ويلرهاى ييشرفته (Advanced Boilers)

بويلردر نيرگاه های بخار رکن مهم در تولید انرژی می­باشد. بویلر یا دیگ بخار وسیله­ ای است که وظیفه ­ی آن تولید بخار آب فوق گرمایی با شرایط مخصوص می­باشد. در بویلر انرژی شیمیایی سوخت در اثر احتراق به انرژی حرارتی تبدیل می­شود و حرارت آزاد شده در اثر احتراق در ناط مختلف بویلر جذب سیالات موجود در آن از قبیل آب، بخار مرطوب و یا بخار سوپرهیت می­گردد. مشاهده­ی هر گونه اشکال و حالت غیرنرمال در بویلر بلافاصله باید رفع و اصلاح گردد و حتی در صورتیکه به خروج بویلر از مدار نیاز باشد، باید سریعاً به خاموش کردن بویلر اقدام شود. در صورتیکه مشکل پیش­آمده نیاز به سرد نمودن و از فشار انداختن بویلر باشد باید شرایط کار را برای افراد تعمیراتی فراهم نمود. برای جلوگیری از ایجاد تنش­های حرارتی در مواع استارت  و یا شات­داون بویلر باید به افزایش و کاهش دما در المانهای بویلر، بخصوص در فلز درام توجه کافی نمود و به هیچ وجه نباید از منحنی طراحی و ارائه شده توسط سازندگان بویلر تجاوز نمود. پس ز رفع مشکل تعمیراتی و اصلاح محل و یا تجهیز آسیب­دیده، دوباره بویلر را استارت می­کنیم. بویلرها از قسمت­های آسیب­پذیردرهر نیروگاه­ می­باشند و چون همیشه با دما و فشار بالا سروکار دارند 

 نسبت به تجهیزات اصلی دیگر نیروگاه عمر کمتری دارند و همیشه پس از چند ماه کار کردن نشتی­ها در نقاط مختلف بویلر شروع  می­گردد.

آسیب­هایی که به بویلر وارد می­گردد در دو حالت اتفاق می­افتد:

1-                       در مواقع راه­اندازی

2-                       در زمان بهره­برداری

1. در مواقع راه­اندازی:

 در مواقعی که اقدام به راه­ندازی بویلر می­گردد باید تمام شرایط ایمنی و دستورالعمل­های سازنده را در نظر گرفته و با ایمنی کامل اقدام به مشعل­زنی کرد. در زمان راه­اندازی، مشکلات تعمیراتی که ممکن است حادث شود به قرار زیر است:

الف- خطر انفجار در بویلر

ب-  ریزش سوخت به کوره و احترا ثانوی در کوره

ج-  بوجود آمدن تنش­های حرارتی موضعی در هدرها و درام

 د-  اورهیت شدن­های موضعی در واتروال­ها و سوپرهیت­ها

2.در زمان بهره­ برداری:

الف-   خوردگی در سطوح داغ(واتروال، سوپرهیتر، ری­هیتر)

ب-     خوردگی در سطوح سرد(پیش­گرمکن هوا، کانل­های دود)

ج-      اورهیت شدن واتروال، سوپرهیتر و ...

د-      احتراق ناص و احتراق ثانوی

ه-      بالا رفتن فشار کوره

ی-     ترکیدگی و سوراخ شدن در المانهای مختلف بویلر

برای اجتناب از حادث شدن مشکلات فوق­الذکر برای بویلر در زمان راه­اندازی و بهره­ برداری پیوسته دقت بیش از پیش و رعایت کامل و تمام دستورالعمل­ های سازنده­های بویلر الزامی است.

از طرف دیگر برای افزایش راندمان حرارتی و بهبود احتراق در بویلر و افزایش طول عمر مفید در بویلرهای نیروگاهی، تجهیزات مختلف دیگر در نظر گرفته شده است.در نقاط مختلف بویلر تنش­های حرارتی در مواقع استارت و استوپ­های آن خواه ناخواه اعمال می­گردد و عمر بویلر بستگی به تعداد استارت و استوپ­های آن دارد.

