مقدمه ای بر عملکرد دیگ های چگالشی

مقدمه ای بر عملکرد دیگ های چگالشی

با عرض سلام خدمت تمام کاربران و مشتریان عزیز ، شرکت صنایع پاک فن بخار در این مقاله قصد دارد مقدمه ای بر عملکرد دیگ های چگالشی داشته باشد و آن را معرفی کند.

امیدواریم این مقاله مفید باشه و مورد استفاده قرار بگیرد.

 ( جدید ترین تکلونوژی طراحی و ساخت دیگ ها )

Introduction to Condensing Boiler Of PAKFAN BOKHAR Co.

دیگ چگالشی چیست ؟

یک دیگ چگالشی که به هیتر آب داغ چگالشی نیز شناخته می شود ،به نوعی از دیگ ها با ابزدهی بسیاربالا نسبت به دیگ های مرسوم موجود گفته می شود .

این بازدهی بیشتر با خارج سازی انرژی موجود در جریان گاز داغ حاصل از احتراق توسط مشعل در دیگ های پرکاربرد مرسومو استفاده از ان توسط پیش گرم کردن جریان آب بازگشتی بدست می آید.

برای درگ هر چه بیشترفرآیند به کارگیری شده در این نوع از دیگ ها که به نوعی آخرین تکلونوژی طراحی و ساخت دیگ به شمار می آیند به تحلیل و بررسی قوانین پایه ای در طراحی و ساخت این نوع از دیگ ها می پردازیم. زمانی که  شعله توسط مشعل دیگ که در واقع ترکیبی از اکسیژن و گاز طبیعی است ، ایجاد می شود سبب تولید فرآورده هایی مانند دی اکسید کربن ،بخار آب که به طور کلی محصولات حاصل از احتراق نامیده می شوند.

برای مثال معادله شیمیایی احتراق گاز متان یا همان گاز طبیعی بصورت زیر است :

که ∆E انرژی آزاد شده توسط فرآیند احتراق است و میزان آن به حالت نهایی محصولات احتراق که همان کربن دی اکسید و بخار آب هستند بستگی دارد.

به تعبیر ساده تر هر چه بتوانیم دمای محصولات حاصل از فرآیند احتراق ذکر شده را پایین بیاوریم انرژی اضافی موجود در آن ها را خارج سازی کرده ایم و این مسیله به صورت ویژه برای بخار آب تولیدی در فرآیند احتراق مطرح است زیرا به علت دارا بودن ظرفیت حرارتی بالا حجم زیادی از انرژی موجود در محصولات احتراق را در بر داشته و در صورت تغییر فاز از حالت گاز به مایع این انرژی در در اختیار ما قرار خواهد گرفت.

در یک دیگ چگالشی با طراحی به صورتی که آب درون محصولات احتراق تبدیل به کندانس و بصورت فاز مایع خارج سازی شود به مقادیر قابل توجهی انرژی اضافی دست خواهیم یافت که در دیگ های مرسوم و با طراحی متداول با خروج بخار آب این انرژی تلف شده و از دست می رفت.

مقدمه ای بر عملکرد دیگ های چگالشی

برای خارج سازی هر چه بیشتر انرژی و در واقع کندانس آب حاصل از چگالش بخار موجود در جریان گاز داغ حاصل از احتراق توسط مشعل ،می بایست آب ورودی دیگ های چگالشی در دمای کمتری نسبت به دیگ های مرسوم موجود در بازار داشته باشد که در صنعت تاسیسات یک مزیت به حساب می آید ،زیرا که می توان در طراحی سیکل به کارگیری آب گرم مسیر طولانی تر همراه با مصرف کننده های بیشتر را در نظر گرفت. نیاز به دمای آب ورودی پایین تر به این دلیل است که عملیات کندانس بخار موجود در دود ، در دمای حدود 54 درجه سانتیگراد انجام خواهد گرفت.

اگرچه که حتی اگر دمای ورودی آب همان دمای ورودی آب در دیگ های مرسوم موجود در بازار باشد نیز به دلیل طراحی حرارتی بسیار بهینه به صورتی که به بالاترین سطوح حرارتی دست می یابیم و همچنین به کارگیری مشعل هایی مخصوص با راندمان حرارتی بسیار بالاتر ، در دیگ های چگالشی به 15 تا 20 درصد بهبود راندمان دست خواهیم یافت.

در دیگ های غیر چگالشی مرسوم موجود ، حداقل دمای آب ورودی به دیگ 60 درجه سانتیگراد و دمای خروج حدود 80 درجه سانتیگراد است و در آن ها هیچ نوع تجهبزات و طراحی مخصوص برای تبادل حرارت بیشتر گاز و مبدل های حرارتی خارجی برای بازیابی انرژی بیشتر و رساندن دمای آب ورودی دیگ به حداقل ممکن در نظر گرفته نمی شود.

