دانلود پایان نامه : تست كارآيي بويلر

دانلود پایان نامه :  تست كارآيي بويلر

تعداد صفحات: 226

فرمت فایل: word

دسته بندی:

قیمت: 7800 تومان

تعداد نمایش: 304 نمایش

ارسال توسط:

تاریخ ارسال: 17 آوریل 2016

به روز رسانی در: 17 آوریل 2016

خرید این محصول:

پس از پرداخت لینک دانلود برای شما نمایش داده می شود.

7800 تومان – خرید

دانلود پایان نامه :  تست كارآيي بويلر 

 

فصل اول: استاندارد PTC 4.1 تست كارآيي بويلر

فهرست مطالب

مقدمه. 4

هدف و حوزه ديد. 8

علائم و تعاريف آنها 19

اصول راهنما 27

محاسبه راندمان توسط روش ورودي – خروجي. 43

محاسبه راندمان به كمك روش تلفات حرارتي. 59

تلفات خاكستر و تشعشعات.. 77

اطلاعات متفرقه. 81

راندمان با روش ورودي – خروجي. 90

 

 

فصل دوم: چگونه مي توان راندمان بويلر را افزايش داد

فهرست مطالب

1-3- مقدمه: 156

2-3- احتراق: 157

3-3- روش هاي افزايش راندمان بدون صرف هزينه. 160

اثر هواي اضافي روي راندمان در ارتباط با متغيرهاي ديگر: 173

تاثير هواي اضافي بر روي خوردگي سطوح: 174

2-3-3- كاهش دماي دود خروجي. 180

4-3- افزايش راندمان با صرف هزينه و سرمايه گذاري مجدد: 192

شاخصهاي ديگر كاركرد 208

ضميمه. 213

  1. 5- بدست آوردن وزن هواي خشك: 213

 


بخش (0)

مقدمه

1-0- كد PTC شامل دستورالعملهايي به منظور تست واحدهاي مولد بخاري مي‌باشد اين واحد تركيبي از وسايلي هستند كه براي آزاد سازي و بازيابي حرارت به همراه وسايل انتقال حرارت به يك سيال عامل استفاده گرديده تا بدينوسيله بتوان از حرارت آزاد شده استفاده نمود واحد مورد نظر اين كد ممكن است شامل تجهيزات بويلر، كوره، سوپر هيتر، ري هيتر، اكونومايزر، گرمكن هوا (ايرهيتر) و مشعل سوخت باشد. در صورتيكه حرارت جذب شده توسط اكونومايزر و گرمكن هوا به واحد برگردانده نشود نمي توان آنها را به عنوان بخشي از واحد در نظر گرفت. هدف از روشهاي اين تست دستيابي اطلاعاتي به منظور ايجاد معيارهاي طراحي قسمت هاي مختلف يك مولد بخاري نمي باشد. كدهاي تكميلي PTC 4.2 و PTC 4.3 به ترتيب شامل تستهاي تجهيزات پودر كننده و گرمكن هوا مي باشند.

2-0- ما قصد داريم براي استفاده از اين كد، آزمايش جامعي از كد مربوط را با دستورالعمل PTC 1 و ساير كدهاي اشاره شده قبل از آغاز مراحل مقدماتي تستها، انجام دهيم. اين بررسي به منظور اطمينان از يك روش تست كامل و مرتب مي باشد زيرا اين بررسي يك درك كلي از نيازمنديهاي كدهاي تست قدرت ASME را به كاربر مي دهد و او مي تواند به سرعت روابط بين كدهاي مختلف را درك نمايد. براي دستيابي به آخرين اصلاحات مربوط به اين كدها و استفاده از آنها بايد دقت كافي را مبذول داشت.

3-0- اگرچه بخش دوم اين كد در ارتباط با نشانه ها و تعاريف مربوط به آنها در اجراي تست واحدهاي مولد بخاري مي باشند، كاربر بايستي به منظور بحث كاملتر براي مواردي كه در پيش رو دارد به كد مربوط به تعاريف و مقادير PTC 2 مراجعه نمايد.

