سیکل آب در بویلرهای بخار نیروگاهی

حجم یک واحد بخار اساسا 1000 برابر آب است. در یک مخزن بسته هنگامی که آب به بخار تبدیل می شود فشار افزایش خواهد یافت. بویلر های بخار با استفاده از این اصل فشار بالا تولید می کنند.

الزامات مورد نیاز آب خالص در بیشتر نیروگاه ها مشابه یکدیگر است. آب خام وارد شده به نیروگاه طی چند مرحله فیلتر می شود، در این جریان آب خالص به تدریج وارد بویلر شده بخار می گردد و سپس بخار حاصل برای تولید برق وارد توربین می شود. بخشی از بخار نیز جهت پیش گرمایش آب بویلر استفاده می شود. در نهایت بخار کندانس شده با آب خالص دیگ مخلوط شده و به عنوان آب تغذیه دیگ سیرکوله می شود. متاسفانه آب با درجه خلوص بالا برای دیگ های بخار خاصیت خورندگی دارد. به علاوه نشتی در سیستم نیز این عامل را تشدید می کند. به طور مثال آب خامی که از برج خنک کن به کندانسور نشت می کند و با آب خالص ترکیب می شود.

برای مقابله با این اثر از بازدارنده های خوردگی و جاذب های اکسیژن (دی اریتور) پیش از بویلر استفاده می کنند. استفاده از مواد شیمیایی موثر در دیگ های بخار و حفاظت از کندانسه های گازی در حمایت از سرمایه گذاری تاسیسات نیروگاهی نقش به سزایی دارد.

به جای روش های منسوخ و قدیمی امروزه با روش هایی چون کنترل فشار، دبی، سطح آب، دما و PH توسط اپراتور نیز می توان خوردگی را کنترل نمود.

دی اریتور

بازیابی بخار کندانس

امروزه بخار تقریبا در تمام بویلرهای صنعتی استفاده می شود. بخار تولید شده نیروگاه ها با فشارهای مختلف به سایر تجهیزات فرستاده می شود. در اثر مصرف انرژی بخار، کندانسه ها شکل می گیرند و پس از جمع آوری مجدد برای بازیابی به دیگ فرستاده می شوند.

در این مرحله برای جلوگیری از خوردگی و ایجاد حفره و پوسته پوسته شدن باید مجددا از لحاظ شیمیایی آماده شوند در غیر این صورت دیگ ها نیاز به تعمیر پیدا کرده و هزینه ها بالا می رود.

تبدیل آب به بخار در سه مرحله انجام می گیرد:

  • گرمایش آب از شرایط سرد به نقطه جوش یا دمای اشباع _ حرارت محسوس
  • تولید بخار اشباع از آب اشباع _حرارت نهان
  • گرمایش بخار تا دمای بالاتر که به آن سوپر هیت گفته می شود و در خروجی نیروگاه ها کاربرد دارد

افزودن حرارت محسوس

اکونومایزر

پمپ تغذیه آب

از آنجایی که بویلر در فشار بالا کار می کند. منبع تغذیه آب باید آب پر فشار مخزن را پمپ کند . پمپ در واقع همچون قلب سیستم عمل می کند.

پیش گرمایش

هیتر ها از بخار استخراجی از توربین و بخشی از حرارت محسوس برای پیش گرمایش آب به بویلر استفاده می کنند.

اکونومایزر

بیشتر حرارت محسوس از طریق اکونومایزر جذب می شود. این مجموعه از لوله های فولادی تشکیل شده که در انتهای دیگ قرا دارد. گازهای داغی که از دودکش خارج می شوند آب لوله ها را

کمی گرم می کنند.

 افزودن حرارت نهان

درام

درام

درام به خودی خود یک مخزن بزرگ استوانه ای است که آب تغذیه و مخلوط آب و بخار را در خود ذخیره می کند. این بخش بزرگترین و مهم ترین بخش از لحاظ فشار در دیگ است که وزنی در حدود 250 تن برای یک نیروگاه 600 مگاواتی دارد.

دیوار آب

دیوار آب     Water wall

جوشش آب در “دیوار آب” صورت می گیرد جایی که لوله های آب، دیواره های کوره را تشکیل می دهند. آب از طریق لوله های متصل به درام وارد لوله های دیواره می شود. این لوله ها ستون آب را تشکیل می دهند که بخشی از آب درون آن ها بر اثر گرمایش بخار می شود. مخلوط آب و بخار چگالی کمتری نسبت به آب لوله های درام دارند. این اختلاف در چگالی باعث گردش آب در درام، لوله های دیواره و اتصالات آن می شود. در نتیجه بخار در بالای درام جمع شده و به بخش بعدی فرستاده می شود. دمای آب در لوله های مذکور در حالت اشباع می باشد.

سوپرهیتر

سوپر هیتر

بخار درام وارد کویل های سوپر هیتر می شود که در مسیر دودکش قرار دارد. درجه حرارت بخار از اشباع تا حداکثر دمای مورد نیاز بالا می رود. بخار سوپر هیت در نهایت وارد توربین می شود. محدوده دمایی بخار در نیروگاه های بزرگ 540 تا 570 درجه سانتی گراد و فشار 175bar است.

منابع و پیوندها

گرداوری شده توسط دپارتمان پژوهش شرکت پاکمن

صفحه مهندسی مکانیک

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *