دیگ بخار حرارتی زباله تف جوشی در مجرای اصلی دودکش چگونه کار می کند؟

دیگ بخار حرارتی زباله تف جوشی در مجرای اصلی گاز دودکش چه می کند

A دیگ بخار حرارتی زباله زینترینگ در مجرای اصلی گاز دودکش یک واحد تبادل حرارت است که مستقیماً در دودکش اصلی پایین دست یک ماشین تف جوشی نصب شده است و عملکرد مستقیم آن بازیابی گرمای محسوس از گاز خروجی زینترینگ و تبدیل آن به بخار قبل از ادامه گاز به سیستم حذف گرد و غبار و انباشته است. در اکثر کارخانه های زینتر، دودکش اصلی بزرگترین جریان گاز داغ تولید شده توسط این فرآیند را حمل می کند، بنابراین قرار دادن دیگ بخار حرارتی زباله در این مجرای یکی از کارآمدترین راه ها برای بازیابی انرژی حرارتی بدون ایجاد مزاحمت برای خود دستگاه زینترینگ است.

بخار تولید شده معمولاً به یک توربین برای تولید برق، به هواگیر برای پیش گرمایش آب تغذیه یا شبکه های گرمایش کارخانه هدایت می شود که مصرف انرژی ویژه خط تف جوشی را کاهش می دهد. برای اپراتورهای نیروگاه، مهندسان و خریداران تجهیزاتی که در مورد این فناوری تحقیق می کنند، سؤالات عملی معمولاً مربوط به پیکربندی دیگ بخار، ساختار، معیارهای انتخاب و نگهداری طولانی مدت است که همه آنها در بخش های زیر بررسی می شوند.

انواع و ویژگی های رایج دیگ های حرارتی زباله تف جوشی

دیگ‌های حرارت اتلاف تف جوشی که در مجرای اصلی گاز دودکش استفاده می‌شوند معمولاً در چند خانواده پیکربندی قرار می‌گیرند که هر کدام برای شرایط گاز دودکش و طرح‌بندی کارخانه‌های مختلف مناسب هستند. درک این انواع به کارخانه پخت، پیمانکار EPC یا تامین کننده تجهیزات کمک می کند تا دیگ را با دمای واقعی گاز، بار گرد و غبار و فضای نصب موجود مطابقت دهد.

در سراسر این پیکربندی‌ها، دیگ‌های مورد استفاده در مجرای اصلی گاز دودکش چند ویژگی مشترک دارند: بسته‌های تبادل حرارتی پره‌دار یا لوله‌ای لخت طراحی‌شده برای دمای متوسط گاز دودکش، سیستم دمنده دوده یکپارچه یا متصل برای کنترل رسوب خاکستر، درزهای انبساط برای جذب حرکت حرارتی در مجرا، و یک بای پس تنظیم شده که در حین راه‌اندازی گاز می‌تواند در اطراف آن قرار گیرد. خاموش کردن، یا تعمیر و نگهداری بدون وقفه در دستگاه سینترینگ.

اصل کار و ساختار

اصل کار یک دیگ بخار حرارتی زباله تف جوشی در مجرای اصلی گاز دودکش در مفهوم ساده است: گاز اگزوز داغ که از دستگاه تف جوشی خارج می شود و فن خروجی اصلی آن از یک سری بسته های لوله در داخل پوسته دیگ عبور می کند و گرما از سمت گاز به آب و بخار در سمت لوله منتقل می شود. گاز در حین حرکت در بخش های اکونومایزر، اواپراتور و در صورت نصب سوپرهیتر به تدریج سرد می شود، در حالی که سمت آب به تدریج گرم می شود، می جوشد و در طرح های فشار دوگانه به دو مدار بخار با فشارهای مختلف تقسیم می شود.

از نظر ساختاری، یک واحد معمولی نصب شده روی مجرای اصلی شامل اجزای اصلی زیر است که هر یک نقش مشخصی در زنجیره بازیابی گرما ایفا می‌کنند.

در زیر یک نمودار ایزومتریک ساده نشان داده شده است که نحوه چیدمان این اجزا را به طور معمول نسبت به مجرای اصلی گاز دودکش نشان می دهد.

