سيستم هوشمند كنترل موتورخانه
مزيت هاي استفاده از سيستم هوشمند كنترل موتورخانه
راهبری و کنترل صحیح تجهیزات موتورخانه شامل مشعلها و پمپها
بهینه سازی و جلوگیری از مصرف بیهوده سوخت و انرژی الکتریکی
تثبیت محدوده آسایش حرارتی ساکنین ساختمان
کاهش استهلاک تجهیزات و هزینه های مربوطه
کاهش هزینه های سرویس- نگهداری تاسیسات حرارتی
کاهش تولید و انتشار آلاینده های زیست محیطی
آشکار می گردد.
اصول بهینه سازی مصرف سوخت و انرژی توسط سیستمهای کنترل هوشمند موتوخانه مبتنی بر کنترل گرمایش از مبداء و محل تولید انرژی حرارتی (موتورخانه) می باشد. این سیستم با دریافت اطلاعات از سنسورهای حرارتی که در محلهای زیر نصب می گردند :
ضلع شمالی ساختمان جهت اندازه گیری دمای سایه (حداقل دمای محیط خارج ساختمان)
کلکتور آب گرم چرخشی
خروجی منبع آب گرم مصرفی
لحظه به لحظه اطلاعات حرارتی موقعیتهای فوق را اندازه گیری و با تشخیص هوشمند نیاز حرارتی ساختمان تا برقراری شرایط مطلوب در تابستان یا زمستان تجهیزات حرارتی موتورخانه شامل مشعلها و پمپهای آب گرم چرخشی را راهبری می نماید. بدین صورت مصارف گرمایشی (گرمایش- آب گرم مصرفی) نیز متناسب با نوع کاربری ساختمان مسکونی یا غیرمسکونی (اداری- عمومی- آموزشی- تجاری) تامین و کنترل می شود. صرفه جویی مصرف انرژی حاصل از عملکرد سیستم به دو دسته تقسیم می شوند :
کنترل مصارف گرمایشی درزمان استفاده از ساختمان (مسکونی و غیرمسکونی)
خاموشی یا آماده باش موتورخانه پس از ساعت کاری ساختمان های غیرمسکونی (در ساختمانهای اداری-آموزشی- عمومی- تجاری)
هنگام استفاده از موتورخانه در ساختمانهای مسکونی و یا غیرمسکونی و با در نظر گرفتن شرایط کارکرد زمستانی تابستانی و برای کنترل گرمایش، مشعلها و پمپها توسط یک منحنی حرارتی کنترل می شوند. در این منحنی دمای آب گرم چرخشی در تاسیسات، تابعی از درجه حرارت محیط خارج ساختمان می باشد و به صورت لحظه ای و خودکار متناسب با تغییرات دمای خارج ساختمان کنترل می شود و باعث ایجاد دمای یکنواخت در داخل ساختمان می گردد. بدین صورت هنگام گرم شدن دمای محیط خارج ساختمان مشعلها و پمپها به اندازه ای کار می کنند که گرمایش در حد مورد نیاز و در محدوده آسایش حرارتی تامین شود و از تولید بیش از حد حرارت که موجب کلافگی و باز شدن پنجره ها بمنظور تعدیل دمای اتاقها می گردد جلوگیری می نماید.
برای تامین دمای آب گرم مصرفی مطابق با شرایط مطلوب تعریف شده نیز تجهیزات موتورخانه به اندازه ای کار می کنند که تنها دمای آب گرم مصرفی در ساعتهای مورد نظر به حد تعریف شده و مطلوب برسد و نه بیشتر.
در ساختمانهای با کاربری غیرمسکونی نظیر ادارات، مدارس، مجتمع های تجاری و ... نیز بدلیل غیرپیوسته بودن ساعت بهره برداری از ساختمان، سیستم کنترل هوشمند موتورخانه توسط یک تقویم زمانی پس از ساعت کاری و تا زمان پیش راه اندازی موتورخانه در صبح روز بعد، موتورخانه را کاملاً خاموش و یا در وضعیت آماده باش (کنترل دمای آب گرم چرخشی در یک دمای ثابت و پائین) قرار می دهد.
