هزینه تولید بخار و سیستم بازیافت حرارتی بلودان دیگ های بخار

از: مهندس عادل قهرمانی

(شرکت صنایع پایدار ایده)

مقدمه

همانطور که در شماره های پیشین اشاره شد تولید بخار دارای هزینه زیادی می باشد و باید به طرق مقتضی در تمام نقاط سیستم از نشت و اتلاف آن جلوگیری کرده و با استفاده از تمهیدات مناسب از انرژی موجود در چگالیده برگشتی نیز استفاده نمود.

هزینه تولید بخار با توجه به نوع سوخت فشار بخار مورد نیاز دمای آب ورودی به دیگ راندمان دیگ و مشعل و متفاوت است شرکت Spirax Sarco با تهیه انواع سیستم ها و پکیج های مرتبط با کاهش تلفات و نیز استفاده از حداکثر راندمان سیستم در جهت کاهش هزینه های راهبری و سهولت استفاده از سیستم تلاش می نماید که در شماره های پیشین به تعدادی از آنها اشاره گردید.

یکی از سیستم های قابل استفاده پکیج بازیافت حرارت بلودان دیگ میباشد و در این مقاله سعی می شود تا با مثال عملی میزان بازیافت انرژی و هزینه این سیستم بررسی گردد به منظور برآورد این مقادیر در ابتدا باید هزینه تولید بخار سیستم با استفاده از جداول و فرمول هایی که در این مقاله ارائه شده اند محاسبه شود که این می تواند در محاسبات مشابه برای قسمت های مختلف سیستم مورد استفاده قرار گیرد نحوه استفاده از فرم محاسباتی هزینه تولید بخار بدین صورت است که پس از تعیین فشار کاری و دمای ورودی به دیگ با استفاده از جدول ۲ میزان انرژی لازم جهت تولید یک کیلوگرم بخار استخراج می‌شود و از آنجا که اینگونه محاسبات بر مبنای تولید یک تن بخار است مقدار کل انرژی لازم جهت ۱۰۰۰kg بخار به دست خواهد آمد. سپس با استفاده از جدول ۳ که
نشان دهنده ارزش حرارتی سوختهای مختلف می‌باشد و با تقسیم میزان انرژی مورد نیاز بر ارزش حرارتی سوخت مورد نظر، میزان سوخت لازم به دست خواهد آمد که با در نظر گرفتن راندمان دیگ و ضرب نتیجه به دست آمده در معکوس راندمان (به قسمت Boiler Efficiency مراجعه شود)، میزان واقعی سوخت محاسبه خواهد شد. سپس با استفاده از ستون های مربوط به سوخت (گاز، گازوئیل یا زغال‌سنگ)، اینچام تبديلات لازم جهت مقدار سوخت (تن برای زغال، لیتر برای گازوئیل و سوخت های مایع و m3 برای گاز) و در نهایت ضرب هزینه واحد سوخت مورد نظر در میزان کل، مقدار هزینه لازم جهت تولید ۱۰۰۰kg بخار به دست خواهد آمد. به طور مثال در فرم ارائه شده، هزینه تولید بخار با فشار ۱۰bar و دمای آب تغذیه ۸۰°C با استفاده از سوخت سنگین با چگالی مخصوص ۰.۹۷ و با هزینه ۳۰۰ ریال به ازای هر لیتر گازوئیل، محاسبه شده است که حدود ۲۲۰۰ تومان خواهد شد.

سیستم بازیافت انرژی حاصل از بلودان

کنترل سطح مواد نامحلول در آب (TDS) دیگ های بخار غالباً به وسیله بلودان دستی و از زیر دیگ های بخار انجام می‌شود که به علل زیر منجر به کنترل ضعیف خواهد شد:

• حضور دائم اپراتور جهت باز کردن شیر با فاصله‌های زمانی معین و با مدت لازم ضروری است.
• میزان بلودان خروجی انجام شده توسط اپراتور در تمام شرایط یکسان بوده و بدون در نظر گرفتن میزان بخار تولیدی دیگ می‌باشد.
• غالباً محاسبه میزان TDS آب دیگ و نمونه‌گیری از آن انجام نشده که به معنی استفاده بدون کنترل و کور از دیگ می‌باشد.
• میزان انرژی زیادی از طریق بلودان اضافی توسط اپراتور اتلاف خواهد شد که سعی دارد تا سطح TDS را در زیر حداکثر قابل قبول نگه دارد. این میزان انرژی قابل محاسبه می‌باشد ولی به عنوان مثال می‌توان گفت در یک دیگ با فشار کاری ۱۰bar، یک درصد کاهش در میزان بلودان، منجر به صرفه‌جویی برابر حدود ۰/۲۱ درصد سوخت مصرفی خواهد شد.