سناریوهای کاربردی و نقاط انتخاب

دیگ بخار حرارتی زباله تف جوشی در مجرای اصلی گاز دودکش در هر جایی که یک خط زینترینگ جریان پیوسته ای از گازهای خروجی با دمای متوسط تولید می کند که در غیر این صورت از طریق پشته به اتمسفر رها می شود، اعمال می شود. تنظیمات معمولی شامل کارخانه‌های آهن و فولاد یکپارچه، کارخانه‌های زینتر مستقل که خوراک گلوله یا زینتر را برای کوره‌های بلند تامین می‌کنند، و مجتمع‌های متالورژیکی که خطوط پخت قدیمی‌تر را ارتقا می‌دهند تا بازیابی انرژی را به عنوان بخشی از برنامه صرفه‌جویی انرژی شامل شود.

فراتر از انطباق با سناریو، یک مهندس کارخانه تف جوشی یا تیم خرید که تامین کنندگان را ارزیابی می کنند، باید سوابق تولید کننده دیگ بخار را با ساخت مخزن تحت فشار، طراحی دسته لوله و پشتیبانی پس از فروش بررسی کنند، زیرا دیگ اصلی مجرای گاز دودکش به طور مداوم در کنار دستگاه زینترینگ کار می کند و خرابی های برنامه ریزی نشده مستقیماً بر سینتر تأثیر می گذارد.

مقایسه تفصیلی: تنظیمات و طرح بندی دیگ بخار

انتخاب از میان پیکربندی‌های تک فشار، فشار دوگانه، افقی و عمودی به جای هر معیاری نیاز به سنجیدن چندین عامل با هم دارد. جدول زیر به طور کلی نحوه مقایسه این تنظیمات را در مورد عواملی که بیشترین اهمیت را برای اپراتورهای کارخانه پخت دارند، نشان می دهد.

نمودار زیر یک مقایسه گویا از پتانسیل بازیابی گرمای نسبی را در چهار پیکربندی رایج مورد بحث در بالا ارائه می‌کند، که به‌عنوان یک شاخص کیفی به جای یک رقم خروجی تضمین شده بیان می‌شود، زیرا بازیابی واقعی همیشه به شرایط گاز خاص سایت بستگی دارد. در نظر گرفته شده است که یک حس بصری از اینکه چگونه انتخاب پیکربندی بر عمق بازیابی تأثیر می‌گذارد به جای ضمانت پروژه خاص. فرمت نوار افقی در اینجا انتخاب شد تا رتبه بندی نسبی برای اسکن در یک نگاه آسان شود. هر نوار تمایلات مهندسی عمومی را برای نوع پیکربندی به جای یک واحد اندازه گیری شده منعکس می کند. خوانندگانی که یک پروژه خاص را ارزیابی می‌کنند باید محاسبات پیکربندی خاص را از تامین‌کننده دیگ بخار خود درخواست کنند نه اینکه به این مقایسه کلی تکیه کنند.

همانطور که نشان داده شده است، تنظیمات فشار دوگانه تمایل دارند در انتهای بالاتر محدوده بازیابی نسبی قرار گیرند زیرا با تولید بخار در دو سطح فشار به جای یک، گرمای مفید اضافی را استخراج می کنند. طرح‌بندی‌های تک فشار و افقی همچنان به‌طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند، زیرا نگهداری از آن‌ها ساده‌تر است و اغلب زمانی که تقاضای بخار پایین‌دستی نیروگاه، پیچیدگی اضافه مدار فشار دوم را توجیه نمی‌کند، کافی هستند. طرح‌بندی‌های عمودی یا برج می‌توانند در برخی از طرح‌ها به عملکرد فشار دوگانه نزدیک شوند در حالی که ردپای کوچک‌تری دارند، به همین دلیل است که اغلب برای پروژه‌های مقاوم‌سازی پیشنهاد می‌شوند.

مشخصات دمای گاز دودکش معمولی در امتداد کانال

دمای گاز دودکش در حین حرکت از طریق دیگ گرمای هدر رفته مجرای اصلی ثابت نمی ماند. در عوض با انتقال گرما به مدارهای اکونومایزر، اواپراتور و درام بخار به تدریج کاهش می یابد. درک این الگوی افت دما به مهندسان کمک می کند تا ابزار دقیق را تعیین کنند، عایق را برنامه ریزی کنند و پیش بینی کنند که در آن خطر خوردگی ناشی از میعان بیشتر است. نمودار خطی زیر یک روند کلی و معرف دما را در پنج موقعیت معمولی در طول مسیر گاز، از ورودی دیگ تا خروجی نشان می‌دهد. این یک تصویر مفهومی برای کمک به درک توالی تبادل حرارت است، نه یک منحنی اندازه‌گیری شده از یک نصب خاص. مقادیر واقعی با شرایط عملیاتی دستگاه تف جوشی، ترکیب مواد خام و طراحی دیگ متفاوت است.