4-0- ضمائم مربوط به ابزار دقيق و وسايل PTC 19 كه در اينجا به آنها اشاره شده بايستي بطور كامل مورد مطالعه قرار گيرند زيرا ارزش و اعتبار نتايج اين تست به انتخاب ابزار و طريقه استفاده، كاليبراسيون و دقت قرائت آنها بستگي دارد.

1-4-0- ساير موارد بسيار مهم براي ارزش و اعتبار اين تست عبارتند از تعيين دقيق مقدار ارزش حرارتي بالا و ديگر خواص سوخت مصرفي كد مناسب براي نوع سوخت و روش استاندارد ASTM مربوط به گرماي احتراق بايستي به دقت پيگيري گردد.

5-0- اين كد بعنوان يك راهنما براي انجام كليه تستهاي مولد بخاري مورد نظر مي‌باشد اما احتمالاً قادر نيست كاربر يك آزمايش را با اشكال گوناگون در طراحي‌هاي مختلف مولدهاي بخاري به تفصيل شرح دهد. در هر صورت يك مهندس ذيصلاح بايستي واحد خاصي را كه مرود نظر مي باشد مطالعه نموده و رابطه آن را با بقيه سيكل سنجيده و دستورالعملهاي تست را كه از نظر كلي درست بوده و با مفاهيم اين كد مطابقت دارد بهبود بخشد. مثالهاي مربوط به طراحي هاي گوناگون در هنگام آماده سازي اين كد، واحدهاي مولد بخاري مادون بحراني و مافوق بحراني تك گذر و سيكل مضاعف مي باشد.

چنين واحدهايي نيز در هنگام آماده سازي اين كد در نظر گرفته شده و عقيده بر اين است كه قوانين مربوطه در تست اين واحدهاي بخاري نيز اقبل اجرا مي باشد.

6-0- دستورالعملهاي كلي كه در اين كد بيان شده است همچنين در تست گرمكن‌هاي آب تغذيه فشار قوي قابل اجرا هستند با اين تفاوت كه تعيين راندمان فقط توسط روش تلفات حرارتي كه در بخش 5 توضيح داده شده است، بدست مي آيد. روش ورودي – خروجي در تعيين راندمان قابل قبول نمي باشد زيرا عدم دقت زيادي به علت وجود مقادير غير قابل تعيين بخار در خروجي و خطاهاي كوچك اندازه گيري درجه حرارت ميزان دبي حجمي زياد وجود دارد. ظرفيت تست يا خروجي توسط راندمان و گرماي ورودي و يا توسط اندازه گيري مستقيم گرماي خروجي در صورتيكه دقت بالا لازم نباشد، قابل تعيين خواهد بود.

.

.

 

اندازه گيري درجه حرارت گاز خروجي و هوا

08-5- درجه حرارت گاز خروجي: نياز به اندازه گيري درجه حزارت گاز خروجي در منطقه خروجي مولد بخار داريم، اين اندازه گيري در محلهاي 12 و 14 و يا 15 شكل 1 ، بسته به تجهيزاتي كه در مولد بخار قرار دارند انجام مي گيرد در مواقع ممكت است اين اندازه گيري در نقاط ديگري مثل نقطه ورود به بويلر اتلاف حرارت يا در ورودي و خروجي فن هاي چرخش گاز يا هوا نيز انجام پذيرد.

1-08-5- به منظور حداقل نمودن تاثير لايه بندي درجه حرارت در گاز اين درجه حرارت بايستي در همان نقاطي براي نمونهه برداري استفاده شده اند اندازه گيري گردد (بخش 04-5-) .

2-08-5- اگر برآورد اوليه از گاز خروجي طبق قسمت 04-5 لايه بندي شديدي را نشان بدهد توصيه مي گردد كه اندازه گيري درجه حرارت در محلهاي منحصر بفردي در سطح مقطع كانال نسبت به فلو گاز در آن محل گرفته شود و يك مقدار متوسط از درجه حرارت گاز در آن سطح مقطع مشخص گردد.

