سبك وزني ، مقاوم در برابر آسيب رطوبت، مقاوم در برابر آسيب شعله، رفع آلودگي آسان تر و قابليت با شكل هاي مختلف.
معمولاً رسوبات آلي و غيرآلي در سر مشعل تشكيل مي شوند كه راندمان اتمايزينگ و در نتيجه راندمان احتراق را كاهش مي دهند براي رفع اين مشكل مي‌توان مواد افزودني با خاصيت پاك كنندگي، جهت تميز نگه داشتن مشعل ها به سوخت اضافه نمود.
مواد افزودني سوخت بايستي داراي خصوصياتي باشند تا موثر واقع شوند:
هزينه آماده سازي سوخت با مواد افزودني خوب معادل 3%-1% راندمان بويلر است. از طرف ديگر مواد افزودني سوخت بايستي راندمان بويلر را 1% افزايش دهند تا سود و زيان برابر شوند.
روش ديگري كه بايستي براي از بين بردن رسوبات در مشعل به كار برد، سرويس و تعمير و نگهداري مشعل ها به طور مرتب و مطابق يك برنامه صحيح روزانه مي باشد. به طور اخص بايستي توجه شود كه رسوبات تشكيل شده روي نوك مشعل (Tip) حذف شوند بدون اين كه آسيبي به آن وارد گردد. به طوري كه ابعاد بحراني كه روي فلوي هوا و فلوي سوخت تاثير مي گذارند، بايستي مطابق نقشه باشند.
دوده و يا رسوبات با تركيب واناديم نرخ انتقال حرارت را كاهش مي دهند و اگر همه شرايط ثابت بماند اين كاهش وقتي نمايان مي شود كه درجه حرارت گازهاي خروجي با زمان افزايش مي يابد. هر نوع رسوب روي سطح حرارتي، ايجاد يك مقاومت در برابر انتقال حرارت مي نمايد.
رسوبات غيرآلي و معدني در جداره داخلي لوله ها نرخ، انتقال حرارت را كاهش مي دهند زيرا همان طوري كه در قسمت قبل گذشت مانند يك عايق حرارتي عمل مي‌كنند و با گذشت زمان دماي دود خروجي را افزايش مي دهند براي حل اين معضل مي‌بايست آب تغذيه بويلرقبل ازورودبه بويلر آماده سازي شود (Water Treatment) و بويلر بايستي قبل از آماده سازي آب كاملاً تميز شود. براي از بين بردن رسوبات داخلي لوله ها بايستي بويلر اسيد شوئي (Acid Cleaning) شود.
آماده سازي آب يك مسئله مهم در بهره برداري بويلر است كه روي راندمان موثر است و در صورتي كه ناديده گرفته شود، ايجاد خسارات خواهد كرد. ناخالصي‌هاي آب تغذيه يا به صورت محلول هستند يا معلق هستند تمركز اين ناخالصي ها در بويلر از آنجايي است كه بخار توليد شده ضرورتاً بايستي خالص باشد. يك آماده سازي مناسب آب بويلر كليه رسوبات و ذرات كلسيم و منيزيم را از محلول خارج مي كند. اگر اين مواد معلق از يك حد مجاز بيشتر باشند، يك رسوب روي سطوح حرارتي تشكيل مي شود كه از انتقال حرارت جلوگيري كرده و دماي فلز لوله را افزايش مي دهند كه اين باعث افزايش دماي دود و كاهش راندمان مي شود از طرف ديگر مسئله مهم تر اين است كه اين رسوبات به علت اثر عايق در سطح داخلي، باعث اورهيت شدن لوله ها مي شوند.
