کاهش مصرف سوخت دیگ بخار و افزایش راندمان بویلرها از اهداف اصلی مهندسان به‌شمار می‌رود. در عصر امروز، بخار و آب گرم به‌علت شرایط مناسب مانند ظرفیت بالای حرارتی، دمای ثابت در شرایط اشباع و انتقال حجم زیادی از حرارت در این شرایط جزء عناوین اصلی حامل انرژی حرارتی هستند که در غالب صنایع به‌کار می‌روند.

بویلرها یکی از بخش‌های اصلی و مهم مصرف‌کنندگان عمده‌ای محسوب می‌شوند. در این گفتار به بررسی راهکارهای کاربردی جهت افزایش راندمان بویلر بررسی می‌شود.

13 روش کاربردی برای افزایش راندمان بویلرها

13 روش کاربردی برای افزایش راندمان بویلرها

تعمیر و خرید بویلر هزینه زیادی دارد. در این بخش نکات راهبردی جهت ایجاد سیستمی کارآمد که به کاهش صورت‌حساب ماهانه نیز کمک می‌کند اشاره می‌شود. ساده‌ترین روش جهت کاهش هزینه‌های عملیاتی، استفاده از تجهیزات کارآمد انرژی است.

در مرحله اول باید بویلر و نحوه کارآمد آن بررسی شود. گرما ازطریق دودکش و آب داخل بویلر از دست می‌رود. هدف این است تا شرایطی ایجاد شود که مقدار کم گاز را در دمای کم تولید و از دودکش خارج کند. این موضوع کارایی بویلر را افزایش می‌دهد.

بویلر، هوای سرد را گرم کرده و از دودکش خارج می‌کند. به هنگام پایین‌بودن دمای گاز خروجی، شرایط ایده‌آل است زیرا به هنگام بالابودن دما، انرژی بیشتری هدر می‌رود. بویلر، آب سرد را گرم کرده و آن را به بخار تبدیل می‌کند. در هرزمان که گرما، بخار، میعانات گازی یا آب گرم از دست داده می‌شود، درواقع انرژی گرمایی است که ازدست می‌رود.

1. کنترل میزان blowdown

blowdown  میزان ناخالصی‌ مانند سختی آب را از بویلر حذف می‌کند و سطح آن را تمیز نگه می‌دارد. blowdown مقدار گرما را از سیستم حذف می‌کند. آب ورودی سیستم سرد است که بعد از آن به دمای بویلر می‌رسد و در زمان خروج از blowdown گرم است.

برخی سیستم‌های بویلر دارای blowdown پیوسته هستند که با ظرفیت بویلر تغییر نمی‌کنند. جهت کنترل گرما، blowdown مواد جامد محلول در آب را از سیستم حذف می‌کند. این مواد جامد محلول در آب باید با دریچه blowdown اتوماتیک  کنترل شود.

2. کاهش هوای اضافی

بویلر جهت احتراق کامل به هوای اضافی نیاز دارد. گرچه این مورد ضروری است اما مقدار زیاد هوا نیز نتایج کاملا متفاوتی روی کارایی بویلر دارد.

درصورت کم‌بودن مقدار هوا، بویلر دوده و کربن مونوکسید تولید می‌کند و اگر  مقدار هوا زیاد باشد میزان کارایی کم می‌شود. سیستم‌های کنترل احتراق اتوماتیک قادر هستند که مقدار مورد نیاز سیستم احتراق را نظارت کنند.

تنظیمات درست باعث می‌شود که مشعل در بهترین حالت خود کار کند. این موضوع وابسته به نوع مشعل نیز است. یک مشعل با کارایی بهتر در صرفه‌جویی سوخت و هزینه تأثیر بسزایی دارد.

خصوصا برای مشعلی با طول عمر بیش از 15 سال، تعویض آن می‌تواند بر کارایی بهتر تأثیر بگذارد. این تعویض می‌تواند بیش از 10درصد از مصرف گاز صرفه‌جویی کند.

3. بررسی دریچه‌های بخار جهت افزایش راندمان بویلرها

مسدودیت، فرسودگی و شکستگی دریچه‌ها باعث می‌شود که بخار به داخل سیستم کندانسور وارد شود. جهت اطمینان از بیشترین میزان کارایی سیستم، دریچه‌های بخار باید مرتب بررسی شود و دریچه‌های شکسته یا مسدود را تعویض کرد.

