مقایسه بازده دیگ بخار فایرتیوب و واترتیوب(مهندس آرمان ظهوری)
مقایسه بازده دیگ بخار فایرتیوب و واترتیوب (مهندس آرمان ظهوری)
چکیده
دیگ های بخار به دو دسته اصلی فایرتیوب (Fire-Tube Boiler) و واترتیوب (Water-Tube Boiler) تقسیم می شوند. یکی از مهم ترین معیارهای انتخاب این تجهیزات، بازده حرارتی آن ها است. برخلاف تصور رایج، نوع دیگ به تنهایی تعیین کننده بازده نیست و عواملی مانند طراحی، فشار کاری، کیفیت احتراق، سطح انتقال حرارت، عایق کاری، سیستم بازیافت حرارت و شرایط بهره برداری نقش اساسی دارند. با این حال، در شرایط مشابه، دیگ های واترتیوب معمولا بازده بالاتر و قابلیت استفاده از فناوری های پیشرفته افزایش راندمان را دارند.
مقدمه
دیگ بخار تجهیزی است که انرژی حاصل از احتراق سوخت را به انرژی حرارتی بخار تبدیل می کند. بازده حرارتی دیگ بخار به صورت نسبت انرژی مفید منتقل شده به آب یا بخار، به انرژی حرارتی سوخت مصرفی تعریف می شود.
ساختار دیگ های فایرتیوب
در دیگ فایرتیوب، گازهای داغ حاصل از احتراق از داخل لوله ها عبور می کنند و آب در اطراف این لوله ها قرار دارد.
مزایا
- هزینه ساخت کمتر
- تعمیر و نگهداری ساده
- مناسب برای فشارهای پایین و متوسط
- راه اندازی آسان
معایب
- محدودیت در فشار و ظرفیت
- سطح انتقال حرارت کمتر
- زمان پاسخ کندتر به تغییر بار
بازده معمول:
۸۰ تا ۹۰ درصد
در مدل های مجهز به اکونومایزر یا کندانسینگ ممکن است تا حدود ۹۲ درصد نیز برسد.
ساختار دیگ های واترتیوب
در دیگ واترتیوب، آب داخل لوله ها جریان دارد و شعله و گازهای داغ اطراف لوله ها حرکت می کنند.
مزایا
- انتقال حرارت سریع تر
- قابلیت کار در فشارهای بسیار بالا
- ظرفیت تولید بخار زیاد
- ایمنی بیشتر در فشارهای بالا
- امکان نصب تجهیزات بازیافت حرارت
معایب
- قیمت اولیه بالاتر
- نیاز به کیفیت مناسب آب تغذیه
- تعمیرات تخصصی تر
بازده معمول:
۸۵ تا ۹۵ درصد
در نیروگاه ها و صنایع بزرگ، با استفاده از اکونومایزر، پیش گرم کن هوا و سامانه های کنترل احتراق، بازده می تواند به بیش از ۹۵ درصد نیز برسد.
عوامل موثر بر بازده
نوع دیگ تنها یکی از عوامل موثر بر بازده است. عوامل مهم دیگر عبارت اند از:
- کیفیت احتراق و تنظیم نسبت هوا به سوخت
- دمای گازهای خروجی دودکش
- کیفیت آب تغذیه
- رسوب گذاری سطوح انتقال حرارت
- عایق کاری مناسب
- استفاده از اکونومایزر
- استفاده از پیش گرم کن هوا
- کنترل هوشمند مشعل
در صورت نگهداری نامناسب، حتی یک دیگ واترتیوب نیز ممکن است بازدهی کمتر از یک دیگ فایرتیوب با نگهداری صحیح داشته باشد.
بحث
مطالعات مهندسی نشان می دهد که به دلیل سطح انتقال حرارت بیشتر، گردش بهتر سیال و امکان استفاده از تجهیزات بازیافت انرژی، دیگ های واترتیوب در ظرفیت های بالا معمولا بازده حرارتی بیشتری نسبت به دیگ های فایرتیوب دارند. در مقابل، برای ظرفیت های پایین و متوسط، اختلاف بازده چندان زیاد نیست و هزینه سرمایه گذاری و نگهداری ممکن است استفاده از دیگ فایرتیوب را اقتصادی تر کند.
- Water-Tube Boiler 85%-۹۵%
- 90%- 80% Fire-Tube Boiler
نتیجه گیری
از نظر علمی نمی توان گفت که همیشه یک نوع دیگ بازده بیشتری دارد؛ زیرا طراحی و شرایط بهره برداری نقش تعیین کننده ای دارند. با این حال، در شرایط یکسان:
- دیگ های واترتیوب معمولا بازده حرارتی بالاتری (حدود ۸۵ تا ۹۵ درصد) نسبت به دیگ های فایرتیوب (حدود ۸۰ تا ۹۰ درصد) دارند.
- در صنایع بزرگ، نیروگاه ها و کاربردهای فشار بالا، دیگ واترتیوب به دلیل راندمان بیشتر و قابلیت بازیافت انرژی گزینه مناسب تری است.
- در صنایع کوچک و متوسط، دیگ فایرتیوب به دلیل هزینه کمتر، سادگی بهره برداری و راندمان قابل قبول همچنان انتخابی رایج و اقتصادی است
(مهندس آرمان ظهوری گشتی)