مقدار زيادي از اين مواد جامد را مي توان به وسيله ابزارهايي در درام جدا نمود. اگر سوپرهيتر داشته باشيم، اين مواد جامد روي سطوح حرارتي رسوب كرده و باعث اورهيت شدن فلز سوپر هيتر مي شوند و مخصوصاً باعث خوردگي يا رسوب روي پره هاي توربين و شيرها مي شوند. غلظت مواد نامحلول و معلق جامد در آب بويلر به وسيله انتقال دادن مقداري از آب داراي ناخالصي بالا و جايگزين كردن آن به وسيله آب با ناخالصي پايين تر كنترل مي شود اين عمل كه زيركش كردن (Blow Down) ناميده مي شود به دو طريق زيركش پيوسته (Continuous) و زيرگش مقطعي (intermittent) انجام مي شود در زيركش مقطعي، كليه مواد جامد و لجن ها از پايين بويلر (ته درام پايين) خارج مي شوند و در زيركش پيوسته مواد جامد در درام بالا كه به صورت نامحلول هستند خارج مي شوند.
استفاده از زيركش پيوسته به جاي زيركش مقطعي به تنهايي در آب تغذيه آماده شده بويلر صرفه جويي مي كند و همچنين مي تواند باعث صرفه جويي انرژي بهتر شود. استفاده از زيركش پيوسته همچنين اجازه مي دهد كه انرژي گرمايي بازيافت شود.
نوعي صرفه جويي انرژي به وسيله بازيافت انرژي گرمايي از آب زيركش در (شكل 23-3) و (شكل 24-3) تخمين زده شده است. درصد زيركش بستگي به غلظت مواد جامد موجود در آب تغذيه و حداكثر آب مجاز بويلر دارد صرفه جويي واقعي بستگي به فشار بهره برداري بويلر، فشار فلش تانك (Flash Tank) و استفاده مشروط از بخار ايجاد شده دارد.
پيش گرم كردن آب تغذيه بويلر با گرماي تلف شده مي تواند با ازاي هر F10 افزايش دما 1% صرفه جويي سوخت داشته باشد. نرخ زيركش عبارت از نسبت آب زيركش شده از بويلر به مقدار آب تغذيه بويلر است بيش از 10% زيركش بستگي به نسبت ناخالصي در آب تغذيه به غلظت مجاور در آب بويلر دارد. براي مثال غلظت مجازكل موادجامد درآب بويلرppm350 درفشارPSI300 يافشارعملكردپايين‌تر است.
حال اگر غلظت ناخالصي در آب تغذيه ppm3500 باشد نرخ زيركش 10% نياز است تا سطح ناخالصي آب بويلر در ppm350 ثابت بماند.
درصد راندمان اتلافي با 10% زيركش 3% است. تقريباً تمام اين گرما را مي توان در زيركش پيوسته با استفاده از مبدل حرارتي بازيافت نمود و زيركش را تا محدوده F30-20 سرد نمود.
پتانسيل صرفه جويي متناسب با مقدار زيركش مورد نياز است كه بيشتر بستگي به درصد ناخالصي آب تغذيه دارد. آماده سازي آب قبل از ورود به بويلر مي‌تواند مقدار زيركش را كاهش دهد.
جدول (7-3) غلظت ماكزيمم پيشنهادي ناخالصي هايي است كه مي توانند در آب بويلر موجود باشند همان طوري كه بيان شد صرفه جويي مناسب وقتي مي تواند انجام گيرد كه زيركش پيوسته استفاده شود به علاوه زيركش پيوسته اجازه مي دهد كه از گرماي بازيافت شده براي پيش گرم كردن آب تغذيه ورودي بويلر استفاده كنيم اين عمل مخصوصاً در بويلرهاي كم فشار با نرخ زيركش پايين انجام مي شود در واحدهايي با ظرفيت بالا از فلش تانك استفاده مي شود كه بخار توليد شده خالص كم فشار، كندانس شده و به عنوان آب تغذيه به سيستم اضافه مي شود آب هاي باقيمانده كه شامل ناخالصي بالا هستند، از ميان يك مبدل حرارتي عبور داده مي‌شوند تا آب تغذيه بويلر را پيش گرم كنند و سپس دور ريخته مي شوند و به وسيله فلش تانك حدود 50% گرماي زيركش بازيافت مي شود و با استفاده از مبدل حرارتي به دنبال فلش تانك و يا بيشتر از انرژي آب تخليه كه هدر مي رود استخراج مي شود.