کاهش مصرف بخار

4. کاهش مصرف بخار

کاهش مصرف بخار، بهترین روش جهت صرفه‌جویی سوخت و برق بویلرها است. لوله‌ها و مخازن گرم‌کردن بخار باید عایق‌بندی شود.

این امر باعث کاهش مصرف بخار و مصرف سوخت می‌شود. سیستم‌های کندانسور با میزان فشار بالا، مصرف بخار را در دی‌اریتور (deaerator) و سوخت را در بویلر کم می‌کنند.

5. کاهش انتقال جهت افزایش راندمان بویلرها

انتقال در این بخش به این معنا است که آبی که باید به‌صورت بخار از بویلر خارج شود، هنوز به‌طور مایع است و به حمل ناخالصی مانند مواد جامد محلول در آب می‌پردازد.

این ناخالصی‌ها در اطراف سیستم بخار و داخل دستگاه‌های پیچیده مانند دریچه‌های کنترل‌کننده و تنظیم کننده‌های فشار قرار دارند و آسیب زیادی وارد می‌کنند.

این آب محتوای BTU بخار را در پایان کم می‌کند. مقدار این آب از آبی که در داخل بویلر باید گرم شود بیشتر است و قبل از ارسال به سیستم کندانسور گرمای لازم را دریافت نکرده است.

انتقال به علت‌های گوناگونی ایجاد می‌شود که راه‌حل آن وابسته به علت است. حمل بار در TDS و جداسازی نادرست تجهیزات از علت‌های ایجاد آن است.

6. عایق کاری دریچه‌ها برای افزایش اندمان بویلرها

نگهداری نادرست باعث می‌شود عایق دریچه‌های بویلرها از بین برود و در بعضی موارد به‌علت فراغت، عایق‌کاری مجدد صورت نمی‌گیرد. با ازبین‌رفتن عایق دریچه‌ها، گرمای زیادی از دست می‌رود.

این مقدار گرما باعث گرم‌شدن اتاق بویلرها می‌شود. پایین‌بودن هزینه انرژی، عایق‌کاری و استفاده از یک پوشش متحرک به مطلوب‌شدن شرایط دمای اتاق بویلر کمک می‌کند و شرایط نگهداری آسان را فراهم می‌کند.

7. تأثیر تمیزکردن fireside بر افزایش راندمان بویلرها

در طول زمان، دوده روی بخشی از لوله‌های بویلر در تجهیزات قدیمی‌تر ایجاد می‌شود. این لایه همانند عایق عمل می‌کند و باعث کاهش سرعت انتقال حرارت و افزایش مصرف سوخت می‌شود.

با کم‌شدن میزان انتقال حرارت، گازهای گرم بدون انتقال حرارت به آب عبور  کرده و سبب افزایش درجه حرارت دودکش می‌شوند. تعمیر و نگهداری بویلرها شامل تمیزکردن و بررسی لوله‌های بویلر جهت اطمینان از دوده باقی‌مانده است که باعث بهبود کارایی بویلر می‌شود.

8. گرم کردن مجدد هوای احتراق برای افزایش راندمان بویلرها

وظیفه مشعل این است که هوای احتراق ورودی را با شعله گرم کند. اگر این هوای ورودی به مشعل گرم باشد، برای درست‌کردن همان مقدار بخار در بویلر به سوخت کمتری نیاز است.

در دمای متوسط ۴۰ درجه فارنهایت ۱درصد در مصرف سوخت صرفه‌جویی می‌شود که اگر در تمام شبانه‌روز، بویلرهای بزرگ کار کنند، هزینه زیادی وجود نخواهد داشت.

تمیز کردن waterside

9. تمیز کردن waterside

جهت تمیزبودن از هرگونه نشتی waterside بویلر باید عمل تصفیه آب به‌صورت استاندارد انجام شود. جهت اطمینان از انتقال حرارتی فلز به آب باید waterside بویلر  بررسی شود و از هرگونه آلاینده پاک شود.

اگر سختی آب بویلر زیاد باشد، بویلر به‌صورت مرتب تخلیه شود و عمل تصفیه به‌خوبی انجام نشده باشد، فلزات پوسیده روی سطح انتقال حرارت را می‌پوشانند و از انتقال حرارت جلوگیری می‌کنند.