شدیدترین افت دما معمولاً در سراسر بانک اواپراتور اتفاق می‌افتد، زیرا در اینجا بیشترین سهم انتقال حرارت نهان به آب جوش صورت می‌گیرد، در حالی که بخش اکونومایزر کاهش نسبتاً ملایم‌تری ایجاد می‌کند زیرا عمدتاً آب تغذیه را به جای تولید بخار پیش گرم می‌کند. در نزدیکی خروجی، دمای گاز به محدوده نقطه شبنم اسیدی برای بسیاری از ترکیبات سوخت و مواد خام نزدیک می شود، به همین دلیل است که معمولاً مواد مقاوم در برابر خوردگی یا پوشش های محافظ برای سردترین ردیف های لوله مشخص می شوند. نظارت دقیق بر دمای خروجی همچنین به اپراتورها کمک می کند تا رسوب اولیه را تشخیص دهند، زیرا افزایش دمای خروجی در جریان گاز ثابت اغلب نشان می دهد که رسوبات خاکستر بازده انتقال حرارت را در بالادست کاهش می دهد و به دلیل دمیدن دوده است.

اولویت های انتخاب: یک دیدگاه وزنی

هنگامی که یک کارخانه پخت پیشنهادات تامین‌کنندگان تجهیزات مختلف را با هم مقایسه می‌کند، اهمیت نسبی معیارهایی مانند ردپا، بازیابی حرارت، مقاومت در برابر خوردگی، سهولت تعمیر و نگهداری، و محدوده سرمایه اغلب بسته به این که پروژه ساخت فیلد سبز یا مقاوم‌سازی باشد تغییر می‌کند. نمودار رادار زیر یک تصویر کلی از اینکه چگونه این اولویت‌ها معمولاً بین دو نوع پروژه متفاوت است، بر اساس عملکرد معمولی صنعت به جای امتیازدهی تدارکات یک پروژه خاص، ارائه می‌دهد.

چند ضلعی بیرونی با سایه آبی نشان دهنده اولویت های معمول یک پروژه گرین فیلد است، جایی که عمق بازیابی گرما و مقاومت در برابر خوردگی وزن زیادی دارند زیرا دیگ بخار را می توان از مرحله طراحی به اندازه و بهینه قرار داد. چند ضلعی داخلی با سایه قرمز یک سناریوی مقاوم سازی معمولی را نشان می دهد، که در آن تناسب و سادگی نصب وزن نسبی بیشتری را به همراه دارد زیرا دیگ باید بدون کار عمرانی عمده با کانال کشی موجود و فولاد ساختاری ادغام شود. هیچ یک از این الگوها جهانی نیستند و هر پروژه باید وزن اولویت خود را با تیم مهندسی خود تأیید کند، اما تغییر کلی نشان داده شده در اینجا به اندازه کافی رایج است که نقطه شروع مفیدی برای بحث های تامین کننده در مراحل اولیه باشد. تشخیص زودهنگام این تغییر همچنین می‌تواند مرحله شفاف‌سازی فنی را در حین مناقصه کوتاه کند، زیرا تامین‌کنندگان می‌توانند پیشنهادات خود را با اولویت‌هایی که برای نوع پروژه خاص اهمیت دارد، تنظیم کنند.

راهنمای تعمیر و نگهداری برای قابلیت اطمینان طولانی مدت

از آنجایی که یک دیگ گرمای هدر رفته مجرای دودکش اصلی به طور مداوم در کنار دستگاه تف جوشی کار می کند، یک روال تعمیر و نگهداری ساختار یافته برای پایدار نگه داشتن راندمان انتقال حرارت و جلوگیری از قطعی های برنامه ریزی نشده ضروری است. روش های زیر به طور گسترده در کارخانه های پخت با استفاده از این نوع تجهیزات اعمال می شود.