یادآور می‌گردد که دلیل کنترل سطح TDS، جلوگیری از تشکیل کف و رسوب در دیگ، عدم انتقال آب و کف به داخل سیستم بخار، و در نتیجه جلوگیری از ایجاد ضربه چکش، خوردگی لوله‌ها، رسوب در سطوح انتقال حرارت و صدمه به شیرآلات و… می‌باشد و بنابراین کنترل دقیق سطح TDS بسیار مهم است.

شرکت Spirax Sarco با ارائه سیستم اتوماتیک کنترل TDS سعی در حل مشکلات مذکور داشته و با پیشنهاد سیستم بازیافت انرژی بلودان درصد قابل توجهی از هزینه را نیز به سیستم باز می‌گرداند. شایان ذکر است که در این سیستم بازیافت حرارت با استفاده از ظرف جداساز بخار (Flash Vessel) که از بخار حاصل جهت
گرمایش مخزن تغذیه استفاده خواهد شد.
همچنین مقداری از بخار حاصله برای گرمایش تعبیه شده که به منظور بازیافت حرارت آن تخلیه شده به هر آب از آن استفاده می‌شود.

به منظور محاسبه میزان هزینه بازیافتی در ابتدا باید مقدار بلودان محاسبه شود. بدین منظور می‌توان از فرمول زیر استفاده نمود:

F/S-B*F=میزان بلودان 

F : سطح TDS آب تغذیه دیگ برحسب ppm یا µs/cm

B : سطح TDS لازم جهت دیگ برحسب ppm یا µs/cm

S : میزان تولید بخار برحسب kg/hr

در اثر بلودان‌زنی، درصدی از آب خروجی دیگ مجدداً به بخار تبدیل خواهد شد که می‌تواند مستقیماً در سیستم گرمایش مخزن آب تغذیه مورد استفاده قرار گیرد. هر کیلوگرم از بخار که از این طریق بازیافت شود معادل یک کیلوگرم بخار زنده، لازم جهت سیستم تزریق بخار گرمایی مخزن خواهد بود.
به طور کلی می‌توان گفت ۴۹٪ انرژی آب بلودان را می‌توان با استفاده از مخزن Flash Vessel و تجهیزات جانبی بازیافت نمود.

قبل از انتقال آب حاصل به هرز آب و یا مخزن بلودان انرژی بیشتری نیز میتواند توسط مبدل حرارتی صفحه ای مخصوص Spirax Sarco بازیافت گردد. آب سرد ورودی را میتوان به مبدل مذکور هدایت نمود تا گرمایش اولیه ای روی آن انجام گیرد بدین طریق آب خروجی دیگ نیز حدودا تا دمای 20-40 درجه سانتیگراد سرد شده که به راحتی قابل تخلیه به هرز آب می باشد.

با استفاده از این سیستم میتوان به اهداف زیر نائل شد:

• صرف جویی در هزینه سوخت
• صرف جویی در هزینه آب و مواد شیمیایی
• مزایای داشتن دمای بیشتر آب ورودی به تانک تغذیه و در نتیجه کاهش مقدار و هزینه مواد شیمیایی جهت آزادسازی اکسیژن
• کنترل کاملا مطلوب TDS دیگ و جلوگیری از صدمات متعاقب
• جلوگیری از بلودان اضافی در سیستم های دستی و بازیافت مجدد انرژی آب و در نتیجه هزینه

منبع: مجله صنعت تاسیسات شماره 63

اگر شما هم مشتاق یادگیری تخصصی و حرفه ای دوره های تاسیسات مکانیکی با اساتیدی مجرب هستید میتوانید در دوره های تاسیسات مکانیکی شرکت کنید.