ایمنی دیگ های بخار و مخازن تحت فشار

ایمنی دیگ های بخار و مخازن تحت فشار

فرمت: Pdf تعداد صفحات: 62

مطالبی که در این دوره خواهیم آموخت :

• تعریف دیگ بخار

• انواع دیگ های بخار

• مقایسه دیگ های بخار

• اجزای اصلی دیگ های بخار

• تجهیزات کنترلی دیگ های بخار

• متعلقات بیرونی دیگ های بخار

• مروری بر آئین نامه ایمنی دیگ های بخار

• بازرسی ها (روزانه، هفتگی، ماهیانه، فصلی، سالانه)

• تست هیدرواستاتیک

• نگهداری بویلر در حالت خاموش

• بهسازی آب بویلر

• بازرسی فنی با استفاده از آزمون های غیر مخرب

• تعمیرات دیگهای بخار

• بازرسی حین فرایند ساخت دیگ های بخار

• عکس انفجار بویلر و بررسی علل انفجار بویلر

یکاها

ظرفیت:

• کیلوگرم در ساعت Kg/hr
• پوند در ساعت Lbs/hr
• کیلو کالری در ساعت Kcal/hr
• بی تی یو در ساعت Btu/hr

فشار:

• کیلوگرم بر سانتی متر مربع Kg/cm2
• پی اس آی Psi
• بار Bar
• اتمسفر at

تعریف دیگ بخار: دیگ بخار ماشینی است که آب را بر اثر حرارت حاصل ازسوخت هایی نظیر مازوت، گازوئیل و یا گاز طبیعی به بخار آب تبدیل می نماید. و از این بخار جهت تأسیسات و کارخانه ها و موسسات دولتی نظیر بیمارستان ها یا در نیروگاه های و شهرک ها می توان استفاده نمود.

دیگ های بخار اولیه

دیگ های بخار اولیه

انواع دیگ های بخار :

دیگ های بخار را از لحاظ عملکرد می توان به دو دسته کلی تقسیم نمود:

1. دیگ های بخار لوله آتشی (Fire Tube): که در این نوع دیگ ها آتش درون لوله ها جریان دارد و اطراف لوله آب قرار گرفته است.
2. دیگ های بخار لوله آبی (Water Tube): در این نوع دیگ ها آب داخل لوله بوده و حرارت از خارج لوله اعمال می شود:

انواع دیگ های لوله آتشی (fire tube):

• دیگ های عقب خشک (dry back)
• دیگ های عقب مرطوب با محفظه برگشتی داخلی (wet back)
• دیگ های عقب مرطوب با محفظه برگشتی خارجی
• دیگ های نیمه عقب مرطوب
• دیگ های شعله برگشتی
• دیگ های ایستاده (vertical)

دیگ های لوله-آبی (Water Tube)

نوعی از بویلر است که آب درون لوله ها در جریان است و با آتش که از بیرون به لوله ها برخورد می کند گرم می شود. این نوع از بویلر های واتر تیوب برای فشار کارهای بسیار بالا مورد استفاده قرار می گیرد. آتش تولید شده توسط مشعل در کوره یک جریان گاز داغ (دود) را تولید کرده که تمامی لوله ها را احاطه می کند. در نوع بخار این دستگاه آب جاری در لوله ها گرما را گرفته و به بخار تبدیل می شود و به درون درام یا بخار اشباع نیز از بالای درام به داخل سوپر هیتر منتقل می شود تا بخار اشباع به (Steam Drum) . کلکتور بالای دیگ راهنمایی می شود. بخار سوپر هیت تبدیل شود. بخار سوپرهیت شده هم به مصرف مورد نیاز می رسد. بخار سوپر هیت به عنوان بخاری تعریف می شود که در فشار خاص از دمای نقطه جوشآب، دمای بالاتری را دارا می باشد.

بخار سوپر هیت یک گاز خشک به حساب می آید که برای چرخاندن توربین ها در نیروگاه های بخار (تولید برق) استفاده می شود. برای صرفه جویی در مصرف آب و هزینه ی تهیه آب مناسب برای بویلر ها، این بخار پس از استفاده در توربین و تولید کار در منبع کندانس یا برج های خنک کننده به آب تبدیل شده و پساز گذشتن از مراحل دیگر دوباره به دیگ وارد می شود.