3-08-5- انتخاب ابزار اندازه گيري درجه حرارت بستگي به شرايط در حالتهاي ويژه دارد. انتخاب، طراحي، ساخت، كاليبراسيون، نصب و عملكرد ابزار اندازه گيري درجه حرارت بايد بر طبق I&A اندازه گيري درجه حرارت PTC 19.3 انجام گيرد.

09-5- درجه حرارت هوا و گاز چرخش مجدد همان روشهاي كلي و احتياطهاي بيان شده در بخش 08-5 براي تعيين درجه حرارت هواي ثانويه هواي چرخش مجدد يا گاز خروجي و درجه حرارت هواي ورودي و خروجي گرمكن هوا بكار برده مي شود.

 

وزن هوا و گاز خروجي

10-5- تعيين وزن : مقدار گاز خروجي بايد توسط آناليز سوخت و تركيب گاز خروجي محاسبه و بدست ايد. روش محاسبات براي وزن گاز در واحد حرارتي سوخت در بخش 02-2-3-7 بيان شده است. بطور مشابه مقادير هوا در بخش 1-8-3-7 محاسبه گرديده است.

1-10-5- در بعضي موارد دانستن مقادير هوا يا گاز در مقايسه با كل واحد مثل گاز چرخش مجدد هواي اوليه، هواي ثانويه و غيره بيشتر مورد نظر مي باشد كه اين مقادير را مي توان توسط تعادل هاي حرارتي، توسط اختلاف محاسبه گردد و يا در صورت عدم امكان محاسبه ، توسط اندازه گيري بدست آورد .

2-10-5- تئوري و كاربرد روشهاي اندازه گجيري قابل دسترس براي مقادير هوا و گاز به منظور تست در انتشارات سيال سنج هاي انجمن مهندسين آمريكا (ASME FLUID METERS) بيان شده است در جائيكه دانستن مقادير جريان ها بطور پيوسته مورد نياز باشد مي توان شيپورهاي جريان، و نتوري VENTURI يا اريفيس هاي ORIFICE با صفحه نازك را طبق روشهاي ذكر شده در I&A (اندازه گيري مقدار مواد PTC 19.5 فصل 4) نصب نمود.

 

فضولات (پس ماند):

11-5- اندازه گيري مقدار:  در روش تلفات حرارتي اين گد، دانستن تلفات از مواد قابل احتراق سوخته نشده در پس مانده مورد نياز مي باشد، دانستن اين مقدار در روش ورودي – خروجي نيز اگر قصد داشته باشيم تست را بكمك تعادل حرارتي چك نمائيم ضروري مي باشد. از نقطه نظر تست مشكل ترين بخش تعيين اين كميت ، اندازه گيري حجمي يا بالانس اختلاف پس ماند تخمين بزنيم. بايستي مراقب بود تا تمامي پس ماند پاك شده و تخليه شده از واحد را در نظر گرفت همچنين بايد پس ماندي را كه براي احتراق بعدي به واحد برگردانده مي شود به حساب نياورد، بمنظور اطمينان از اينكه پس ماند جمع آوري شده ارتباط صحيحي با وزن خاكستر در سوخت مصرفي دارد در جمع آوري بايد زمان لازم براي عبور پس ماند از كوره به نقطه تخليه موارد ذكر شده در بخش 07-3 رعايت گردد. اين مسئله بخصوص در واحدهايي كه STOKER عمل احتراق را انجام مي دهد مهم باشد.

1-11-5- پس ماندي كه در نقاط مختلف واحد جمع آوري شده است بايستي حداگانه و ترجيحاً در حالت خشك توزين گردد. اگر چه پس ماند مشتعل را بايد پس از خروج از واحد سريعاً با آب خاموش نمود رطوبت موجود در پس ماند بايد در آزمايشگاه توسط آناليز تعيين گردد. ذرات خروجي كه قبل از نمونه ها از جريان گاز گرفته شده و جمع آوري شده اند بايستي جداگانه جمع آوري، توزين، نمونه برداري و آناليز گردند مقدار و محتواي مواد قابل احتراق در خاكستر سبك (FLY) كه بصورت سوسپانسيون در گاز خروجي وجود دارد بايد بر طبق بخشهاي 13-5- تا 19-5- تعيين گردند.

