامین آب، هزینه فراهم آوری و مواد شیمیایی را نیز به همراه دارد. در بسیاری از سایتها نیز تخلیه آب به سیستم دفع هرز آب می تواند هزینه بر باشد. به خصوص که این آب داغ بوده و در برخی موارد غیر مجاز و مشکل ساز خواهد بود.نیمی از انرژی موجود در کندانس برگشتی می تواند به صورت فلاش بخار وارد اتمسفر شده و اتلاف شود. این میزان انتقال فلاش در اثر انتقال کندانس فشار بالای فرآیندی به خطوط اتمسفریک ایجاد می شود.به منظور رفع این مشکل سیستم هایی ابداع شده اند که به طور مثال می توان مخازن فلاش بخار و بازگشت و استفاده از بخار آزاد موجود در خطوط کندانس را نام برد.محاسته میزان سرمایه گذاری تجهیزات ، مقدار بهینه سازی و صرفه جویی در هزینه و نیز زمان بازیافت در هر سیستم جداگانه متفاوت بوده و باید توسط متخصصین و نفرات حرفه‌ای برآورد و ارزشیابی شود.این زمان به صورت عمومی در پروژه های مختلف بین 5 ای 24 ماه متغیر می باشد.

اسلاید 50: 5. سرویس و پشتیبانیجدا از نوع فعالیت و تجارت کاربران بخار، واقعیت این است که در اکثر آنها تخصص کامل در ارتباط با سیستم بخار وجود نداشته و یا به میزان کافی نیست. همچنین گستره وسعی از وظایف، مسئولیت ها و تنوع کاری مهندسین ، بهره برداران و اپراتورهای تاسیساتی مانع از اختصاص زمان کافی جهت مراقبت از سیستم بخار مجموعه مربوطه بوده و بنابراین امروزه نیاز به بهره گیری از پیمانکاران و یا تیم های مشاور وپشتیبان خارجی بیشتر احساس می گردد.به خاطر داشته باشید بسیاری از روش های بهینه سازی سیستم بخار ممکن است بسیار ساده ، با هزینه پایین و یا حتی بدون هزینه باشد که البته به منظور اخذ مناسب ترین نتیجه باید به درستی تشخیص داده شده وراه حل متناسب و متناظر نیز به کار گرفته شود با توجه به هزینه اولیه نسبتا بالای سیستم بخار ، کسانی منتفع خواهند بود که بتوانند حداکثر استفاده بهینه از این سیستم را داشته باشند.