2. ویژگیهای منحصربفرد استفاده از سیستم های کنترل هوشمند موتورخانه در مقایسه با سایر روشهای بهینه سازی مصرف انرژی :
ویژگیهای منحصربفرد استفاده از سیستم های کنترل هوشمند موتورخانه در مقایسه با سایر روشهای بهینه سازی مصرف انرژی :
1-2- مستقل بودن عملکرد سیستم از مساحت زیربنای ساختمان:
با افـزایش مساحت زیربنـای ساختمـان، مصرف سوخت و انرژی آن نیز به نسبت ساختمانهای کوچکتر افزایش می یابد و موجب می شود تا اجرای روشهای بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمانهای بزرگتر، پر هزینه تر شود. بعنوان مثال درصورتیکه مساحت پنجره های هر ساختمان 15% مساحت کل ساختمان در نظر گرفته شود در یک ساختمان با مساحت 000/10 متر مربع، مقدار و هزینه اجرای پنجره دو جداره 5 برابر مقدار و هزینه اجرای آن در یک ساختمان با مساحت 2000 متر مربع می باشد و به همین ترتیب برای اجرای روشهای دیگری مانند : عایق حرارتی، عایق های حرارتی دیوار و کف و سقف، شیرهای ترموستاتیک رادیاتور.
برخلاف روشهای فوق، سیستم های کنترل هوشمند موتورخانه دارای ویژگی منحصربفرد و متمایز "مستقل بودن عملکرد از مساحت بنای ساختمان" می باشند. به عبارت دیگر در موتورخانه هر ساختمان، صرف نظر از مساحت آن، تنها با نصب یک دستگاه با هزینه ای ثابت و حداقل، موتورخانه هوشمند می گردد. دلیل این ویژگی منحصربفرد در تعداد مشعلها و دیگهای هر موتورخانه است. تعداد و ظرفیت حرارتی مشعلها و دیگهای تاسیسات حرارتی هر ساختمان (مصرف کنندگان سوخت) با مساحت آن نسبت مستقیم دارد و همواره تعداد مشعلها و ترکیب ظرفیت حرارتی آنها به نحوی است که علاوه بر تامین بار حرارتی مورد نیاز ساختمان، موجب افزایش هزینه های اجرایی نیز نگردند. طبق تحقیقات انجام شده در سطح موتورخانه های کشور در بیش از 99% ساختمانهای موجود تعداد دیگها و مشعلها حداکثر 3 دستگاه می باشد. در ساختمانهای کوچک با مساحت زیر 2000 مترمربع، ظرفیت حرارتی مشعلها و دیگها پائین و در حدود kcal/h 150000 – 100000 می باشد و با افزایش مساحت ساختمان با ثابت ماندن تعداد دیگ و مشعل، ظرفیت حرارتی آنها افزایش می یابد و حتی به حدود kcal/h 1000000 و یا بیشتر نیز می رسد.
عملکرد هر خروجی مشعل یا پمپ در سیستم های کنترل هوشمند موتورخانه به شکلی است که بصورت سریال (سری) در مدار برق این تجهیزات قرار گرفته و صرف نظر از ظرفیت جریانی و آمپراژ آنها با فرمان ON/OFF در زمانهای مقتضی آنها را کنترل می نماید.
بنابراین با توجه به توضیحات فوق سیستم های کنترل هوشمند موتورخانه با قابلیت کنترل تا 3 مشعل دارای ویژگی منحصربفرد مستقل بودن عملکرد از مساحت بنای ساختمان می گردند.
2-2- پیک زدایی مصرف سوخت در اوج سرما :
اوج مصرف گاز در فصل سرما از ساعت 17 تا ساعات اولیه بامداد می باشد. این محدوده زمانی مقارن با غروب خورشید و کاهش دمای هوا و نیاز به افزایش فرآیند گرمایشی ساختمان می باشد (افزایش درجه حرارت بخاریهای گاز سوز، افزایش درجه ترموستات دیگ در ساختمانهای دارای موتورخانه مرکزی و یا افزایش تعداد رادیاتورهای فعال در هر واحد ساختمانی). نکته قابل توجه دیگر، زمان پایان ساعت کاری ادارات، مجتمع های عمومی و تجاری و مدارس می باشد که دقیقاً همزمان با ساعت اوج مصرف گاز می باشد. این مهم در کنار قابلیت ویژه و منحصر بفرد سیستمهای کنترل هوشمند که توانایی خاموشی و یا اعمال دمای آماده باش مصرف موتورخانه ساختمانهای غیر مسکونی پس از پایان ساعت کاری را دارند مفهوم ویژه ای را پدید می آورد : پیک زدایی مصرف در اوج سرما
از مصرف گاز سالانه تاسیسات حرارتی هر ساختمان در حدود 20% آن مربوط به فصل گرما (متوسط 7 ماه سال) و در حدود 80% آن مربوط به فصل سرما (متوسط 5 ماه یا 150 روز در سال) می باشد.
همچنین در بسیاری از ساختمان های اداری و مدارس، موتورخانه در تابستان خاموش و تنها در زمستان مورد بهره برداری قرار می گیرد. بنابراین در این دسته از ساختمانها عملاً 100% صرفه جویی حاصل از عملکرد سیستمهای کنترل هوشمند موتورخانه مربوط به فصل سرما خواهد بود. که طبیعتاً میزان اثر بخشی آن بر روی جبران پیک مصرف نیز بسیار محسوس و قابل تامل می باشد.
درحدود 80% از حجم گاز صرفه جویی شده حاصل از عملکرد سیستمهای کنترل هوشمند موتورخانه در فصل سرما مربوط به خاموشی یا دمای آماده باش موتورخانه پس از پایان ساعت کاری ساختمانهای غیرمسکونی و از ساعت 17 تا ساعتهای اولیه بامداد می باشد که همزمان با ساعت اوج مصرف گاز است.
پیک های مصرف گاز در ساختمانهای غیرمسکونی و اداری طی دو نوبت یکی صبحها به هنگام شروع کار اداره و دیگری در هنگـام ظهر و موقع نماز و ناهار و استفاده از آب گرم مصرفی می باشد که البته اثرات آن بر روی مصرف گاز شبکه ناچیـز می باشـد ولی با این وجود در صورت استفاده از سیستم های کنترل هوشمند موتورخانه با توجه به افزایش دمای هوا به هنگام ظهر و نیاز گرمایش کمتر در این مقطع زمانی نیز پیک زدایی صورت می پذیرد.
3-2-کنترل مستقیم و از مبداء تجهیزات حرارتی ساختمان :
با اجرای روشهای مختلف بهینه سازی در ساختمانهایی که دارای سیستم حرارت مرکزی می باشند، فرآیند صرفه جویی و کاهش مصرف سوخت نهایتاً منجربه تقلیل زمان کارکرد مشعل ها به دو صورت مستقیم و یا غیر مستقیم می گردد.
در تمامی روشهای بهینه سازی مصرف سوخت، به استثناء سیستمهای کنترل هوشمند، کاهش زمان کارکرد مشعلها بصورت غیرمستقیم و با :
کاهش نرخ افت دمای آب گرم چرخشی، مانند استفاده از عایق های حرارتی در بدنه دیگها، منابع آب گرم مصرفی و سیستمهای لوله کشی گرمایش از کف، مشعل پربازده
کاهش حجم آب گرم چرخشی در ساختمان، مانند شیر ترموستاتیک رادیاتور
کاهش توام موارد فوق، مانند پنجره دوجداره، عایق کاری حرارتی سقف و کف دیوارها می باشد.
در صورتیکه سیستم های کنترل هوشمند موتورخانه بطور مستقیم علاوه بر کنترل زمان روشنی-خاموشی مشعلها، پمپهای آب گرم چرخشی را نیز با منطقی هماهنگ و سازگار با برنامه کارکرد مشعل ها، متناسب با تغییرات دمای خارج ساختمان و شرایط مطلوب دمای آب گرم مصرفی کنترل می نماید.