12-5- نمونه برداري : نمونه برداري از پس ماند مي تواند سبب خطاي بزرگي گردد به اين دليل هر نوع احتياطي براي اطميانان از داشتن نمونه خوب بايستي انجام گيرد .

1-12-5- دوده، مواد الك شده، زغالهاي نيم سوز و ذراتي كه از پس ماند جدا شده و در قيفها جمع آوري شده اند را مي توان با تقسيم هاي متوالي به چهار به دو نمونه هر يك به وزن 15 پوند در هر يك از محلهاي نمونه برداري تبديل نمود، اگر كل مقادير جمع آوري شده كمتر از 30 پوند در هر دوره تست بود، مقادير بدست آمده را بايد به دو قسمت مساوي براي بدست آوردن دو نمونه تقسيم نمود، يك نمونه براي آناليز به آزمايشگاه فرستاده مي شود و نمونه ديگر به عنوان نسخه دوم نگهداري مي شود تا نتايج نهايي تستهاي برسي شده و قابل قبول بودن نتايج منشخص گردد.

2-12-5- در وضعيتي كه پس ماند در قسمت زيرين كوره قرار دارند، هم در حالتي كه مورده با STROKER كار مي كند و هم حالتي كه واحد با سوخت خرد شده خشك كار مي كند بايد يك نمونه نا خالص به وزن تقريبي 1000 پوند با داشتن مقادير مساوي 50 پوندي به ازاء هر تن فضولات بايد جمع آوري گردد. بايستي دقت كرد كه در هر بار برداشتن نمونه قسمتهاي مناسب از فضولات ريز و درشت فراهم نمود. اگر كل مقدار پس مانده ته كوره كمتر از 1000 پوند باشد در نتيجه كل اين مقدار نمونه ناخالص را تشكيل مي تدهد. اين نمونه ناخالص بايد فشرده شده و به دو نمونه 15 پوندي كاهش پيدا نمايد، اين عمليات طبق دستورالعملهاي جدول مشخصات D 497, ASTM براي نمونه برداري زغال انجام گيرد يك نمونه بايد براي آناليز به آزمايشگاه ارسال و نمونه دوم بعنوان نسخه دوم جهت اطمينان از قابل قبول بودن نتايج آزمايش بر روي نمونه اول نگهداري مي گردد .

3-12-5- كاهش نمونه ناخالص تا حد اندازه آزمايشگاهي به منظور جلوگيري از تلفات بي مورد رطوبتي ناشي از تبخير بايستي هر چه سريعتر انجام گيرد، دو نمونه به اندازه آزمايشگاهي بايستي در ظرفهاي آب بندي شده و محفوظ از هوا قرار گيرند.

13-5- آناليز : نمونه پس ماند بايستي از نظر رطوبت، وجود مواد قابل احتراق و ارزش گرمايي بررسي شود.

1-13-5- براي تعيين رطوبت، پس ماند بايد خرد شود و در صورت لزوم در گيره يك دستگاه فشارنده كه از روي يك صافي 4 شبكه اي و بر روي كفه اي از آهن گالوانيزه گسترده شده است، عبور كند و در درجه حرارت 220 تا 230 درجه فارنهايت در يك اجاق خشك كننده تا اندازه اي خشك گردد كه وزن كاهش يافته در هر ساعت بيش از 1/0 درصد وزن نمونه نگردد، كفه هاي مناسب و اجاقهاي خشك كننده در مشخصات ASTM D 271 توضيح داده شده است در هنگام خشك كردن نمونه هاي مواد نرم مثل پس ماند قيفهاي دوده و ته نشين كننده ها بايد دقت زيادي داشت تا بتوان فلوي هواي درون اجاق خشك كن را تا حد سرعتي كه نمونه ها را به اطراف پرت نمايد تنظيم نمود.