درنهایت باعث کم‌شدن کارایی بویلر می‌شوند. عدم برطرف‌شدن این مشکل‌ها، گرم‌شدن زیاد بویلر و نشتی آن را به‌دنبال خواهد داشت.

10. برگرداندن میعانات گازی به بویلر

میعانات گازی متشکل از بخار هستند که این بخار از گرما و تراکم تشکیل می‌شود. میعانات گازی نباید تلف شوند زیرا متشکل از آب تمیز و عاری از مواد جامد محلول در آب و گاز هستند و به‌طور مجدد قابل استفاده هستند. این آب چون هنوز گرم است، به سوخت کم‌تری جهت تبدیل‌شدن به بخار نیاز دارد.

درصورت استفاده دوباره از میعانات گازی، نیازی به تصفیه و استفاده از مواد شیمیایی نیست. استفاده مجدد از میعانات گازی سبب کم‌شدن هزینه و اتلاف آب می‌شود. جهت افزایش بهره‌وری، میعانات گازی باید با فشار بالا به سیستم برگردانده شوند. با این عمل، مقدار زیادتری آب با دمای بالاتر به بویلر برمی‌گردد.

11. بازیابی گرما از طریق blowdown بویلر

شبیه به بازگشت میعانات گازی به بویلر، بازیابی گرما از blowdown بویلر می‌تواند باعث افزایش بهره‌وری بویلر شود.  دریچه blowdown جهت خروج مواد جامد محلول و غیر محلول در آب بویلر استفاده می‌شود.

کم شدن مواد جامد محلول در آب از پوسیدگی بویلر پیشگیری می‌کند. خروج آب گرم باعث اتلاف انرژی می‌شود. نصب مبدل حرارتی blowdown  در بازیابی انرژی تلف‌شده از سیستم بویلر تأثیر می‌گذارد و بهبود بهره‌وری انرژی را در پی دارد.

12. نصب درایو فرکانس متغیر (Variable Frequency Drive)

در عصر مدرن امروز، تعداد کمی از پمپ‌ها، فن‌های مشعل و تجهیزات جدید درایو فرکانس متغیر (VFD) ندارند. آن‌ها باعث صرفه‌جویی زیاد انرژی می‌شوند.

اگر سیستم یک فن یا پمپ گردش داشته باشد توسط یک دریچه کنترل می‌شود. امکان دارد سیستم وقتی بارها در آن جریان پیدا کند مقدار زیادی انرژی الکتریکی اتلاف کند. درایو فرکانس متغیر سبب می‌شود تا سرعت فن یا پمپ کنترل شود.

13. تنظیم منظم مشعل

جهت احتراق به‌موقع سوخت داخل بویلر، اکسیژن مورد نیاز است. کم‌بودن هوا باعث می‌شود تا کربن موجود در سوخت اکسید شود و کربن مونوکسید تولید شود. این امر، آزادشدن حرارت کم‌تر را در پی دارد زیرا سوخت به‌طور کامل مشتعل نشده و باعث کاهش کارایی مصرف سوخت می‌شود.

هوای کم باعث تولید دوده، دود و کربن مونوکسید شده و بالعکس، هوای زیاد باعث کاهش کارایی می‌شود. در فرایند بهینه، مقدار کافی هوا سوخته می‌شود.

مقدار هوا مورد نیاز توسط O2 probe اندازه‌گیری می‌شود و مشعل را برای کارایی مطلوب و صرفه‌جویی در سوخت تنظیم می‌کند. در بعضی تاسیسات، دمای هوای داخل مشعل در فصل‌های گوناگون متفاوت بوده و نیازمند تنظیم مجدد برای صرفه‌جویی است.

جمع‌بندی

با استفاده از روش‌های بیان‌شده می‌توان در افزایش راندمان بویلرها و صرفه‌جویی در هزینه‌ها تأثیر گذاشت. جهت نتایج بهینه و مطلوب می‌توان از شرکت‌های متخصص در این زمینه کمک گرفت.

مجموعه اطلاعات اولیه بررسی تجهیزات و تاسیسات، تهیه برنامه مدیریتی طبق یافته‌ها و توسعه آن‌ها توسط خود سازمان انجام می‌شود. جهت این امور به‌صورت استاندارد و اصولی از مشاوره کارشناس کاراپمپ کمک بگیرید و با شماره ۰۹۱۲۷۶۹۷۱۲۳ تماس بگیرید.