اکونومایزر چیست؟ کاربرد اکونومایزر در بویلر بخار و دیگ آبگرم

فیلم بویلر 3 پاس حرارتی وت بک

برای کسب اطلاعات بیشتر درباره محصولات دما بخار بر روی تصاویر کلیک کنید

دیگ بخار	دیگ آبگرم	بخارشوی صنعتی	دیگ روغنداغ
برای مشاوره رایگان و سفارش خرید بهترین بویلر با این شماره ها تماس بگیرید:05138472536-09120462950

اکونومایزر در بویلر

فهرست:

• اکونومایزر چیست؟
• نحوه کارکرد اکونومایزر
• کاربرد ها و مزایای استفاده از اکونومایزر
• راهنمای خرید اکونومایزر

آیا تجربه این کار را داشته اید در کتری در حال جوش، آب سرد بریزید؟ چه اتفاقی افتاده است؟

مسلما می گویید آب از جوش افتاده و مدت زمانی طول کشیده تا دوباره جوش آید. دقیقا همین مسئله در دیگ بخار و دیگ آبگرم پیش میاد. در هنگامیکه آب سرد وارد بویلر می شود ایجاد شوک حرارتی می کند و این به نوبه خود به بویلر آسیب می زند و راندمان دیگ بخار را کاهش می دهد.

باید بخوانید:

اصول ایمنی دیگ بخار – حفاظت از بویلر در برابر انفجار

کاربرد دیگ آب گرم در سیستم حرارت مرکزی

اکونومایزر چیست؟

اسم اکونومایزر (Economizer) در زبان انگلیسی از ریشه کلمه economy گرفته شده که به معنای اقتصادی کننده و یا پس انداز و صرفه جویی کننده می باشد، در صنعت بویلر به تجهیزاتی گفته می شود که سبب ذخیره یا صرفه جویی مصرف انرژی یا بازیافت حرارت می باشد.

این تجهیزات برای اینکه بتوانند بازیافت حرارت داشته باشند باید مشابه طراحی های رایج در مبدل حرارتی ساخته شود که به بهره گرفتن از حرارت خارج شده از دیگ بر روی دودکش، با انتقال بخشی از حرارت به یک سیال سرد سبب بازیافت حرارت خروجی دودکش می شود.

طراحی اکونومایزر بر اساس اصول مبدل های حرارتی می باشد که آب تغذیه بویلر از میان آن عبور داده شده و از حرارت گازهای داغ خروجی برای گرم کردن این آب استفاده می شود.

بدین ترتیب، آب تغذیه با دمای بالاتری به درون بویلر فرستاده شده و انرژی کمتری را برای تبخیر و یا گرمایش آب نیاز دارد. لذا در این حالت، با یک مقدار انرژی مشخص، می توان آبگرم و یا بخار بیشتری را تولید کرد.

نتیجه ی این امر در دیگ بخار از اکونومایزر برای پیشگرم آب دیگ می توان استفاده کرد. به طور تقریبی، یک افزایش ۱۰ درجه ی سلسیوسی در دمای آب تغذیه، باعث افزایش ۲ درصدی راندمان می شود.

گازهای داغی که از درون بویلر و سوپرهیتر عبور می کنند، در زمان خروج همچنان داغ می باشند. لذا می توان از انرژی حرارتی موجود در این گازها، برای افزایش راندمان بویلر استفاده کرد. برای این منظور، گازهای داغ را از درون اکونومایزر عبور می دهند.
اکونومایزر یا پیش گرمکن آب یک مبدل حرارتی از نوع لوله آبی است که می‌تواند از لوله ساده یا فین دار ساخته شود. لوله های فین دار سبب می شود تا جای ممکن بیشترین حرارت رو استخراج کنیم.

نحوه کارکرد اکونومایزر

این مبدل حرارتی به این دلیل اکونومایزر نام دارد که می‌تواند از آنتالپی جریان سیالی که داغ است ولی برای استفاده در بویلر کافی نیست استفاده کند و در نتیجه آنتالپی مفید بیشتری را بازیافت کند و راندمان بویلر را بالا ببرد، بنابراین این اکونومایزرها از انرژی گاز خروجی از بویلر برای پیش‌گرم کردن آب سرد ورودی به آن یا آب تغذیه بویلر استفاده می‌کنند.

در بویلر های فایر تیوب دمای دودکش بین 180 تا 300 درجه سانتی گراد است که از لحاظ تئوریک می تواند با استفاده از اکونومایزر تا حد دمای شبنم کاهش یابد.

دمای شبنم (dew point) دمایی است که در آن بخار آب موجود در دود، چگالیده شده و تبدیل به قطرات مایع می‌گردد. دمای شبنم بستگی به نوع سوخت دارد در این دما گاز های دی‌اکسید کربن و دی‌اکسید گوگرد ناشی از احتراق در آب حل شده و تشکیل اسید می‌دهند که باعث خوردگی فلزی خواهد شد.

دمای شبنم برای گاز طبیعی 6 درجه سانتی‌گراد و برای گازوئیل 85 درجه سانتی‌گراد است ولی توصیه شده است که طراحی اکونومایزر بر این مبنا صورت پذیرد که دمای دود به زیر 120 درجه سانتی‌گراد کاهش نیابد که دلیل آن حفاظت دودکش در برابر خوردگی بویلر می‌باشد.

نکته: دمای گازهای داغ خروجی به کمتر از دمای شبنم می رسد و ترکیبات اسیدی و خورنده به وجود آورد.که در این صورت باید جنس اکونومایزر از فلزات مقاوم در برابر خوردگی مانند استنلس استیل باشد.

کاربرد ها و مزایای استفاده از اکونومایزر

1. کاهش مصرف سوخت :

اکونومایزر حرارت گازهای داغ دودکش را که در حالت عادی تلف می شود، مجددا مورد استفاده قرار می دهد و از آن برای پیش گرمایش آب تغذیه ورودی به دیگ استفاده کرد. این موضوع باعث کاهش هزینه و مصرف سوخت می شود.

2. کاهش شوک حرارتی :

به دلیل بالا بودن دمای آب تغذیه، توانایی دیگ در هماهنگ شدن با تغییرات ناگهانی بار افزایش می یابد.

3. کاهش آلودگی:

برای یک خروجی ثابت بخار، نرخ احتراق کاهش پیدا کرده و باعث کاهش تولید NOx می شود.

از آنجا که اکونومایزر در سمت پر فشار پمپ تغذیه قرار می گیرد، تأمین آب تغذیه با دمای بالاتر از 100 درجه سلسیوس نیز ممکن می شود. در این حالت، کنترل کننده ی آب بویلر باید از نوع پیوسته بوده و از نوع قطع و وصلی نباشد. علت این موضوع حفظ پیوستگی جریان آب تغذیه از درون اکونومایزر است.

انواع سطوح اکونومایزر

رایج ترین و قابل اطمینان ترین طراحی اکونومایزرها از نوع لوله صاف، پیوسته و متقاطع است. (شکل 1 الف را ببینید.)

هنگام سوزاندن زغال‌سنگ، خاکستر بادی(معلق) محیطی با رسوب‌گیری و فرسایش بالا ایجاد می‌کند. ردیف‌های لوله‌های مستقیم در مقایسه با چیدمان‌های زیگزاگی مانند شکل بالا، احتمال فرسایش و تجمع خاکستر را به حداقل می‌رسانند. همچنین از نظر آیرودینامیکی بهینه است. با این حال، مزایای آن باید در برابر افزایش احتمالی حجم و هزینه ارزیابی شود.

سطوح توسعه داده شده

برای کاهش هزینه‌های سرمایه، اکثر تولیدکنندگان دیگ بخار، اکونومایزرهایی با انواع مختلف پره‌های انتقال حرارت برای افزایش نرخ انتقال حرارت طرف گاز ایجاد کرده‌اند. پره ها وسیله ای مقرون به صرفه برای کاهش اندازه و هزینه کلی اکونومایزر هستند. با این حال، تمیزی سطح یک نگرانی اصلی است. در دیگ های خاص، مانند دیگ های با سوخت زیست توده، لوله های پره دار به دلیل ویژگی های خاص خاکستر بادی(معلق) توصیه نمی شود.

لوله های میخ دار: لوله‌های میخ‌دار عملکرد خوبی در دیگ‌های بخار گازسوز دارند. با این حال، اکونومایزرهای لوله میخ‌دار ممکن است افت فشار بیشتری در سمت گاز نسبت به دستگاه‌های لوله پره‌دار معادل داشته باشند. لوله‌های پره‌دار به دلیل فرسایش بالا، کاهش انتقال حرارت، افزایش افت فشار و رسوب خاکستر، عملکرد ضعیفی در دیگ‌های بخار با سوخت زیست توده دارند.

