نکات کاربردی در مورد طراحی و به کار گیری دیگ‌های بخار چگالشی-بخش دوم

سیستم‌های با ΔT بالا در دیگ بخار چگالشی

سیستم‌هایی که با یک اختلاف دمای بالای آب گرم رفت و برگشت کار می‌ کنند نیز کاندید سیستم‌های دیگ بخار چگالشی به شمار می‌آیند چرا که دمای برگشت آب گرم ارتباط مستقیمی با راندمان بویلر دارد. یک نمونه از سیستم با ΔT بالا طراحی یک دمای رفت آب گرم معمول 180 درجه فارنهایت (82 درجه سانتی‌گراد) و استفاده از اختلاف دمای 30 تا 50 درجه فارنهایت به جای استفاده از یک اختلاف دمای 20 درجه فارنهایت (11 درجه سانتی‌گراد) بین رفت و برگشت آب گرم خواهد بود. اگرچه دیگ‌های بخار سنگین می‌توانند اختلاف دماهای بالاتر را بدون آسیب به کانال فشار اداره کنند، محدوده اختلاف دمای 30 تا 50 درجه فارنهایت (17 تا 28 درجه سانتی‌گراد) ترکیب ایده آلی از اختلاف دمای بالا و کنترل خوب عملکرد ارایه می‌کند.

همان طور که در ادامه نشان داده شده، دبی سیستم و ΔT هر دو عوامل تعیین کننده کل بار حرارتی بر اساس معادله انتقال حرارت زیر برای آب هستند.

Q = 500 × gpm × ΔT

که

Q = کل بار حرارتی (Btu/h)

Gpm = دبی (gpm)

ΔT = اختلاف دمای لوله‌های رفت و برگشت (°F)

با استفاده از معادله انرژی بالا، و حفظ یک عدد ثابت Btu/h، می‌توانیم تأثیر ΔT‌های مختلف روی دبی را ببینیم. اگر ما از 1,000,000 Btu/h (293 071 W) با یک ΔT 20 درجه فارنهایت (11 درجه سانتی‌گراد) استفاده کنیم، دبی برابر با 100 gpm (6 L/s) می‌شود. با این وجود، با یک ΔT 40 درجه فارنهایت (22 درجه سانتی‌گراد)، دبی تا 50 gpm نصف می‌شود. این اغلب بدان معناست که یک ΔT بیشتر اغلب دیگ‌های بخار را در حالت چگالشی نگه می‌دارد و سبب افزایش راندمان سیستم می‌شود.

جدول 2 مقایسه راندمان‌های دیگ بخار، تعداد تجهیزات و اسب بخار پمپ را برای دیگ‌های بخار چگالشی و غیر چگالشی نشان می‌دهد.

مقایسه راندمان دیگ بخار

توزیع سیستم

در گذشته، مشخصه دیگ‌های بخار غیر چگالشی، عدم توانایی پذیرش تغییرات جریان سیستم، در درجه اول به خاطر حفظ دمای برگشت آب گرم برای بویلر بالاتر از حالت چگالشی بود. با این وجود، بعضی از دیگ‌های بخار چگالشی می‌توانند جریان متغیر را در کل سیستم در بویلر اداره کنند. در همه موارد، این مساله باید با سازنده دیگ کنترل شود، چون سازندگان مختلف الزامات متفاوتی برای دیگ بخار خود دارند.

جریان متغیر در درجه اول به عنوان یک گزینه طراحی سیستم برای سیستم‌های آب گرم شکل گرفته و بر اساس این اصل کار می‌کند که مجموعه‌ای از پمپ‌ها آب را به کل سیستم از جمله دیگ‌های بخار و همه کویل‌های گرمایشی توزیع می‌کنند. در این طرح، کل سیستم در معرض جریان متغیر است و امکان بهره گیری از دبی‌های پایین‌تر و صرفه جویی در مصرف انرژی در بارهای کم با شیرهای کنترل دو طرفه در کویل‌ها فراهم می‌شود. علاوه بر کنترل شیرها در کویل‌های گرمایشی، شیرهای کنترل جداسازی دو طرفه باید در بویلرها تعبیه شوند تا وقتی برای جلوگیری از ترکیب غیرضروری در هدر رفت، دیگ بخار چالشی کار نمی‌کند. یک نمونه از یک سیستم آب گرم اولیه جریان متغیر را می‌توان دید.

سیستم توزیع اولیه جریان متغیر

روش های بالا بردن راندمان دیگ بخار چگالشی

در زمان اجرای یک سیستم اولیه جریان متغیر، در نظر گرفتن حداقل الزامات جریان دیگ‌های بخار و پمپ‌های سیستم مهم است. بسته به انتخاب پمپ و دیگ بخار، هر کس می‌تواند کمترین شرط جریان را تعیین کند. با دیگ بخار چگالشی سنگین، اغلب پمپ‌ها کمترین دبی‌های لازم را تعیین می‌کنند. یک روش، استفاده از کمترین لوله بای پس جریان در سیستمی با یک شیر کنترل دمای دو طرفه در لوله‌های بای پس است. این امر مستلزم یک جریان سنج است که وقتی کمترین جریان نمی‌تواند در سیستم حفظ شود، ابزاری برای تنظیم شیر بای پس فراهم می‌کند. روش دوم، جایگزینی تعدادی از شیرهای کنترل دو طرفه با شیرهای کنترل سه طرفه در سیستم است. این کار اجازه جریان ثابت در شیرهای سه طرفه و حفظ کمترین جریان بدون استفاده از یک جریان سنج را می‌دهد. با این وجود، با این روش، دمای آب برگشتی به بویلرها را می‌توان افزایش داد و راندمان عملکرد دیگ بخار چگالشی را بالا برد.