از طرف دیگر، کیفیت سوخت مورد استفاده در بویلر نیز اثر مستقیم در عمر مفید آن داشته و هر چه سوخت با کیفیت (گاز طبیعی) در احتراق بویلرهای نیروگاهی استفاده شود عمر المانهای آن هم افزایش خواهد یافت و برعکس اگر از سوخت نامرغوب(مازوت) برای احترا استفاده گردد، به علت وجود ناخالصی بخصوص گوگرد و وانادیو موجب خوردگی در سطوح سرد و سطوح داغ خواهد گردید و اثر مستیم در کاهش عمر بویلر و تجهیزات جانبی آن خواهد داشت. بویلر برای انجام وظایف خود دارای تجهیزات مختلف می­باشد و فلسفه­ی وجودی این تجهیزات برای عملکرد بهتر، سالمتر و ایمن­تر بویلر لازم و الزامی است. مهمترین تجهیزاتی که برای بالا بردن راندمان حرارتی، جلوگیری از تنش­های حرارتی و غیره عبارتند از هیترهای آب تغذیه، گرمکن هوا و پیش­گرمکن بخاری، هیترهای سوخت، فن چرخننده دود به کوره و غیره.

در دنباله به بررسی عملکرد این تجهیزات پرداخته می­شود.

ژانگستروم­ها یا گرمکن­های هوا (Air Heaters)

ژانگستروم­ ها وظیفه­ ی گرم کردن هوای خروجی از فن­ های دمنده را بعهده دارند و برای افزایش راندمان حرارتی در بویلر وجود آنها لازم و ضروری می­باشد. دمای هوایی که بوسیله­ی فن­ها از محیط مکیده می­شود برابر دمای محیط بوده و ورود هوای احتراق با دمای محیط برای احتراق در بویلر مناسب نمی­ باشد و باعث کاهش راندمان احتراق در بویلر خواهد شد و از طرف دیگر دمای گازهای حاصل از احتراق موقعی که از بویلر خارج می­شوند بسیار بالا می­ باشد، در صورت عدم بازیافت این دما و تخلیه­ی دود با دمای بالا به محیط از طری دودکش موجب اتلافات حرارتی و کاهش زیاد راندمان حرارتی در بویلر خواهد گردید لذا بر این اساس با نصب گرمکن هوای دوّار و جذب دمای دود خروجی بوسیله­ی هوای ورودی، از یک طرف دمای هوای ورودی به بویلر افزایش یافته و موجب احتراق بهتر می­­شود و از طرف دیگر با کاهش دمای دود خروجی از بویلر و برگشت آن به داخل بویلر و شرکت در بهبود احتراق موجب کاهش تلفات حرارتی گشته و در نهایت افزایش راندمان حرارتی در بویلر را سبب خواهد گردید.

گرمکن­های دوّار هوا که با دور بسیار پایین حدود سه دور در دقیقه می­چرخند دارای بسکت­های مخصوص هستند که از ورقه­ های نازک فلزی ساخته شده است، و وقتی این بسکت­های در حال چرخش در مقابل دود خروجی با دمای بالا قرار می­ گیرند، بعلت پایین بودن دورشان در حین عبور دود با دمای بالا از لابلای آنها بسکت­ها گرم شده و دمای دود را جذب کرده و بدین طریق دمای دود خروجی به بسکت­ها منتقل می­گردد و بسکت­ها گرم شده و برعکس، دود خروجی سردتر می­شود. در ادامه­ی چرخش گرمکن بسکت­ های گرم­شده این­بار در مقابل هوای خنک خروجی از فن­های دمنده و ورودی به بویلر قرار می­ گیرند. این­باربسکت­ های گرم گرمای خود را به هوای سرد عبوری از لابلای بسکت­ها داده و ضمن گرم شدن هوا خود بسکت­ ها سردتر می­گردد. این عمل در زمان بهره­ برداری پیوسته ادامه دارد.

در ورودی و خروجی هر گرمکن هوا دمپرهای نصب­شده است که در موقع نیاز می­توان با بستن آن دمپرها، اقدام به ایزوله کردن گرمکن هوا نمود. و هر گرمکن هوا علاوه بر یک الکترو موتور AC درای یک موتور دیگر نیز می­باشد که ممکن است موتور بادی و یا الکترو موتور با جریان DC باشد. و دور موتور دوم تقریباً نصف دور موتور اصلی AC می­باشد.

اشکالات تعمیراتی زیر در گرمکن­ های هوا ممکن است پیش­ بیاید.