این ویژگی منحصربفرد (کنترل تجهیزات در مبداء) باعث می گردد تا دمای آب گرم چرخشی تنها به اندازه مورد نیاز و تا برقراری شروط مصارف گرمایشی افزایش یابد. در غیراینصورت همواره دمای آب گرم چرخشی در بالاترین حد خود بوده و با اجرای روشهای بهینه سازی در محل مصرف می بایست از اتلاف آن جلوگیری نمود. علاوه بر آن کنترل مستقیم پمپهای آب گرم چرخشی به میزان قابل ملاحظه ای در مصرف انرژی الکتریکی، صرفه جویی شده و هزینه های استهلاک و سرویس-نگهداری نیزبه شدت کاهش می یابند.
4-2- بهینه سازی مضاعف مصرف سوخت در ساعتهای تعطیلی ساختمانهای غیرمسکونی :
قابلیتهای کنترلی سیستم های هوشمند موتورخانه موجب صرفه جویی در مصرف سوخت به دو صورت زیر می گردند :
الف- کنترل مصارف گرمایشی در زمان کارکرد و بهره برداری از موتورخانه
ب- امکان خاموشی و یا آماده باش موتورخانه در دمایی ثابت و پائین پس از ساعت کاری در ساختمانهای غیرمسکونی
ساختمانها به لحاظ کاربری به دو دسته مسکونی و غیرمسکونی (اداری- آموزشی- عمومی- تجاری) تقسیم می شوند در ساختمانهای مسکونی از موتورخانه بصورت پیوسته و دائم به منظور تامین مصارف گرمایشی استفاده می شود و صرفه جویی ناشی از عملکرد سیستم های کنترل هوشمند موتورخانه در این دسته از ساختمانها صرفاً به لحاظ اعمال تغییرات دمای خارج ساختمان و کنترل دمای آب گرم مصرفی می باشد و صرفه جویی در این ساختمانها تا 20% امکان پذیر است.
درساختمانهای غیرمسکونی مانند ادارات و مدارس بدلیل استفاده منقطع و غیرپیوسته از ساختمان امکان خاموشی و یا آماده باش موتورخانه پس ازساعت کاری نیزوجود دارد. بهره برداری ازاین پتانسیل تنها توسط سیستمهای کنترل هوشمند امکان پذیر می باشد. بعنوان مثال در مدرسه ای که ساعت کاری آن از ساعت 7 صبح تا 16 عصر می باشد و جمعه ها نیز تعطیل است، تنها از محل خاموشی موتورخانه پس از ساعت کاری بیش از 55% صرفه جویی حاصل می شود و در صورتیکه صرفه جویی زمان کارکرد موتورخانه نیز به آن اضافه گردد این رقم صرفه جویی به حدود 65% افزایش می یابد.
در سایر روشهای بهینه سازی، صرفه جویی در مصرف سوخت تنها درزمان کارکرد موتورخانه ممکن می باشد و قادر به استفاده از پتانسیل بالای صرفه جویی زمان تعطیلی در ساختمانهای غیرمسکونی نمی باشند.
5-2- صرفه جويي هوشمنـد در پیش راه انـدازی و تسـریع در خـاموشی (یا دمـای آماده باش) موتورخانه ساختمانهای غیرمسکونی:
یکی دیگراز پتانسیلهای قابل ملاحظه صرفه جویی در مصرف سوخت ساختمانهای اداری-آموزشی، استفاده از قابلیتهای هوشمند پیش راه اندازی و تسریع در خاموشی یا آماده باش سیستم های کنترل هوشمند موتورخانه در ساختمانهای غیرمسکونی می باشد. با توجه به اطلاعات ارسالی از سنسور حرارتی که در ضلع شمالی ساختمان نصب شده است، سیستم های کنترل هوشمند قادر می باشند طبق برنامه جدول زمانی و متناسب با سردی هوای خارج ساختمان موتورخانه ها را از چندین ساعت زودتر از ساعت شروع به کار ساختمان روشن و یا از دمای آماده باش به شرایط تابع حرارتی برسانند. همچنین با توجه به دمای هوای خارج ساختمان و در ساعات انتهایی کار ساختمان، تا 1 ساعت زودتر موتورخانه راخاموش و یا به دمای آماده باش می برند که موجب صرفه جویی هوشمند در مصرف سوخت میگردد.