مقدمه ای بر عملکرد دیگ های چگالشی

اگر عملیات کندانس بخار آب موجود در محصولات احتراق در دیگ های معمولی و غیر چگالشی رخ دهد به دلیل عدم طراحی برای چنین عملکردی دچار مشکلات اساسی خواهد شد ،

اولی مشکل ایجاد شده تجمع کندانس ها و انسداد مسیرهای عبور دود و در پی آن خفگی جریان خواهد بود و مورد دوم خوردگی بسیار سریع

پوسته ،کوره و لوله های اتشخوار به این دلیل که اختلاط کندانس بخار با دیگر محصولات حاصل از فرآیند احتراق همچون NO_X ها و کربن دی اکسید ، سبب تولید نوعی اسید بسبتا قوی و ایجاد خوردگی و خرابی سریع دیگ خواهد شد.

به همین دلیل در طراحی دیگ های چگالشی از مواد بسیار مقاوم در برابر خوردگی برای جلوگیری از تاثیر روی متریال تشکیل دهنده دیگ استفاده می شود.

دیگ های چگالشی فایرتیوب شرکت صنایع پاک فن بخار که مکانیزم عملکرد آن در شکل نمایش داده شده است توسط اساتید مجرب در زمینه طراحی و بازرسی دیگ های بخار و آب گرم و مخازن تحت فشار طراحی ، ساخته و مورد انواع تست های غیر مخرب و در نهایت بازرسی قرار می گیرند.

دیگ های چگالشی چقدر بهینه هستند ؟

به طور کلی بازدهی دیگ بصورت نسبت انرژی خروجی به انرژی ورودی تعریف می شود. دو روش برای اندازه گیری مقدار انرژی ورودی از طریق گاز طبیعی وجود دارد :

مقدار کالری ناخالص : بیانگر میزان انرژی آزاد شده در عملیات احتراق با این فرض که آب موجود در محصولات احتراق در فاز مایع باشد.

مقدار کالری خالص : بیانگر میزان انرژی آزاد شده در عملیات احتراق با این فرض که آب موجود در محصولات احتراق در فاز گاز باشند.

با استفاده از روش اول دیگ های غیر چگالشی مرسوم دارای راندمان در حدود 80 تا 83 درصد در حالت کار با بار ماکزیمم بوده در صورتی که در شرایط یکسان با به کارگیری دیگ های چگالشی میتوان به راندمان بالای 95 درصد دست یافت که در نوع خود یک شاهکار طراحی مهندسی به حساب می آید.

نمودار بالا نشان می دهد که سرعت افزایش بازدهی هنگامی که دمای آب برگشتی دیگ زیر 54 درجه سانتیگراد باشد ،بسیار بالاتر است.بنابراین برای رسیدن به بهترین راندمان باید دمای آب را تا حد امکان کاهش داد.

دیگ چگالشی چه مقدار کندانس تولید می کند؟

به طور کلی در یک تحقیق به عمل آمده نشان داده شد که به ازای هر 30 کیلووات انرژی ورودی توسط گاز طبیعی به دیگ چگالشی در یک ساعت با بار کامل 3.5 لیتر کندانس تولید می شود.

این تحقیق به صورتی بود که در طی آن در 1200 ساعت کاری یک دیگ چگالشی با 30 کگیلووات انرژی ورودی از طریق سوخت گاز طبیعی 400 لیتر کندانس بدست آمد.

میزان خاصیت اسیدی در کندانس تولید شده :

میزان خاصیت اسیدی یا قلیایی یک مایع با مقدار PH  آن بیان می شود به صورتی که در یک بازه از عدد یک که نشان دهنده اسید بسیار قوی تا عدد 14 که نشانگر خاصیت قلیایی بالا می باشد.

در دیگ های چگالشی مقدار PH  کندانس تولیدی مابین 2 تا 4 قرار گرفته در صورتی که PH  آب طبیعی برابر با 7 است که نشانگر خنثی بودن از نظر شیمیایی است.اگر چه که مقدار دقیق خاصیت اسیدی یا بازی

کندانس وابسته به پارامتر های مختلفی از قبیل عملکرد مشعل از نظر تولید آلاینده های محصولات احتراق ، کیفیت آب داخل دیگ و کیفیت سوخت مورد استفاده برای احتراق است.

کندانس خروجی حاوی انواع اسیدهای مخرب از قبیل نیتریک اسید ، نیتروس اسید ، سولفوریک اسید و هیدروکلریک اسید است که در صورت عدم استفاده از مواد مناسب و طراحی صحیح به سرعت سبب خوردگی تجهیزات خواهند شد.

می توان در واحدی جداگانه این اسید ها را با به کار گیری مبدل های حرارتی بازیابی و جداسازی کرد.

نویسنده : تیم مهندسی شرکت پاک فن بخار