2-13-5- ارزش گرمايي پس ماند را بايد توسط پمپ كاريمتر و به روش تلفات احتراق و يا با فرض وجود مواد محترقه در كربن بدست آورد در تعيين كالريمتري ارزش گرمايي پس ماند، اگر مواد قابل احتراق براي اشتعال بسيار ناچيز باشد، ضروري است كه مقدار مواد قابل احتراق اندازه گيري شده با دانستن ارزش گرمايي آن به نمونه اضافه گردد.

3-13-5- براي موادي با خاكستر زياد تعيين مستقيم ارزش گرمايي پس ماند توسط روش كالريمتري مشكل است و سبب ايجاد خطا مي گردد روش دقيق تر تعيين كل هيدروژن و كربن موجود در پس ماند و محاسبه ارزش گرمايي بر اين اساس مي باشد.

اصلاحات لازم براي مستثني كردن هيدروژن موجود در آب و كربن موجود در كربنات معدني بايد انجام گيرد.

4-13-5- روش استفاده شده براي تعيين كربن هيدروژن در روند احتراق در استانداردهاي ASTM درمورد زغال و كك D 271 با تغيير و تعديلهاي مناسب در مقدار نمونه و روشهاي انجام ان ارائه گرديده است، ابزار معرفها و آماده سازيها در ASTM D 278 بيان شده است.

5-13-5- روشهاي تغيير و تعديل (اصلاحات) عبارتست از وزن كردن قايق نمونه برداري قرار گرفته در يك بطري توزين سپس اضافه نمودن تقريباً 1 گرم از نمونه و خشك كردن آنها در يك اجاق رطوبت در دماي 105C تا رسيدن به يك وزن ثابت، آب بندي قايق و نمونه در يك بطري توزين سپس وزن كردن آنها هنگامي كه سرد شده و حفظ نمونه به همان صورت تا هنگام احتراق.

.

.

 

2-3- احتراق:

فرآيند احتراق عبارتست از اكسيد شدن سريع سوخت به وسيله اكسيژن. نخست كربن و هيدروژن به دي اكسيد كربن و آب تبديل مي شوند و در اين فرآيندها گرمايي آزاد مي شود. كه به ترتيب زير است:

               (Kcal/Kg) Carbon burned

        (Kcal/Kg) Hydrogen burned

 

1-2-3- شرايط احتراق (تئوري):

الف- اكسيژن مورد نياز احتراق از هواي اطراف تامين مي شود. كه شامل 2/23 درصد اكسيژن و 8/76 درصد نيتروژن است. به طوري كه براي تامين يك كيلوگرم اكسيژن 31/4 كيلوگرم هوا مورد نياز است.

از لحاظ تركيب شيميايي مواد قابل احتراق، مقدار هواي لازم تئوري براي احتراق از فرمول زير به دست مي آيد:

4.31 [2.67C + 8(H-O/8 + S] (Kg/Kg) = هواي تئوري احتراق

ب- مواد قابل احتراق بايستي به يك دمايي موسوم به دماي اشتعال برسند. پايين‌تر ازاين دمااحتراق صورت نمي‌گيرد اگرچه اكسيژن به مقداركافي موجود باشد.

ج- همچنين زمان لازم براي انجام احتراق بايستي به اندازه اي باشد كه دو مرحله زير به طور كامل صورت گيرند:

– برخورد فيزيكي مواد قابل احتراق با اكسيژن

– تركيب شيميايي اين مواد با اكسيژن

 

2-2-3- شرايط احتراق (در عمل):

همانطور كه در قسمت قبل ملاحظه كرديم. براي اين كه احتراق كامل صورت گيرد. بايستي سه شرط بالا به طور كامل برقرار باشند. يعني هر مولكول سوخت و هر مولكول اكسيژن در شرايط زماني و مكاني مناسب با يكديگر تركيب شوند. اما در عمل براي بعضي از مولكول‌هاي سوخت چنين شرايطي برقرار نمي شوند. در نتيجه منواكسيد كربن و هيدروكربن در دود خروجي ظاهر خواهند شد. و اين خود باعث كاهش انرژي آزاد شده از احتراق مي شود.

