Blow Down in Boiler: انواع، رویه ها، نکات ایمنی و طراحی سیستم

دمیدن بویلر عبارت است از حذف کنترل شده آب غلیظ دیگ از درام بخار یا سربرگ های پایینی برای حفظ جامدات معلق و محلول در محدوده ایمن. این نشانه عملکرد ضعیف نیست. بخشی ضروری از مدیریت شیمی آب بویلر صنعتی است. یک طرح انفجار موثر از سطوح انتقال حرارت محافظت می کند، کیفیت بخار را بهبود می بخشد و هزینه های نگهداری را کاهش می دهد. برای مهندسان کارخانه و تیم های تدارکاتی، چالش ایجاد تعادل بین کنترل شیمیایی آب و بهره وری انرژی است. این راهنما اصول اولیه دیگ بخار، روش های عملیاتی ایمن، گزینه های بازیابی حرارت و معیارهای انتخاب تجهیزات و تامین کنندگان قابل اعتماد را توضیح می دهد.

Blow Down در بویلر چیست؟

Blowdown تخلیه عمدی بخشی از آب دیگ و جایگزینی آن با آب تغذیه ای است که محتوای جامدات محلول کمتری دارد. هر آب تغذیه دیگ بخار ناخالصی هایی مانند کلسیم، منیزیم، سیلیس، کلرید و قلیائیت را به همراه دارد. هنگامی که آب تغذیه به بخار تبدیل می شود، آن ناخالصی ها پشت سر می مانند و در آب دیگ جمع می شوند. با افزایش کل جامدات محلول (TDS)، آب رساناتر می شود، تمایل به کف دارد و می تواند قطرات حاوی مواد جامد محلول را با بخار آزاد کند. این مشکل به عنوان حمل و نقل شناخته می شود. هنگامی که کلسیم و منیزیم از حد حلالیت خود فراتر می روند، رسوب روی سطوح لوله و درام شروع به رسوب می کند. بنابراین هدف از دمیدن دیگ این است که TDS و جامدات معلق را زیر آستانه ای که می تواند پوسته پوسته شدن، خوردگی یا انتقال رخ دهد، نگه دارد. بسته به نوع دیگ بخار و استراتژی تصفیه آب، دمش می تواند دستی یا خودکار، متناوب یا مداوم باشد.

چرا مهم است: بهره وری، ایمنی، و شیمی آب

تشکیل رسوب روی لوله های بویلر شایع ترین پیامد دمیدن ناکافی است. حتی یک لایه نازک از مقیاس به عنوان یک عایق عمل می کند، انتقال حرارت را کند می کند و باعث افزایش دمای فلز لوله می شود. با گذشت زمان، این منجر به گرمای بیش از حد، خرابی لوله و تعمیرات پرهزینه می شود. Carryover به همان اندازه تأثیر جدی بر کیفیت بخار دارد. بخار حاوی آب دیگ بخار نمک های محلول را حمل می کند که می تواند روی پره های توربین، سطوح مبدل حرارتی و تجهیزات فرآیند رسوب کند. خوردگی، اغلب تحت مقیاس، قطعات تحت فشار را بیشتر تضعیف می کند. Blowdown خود ممکن است مانند یک اتلاف آب کوچک به نظر برسد، اما از نظر انرژی، هر تخلیه آب اشباع شده را از دیگ بخار می فرستد. چالش حذف جامدات کافی برای تمیز نگه داشتن دیگ بدون اتلاف حرارت زیاد است. بنابراین اپراتورهای نیروگاه باید TDS یا رسانایی را در یک فرکانس تعریف شده اندازه گیری کنند و محدوده هدف را بر اساس فشار دیگ بخار و توصیه های سازنده تعیین کنند.