عايق ها معمولاً به دو دسته نوع جرمي و نوع انعكاسي، بسته به اين كه براي كاهش انتقال حرارت رسانائي و يا تشعشعي باشند طبقه بندي مي شوند. مقاومت گرمايي كلي عايق نرخ‌جرمي‌بستگي‌به تركيب و ساختمان فيزيكي آن دارد. موادي كه دراين نوع عايق‌ها به كارمي‌روند،داراي ضريب انتقال‌حرارت پايين‌هستنداماآنچه اهميت دارد اين است كه شامل تعداد زيادي از حفره هايي هستند كه از هوا و يا گاز پر شده‌اند اين حفره‌ها يك مقاومت در برابر انتقال حرارت رسانائي دارند تاثير عايق همچنين به وسيله ضخامت يا مقدار مواد استفاده شده اندازه گيري مي شود. نوع عايق انعكاسي معمولاً شامل فلزات با سطح صيقلي مي باشد كه اتلاف حرارتي تشعشعي را كاهش مي دهد اين نوع عايق ها معمولاً به عنوان پوششي روي عايق‌هاي جرمي به كار مي‌روند و با فاصله هوايي از عايق جرمي، براي عوض كردن عايق جرمي مي باشند.
عايق كاري علاوه بر كاهش اتلافات حرارتي، مزيت هاي ديگري از جمله دماي سطح كنترل شده براي راحتي و ايمني، مقاومت ساختمان، كاهش اغتشاش (Noise) و مقاومت در برابر شعله دارد.
صرفه جويي انرژي حاصل از عايق كاري مناسب به نوع، ضخامت (فقط براي نوعي جرمي) و شرايط عايق كاري موجود بستگي دارد.
نرخ كلي تقريبي اتلافات حرارتي به صورت تشعشع و كنوكسيون را از يك سطح صاف بدون عايق بر اساس اختلاف دماي بين سطح و هواي ساكن نشان مي‌دهد. اتلافات تشعشع تقريبي از ديواره هاي كوره بوسيله ABMA توسعه داده شده است كه نشان مي دهد، اتلافات تشعشعي با كاهش بارميل به افزايش دارند و مي توانند بيش از 7% براي بهره‌برداري واحدهاي كوچك يا بزرگتر در بارهاي كاهش يافته باشد. يك آناليز مهندسي از شرايط موجود و پتانسيل صرفه جويي انرژي، بايستي قبل از انجام عايق كاري انجام شود.
عايق كاري نوع جرمي بايستي در مقابل خطر جذب رطوبت يا فشارهاي بيش از اندازه محافظت شود. مواد اين نوع عايق معمولاً شامل سيليكات كلسيم، بافت شيشه اي و جدا سيليسي هستند سابق عايق ها از 85% اكسيد منيزيم و ازبست تشكيل شده بود كه در واحدهاي توليد بخار با فشار بالا استفاده مي‌شد. اما هم اكنون كاربردي ندارند و با مواد فايبرگلاس جايگزين شده‌اند.
معمولاً شامل فلزات با سطح صاف است. كه داراي ضريب صدور پايين هستند و از اتلاف حرارتي به صورت تشعشع به محيط سرد جلوگيري مي‌كنند.
رنگ هاي معمولي يا عايق كاري نوع جرمي، داراي ضريب صدورهايي در حدود 85/0 تا 95/0 هستند .
استفاده از يك لايه عايق انعكاسي از انتقال حرارت كنوكسيون و رسانائي جلوگيري نمي‌كند. اما لايه هاي چند تايي كه به وسيله فاصله هوايي جدا شده اند را مي تواند به صورت موثر تر از عايق كاري جرمي به كار برد. اتلاف حرارتي كنوكسيوني در هواي جدا كننده را مي توان با لايه هايي از درزبندها و حصار فلزي جانبي ناشي از نيروهاي شناور را محدود مي‌كند. كاهش داد.
عايق كاري نوع انعكاسي داراي مزيت هاي زير نسبت به نوع جرمي مي باشد:
سبك وزني ، مقاوم در برابر آسيب رطوبت، مقاوم در برابر آسيب شعله، رفع آلودگي آسان تر و قابليت با شكل هاي مختلف.
معمولاً رسوبات آلي و غيرآلي در سر مشعل تشكيل مي شوند كه راندمان اتمايزينگ و در نتيجه راندمان احتراق را كاهش مي دهند براي رفع اين مشكل مي‌توان مواد افزودني با خاصيت پاك كنندگي، جهت تميز نگه داشتن مشعل ها به سوخت اضافه نمود.
مواد افزودني سوخت بايستي داراي خصوصياتي باشند تا موثر واقع شوند:
هزينه آماده سازي سوخت با مواد افزودني خوب معادل 3%-1% راندمان بويلر است. از طرف ديگر مواد افزودني سوخت بايستي راندمان بويلر را 1% افزايش دهند تا سود و زيان برابر شوند.
روش ديگري كه بايستي براي از بين بردن رسوبات در مشعل به كار برد، سرويس و تعمير و نگهداري مشعل ها به طور مرتب و مطابق يك برنامه صحيح روزانه مي باشد. به طور اخص بايستي توجه شود كه رسوبات تشكيل شده روي نوك مشعل (Tip) حذف شوند بدون اين كه آسيبي به آن وارد گردد. به طوري كه ابعاد بحراني كه روي فلوي هوا و فلوي سوخت تاثير مي گذارند، بايستي مطابق نقشه باشند.
دوده و يا رسوبات با تركيب واناديم نرخ انتقال حرارت را كاهش مي دهند و اگر همه شرايط ثابت بماند اين كاهش وقتي نمايان مي شود كه درجه حرارت گازهاي خروجي با زمان افزايش مي يابد. هر نوع رسوب روي سطح حرارتي، ايجاد يك مقاومت در برابر انتقال حرارت مي نمايد.
رسوبات غيرآلي و معدني در جداره داخلي لوله ها نرخ، انتقال حرارت را كاهش مي دهند زيرا همان طوري كه در قسمت قبل گذشت مانند يك عايق حرارتي عمل مي‌كنند و با گذشت زمان دماي دود خروجي را افزايش مي دهند براي حل اين معضل مي‌بايست آب تغذيه بويلرقبل ازورودبه بويلر آماده سازي شود (Water Treatment) و بويلر بايستي قبل از آماده سازي آب كاملاً تميز شود. براي از بين بردن رسوبات داخلي لوله ها بايستي بويلر اسيد شوئي (Acid Cleaning) شود.
آماده سازي آب يك مسئله مهم در بهره برداري بويلر است كه روي راندمان موثر است و در صورتي كه ناديده گرفته شود، ايجاد خسارات خواهد كرد. ناخالصي‌هاي آب تغذيه يا به صورت محلول هستند يا معلق هستند تمركز اين ناخالصي ها در بويلر از آنجايي است كه بخار توليد شده ضرورتاً بايستي خالص باشد. يك آماده سازي مناسب آب بويلر كليه رسوبات و ذرات كلسيم و منيزيم را از محلول خارج مي كند. اگر اين مواد معلق از يك حد مجاز بيشتر باشند، يك رسوب روي سطوح حرارتي تشكيل مي شود كه از انتقال حرارت جلوگيري كرده و دماي فلز لوله را افزايش مي دهند كه اين باعث افزايش دماي دود و كاهش راندمان مي شود از طرف ديگر مسئله مهم تر اين است كه اين رسوبات به علت اثر عايق در سطح داخلي، باعث اورهيت شدن لوله ها مي شوند.