-  بهم خوردن سیل­بندی آن که در این حالت موجب هدر رفتن مقداری از هوای احتراق از طریق دودکش می­ شود.

-    احتمال آسیب دیدن یاتاقان­های بالا و پایین آن در حین بهره ­برداری

-    آسیب دیدن الکتروموتورهای AC و DC

-    ایراد در سیستم روانکاری و خنک ­کاری

-    مشکل در دمپرهای ورودی و خروجی

-    اشکال در سیستم کنترلی

در صورت مشاهده­ی هر گونه مشکل تعمیراتی در گرمکن هوا باید فوری برای رفع آن اقدام نمود. چون در صورت توقف گرمکن هوا در زیر بار احتمال آتش­سوزی در آن و ایجاد خسارات مالی بیشتر وجود دارد.

در هر توقف شش ماهه در نیروگاه­های بخار بازدید فنی دقیق از شرایط سیل­بندی آن، وضع یاتاقان­ها و دمپرهای آن صورت می­ گیرد.

 

پمپ­ های سوخت در بویلر

سوخت مورد نیاز بویلر برای ادامه­ی احتراق موقعی که از سوخت مایع استفاده می­کند توسط پمپ سوخت از تانک ذخیره به داخل بویلر و تا سرمشعل­ها هدایت می­گردد و در سر مشعل با عمل اتمایزینگ (مکانیکی و یا بخاری) سوخت به صورت پودر به داخل بویلر پاشیده می­شود و با عمل اگنایتینگ (جرقه­زنی) شعله­ی بوجود آمده پیوسته پایدر می­ماند. در صورت استفاده از سوخت گاز به پمپ نیاز نبوده و سوخت گاز با فشار موجود در خط انتقال گازرسانی تا سرمشعل­ها جاری می­شود.

معمولاً در هر نیروگاه سه دستگاه پمپ سوخت در نظر گرفته می­شود و ظرفیت سوخت دهی هر کدام از این پمپ­ها معادل پنجاه درصد حداکثر بار تولیدی واحد می­باشد. و بطور پیوسته دو دستگاه از این پمپ­ها همیشه در مدار بوده و پمپ س.می بصورت رزرو خارج از مدار می­باشد. و در تعویض های هفتگی یکی از پمپ­ های در حال کار را از مدار خارج کرده و پمپ رزرو را به مدار می­آورند.

پمپ­های سوخت در نیروگاه­ها از نوع پمپ دنده­ای بوده و اغلب در ورودی و خروجی آن­ها فیلترهای مخصوص برای گرفتن ذرات موجود در سوخت مازوت تعبیه می­شود.

سوخت مایع (مازوت) در خروجی از پمپ­های سوخت وارد هیتر سوخت شده و در این هیتردمای آن بالا می­رود تا در مشعل بهتر بسوزد. مقدار افزایش دمای مازوت به نوع آن بستگی دارد و هرچه مازوت سنگینتر بوده و ویسکوزیته­ ی آن بالا باشد نیاز به گرمایش بیشتر خواهد داشت.

پمپ­ها سوخت نیز از نظر سالم کار کردن نیاز به سرویس منظم و مرتب دارند و معمولاً بعلت داشتن پمپ رزرو با ایزوله کردن تک تک پمپ­های سوخت می­توان آنها را در حالِِِ کارِ واحد نیز تعمیر کرد.

 

مشعل­ها (Burners) 

عمل احتراق توسط مشعل­ها در داخل بویلر انجام می­گیرد. با توجه به قدرت تولید هر بویلر تعداد مشعل­های آن متفاوت بوده و هرچه درت تولید بویلر بالا باشد تعداد مشعل­های تعبیه شده در آن بویلر هم بیشتر خواهد بود. نوع مشعل در بویلرها برای سوخت­های مختلف متفاوت بوده و مشعل گاز دارای تفاوت نسبت به مشعل مازوت می­باشد. و نمی­توان از مشعل مازوت برای سوخت گاز استفاده کرد و برعکس.

از نظر آرایش و نصب هم مشعل­ ها در بویلرهای مختلف متفاوت هستند و در بعضی از بویلرها مشعل­ها در یک وجه بویلر نصب شده­اند، در بعضی در کف بویلر و یا در گوشه­ ها در چند طبقه نصب می­ شوند.