آب سرد در درام پایینی دیگ وارد شده، که این آب ممکن است به وسیله اکونومایزرها و پیش گرمکن ها قبل از ورود به دیگ گرم شده باشد. دیگ های واتر تیوب در نیروگاه ها تا دمایی بالغ بر 550 درجه سلسیوس و در فشار 150 بار بخار تولید می کنند.

اکونومایزر:

در اولین بخش آب وارد اکونومایزر می گردد. ممکن است در بعضی از بویلرها بخشی به نام اکونومایزر وجود نداشته باشد که در این صورت آب مستقیما به مخزن بخار وارد می شود.

نکات مهم در اکونومایزر:

1. دمای بالا: در اکونومایزر آب نباید به جوش بیاید، چرا که در این صورت هیچ آبی وارد مخزن بخار و لوله های بویلر نمی گردد و این بخش ها در برابر گرمای زیاد آسیب می بینند.
2. رسیدن به نقطه شبنم: جذب حرارت زیاد از دودکش و کاهش دمای جریان گاز دودکش در محدوده نقطه شبنم که باعث خواهد شد مقداری از جریان گاز به شکل مایع در آمده و امکان تولید ترکیبات اسیدی فراهم می گردد. که در نهایت سبب خوردگی و فرسودگی خواهد گردید.

مزایای استفاده از اکونومایزر:

1. کاهش مصرف سوخت و هزینه
2. جلوگیری از ایجاد تنش های حرارتی
3. کاهش آلودگی Nox

ورود آب به بویلر :

ورود آب به بویلر

پس از اکونومایزر آب وارد مخزن بخار Steam drum می شود. سپس از طریق لوله های پایین رونده Downcomer ها به سمت مخزن لجن یا Mud drum حرکت می کند. از آنجا جریان آب وارد لوله های بالا رونده یا Riser می شود. این لوله های بالا رونده هستند که بخش های مختلف کوره شامل دیواره ها، کف و سقف را می سازند. آب در لوله های بالارونده گرمای زیادی را دریافت نموده و بخشی از آن تبدیل به بخار می گردد. مخلوطی از آب و بخار مجددا وارد مخزن بخار شده و در آنجا دو فاز آب و بخار از طریق عبور از مراحل جدا کننده آب و بخار از یکدیگر جدا می شوند.

سوپر هیتر:
بخار خروجی از مخزن بخار، بخار اشباع می باشد. در صورتی که نیاز به بخار سوپرهیت باشد، بخار تولید شده را وارد بخش سوپرهیتر می کنند. بخار اشباع در سوپر هیترها بوسیله گازهای حاصل از احتراق گرم شده و به شکل بخار فوق داغ (سوپرهیت) در می آیند. سوپرهیترها سبب حذف ذرات رطوبت از بخار و افزایش دمای آن به دماهای بالاتر از اشباع می گردند.

ممکن است سوپر هیترها یک یا دو مرحله ای باشند. در سوپر هیترهای یک مرحله ای بعد از سوپرهیتر و در
سوپرهیترهای دو مرحله ای بین مراحل قسمتی به نام دی هیتر یا ری هیتر وجود دارد که در این قسمت
دمای بخار سوپرهیت عموما بوسیله تزریق آب کنترل می گردد.

بخار خارج شده از سوپرهیترها در انتها وارد هدری بنام هدر جمع کننده یا Collect Header می گردد. این هدر محصول واحد بویلر که همان بخار با دما و شرایط مورد نظر است را به سمت مصرف کننده ها می برد.

مکانیزم جریان آب:
مکانیزم جریان آب در لوله های پایین رونده و بالا رونده به دو صورت می باشد.

1. گردش طبیعی: آب سرد دارای دانسیته یا همان جرم حجمی بالاتری نسبت به آب گرم می باشد. با ورود آب به مخزن بخار، به دلیل دمای پایین تری که نسبت به دمای آب و بخار داخل مخزن بخار دارد از لوله های پایین رونده به سمت پایین حرکت می کند. در صورتی که فشار بالا رود اختلاف دانسیته بین بخار و آب کم می شود که باعث کاهش مقدار جریان طبیعی می گردد. در این حالت با افزایش ارتفاع لوله ها یا به عبارتی افزایش فاصله بین مخزن بخار و مخزن لجن، مقدار اختلاف فشار را افزایش می دهند.
2. گردش اجباری: در این مواقع از یک پمپ یا به عبارتی از یک نیروی خارجی، برای ایجاد گردش آب در لوله های پایین رونده و بالارونده استفاده می گردد.