مقدار زيادي از اين مواد جامد را مي توان به وسيله ابزارهايي در درام جدا نمود. اگر سوپرهيتر داشته باشيم، اين مواد جامد روي سطوح حرارتي رسوب كرده و باعث اورهيت شدن فلز سوپر هيتر مي شوند و مخصوصاً باعث خوردگي يا رسوب روي پره هاي توربين و شيرها مي شوند. غلظت مواد نامحلول و معلق جامد در آب بويلر به وسيله انتقال دادن مقداري از آب داراي ناخالصي بالا و جايگزين كردن آن به وسيله آب با ناخالصي پايين تر كنترل مي شود اين عمل كه زيركش كردن (Blow Down) ناميده مي شود به دو طريق زيركش پيوسته (Continuous) و زيرگش مقطعي (intermittent) انجام مي شود در زيركش مقطعي، كليه مواد جامد و لجن ها از پايين بويلر (ته درام پايين) خارج مي شوند و در زيركش پيوسته مواد جامد در درام بالا كه به صورت نامحلول هستند خارج مي شوند.
استفاده از زيركش پيوسته به جاي زيركش مقطعي به تنهايي در آب تغذيه آماده شده بويلر صرفه جويي مي كند و همچنين مي تواند باعث صرفه جويي انرژي بهتر شود. استفاده از زيركش پيوسته همچنين اجازه مي دهد كه انرژي گرمايي بازيافت شود.
نوعي صرفه جويي انرژي به وسيله بازيافت انرژي گرمايي از آب زيركش در (شكل 23-3) و (شكل 24-3) تخمين زده شده است. درصد زيركش بستگي به غلظت مواد جامد موجود در آب تغذيه و حداكثر آب مجاز بويلر دارد صرفه جويي واقعي بستگي به فشار بهره برداري بويلر، فشار فلش تانك (Flash Tank) و استفاده مشروط از بخار ايجاد شده دارد.
پيش گرم كردن آب تغذيه بويلر با گرماي تلف شده مي تواند با ازاي هر F10 افزايش دما 1% صرفه جويي سوخت داشته باشد. نرخ زيركش عبارت از نسبت آب زيركش شده از بويلر به مقدار آب تغذيه بويلر است بيش از 10% زيركش بستگي به نسبت ناخالصي در آب تغذيه به غلظت مجاور در آب بويلر دارد. براي مثال غلظت مجازكل موادجامد درآب بويلرppm350 درفشارPSI300 يافشارعملكردپايين‌تر است.
حال اگر غلظت ناخالصي در آب تغذيه ppm3500 باشد نرخ زيركش 10% نياز است تا سطح ناخالصي آب بويلر در ppm350 ثابت بماند.
درصد راندمان اتلافي با 10% زيركش 3% است. تقريباً تمام اين گرما را مي توان در زيركش پيوسته با استفاده از مبدل حرارتي بازيافت نمود و زيركش را تا محدوده F30-20 سرد نمود.
پتانسيل صرفه جويي متناسب با مقدار زيركش مورد نياز است كه بيشتر بستگي به درصد ناخالصي آب تغذيه دارد. آماده سازي آب قبل از ورود به بويلر مي‌تواند مقدار زيركش را كاهش دهد.
جدول (7-3) غلظت ماكزيمم پيشنهادي ناخالصي هايي است كه مي توانند در آب بويلر موجود باشند همان طوري كه بيان شد صرفه جويي مناسب وقتي مي تواند انجام گيرد كه زيركش پيوسته استفاده شود به علاوه زيركش پيوسته اجازه مي دهد كه از گرماي بازيافت شده براي پيش گرم كردن آب تغذيه ورودي بويلر استفاده كنيم اين عمل مخصوصاً در بويلرهاي كم فشار با نرخ زيركش پايين انجام مي شود در واحدهايي با ظرفيت بالا از فلش تانك استفاده مي شود كه بخار توليد شده خالص كم فشار، كندانس شده و به عنوان آب تغذيه به سيستم اضافه مي شود آب هاي باقيمانده كه شامل ناخالصي بالا هستند، از ميان يك مبدل حرارتي عبور داده مي‌شوند تا آب تغذيه بويلر را پيش گرم كنند و سپس دور ريخته مي شوند و به وسيله فلش تانك حدود 50% گرماي زيركش بازيافت مي شود و با استفاده از مبدل حرارتي به دنبال فلش تانك و يا بيشتر از انرژي آب تخليه كه هدر مي رود استخراج مي شود.