6-2- دوره موثر صرفه جویی و بهینه سازی مصرف سوخت (12 ماه سال) :
سیستم های کنترل هوشمند بر خلاف سایر روشهای بهینه سازی (به استثناء عایق کاری موتورخانه و سیستم های لوله کشی) که تنها در دوره سرما و پنج یا شش ماه سال قادر به صرفه جویی و بهینه سازی مصرف سوخت ساختمان می باشند، بدلیل کنترل دمای آب گرم مصرفی با دو دمای حداقل و حداکثر در طی شبانه روز در تابستانها نیز به میزان قابل ملاحظه ای مصرف سوخت را کاهش می دهند و بدین ترتیب بصورت لحظه ای در 12 ماه سال فعال می باشند.
7-2-زمان مناسب نصب و بهره برداری از سیستم های کنترل هوشمند موتورخانه :
مدت زمان نصب و راه اندازی سیستم های کنترل هوشمند موتورخانه بسیار کوتاه و بطور متوسط در حدود 3 ساعت می باشد که بدون انجام هیچگونه تغییرات مکانیکی در موتورخانه انجام می گردد.
بهمین علت این روش در هر زمان از سال قابل اجرا می باشد و هیچگونه وقفه ای در تامین مصارف گرمایشی ساختمان بوجود نمی آورد.
در دیگر روشهای بهینه سازی این فاکتور عامل محدودکننده ای برای زمان اجرای پروژه می باشد. بعنوان مثال پنجره های دو جداره را نمی توان در فصل سرما و در ساختمانهایی که از آن بهره برداری شده است اجرا نموده یا تعویض شیرهای ترموستاتیک رادیاتور با شیرهای قدیمی در زمستان موجب اختلال چند روزه در گرمایش ساختمان می گردد.
8-2-تثبیت محدوده آسایش حرارتی در ساختمان :
در صورت استفاده از سیستم های کنترل هوشمند موتورخانه بدلیل لحاظ نمودن تغییرات دمای خارج ساختمان بر فرآیند کنترل دمای آب گرم چرخشی دمای داخل ساختمان با دامنه نوسانات محدودی کنترل شده و موجب تثبیت نسبی آسایش حرارتی ساکنین می گردد. البته این ویژگی بصورت دقیق تر در شیرهای ترموستاتیک رادیاتور نیز وجود دارد.
آناليزگازهاي خروجي از دودكش
يكي از مهمترين موارد اندازه گيري در كوره ها و ديگهاي بخار ، آناليز گازهاي خروجي از دودكش مي باشد.پارامترهاي قابل اندازه گيري در آناليزورهاي احتراق شامل درصد اكسيژن ، درصد دي اكسيدكربن ، ميزان مونوكسيدكربن ، ميزان نیترید ، ميزان دي اكسيد گوگرد و همچنين دماي گازهاي خروجي ، ميزان هواي اضافي و راندمان احتراق مي باشد.
گفتني است با داشتن ميزان اپتيمم موارد فوق براي هر سوخت و تنظيم ميزان هواو سوخت مشعل مي توان به شرايط بهينه احتراق نزديك و نزديكتر شد.
وجود هواي اضافي و بالا بودن دماي شعله باعث بوجودآمدن تركيبات اكسيژن و نيتروژن دار در دودكش و همچنين وجود گوگرد در سوخت مورد استفاده نيز باعث بوجودآمدن دي اكسيد گوگرد در گازهاي حاصله از احتراق مي شود ، با توجه به خورنده بودن اين گاز در دماهاي پايين در زمان تنظيم مشعل و... بايستي به دماي دودكش توجه شود تا از نقطه شبنم اسيدي پايينتر نباشد.
وجود مونوكسيدكربن در گازهاي حاصل از احتراق به معني احتراق ناقص ( كمبودهواي لازم ) و تلفات انرژي مي باشد كه دربخشهاي مربوط به احتراق توضيحاتي داده شده است .
ميزان تاثير افزايش دماي هواي احتراق و پيش گرمايش آب ورودي در رانمان بويلر
آزمايشها نشان مي دهد به ازاي هر 25 درجه سانتيگراد افزايش دماي هواي احتراق راندمان بويلر حدود 1% افزوده شده ودر حالت كلي با افزايش دماي 6 درجه سانتيگراد آب تغذيه ديگ به اندازه 1% مصرف سوخت ديگ بهينه مي شود.