نرخ دمش مستقیماً بر راندمان کلی دیگ تأثیر می گذارد زیرا آب گرمی که از دیگ بخار خارج می شود باید با گرم کردن آب تغذیه سرد تأمین شود. در بسیاری از کارخانه‌های صنعتی، نرخ دمش اندازه‌گیری نمی‌شود، بنابراین تلفات انرژی در عملیات معمول پنهان می‌شود. یک مقایسه بصری به تیم‌های کارخانه کمک می‌کند تا میزان این تلفات را در نرخ‌های رایج انفجار درک کنند. میله‌های افقی زیر تلفات انرژی سوخت معمولی را برای نرخ‌های دمش 1%، 2%، 5% و 10% در فشار کاری حدود 10 تا 15 بار نشان می‌دهند. مقادیر تقریبی هستند و به دمای آب تغذیه، فشار دیگ بخار و تجهیزات بازیابی حرارت بستگی دارند.

نمودار نشان می دهد که نرخ دمش 1% جریمه سوخت نسبتا کمی ایجاد می کند، اگرچه ممکن است هنوز ارزش بازیابی را داشته باشد. در 2٪، یک کارخانه شروع به احساس هزینه در قبض سوخت می کند، اگر دیگ بخار به طور مداوم کار کند. در 5٪، اتلاف انرژی به یک هزینه عملیاتی عمده تبدیل می شود، به ویژه برای دیگهای بخار بیش از 10 تن در ساعت. در 10٪، اتلاف سوخت می تواند 3 تا 5٪ یا بیشتر باشد، که اغلب نشانه تصفیه ضعیف آب تغذیه یا کنترل معیوب است. برای مثال، کاهش نرخ دمش از 10٪ به 2٪، می تواند راندمان دیگ بخار را تقریباً 3٪ بهبود بخشد. برای یک دیگ بخار 20 تن در ساعت که 8000 ساعت در سال کار می کند، این می تواند صدها مگاوات ساعت معادل سوخت را ذخیره کند. بهترین روش، نمونه برداری منظم از آب دیگ و تنظیم دمش برای حفظ TDS هدف است. بسیاری از اپراتورها از یک قانون ساده استفاده می کنند: فقط به اندازه ای که لازم است فشار دهید تا TDS کمتر از حد تعیین شده برای فشار دیگ بخار باشد. بازیابی گرما می تواند هزینه انفجار غیرقابل اجتناب را کاهش دهد. اگر یک جریان دمش مداوم از طریق مبدل حرارتی ارسال شود، بیشتر آنتالپی را می توان به سیستم بازگرداند. به همین دلیل است که گیاهان مدرن با دمیدن به عنوان ضایعات، بلکه به عنوان یک منبع قابل بازیافت رفتار می کنند.

انواع دمش بویلر

دمیدن بویلر به طور کلی به دو روش اصلی تقسیم می شود: دمش از پایین و دمش سطحی. آنها انواع مختلفی از آلودگی را هدف قرار می دهند و بر اساس برنامه زمانی متفاوتی عمل می کنند. دمیدن پایین، لجن و رسوبی را که در پایین ترین قسمت های دیگ ته نشین می شوند، خارج می کند. دمیدن سطحی، جامدات محلول و کف را که در نزدیکی خط آب متمرکز می شوند، حذف می کند. جدول زیر تفاوت های اصلی را خلاصه می کند.

انفجار مداوم در مقابل انفجار متناوب

انفجار سطحی اغلب به طور مداوم برای حفظ سطح TDS پایدار انجام می شود. جریان کوچکی از آب از درام بخار خارج شده و با آب تغذیه جایگزین می شود. کنترل‌کننده‌های خودکار هدایت را اندازه‌گیری می‌کنند و یک دریچه را برای رسیدن به نقطه تنظیم هدف تعدیل می‌کنند. در مقابل، انفجار متناوب یک عملیات دستی دوره ای است. برای حذف لجن از پایین ترین قسمت های دیگ موثرتر است. دمیدن مداوم به طور کلی برای کنترل مواد جامد محلول ترجیح داده می شود، در حالی که دمیدن متناوب پایین برای حذف رسوب ضروری است.