هر مشعل برای خود دارای سیستم کنترلی جداگانه داشته هم از محل و هم از اتاق فرمان می­توان ادام به استارت مشعل نمود. برای هر مشعل دارای تجهیزات ذیل در محل آن در نظر گرفته شده است.

-  یک شات­آف والو سوخت که تمام فرمانهای تریپ برای از مدار خارج کردن مشعل به این والو اعمال می­گردد. و اگر مشعل دارای مسیرهای لازم برای سوخت گاز و مایع بوده باشد، هر سوخت برای خود شات آف والو جداگانه دارد.

-  مسیر و والو مخصوص برای گاز اگنایت، که برای روشن کردن مشعل لازم است ابتدا باید اگنایت مشعل (مشعل پایلوت) را با جرقه­ ی برقی (قوس الکتریکی) روشن کرد و پس از پایداری شعله­ ی اگنایت اقدام به استارت مشعل اصلی نمود.

-  مسیر بخار و شات آف والو مربوطه برای شستشوی مسیر سوخت مایع در داخل مشعل در مواقعی که از سوخت مایع استفاده می­گردد.

-    مسیر هوای کنترل و ولوهای دستی و سولونوئیدی برای آن.

-    باکس کنترل محلی برای استارت و یا استو پ مشعل از محل

ساز اتاق فرمان نیز می­توان برای استارت و استوپ مشعل اقدام کرد و برای این منظور هر مشعل در اتاق فرمان دارای تجهیزات زیر است.

-    سوئیچ انتخابی و کلید استارت و استوپ از اتاق فرمان برای استارت از ریموت مشعل

-  چراخ نشان دهنده­ ی حالت باز (قرمز)، بسته (سبز)، و حالت گذرا(زرد) برای شات آف والو سوخت هر مشعل

-    چراخ نشان دهنده­ ی حالت باز (قرمز)، بسته (سبز)، و حالت گذرا(زرد) برای دمپر هر مشعل

-  چراخ نشان دهنده­ ی حالت باز (قرمز)، بسته (سبز)، و حالت گذرا(زرد) برای شات آف والو گاز اگنایت هر مشعل

-  چراخ نشان دهنده­ ی حالت باز (قرمز)، بسته (سبز)، و حالت گذرا(زرد) برای والو بخار شستشوی هر مشعل در حالت استفاده از سوخت مازوت

-    و تجهیزات کنترلی ابزار دقیقی از قبیل نشان­ دهنده ­ی دما، فشار، فلو و غیره.

 

پمپ­های چرخاننده­ی آب در واتروال­های بویلر(Boiler Circulating Pumps)

 در بویلرهایی که فشار سیکل در آنها از یک مقدار معین بالاتر باشد برای جلوگیری از Over Heat شدن وتروال­ها و تولید بهتر بخار جهت به حرکت درآوردن آب از هدر پایین بویلر به طرف بالا از طریق واتروال­ها و در نهایت هدایت مخلوط آب و بخار به درام بالا،پمپ رار می­دهند.در چنین بویلرهایی که از (بی سی پمپ) استفاده می­شود، جریان را اجباری می­گویند.

در بویلرهایی که فشار سیکل کمتر از 150 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع می­باشد، حرکت آب از درام بالا به طرف پایین و ز درام (هدر) پایین به طرف بالا در واتروال­ها در اثر اختلاف وزن ستون مایع دو طرف (ستون آب در لوله­ های پایین آورنده و مخلوط آب و بخار در واتروال­ها) صورت می­ گیرد. و از بکار بردن پمپ خودداری می­شود، و این نوع بویلرها را بویلر با جریان طبیعی گویند.

در بویلرهی با جریان طبیعی قطر لوله­ های واتروال بزرگتر و سرعت حرکت سیال در داخل آن کمتر از بویلر با جریان اجباری می­ باشد.تعداد B.C.Pump ها در بویلرهای با گردش اجباری معمولاً سه دستگه بوده و برای تولید حداکثر بار هر سه دستگاه در مدار هستند. در صورت تریپ یکی از پمپ­ها تولیدی واحد به زیر 70 درصد بار کاهش یافته و می­ توان با محدودیت فوق به تولید ادامه داد. ولی اگر دو دستگاه از سه دستگاه پمپ از مدار خارج گردند بعلت افت فاحش سرعت حرکت آب در واتروال­ ها و احتمال اورهیت شدن واتروال­ ها واحد سریعاً از مدار خارج می­ گردد.