1. دمیدن منظم دوده را بر اساس روند دمای گاز خروجی به جای یک فاصله تقویمی ثابت به تنهایی برنامه ریزی کنید، زیرا نرخ رسوب با ترکیب مواد خام و بار عملیاتی متفاوت است.
2. سطوح لوله را به صورت دوره ای از نظر فرسایش و خوردگی بازرسی کنید، به سردترین ردیف های لوله در نزدیکی خروجی اکونومایزر که در آن خطر تراکم اسیدی بیشتر است، توجه ویژه ای داشته باشید.
3. درزهای انبساط و تکیه گاه های مجرای را در طول خاموشی های برنامه ریزی شده بررسی کنید، زیرا چرخه حرارتی مکرر می تواند به تدریج بست ها را شل کند یا بخش های انعطاف پذیر را خسته کند.
4. بررسی کیفیت تصفیه آب برای آب تغذیه دیگ بخار برای محدود کردن تشکیل رسوب در داخل لوله ها، که باعث کاهش راندمان انتقال حرارت داخلی در طول زمان می شود.
5. دمپرهای بای پس را به طور منظم آزمایش کنید تا اطمینان حاصل کنید که عملکرد روانی دارند، زیرا دمپری که به درستی آب بندی یا باز نمی شود می تواند هم حفاظت دیگ و هم در دسترس بودن دستگاه زینترینگ را به خطر بیندازد.
6. افت فشار سمت گاز را در دیگ بخار ثبت کنید، زیرا افزایش تدریجی اغلب نشان دهنده تجمع خاکستر قبل از اینکه تنها از طریق خوانش دما قابل مشاهده باشد، می دهد.

نمودار دونات زیر یک تفکیک توضیحی از نحوه توزیع توجه تعمیر و نگهداری در این مناطق متمرکز در کارخانه‌های زینترینگ را نشان می‌دهد، بر اساس عملکرد عمومی صنعت به جای گزارش تعمیر و نگهداری یک مرکز خاص. در نظر گرفته شده است که به تیم های تعمیر و نگهداری کمک کند تا به جای نمایش یک استاندارد ثابت، روال خود را محک بزنند.

دمیدن دوده و مدیریت خاکستر بیشترین سهم را از توجه به تعمیر و نگهداری معمول به خود اختصاص می دهد زیرا رسوب گذاری مستقیم ترین و فوری ترین تأثیر را بر راندمان انتقال حرارت دارد. بازرسی لوله برای خوردگی و فرسایش سهم بعدی را به خود اختصاص می دهد، که نشان دهنده اهمیت آن برای یکپارچگی سازه بلند مدت است، حتی اگر کمتر از دمیدن دوده انجام شود. بررسی‌های دمپر و درز انبساط و نظارت بر تصفیه آب، تلاش‌های باقی‌مانده تعمیر و نگهداری را تکمیل می‌کنند، و در حالی که نسبت کمتری از توجه معمول را به خود اختصاص می‌دهند، بی‌توجهی به آن‌ها همچنان می‌تواند منجر به از کار افتادگی برنامه‌ریزی نشده پرهزینه شود، بنابراین کارخانه‌ها تشویق می‌شوند که هیچ دسته‌ای را اختیاری تلقی نکنند.

کار با تولید کننده و تامین کننده دیگ بخار زباله

از آنجایی که دیگ حرارت اتلاف تف جوشی روی مجرای اصلی گاز دودکش یک دارایی دارای فشار و کارکرد مداوم است، صاحبان کارخانه عموماً به دنبال تولیدکننده‌ای با تجربه ثابت شده در سراسر تجهیزات، از طراحی بسته‌بندی لوله و فناوری لوله‌های حرارتی گرفته تا ساخت مخزن تحت فشار و پشتیبانی نصب در محل هستند، نه تامین‌کننده‌ای که فقط اجزای جدا شده را ارائه می‌دهد.

شرکت تجهیزات شیمیایی جیانگ سو شیننگ، که در سال 2005 تأسیس شد، یکی از تولیدکنندگان این چنینی در چین است که بر تجهیزات بازیابی حرارت زباله های گازهای دودکش صنعتی و تجهیزات فرآیند شیمیایی متمرکز است. قابلیت‌های داخلی این شرکت توسعه لوله‌های حرارتی، لحیم کاری بر پایه نیکل و ساخت مخازن تحت فشار را شامل می‌شود که از طراحی و ساخت دیگ‌های حرارتی هدر رفته از نوع مورد استفاده در مجراهای گاز دودکش اصلی زینترینگ پشتیبانی می‌کند. محصولات این شرکت در خدمت صنایع شیمیایی زغال سنگ، متالورژی، تولید برق، و صنایع آمونیاک مصنوعی است و این شرکت علاوه بر مشتریان داخلی خود، تجهیزاتی را به بازارهای خارج از کشور نیز عرضه کرده است. برای کارخانجات تف جوشی که سازنده یا تامین کننده را برای پروژه دیگ گرمای اتلاف ساخت یا مقاوم سازی جدید ارزیابی می کنند، بررسی ترکیبی از قابلیت ساخت، مراجع صنعتی و ساختار پشتیبانی پس از فروش یک راه عملی برای مقایسه پیشنهادات بر اساس شایستگی فنی باقی می ماند.

سوالات متداول