اجزای سیستم Blowdown و روش عملیات ایمن

یک خط دمنده که به خوبی طراحی شده است معمولاً شامل یک شیر با باز شدن آهسته، یک شیر باز شونده سریع، یک آرایش سه راهی و یک مخزن یا مخزن خنک کننده است. شیر آهسته باز معمولاً در نزدیکترین فاصله به دیگ نصب می شود و برای دفع گاز در اولین بار استفاده می شود. شیر باز شدن سریع در پایین دست قرار می گیرد و به عنوان کنترل روشن/خاموش عمل می کند. خنک کننده های نمونه برداری و پروب های هدایت برای نظارت بر کیفیت آب اضافه می شوند. سیستم های اتوماتیک شیر باز شدن سریع دستی را با یک دریچه تعدیل کننده موتوری یا هوادار جایگزین می کنند.

• شیر آهسته باز: دریچه بیرونی را از فرسایش شدید محافظت می کند.
• شیر توپی یا باز شدن سریع: عایق روشن/خاموش سریع را فراهم می کند.
• مخزن بلوداون یا فلاش: تخلیه را خنک می کند و بخار فلاش را جدا می کند.
• خنک کننده نمونه: برای اندازه گیری دقیق TDS دما را به طور ایمن کاهش می دهد.
• کاوشگر و کنترل کننده رسانایی: انفجار خودکار مداوم را فعال می کند.

انفجار دستی ایمن از یک توالی دقیق پیروی می کند. توالی دقیق می تواند با آرایش سوپاپ متفاوت باشد، اما اصل اصلی این است که از فشار دادن یا گرم کردن قسمت بسته لوله جلوگیری شود.

1. اطمینان حاصل کنید که فشار دیگ در محدوده نرمال است و مخزن دمنده آماده است.
2. به پرسنل عملیاتی اطلاع دهید و تجهیزات پایین دستی را که ممکن است آسیب ببینند جدا کنید.
3. ابتدا شیر آهسته بازشو را که نزدیک به فشار دیگ است باز کنید.
4. شیر باز شدن سریع را به آرامی برای یک دوره تخلیه کوتاه باز کنید.
5. شیر باز شدن سریع را ببندید، اجازه دهید دیگ تثبیت شود و در صورت نیاز تکرار کنید.
6. پس از آخرین ضربه، ابتدا شیر باز شدن سریع و سپس شیر آهسته باز شدن را ببندید.
7. لوله‌های پایین دست را برای نشتی یا نشانه‌هایی از گرم شدن بیش از حد تکیه‌گاه‌ها بررسی کنید.

اپراتورها باید دور از خط تخلیه بایستند و از تجهیزات حفاظت فردی کامل استفاده کنند. آب داغ و بخار ناگهانی با سرعت زیاد آزاد می شود و می تواند باعث سوختگی شدید شود. هرگز دیگ بخار را بدون مراقبت رها نکنید. اگر لوله لرزید یا شیرها نشت کردند، عملیات را متوقف کنید و قبل از ادامه سیستم را بررسی کنید. در تأسیساتی که نیاز به عملکرد از راه دور یا خودکار دارند، باید همان اینترلاک های ایمنی برای شیرهای موتوری اعمال شود.

بازیابی گرما از انفجار دیگ

جریان های دمنده دیگ را در دمای اشباع ترک می کنند. در یک دیگ 10 بار، که حدود 180 درجه سانتیگراد است. در یک دیگ بخار 40 بار، می تواند بیش از 250 درجه سانتیگراد باشد. تخلیه مستقیم این آب گرم برای تخلیه مقدار زیادی انرژی حرارتی را هدر می دهد. فلاش تانک ابتدا فشار را کاهش می دهد و بخشی از آب گرم را به بخار کم فشار تبدیل می کند که می تواند در هواگیر یا گرمایش فضا استفاده شود. مایع داغ باقی مانده همچنان حاوی گرما است. یک مبدل حرارتی می تواند این گرمای باقیمانده را به آب آرایشی، آب تغذیه دیگ بخار یا آب فرآیندی منتقل کند. این مقاوم سازی ساده اغلب در کمتر از دو سال بازپرداخت می کند، به خصوص در سیستم های انفجار مداوم.

مبدل حرارتی پوسته و لوله یک انتخاب متداول برای خنک کننده و بازیابی حرارت است زیرا می تواند فشار بالا، دمای بالا و شوک حرارتی را تحمل کند. همچنین به کارخانه انعطاف پذیری برای استفاده از گرمای بازیافتی در چندین سرویس می دهد.