پره‌های عمودی: لوله‌های با باله‌های عمودی که در ردیف‌های پلکانی چیده شده‌اند، مانند شکل 2، در دوره‌های طولانی کارکرد نیز ضعیف عمل می‌کنند. رسوب خاکستر بیش از حد و فرسایش در دیگهای بخار با سوخت زیست توده منجر به تعویض مکرر این اکونومایزرها شده است. در بویلرهای نفت و گاز، در انتهای پره ها ترک ایجاد شده است. این ترک ها در دیواره های لوله انتشار یافته و در برخی کاربردها باعث خرابی لوله شده اند. تجمع خاکستر بادی نیز می تواند مشکل باشد (فضای محدود).

پره های مارپیچ: لوله های با باله های مارپیچی (شکل 3) با موفقیت در برخی از تجهیزات زیست توده، نفت و گاز استفاده شده است. در مواردی که خاکستر بادی یا خاکستر نفتی وجود ندارد، باله‌ها می‌توانند با هم فاصله داشته باشند. دامنه باله (6.4 میلی متر)، ضخامت باله از 1.5 تا 1.9 میلی متر و ارتفاع باله 19.1 میلی متر معمولی است. برای لوله‌های با قطر خارجی 51 میلی‌متر، این پره‌ها نسبت به لوله‌های صاف در واحد طول، ده برابر سطح مؤثر بیشتری فراهم می‌کنند. هنگام سوزاندن نفت کوره سنگین یا زیست‌توده، باید از فاصله بین پره‌ها بیشتر استفاده شود و اقدامات مناسبی برای تمیز نگه داشتن سطح انتقال حرارت تا حد امکان انجام شود.

پره‌های مستطیلی: پره‌های مربعی یا مستطیلی که به صورت عمود بر محور لوله روی لوله‌های مستقیم قرار می‌گیرند، همانطور که در شکل 4 نشان داده شده است، گاهی اوقات در بهینه‌سازی‌ها استفاده می‌شوند. فاصله بین پره‌ها معمولاً بین 13 تا 25 میلی‌متر متغیر است و ضخامت پره‌ها معمولاً 3.18 میلی‌متر است. یک شکاف طولی در وسط وجود دارد زیرا دو نیمه پره به دو طرف لوله جوش داده می‌شوند. اکثر طرح‌ها برای سرعت‌های گاز زیر 15.2 متر بر ثانیه در نظر گرفته شده‌اند. با این حال، به دلیل فضاهای تنگ و عمیق، تجمع خاکستر بادی یک خطر در این نوع طرح‌ها محسوب می‌شود.

صفحات بافل: انتهای لوله‌ها باید کاملاً با بافل‌ها پوشانده شوند (شکل 5) تا نشتی گازهای خروجی در اطراف دسته‌های پره‌دار به حداقل برسد. چنین جریان چرخشی می‌تواند انتقال حرارت را کاهش دهد، دمای بیش از حد در پوسته ایجاد کند، و احتراق زیست توده ممکن است منجر به فرسایش لوله‌ها به دلیل سرعت بالای گاز شود. صفحات بافل با دسته‌های لوله صاف نیز استفاده می‌شوند، اما اهمیت آن‌ها به اندازه دسته‌های لوله پره‌دار نیست. فرسایش در شعاع خم لوله‌ها را می‌توان با محافظت از خم‌ها کاهش داد.

راهنمای خرید اکونومایزر

در ابتدا بایستی مصرف کننده ارزیابی کند که آیا خرید دستگاه اکونومایزر توجیه اقتصادی دارد؟ برای این منظور می تواند به سوالات ذیل پاسخ دهد.

• انرژی خارج شده از اگزوز (دودکش) چقدر است و چقدر پیش بینی می شود که با اکونومایزر بازیافت شود؟
• انرژی خارج شده برای گرم کردن قسمت های دیگر تاسیسات (به طور مثال شوفاژ) کارایی دارد؟
• بویلر چه ظرفیتی دارد؟ آیا در بویلر های کوچک مقرون به صرفه است؟

مطالب پیشنهادی: قیمت وخرید دیگ روغن داغ، راهنمای خرید انواع بویلر | نکات کلیدی انتخاب بویلر استاندارد، ۵ مرحله برای افزایش راندمان دیگ بخار

برای دریافت جزئیات بیشتر و قیمت اکونومایزر با کارشناسان ما تماس حاصل فرمایید.

05138472536 – 09120462950

حتما گالری فیلم محصولات را ببینید.