مزایای گردش اجباری:

• سرعت بیشتر در تولید بخار
• ظرفیت بیشتر جهت کنترل نوسانات بار
• حرارت دادن به شکل یکنواخت تر در قسمت های مختلف

معایب گردش اجباری:

• افزایش هزینه های عملیاتی و نگهداری (به دلیل وجود پمپ)

سیستم حفظ کیفیت آب بویلر:

به سه دلیل عمده آب بویلر تصفیه می شود:

• جلوگیری از تشکیل رسوب
• به حداقل رساندن خوردگی در سیستم های بویلر و بخار
• حفظ کیفیت بخار

تصفیه آب :

1. تصفیه خارجی :
   • حذف ذرات سوسپانسیونی
   • حذف گازهای حل نشده مانند اکسیژن
   • سختی گیری از آب
     • سختی، قلیائیت، مقدار سولفات ها، سیلیکات، ذرات سوسپانسیونی
2. تصفیه داخلی : (با تزریق مواد شیمیایی)

تصفیه داخلی: (با تزریق مواد شیمیایی)

•  تنظیم PH و حفظ میزان قلیائیت برای جلوگیری از ایجاد رسوب و خوردگی
• سختی گیری از آب ورودی
• جلوگیری از تشکیل لجن
• حفاظت از بخش های در معرض حرارت از آبگرم
• هواگیری و جلوگیری از خوردگی اکسیژنی
• جلوگیری از شکنندگی قلیایی
• جلوگیری از تشکیل فوم
• تشکیل فیلم محافظ برای جلوگیری از خوردگی
• جلوگیری از خوردگی بوسیله بخارات کندانس شده

TDS (تی – دی – اس) چیست:

مخفف کلمات (Total Dissolved Solid) مقدار مواد حل نشده جامد در آب با تزریق مواد شیمیایی به مرور زمان، غلظت مواد نامحلول در آب بویلر افزایش می یابد، از این رو با استفاده از سیستم های بلودان پیوسته و بطور دائم مقداری از آب بویلر تخلیه می گردد که همراه این آب تخلیه شده، بخشی از رسوبات و املاح نیز خارج می گردد.

معیاری که به واسطه آن مقدار بلودان مورد نیاز تعیین می گردد TDS می باشد.

گازهای حاصل از احتراق :

1. لوله های بالا رونده
2. سوپرهیتر ها
3. لوله های پایین رونده
4. اکونومایزر

اکسیژن زدا (دی اریتور): دی اریتور فرایند حذف اکسیژن نامحلول از آب را به عهده دارد : از سه قسمت عمده تشکیل می شود:

1. یک مبدل حرارتی پوسته و لوله ای
2. هدر (Header)
3. مخزن ذخیره (Storage tank)

دودکش (stack)

وظایف دودکش:

• کاهش فشار با ایجاد مکش طبیعی در محفظه احتراق و در نتیجه خروج گازهای حاصل از احتراق با سرعتی مناسب از محفظه احتراق
• ارتفاع آن باعث دور کردن گرد و غبار و ذرات که از دودکش خارج می شود، خواهد گردید.

کنترل کننده سطح آب در مخزن بخار:

کم شدن سطح آب ⇐ حرارت دیدن زیاد لوله ها (over heat)
زیاد شدن سطح آب ⇐ جدا سازی آب و بخار به درستی صورت نمی پذیرد (Carry Over)

مقایسه دیگ های لوله آتشی و لوله آبی

اجزای اصلی دیگ های لوله آتشی (fire tube)

اجزای اصلی دیگ های لوله آتشی (fire tube)

1.  (shell) – پوسته
2. (furnace) -کوره
3. (wrapper) – محفظه برگشتی
4. (tube plate) – شبکه ها
5. (plan tube) – لوله های ساده
6. (stay tube) -لوله های مقاوم
7. (access tube) – دریچه دسترسی
8. (inspection hole) – دریچه های بازرسی
9. شاسی

گیج فشار: گیج فشار ، فشار بخار داخل دیگ را به ما نشان می دهد.

نکات نگهداری:

• اندازه صفحه گیج فشار طوری باشد که به راحتی میزان فشار کارکرد دیگ از پایین قابل رویت باشد.
• سالیانه کالیبره گردد.
• طوری انتخاب شود که بتواند 1.5 برابر فشار کارکرد دیگ را نشان دهد.
• جایی از دیگ نصب گردد که به راحتی توسط اپراتور قابل رویت باشد.

پرشر سوئیچ ها: پرشر سوئیچ ها فشار کارکرد دیگ را تنظیم می کنند. در صورت افزایش فشار به میزان تعیین شده، مشعل را قطع نموده و با پایین آمدن فشار، مجددا دستور روشن شدن مشعل را صادر می کند.

نکات نگهداری:

• به صورت سالیانه کالیبره گردد.
• روی هر بویلر حداقل 2 دستگاه پرشر سوئیچ نصب می باشد. یک پرشر سوئیچ اصلی و یک پرشر سوئیچ اطمینان
• پرشر سوئیچ اطمینان  معمولا 1bar بالاتر از پرشر سوئیچ اصلی تنظیم می شود.

سوپاپ اطمینان: در صورت بالا رفتن فشار به میزان 1.1 برابر فشار کارکرد دیگ، سوپاپ اطمینان عمل کرده و فشار داخل دیگ را تخلیه می نماید.

نکات نگهداری:

• از ظرفیت 3700kg/hr به بالا، دیگ بخارباید دارای 2 دستگاه سوپاپ اطمینان یا 1 سوپاپ اطمینان 2 قلو باشد.
• سوپاپ اطمینان باید در فشار 1.1 برابر فشار کارکرد دیگ تنظیم شود.
• سوپاپ اطمینان باید به صورت روزانه بازرسی شود.

آبنماها: آبنماها سطح آب را نشان می دهند.

نکات نگهداری:

• از ظرفیت 145kg/hr به بالا، دیگ بخار باید دارای 2 دستگاه آبنما باشد که یکی مستقیما به بدنه دیگ متصل شده باشد.
• شیشه های آبنما باید کاملا تمیز بوده تا میزان آب  داخل آنها به راحتی قابل رویت باشد.
• حفاظ شیشه ای آبنما حتما در جای خود نصب باشد.
• آبنماها باید به صورت روزانه بازرسی شوند.
• آبنما باید طوری نصب شود که میزان آب در زمان کارکرد عادی دیگ، در وسط آبنما قرار گیرد.

لول کنترل: لول کنترل ها سطح آب را کنترل می کنند.

نکات نگهداری: هر دستگاه بویلر باید دارای حداقل 2 دستگاه لول کنترل باشد. (یک لول کنترل اصلی و یک لول کنترل اطمینان)

ترموستات اگزوز: ترموستات اگزوز، دمای گازهای خروجی از دودکشرا اندازه گیری کرده و چنانچه دمای خروجی از میزان تعیین شده روی آن افزایش یابد، دستور قطع مشعل و روشن شدن آژیر خطر را صادر می نماید.

نکات نگهداری: ترموستات اگزوز معمولا بین 20 تا 30 درجه سانتیگراد بالاتر از دمای گازهای خروجی اگزوز در زمان عادی بهره برداری بویلر، تنظیم می شود.

متعلقات بیرونی دیگ بخار :

• دودکش
• سختی گیر
• دی اریتور
• منبع آب تغذیه
• سیستم هدایت سوخت

ادامه مطالب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.

این مطلب بروزرسانی شد و فایل ایمنی دیگ بخار و طروف تحت فشار در 68 صفحه به موضوعات زیر پیوست شد.

• مقدمه
• تعاریف دیگر بخار – آنالیز قطعات – قطعات اصلی متعلقات جانبی
• مشخصات فلزات بکار رفته
• شناخت و تهیه آب صنعتی
• حفاظت فری، حفاظت آشکار حفاظت نهان (حفاظت و ایمنی)
• نگهداری دیگ بخار
• متعلقات حفاظت دیگ بخار رفع عیوب و مشکلات دیگ بخار
• روش کار تست دیگ بخار
• کنترل انرژی مصرفی در دیگ بخار
• و …

حتما بخوانید:

⇐ سیستم تصفیه و ایمنی دیگ های بخار

⇐ ایمنی دیگ بخار٬ لیفتراک٬ برق

⇐ آيين‌نامه‌ حفاظتي‌ مولد بخار و ديگ‌هاي‌ آبگرم‌

⇐ ایمنی کوره ها و بویلرها PPT