 

درام (Drum )

 در بویلرهای درام­دار نقش درام در تولید پایدار بخار و بهره­برداری سالم از بویلر دارای اهمیت بسیار است. در درام چندین ورودی و خروجی آب، بخار و یا مخلوط آب و بخار وجود دارد که در زیر به آنها اشاره می­گردد.

-    آب تغذیه­ی بویلر از طریق فید واتر پمپ­ها بعد از طی کردن اکونومایزر وارد درام می­شود.

-  مخلوط آب و بخار برگشتی از واتروال­های بویلر وارد درام شده و پس از طی کردن سپریتورها و انجام عمل جدایش آب و بخار از هم در سپریتورها، آب به فاز مایع درام برمی­گردد و بخار از قسمت بالای درام به طرف بویلر برای افزایش دمای آن وارد المانهای سوپرهیترها می­شود.

-  توسط چندین لوله­ آب از قسمت مایع و پایین درام از طریق لوله­های پایین آورنده به هدر پایین بویلر هدایت می­شود.

-  یک مسیر از وسط فاز مایع به بلودان هدایت می­ شود و این مسیر برای کنترل شرایط شیمیایی آب بویلر با نظر قسمت شیمی نیروگاه اغلب باز بوده و مقدار باز بودن آن توسط کارشناس شیمی با توجه به شرایط شیمیایی آب بویلر، کم و یا زیاد می­ گردد.

-  ازقسمت بالای درام (فاز بخار) بخار اشباع مرطوب که بوسیله­ ی سپریتورها از آب جدا گشته توسط چندین لوله به داخل کوره­ی بویلر هدایت می­شود و پس از طی کردن مسیرهای پیچ در پیچ لوله­های سوپرهیتر به بخار فوق گرمایی سوپرهیت تبدبل شده وبه طرف توربین هدایت می­شود.

-  چندین مسیر برای برداشت جهت نمونه­گیری شیمیایی، ادوات ابزار دقیق از قبیل ترانسمیترهای فشار، دما، سطح و ... .

در بویلرهای درام­دار باید همواره هم در راه­اندازی­ها و هم در شات­داون­های بویلر ریت افزایش و کاهش دما در درام را در رنج توصیه شده توسط سازنده­ی آن کنترل کرده و حتماً سعی شود از محدوده­ی گفته شده تجاوز نشود.

با توجه به بالا بودن فشار سیکل در نیروگاه­ها از یک طرف و در جریان سیکل قرار گرفتن درام با قطر نسبتاً بزرگ از طرف دیگر اثر تنش­های شدید حرارتی بر روی درام از تمام قسمت­های بویلر بیشتر بوده و باید همیشه دمای قسمت فاز بخار با قسمت فاز آب درام همینطور محوطه­ی ورودی آب از اکونومایزر و ورودی مخلوط آب و بخار برگشتی از واتروال­ های بویلر باهم برابر بوده باشند. در غیر اینصورت احتمال خزش لایه­ های بدنه­ی درام در اثر شوک حرارتی وجود خواهد داشت و در صورت آسیب دیدن درام در بویلر زمان زیادی لازم است تا نوع جدید آن ساخته و در جای خود نصب گردد و واضح است که در این مدت تولید واحد نیز متوقف خواهد شد.

در موقع راه ­اندازی بویلر باید از وارد کردن شوک­ های حرارتی لحظه­ ای به المان های آن خودداری نمود. در ابتدا باید ریت افزایش حرارت را بسیار پایین گرفته و با افزایش اندک اندک دما این اجازه را داد تا اینکه تمام قسمت­های بویلر به طور یکنواخت گرم شوند وپس از رسیدن دمای تمام بدنه­ی بویلر به حدود 120 درجه­ی سانتی­گراد آن وت می­توان ریت افزایش دما را بیشتر کرد. و هرچه راه­اندازی بویلر به طرف راه­اندازی داغ پیش رود بهتر می­توان با ریت بالا به دما و فشارگیری در بویلر دام نمود. و براین اساس است که در راه­ اندازی­های بعد از تریپ با حداکثر ممکن اقدام به دما و فشارگیری در بویلر می­ شود.  

+ نوشته شده در  دوشنبه ۲۳ اردیبهشت ۱۳۹۲ساعت 17:34  توسط سيد مصطفي محمدزاده   |