مبدل حرارتی پوسته و لوله برای خنک سازی فشار بالا این مبدل حرارتی قوی فشار، دما و شوک حرارتی بالا را کنترل می کند و آن را برای خنک سازی و بازیابی گرما ایده آل می کند. طراحی انعطاف پذیر آن برای چندین خدمات کارخانه مناسب است. مشاهده محصول →

فناوری اکونومایزر لحیم کاری مبتنی بر نیکل، راه اثبات‌شده دیگری برای جذب گرما از جریان‌های آب داغ یا گاز دودکش است که در آن مقاومت در برابر خوردگی بسیار مهم است. این نوع اکونومایزر برای محیط های صنعتی سخت طراحی شده است و می تواند با پیش گرمایش آب تغذیه ادغام شود.

اکونومایزر لحیم شده بر پایه نیکل برای بازیابی حرارت گازهای دودکش خورنده این اکونومایزر که برای محیط های صنعتی سخت طراحی شده است، مقاومت در برابر خوردگی قوی و راندمان انتقال حرارت بالا را ارائه می دهد و به بازیابی گرما از جریان های آب گرم یا گاز دودکش کمک می کند. مشاهده محصول →

برای تاسیساتی که یک راه حل یکپارچه را ترجیح می دهند، بسته های اواپراتور و مبدل حرارتی می توانند خنک کننده فلاش، گرمایش مایع و پرداخت میعانات را در یک واحد مهندسی شده ترکیب کنند. چنین سیستم هایی زمانی مفید هستند که دیگ بخار به جای یک جزء واحد، به یک حلقه بازیابی کامل نیاز دارد.

اواپراتور یکپارچه و بسته مبدل حرارتی برای حلقه های بازیابی کامل این سیستم بسته بندی شده، خنک کننده فلاش، گرمایش مایع و پرداخت میعانات را در یک واحد مهندسی شده ترکیب می کند، که برای کارخانه های دیگ بخار که به جای اجزای تکی به یک حلقه بازیابی کامل نیاز دارند، مفید است. مشاهده محصول →

هنگام برنامه‌ریزی یک پروژه بازیابی حرارت از طریق انفجار، ساعات کارکرد، سرعت جریان دمش و میزان بخار کم فشار قابل مصرف در محل را در نظر بگیرید. گرمای بازیافتی می تواند آب آرایشی را از قبل گرم کند، دمای هواگیر را افزایش دهد یا مدار آب گرم با دمای پایین را تغذیه کند. در بسیاری از صنایع، این بازیافت گرما با بازیابی گرمای دودکش از خود دیگ ترکیب می شود تا بازده کلی کارخانه را به حداکثر برساند.

کنترل انفجار خودکار و بهترین روش ها

دمیدن دستی پایین هنوز برای حذف لجن رایج است، اما کنترل مداوم TDS دقیق تر است. پروب های رسانایی کیفیت آب دیگ بخار را کنترل می کنند و سیگنال ها را به یک شیر کنترل تعدیل کننده ارسال می کنند. دریچه به اندازه کافی باز می شود تا نقطه تنظیم مورد نظر حفظ شود. این امر باعث کاهش تلفات آب در مقایسه با نمونه برداری دستی، جلوگیری از انتقال و تثبیت کیفیت بخار می شود. کنترلر را می توان به سیستم SCADA کارخانه برای ثبت روند و مدیریت هشدار متصل کرد.

• برای دیگ های بزرگ حداقل یک بار در هر شیفت از آب تغذیه و آب دیگ نمونه برداری کنید.
• برای حفظ دقت، پروب های هدایت را به صورت ماهانه کالیبره کنید.
• در صورت امکان، حجم انفجار را با یک فلومتر دنبال کنید.
• گزارش های تصفیه آب را مرور کنید و زمانی که بار یا کیفیت آب تغذیه تغییر می کند، نقطه تنظیم را تنظیم کنید.
• اپراتورها را با توالی صحیح و ایمنی دریچه دمش دستی آموزش دهید.
• ورود زمان انفجار پایین. مدت زمان بیش از حد ممکن است نشان دهنده ترک خوردگی دریچه یا تکنیک ضعیف باشد.