در احتراق بويلر هم چنين امري صادق است و براي اطمينان از اين كه احتراق كامل صورت گرفته است نياز به هواي اضافي احتراق مي باشد.

3-2-3- هواي اضافي احتراق:

يكي از مسائل مهم در عمل احتراق، نسبت منطقي اختلاط سوخت و هوا مي‌باشد. به طوري كه همواره در بويلر بايستي هوا و سوخت به نسبت معيني وجود داشته باشند تا اين كه با كمبود هوا مواجه نشويم.

براي اين منظور، وقتي سيستم كنترلي به صورت (Hand) تنظيم مي شود، در هنگام افزايش بار بايستي ابتدا هوا را زياد كرده و سپس دبي سوخت را افزايش دهيم و در صورت كاهش بار ابتدا مي بايست دبي سوخت و سپس دبي هوا كاهش يابد تا هيچگاه با كمبود هوا مواجه نشويم.

براي رسيدن به شرايط احتراق بهينه، مي بايستي هواي لازم براي احتراق طوري تنظيم شود كه ميزان سوخت به هوا يكسان بماند.

اگر ميزان هوا، كمتر از نياز براي سوخت معين باشد احتراق به صورت ناقص صورت خواهد گرفت و باعث ايجاد رسوبات، مواد قابل احتراق بر روي لوله ها، آلودگي هوا، ايجاد منو اكسيد كربن در دود و افزايش اتلاف انرژي مي شوند و نهايتاً احتمال خطر انفجار در بويلر نيز وجود خواهد داشت.

اما اگر هواي اضافي بيشتر از نياز سوخت وارد كوره شود باعث اتلاف حرارتي قابل توجهي در بويلر و كاهش راندمان و همچنين موجب ايجاد خوردگي داغ روي سطوح حرارتي و افزايش غلظت NOX در دود خروجي مي گردد.

مقدار واقعي هواي اضافي به عواملي از قبيل نوع سوخت و تركيبات آن، طراحي كوره، نرخ سوختن در بويلر و طراحي و تنظيم مشعل ها بستگي دارد. از آنجايي كه بين درصد اكسيژن موجود در گازهاي حاصل از احتراق و مقدار هواي اضافي رابطه متقابلي وجود دارد (نسبت اكسيژن و هوا تقريباً يك به پنج است) مي توان با اندازه‌گيري اكسيژن موجود در دود خروجي به ميزان هواي اضافي پي برد و در نتيجه براي كنترل آن اقدام نمود. اين رابطه در شكل (1-3) براي سوخت هاي مختلف نشان داده شده است.

براي‌اين منظورمي‌توان ازدستگاهي‌به نام اكسيژن‌آنالايزر (Oxygen Analyser) استفاده كرد.

 

3-3- روش هاي افزايش راندمان بدون صرف هزينه

1-3-3- كاهش هواي اضافي

پتانسيل صرفه جويي: 10% – 5% [1]

معمولاً از هواي اضافي غير لازم براي جلوگيري از دود كردن كوره و بيرنگ شدن گازهاي خروجي از كوره استفاده مي شود. جدول (1-3) يك تخمين از صرف جويي ناشي از افزايش راندمان بويلر در حدود 10 درصد را براي بويلرهاي با قدرت‌هاي مختلف نشان مي دهد.

.

.

.

جهت دریافت و خرید متن کامل پایان نامه و تحقیق و مقاله مربوطه بر روی گزینه خرید که در بالای صفحه قرار دارد کلیک نمایید و پس از وارد کردن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت هایی عضو شتاب قابل پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت انلاین به صورت خودکار لینک دانلود مربوطه فعال گردیده که قادر به دانلود فایل کامل ان می باشد.

پاسخ دهید