عايق ها معمولاً به دو دسته نوع جرمي و نوع انعكاسي، بسته به اين كه براي كاهش انتقال حرارت رسانائي و يا تشعشعي باشند طبقه بندي مي شوند. مقاومت گرمايي كلي عايق نرخ‌جرمي‌بستگي‌به تركيب و ساختمان فيزيكي آن دارد. موادي كه دراين نوع عايق‌ها به كارمي‌روند،داراي ضريب انتقال‌حرارت پايين‌هستنداماآنچه اهميت دارد اين است كه شامل تعداد زيادي از حفره هايي هستند كه از هوا و يا گاز پر شده‌اند اين حفره‌ها يك مقاومت در برابر انتقال حرارت رسانائي دارند تاثير عايق همچنين به وسيله ضخامت يا مقدار مواد استفاده شده اندازه گيري مي شود. نوع عايق انعكاسي معمولاً شامل فلزات با سطح صيقلي مي باشد كه اتلاف حرارتي تشعشعي را كاهش مي دهد اين نوع عايق ها معمولاً به عنوان پوششي روي عايق‌هاي جرمي به كار مي‌روند و با فاصله هوايي از عايق جرمي، براي عوض كردن عايق جرمي مي باشند.
عايق كاري علاوه بر كاهش اتلافات حرارتي، مزيت هاي ديگري از جمله دماي سطح كنترل شده براي راحتي و ايمني، مقاومت ساختمان، كاهش اغتشاش (Noise) و مقاومت در برابر شعله دارد.
صرفه جويي انرژي حاصل از عايق كاري مناسب به نوع، ضخامت (فقط براي نوعي جرمي) و شرايط عايق كاري موجود بستگي دارد.
نرخ كلي تقريبي اتلافات حرارتي به صورت تشعشع و كنوكسيون را از يك سطح صاف بدون عايق بر اساس اختلاف دماي بين سطح و هواي ساكن نشان مي‌دهد. اتلافات تشعشع تقريبي از ديواره هاي كوره بوسيله ABMA توسعه داده شده است كه نشان مي دهد، اتلافات تشعشعي با كاهش بارميل به افزايش دارند و مي توانند بيش از 7% براي بهره‌برداري واحدهاي كوچك يا بزرگتر در بارهاي كاهش يافته باشد. يك آناليز مهندسي از شرايط موجود و پتانسيل صرفه جويي انرژي، بايستي قبل از انجام عايق كاري انجام شود.
عايق كاري نوع جرمي بايستي در مقابل خطر جذب رطوبت يا فشارهاي بيش از اندازه محافظت شود. مواد اين نوع عايق معمولاً شامل سيليكات كلسيم، بافت شيشه اي و جدا سيليسي هستند سابق عايق ها از 85% اكسيد منيزيم و ازبست تشكيل شده بود كه در واحدهاي توليد بخار با فشار بالا استفاده مي‌شد. اما هم اكنون كاربردي ندارند و با مواد فايبرگلاس جايگزين شده‌اند.
معمولاً شامل فلزات با سطح صاف است. كه داراي ضريب صدور پايين هستند و از اتلاف حرارتي به صورت تشعشع به محيط سرد جلوگيري مي‌كنند.
رنگ هاي معمولي يا عايق كاري نوع جرمي، داراي ضريب صدورهايي در حدود 85/0 تا 95/0 هستند .
استفاده از يك لايه عايق انعكاسي از انتقال حرارت كنوكسيون و رسانائي جلوگيري نمي‌كند. اما لايه هاي چند تايي كه به وسيله فاصله هوايي جدا شده اند را مي تواند به صورت موثر تر از عايق كاري جرمي به كار برد. اتلاف حرارتي كنوكسيوني در هواي جدا كننده را مي توان با لايه هايي از درزبندها و حصار فلزي جانبي ناشي از نيروهاي شناور را محدود مي‌كند. كاهش داد.
عايق كاري نوع انعكاسي داراي مزيت هاي زير نسبت به نوع جرمي مي باشد: