سوالات متداول در مورد دیگهای بخار در صنعت

دیگ بخار یا همان بویلر صنعتی محفظه ایست استوانه ای شکل به صورت عمودی یا افقی که با یک راه‌اندازی ساده، آب و گرما را برای تولید بخار تحت فشار ترکیب کرده و به راحتی برای گرم کردن داخل ساختمان، موتورهای تأمین انرژی و مصارف دیگر به کار می‌رود. دیگ‌ بخار انواع مختلفی دارد و هر کدام به منظور خاصی استفاده می‌شود. در سیستم‌های گرمایشی مرکزی از دیگ‌ بخار برای گرم کردن آب یا هوا و یا گرم کردن خانه یا ساختمان استفاده می‌کنند. بنابراین دیگ بخار برای گرم کردن انواع محلولهای مایع برای فرآیندهای مختلف از طریق مبدلهای حرارتی استفاده می شوند. مبدلهای حرارتی آب دیگ بخار (یا بخار) را از تماس مستقیم با محلولهای در حال گرم شدن باز می دارند. 

سوالات متداول درباره دیگهای بخار در صنعت

جداسازی مایع بسیار مهم است زیرا محلولهای فرآیند اسیدی یا سوزاننده خواهند بود و اگر مایعات از طریق مبدل حرارتی ترک خورده یا وسایل دیگر به لوله های دیگ بخار مهاجرت کنند، مایعات می توانند به دیگ بخار آسیب برسانند. در ادامه این پست به سوالات متداول در باری دیگهای بخار می پردازیم.

1- تفاوت بین ورودی و خروجی دیگ بخار چیست؟

برای دیگهای بخار گاز، تقریباً 20 درصد ورودی از پشته خارج می شود و 80 درصد به گرمایش آب اختصاص می یابد. به خاطر داشته باشید که این "گرمای تلف شده" که از پشته خارج می شود، در واقع یک پیش شرط طبیعی لازم برای تخلیه محصولات احتراق از دیگ بخار ایجاد می کند. بدون آن انرژی حرارتی برای ایجاد پیش شرط، به یک فن بادگیر القایی نیاز است. برخی از مهندسان کارخانه آنچه را که از پشته خارج می شود، "گرمای هدر رفته" می دانند و ممکن است بخواهند بخشی یا تمام آن گرما را با یک دستگاه اکونومایزر پشته استخراج کنند.شرایطی که به نفع شما است شامل موارد زیر است:

• درجه حرارت بالا (700 درجه فارنهایت [371 درجه سانتیگراد] و بالاتر).
• دیگهای بزرگ (200 اسب بخار و بالاتر).
• بار گرمایش مداوم

قبل از سرمایه گذاری در اکونومایزر پشته، ROI را به طور کامل درک کنید. (نصب، هزینه نگهداری و طول عمر اکونومایزر را فراموش نکنید.) همچنین محاسبه کنید که اکونومایزر چه تاثیری بر سیستم دیگ بخار خواهد داشت. افزودن یک اکونومایزر پشته ممکن است به یک فن تهویه القایی و تغییر از نوع 1 (فشار منفی غیر متراکم) به دسته 3 (فشار مثبت غیر متراکم) نیاز داشته باشد.

2- تفاوت بین بار راه اندازی و بار عملیاتی در دیگ بخار چیست؟

در مورد اندازه دیگ بخار، درک تفاوت بین بار راه اندازی و بار عملیاتی مهم است. یک مثال از بار راه اندازی گرم کردن همه مخازن دسته ای از یک شروع سرد در صبح شنبه است. یک مثال از بار عملیاتی، گرمای ورودی مورد نیاز برای حفظ دما بعد از اینکه سیستم در حال حاضر در دمای بالا است، می باشد.پس از گرم شدن همه چیز، ضرر BTU/hr از عملکرد عادی چندان قابل توجه نیست. بنابراین، بار راه اندازی سرد تقریباً به BTU های بیشتری در ساعت نسبت به بار عملیاتی نیاز دارد. مدت زمانی که طول می کشد تا مخازن تا دما برسند، با این حال، برای اندازه گیری دیگ بخار مهم است.با بازگشت به فرمول اندازه گیری دیگهای آب گرم، هنگامی که سرعت جریان دو برابر می شود، نیاز BTU/hr دو برابر می شود. و به همین ترتیب، اگر میزان جریان به نصف کاهش یابد، نیاز BTU/hr نیز نصف می شود. به عنوان مثال، با تغییر زمان گرم شدن صبح روز شنبه از 1.5 به 3 ساعت، اندازه دیگ بخار را می توان به نصف کاهش داد.با این حال، چند نکته در این مورد وجود دارد. اندازه دیگ بخار همیشه باید 15 تا 20 درصد بیش از میزان بار مورد نیاز BTU/hr باشد. همچنین، اگر دیگ بخار به طور خودکار صبح شنبه فعال نشود و کسی در آنجا نباشد که آن را تنظیم مجدد کند، زمان طولانی راه اندازی ممکن است تولید را مختل کند.

3- چرا اندازه دیگ بخار مهم است؟

علاوه بر هزینه بالای سرمایه و هزینه نصب دیگ بزرگتر، دلایل متعددی برای اهمیت اندازه دیگ وجود دارد.یک دیگ بخار بزرگ (برای بار مورد استفاده) اغلب از آتش کم تا خاموش می شود زیرا - حتی در آتش کم - بار روی دیگ بخار ممکن است بسیار کوچک باشد. چرخه کوتاه نه تنها منجر به فرسودگی بیشتر اجزای مشعل می شود، بلکه از سوخت بیشتری پس از هر چرخه پیش تصفیه مشعل برای جبران اتلاف حرارت در طول پیش پاکسازی استفاده می کند. در کدها لازم است قبل از روشن شدن مجدد مشعل، چهار تغییر هوا در محفظه احتراق انجام شود تا محفظه احتراق هرگونه سوختی را که ممکن است از طریق سوپاپ گاز سوز و یک تماس دیگر از دریچه های گاز خاموش کننده ایمنی نشت کرده باشد، خارج کند. برای گرما یک چرخه پیش تصفیه این کار را با روشن کردن فن مشعل به طور معمول 30 تا 90 ثانیه انجام می دهد، هوای محیط را از طریق دیگ بخار و مبدل حرارتی آن عبور می دهد و سپس، در نهایت، آن هوا را از پشته خارج می کند. در انجام این کار، آب جاری را در دیگ بخار خنک می کند.این ضرر BTU باید هر بار که دیگ بخار دوباره جبران می شود جبران شود - به سوخت بیشتری احتیاج دارد. یک دیگ بخار که بتواند میزان شلیک خود را در زیر کمترین بار گرمایش تعدیل کند، مدت زمان بیشتری "روشن" باقی می ماند و از سوخت کمتری نسبت به دیگ بخار که چرخه کوتاهی دارد استفاده می کند. دلیل دیگر انتشار گازهای گلخانه ای است.

4- آیا باید دو دیگ بخار نصب کنید یا یکی؟

اگر عملیات بسیار مهم است، یک دیگ بخار پشتیبان توصیه می شود. بسته به نیاز به پشتیبان گیری کامل یا جزئی، دو دیگ بخار را می توان برای 60 تا 100 درصد از کل بار اندازه بندی کرد. با استفاده از دو دیگ بخار که هر کدام 60 درصد ظرفیت دارند، می توانند با یکدیگر یک خط شوند تا زمان راه اندازی را کاهش دهند. سپس، یکی از دیگهای بخار را می تواناز خط خارج کرد، و دیگری می تواند بار کارکرد را با شانس کمتر چرخه حفظ کند. علاوه بر این، در صورتی که یک دیگ بخار کار نکند، دیگ دیگر همچنان می تواند 60 درصد ظرفیت تولید را تأمین کند.سیستم های تاخیری وجود دارد که می تواند زمان کار مساوی را برای هر دو دیگ بخار به صورت خودکار انجام دهد. داشتن دو دیگ بخار یکسان نیز به معنای موجودی قطعات یدکی کمتر است و می توان قطعات کنترل را به راحتی تغییر داد. در برخی موارد، الزامات انتشار برای یک دیگ بزرگتر ممکن است مشعل کمتری نسبت به دو دیگ کوچکتر مورد نیاز ایجاد کند. اما یکی از معایبش این است که هزینه خرید و نصب برای یک دیگ بخار بزرگ معمولاً کمتر از دو دیگ کوچکتر خواهد بود.

5- آیا برای دیگ بخار باید آب یا بخار نصب کنید؟

اگر می توانید یک سیستم گرمایش فرایند را در دمای کمتر از 240 درجه فارنهایت (115 درجه سانتی گراد) طراحی کنید، آب گرم چندین مزیت نسبت به بخار دارد. سیستم های آب گرم نسبت به سیستم های بخار به اجزای کمتری و نگهداری کمتری نیاز دارند. سیستم های معمولی آب گرم دارای یک پمپ سیرکیوله، یک مخزن انبساط، جدا کننده هوا و یک فیدر شیمیایی هستند. شکل 1 روش مناسب نصب این قطعات را نشان می دهد. آنها سیستم های حلقه بسته هستند، به این معنی که پس از پر شدن سیستم و پاکسازی تمام هوا، سیستم باید محکم بسته شود و مگر در صورت لزوم تخلیه نشود.اهمیت مخزن انبساط را نباید نادیده گرفت. اگر مخزن انبساط درست کار نکند، فشار آب سیستم با افزایش دمای سیستم افزایش می یابد. فشار معمولاً تا جایی افزایش می یابد که شیر تخلیه دیگ بخار باز شده و سیستم را تخلیه می کند تا زمانی که فشار کاهش یابد و شیر مجدداً تنظیم شود. این می تواند توسط پرسنل تعمیر و نگهداری مورد توجه قرار نگیرد، زیرا ممکن است یک رویداد خودکار و دوره ای به نظر برسد. همچنین ممکن است مورد توجه قرار نگیرد زیرا شیر آرایش کاهنده فشار به طور خودکار آب را به سیستم اضافه می کند و دیگ بخار همچنان آتش می گیرد و در شرایط کم آب قفل نمی شود. اگر این چرخه اغلب به اندازه کافی تکرار شود، دیگ بخار می تواند پر از رسوب و آهک شود، کاهش راندمان انتقال حرارت و در نهایت منجر به خرابی لوله های بیش از حد گرم یا سایر قطعات مخزن تحت فشار می شود.

دلیل کاهش بازدهی دیگ بخارها

به خاطر داشته باشید که گلیکول ها بازده انتقال حرارت را کاهش می دهند، بنابراین برای محافظت از ترکیدگی و جلوگیری از یخ زدگی، فقط مقدار کافی گلیکول را در حجم اضافه کنید. بررسی هفتگی pH آب سیستم ایده خوبی است. در دیگهای گرمایش آب، pH  باید در مقیاس pH بین 8 تا 9 باشد. اگر اسیدها یا مواد سوزآور که به طور غیر مستقیم گرم می شوند از طریق مبدل حرارتی معیوب یا وسایل دیگر وارد سیستم دیگ بخار شوند، آسیب به دیگ بخار می تواند شدید باشد.دیگهای بخار نیازی به پمپهای گردشی ندارند زیرا بخار تحت توان خود به مبدلهای حرارتی حرکت می کند. سیستم های بخار به تله هایی در انتهای هدر بخار و در خروجی همه مبدل های حرارتی نیاز دارند. سیستم های بخار فشار پایین ممکن است به یک یا چند ایستگاه انتقال میعانات نیاز داشته باشند تا میعانات از تله ها به واحد تغذیه دیگ بخار بازگردند. سیستم های بخار فشار قوی معمولاً دارای فشار کافی در تله ها هستند تا میعانات را بلند کرده و به واحد تغذیه دیگ بخار بازگردانند. یک psi فشار بخار در ورودی به یک تله می تواند میعانات را تا 2.3 اینچ بالا ببرد.

برای گیاهان بزرگ با بخار طولانی، قطر خطوط بخار فشار قوی می تواند به طور قابل توجهی کوچکتر از خطوط بخار فشار کم باشد.اگر دو یا چند دیگ بخار در یک سرآمد بخار لوله کشی می شوند، قبل از رسیدن به بخار دیگ بخار قبل از رسیدن به بخار ، باید دریچه های چک یا دریچه های توقف نصب شود تا از برگشت جریان و تراکم بخار به خط دیگر جلوگیری شود. آرایش آب نرم شده با بیش از یک تا دو دانه سختی در هر گالن و دانه های "صفر" ترجیح داده می شود.درمان شیمیایی همراه با انفجار نیز ضروری است. تصفیه شیمیایی برای آزمایش آب دیگ به طور منظم به کولر نمونه نیاز دارد و معمولاً توسط متخصص تصفیه آب کنترل می شود. دیگهای بخار فشار قوی باید سالی یکبار در ساحل باز و بررسی شوند و توصیه می شود که دیگهای بخار فشار کم پس از یک سال کار باز شوند تا از موثر بودن برنامه تصفیه آب اطمینان حاصل شود. 

6- برخی از مسائل رایج دیگ های بخار

یکی از مشکلات رایج که همه اپراتورهای دیگ بخار باید از آن آگاه باشند، خرابی شیرهای کنترل بین پمپ آب دیگ بخار و دیگ بخار است. اگر وضعیتی دارید که دیگ بخار می کند و پمپ آب تغذیه روشن می شود، اما به نظر نمی رسد آبی به دیگ بخار وارد شود، این معمولاً ناشی از بسته نشدن محکم شیر کنترل است. در ابتدا، این نشان می دهد که دیگ بخار روی آب کم خاموش می شود، اما آب در شیشه گیج دیگ بخار در سطح عملکرد معمولی خود است. این به این دلیل است که آب دیگ بخار از طریق یک یا هر دو سوپاپ معیوب به پمپ تغذیه مهاجرت کرده است.هنگامی که پمپ تغذیه روشن می شود، فشار زیر جوی را در جریان ایجاد می کند و آب داخل پمپ به صورت بخار چشمک می زند. از آنجا که بخار نمی تواند پمپ شود، تا زمانی که دمای آب به اندازه کافی کاهش نیابد، اتفاقی نمی افتد و بخار داخل پمپ به حالت مایع متراکم می شود. سطح آب بازیابی می شود، اما در این زمان، دیگ بخار می تواند در آب کم قفل شود.