یک برنامه دمنده به خوبی کنترل شده مصرف مواد شیمیایی را نیز کاهش می دهد. هنگامی که TDS در یک باند باریک باقی می ماند، دوز را می توان بهینه کرد و سطوح بازدارنده مقیاس قابل پیش بینی تر می شود. این امر به ویژه برای دیگ های فشار قوی مدرن مهم است، جایی که حتی تغییرات جزئی در شیمی آب می تواند بر قابلیت اطمینان دیگ تأثیر بگذارد.

انتخاب تجهیزات Blowdown و یک تامین کننده واجد شرایط

هنگام ارتقاء دیگ بخار، سیستم دمنده باید با همان دقت مشعل یا درام بخار انتخاب شود. تامین کننده باید شیمی آب دیگ بخار، طراحی مخزن تحت فشار و انتخاب مواد را بداند. برای اجزای تحت فشار، گواهینامه ASME و مجوز مخازن تحت فشار داخلی مدارک مهمی هستند. سازنده ای که سابقه ساخت مبدل های حرارتی، اکونومایزرها و دیگ های حرارتی هدر رفته را دارد، می تواند بازیابی حرارتی را در سیستم حرارتی کلی واحد ادغام کند. نمونه‌هایی از چنین تجربه بازیافت حرارت زباله صنعتی در کاربردهای دیگ‌های حرارتی زباله متالورژی قابل مشاهده است، جایی که اصول بازیابی حرارت مشابه در جریان‌های مختلف گاز دودکش و آب گرم اعمال می‌شود.

قبل از انتخاب تامین کننده، مطالعات موردی، گواهینامه های مواد و برنامه های تحویل را بخواهید. تأیید کنید که مخزن انفجار یا مبدل حرارتی مطابق با کدهای قابل اجرا ساخته شده است و سیستم کنترل می تواند با پلت فرم PLC، DCS یا SCADA موجود شما ارتباط برقرار کند. تامین‌کننده‌ای که بتواند پشتیبانی پس از فروش، شیرهای یدکی و هسته‌های انتقال حرارت جایگزین را ارائه دهد، خطر خرابی را کاهش می‌دهد. خریداران پروژه های بزرگ و خریداران OEM همچنین باید در نظر بگیرند که آیا فروشنده می تواند یک بسته بازیابی حرارتی کامل را به جای یک مبدل پوسته و لوله ارائه کند یا خیر. برای خریداران OEM و عمده فروشان، تأیید قابلیت تعویض با شیرها، فلنج ها و سیگنال های کنترلی موجود نیز مهم است.

سیستم مدیریت کیفیت و قابلیت های بازرسی سازنده را ارزیابی کنید. جوشکارهای تایید شده، آزمایش هیدرواستاتیک و قابلیت ردیابی مواد مستند، نشانه های یک تامین کننده قابل اعتماد هستند. بهترین تامین‌کنندگان همچنین می‌توانند در مورد نقاط تنظیمی کنترل دمیدن بر اساس تجزیه و تحلیل واقعی آب تغذیه، که از روش آزمون و خطا رایج در کارخانه‌های قدیمی‌تر جلوگیری می‌کند، توصیه کنند.

سوالات متداول: Blow Down in Boiler

دمیدن دیگ یک روش روتین با پیامدهای عمده برای ایمنی، شیمی آب و مصرف سوخت است. هنگامی که به درستی انجام شود، از دیگ محافظت می کند، بخار را تمیز نگه می دارد و هزینه خوردگی و رسوب را کاهش می دهد. هنگامی که با بازیابی گرما ترکیب می شود، تلفات ضروری را به هزینه عملیاتی قابل کنترل تبدیل می کند. مهندسان کارخانه و تیم های پروژه باید تجهیزات و تامین کنندگان انفجار را بر اساس تجربه تایید شده مخزن تحت فشار، تخصص بازیابی گرما و پشتیبانی خدمات چرخه حیات انتخاب کنند. این فرمول عملی برای یک سیستم دیگ بخار قابل اعتماد و کارآمد است.