همان طور كه قبلا اشاره شد با نصب اكونومايزر و استفاده از گازهاي داغ خروجي مي توان آب تغذيه را پيش گرمايش نمود، همچنين با استفاده از ركوپراتور مي توان دماي هواي ورودي جهت احتراق را افزايش داد.
پیش گرم کن آب تغذیه ( economizer )
به طورعمده در ديگهاي بخار بكار مي رود و راهي براي گرم كردن آب ورودي بوسيله گازهاي داغ خروجي است.اين دستگاه يك مبادله كن مايع / گاز است . ( بايد توجه داشت كه گازهاي كوره زير دماي نقطه شبنم تبديل به سولفور سرد مي شوند بنابراين بايستي گاز خروجي را تاقبل از نقطه شبنم آن سرد كرد) پيش گرم كن آب تغذيه مي تواند در جايي كه نياز به آب داغ است ، مورد توجه قرارگيرد.اين امكان عملي نيز وجوددارد كه يك مخزن ذخيره آب عايق بندي شده را نصب نموده و آب داغ مورد نياز مصرفي را تامين نمود.
پيش گرم كن هوا ( Air preheater-Recuperator)
در پيش گرم كن هوا ( نوعي مبدل مي باشد ) هواي در حال ورود به محفظه احتراق با استفاده از گرماي گاز خروجي پيش گرم مي شود .
اين روش پيش گرمايش هواي كوره است ( زيرا پيش گرمايش مواد اوليه با گازهاي كوره براي ديگها مشكل تر است ) گاز داغ در داخل لوله ها بصورت يك مجموعه جريان مي يابد.هواي احتراق بطرف بيرون لوله ها بوسيله يك سري صفحات هدايت مي شود .
پيش گرم كنهاي هوا بزرگ تر و كم اثر از مبدلهاي مايع مورد استفاده براي گرم كردن آب يا پيش گرم كن آب مي باشند.
سيستمهاي مختلف كنترل مشعل
ساده ترين كنترل (on/off)، بمعني آنست كه يا مشعل به ميزان كامل در حال آتش است يا اين كه خاموش است .عيب عمده اين روش كنترل ، اين است كه ديگ در معرض شوك هاي بزرگ و اغلب مكرر قرار مي گيرد.بنابراين استفاده از اين روش محدود به ديگهاي كوچك تا محدوده 300 كيلووات است.
سيستم اندكي پيچيده تر سيستم high/low/off است كه درآنها مشعل داراي دو بار است.مشعل ابتدا در درجه آتش پايينتر عمل مي كند و بعدبراي بار كامل مورد نياز تغيير وضعيت مي دهدو از آن طريق بر شوكهاي زياد گرمايي غلبه مي كند .اين نوع مشعلها همچنين مي توانند به وضعيت شعله كم در بارهاي كم كاهش يابندو بطور مجدد حرارت را در داخل ديگ محدود سازند.اين سيستم به نحو برجسته اي با ديگهاي داراي خروجي تا 5/3 مگاوات طراحي شده است.
يك كنترل كننده تنظيم مشعل ، شعله را تغيير مي دهد تا آنرا متناسب با بار ديگ تنظيم نمايد.زماني كه مشعل بسته مي شود و شروع بكار مي كند ، سيستم بايد با دميدن هواي سرد بداخل كانالهاي ديگ پاك شود .اين كار انرژي تلف مي كندو كارايي را كاهش مي دهد.
اما تعديل كامل به معني آنست كه ديگ شعله را حفظ مي كند و سوخت و هوا بدقت در سراسر شعله همگام شده اند تا كارايي گرمايي را به حداكثر و شوكهاي حرارتي را به حداقل برسانند.اين نوع كنترل به صورت برجسته اي مي تواند براي ديگهاي يالاي يك مگاوات طراحي شود .
در تطبيق يك مشعل و يك سيستم كنترل با يك ديگ ، سه عامل بايد ملاحظه شود :
- ماكزيمم حرارت مورد نياز
- تعيين نوع بار ( ثابت يا متغير )
- سوخت مصرفي ( كنترل (on/off) مناسب مازوت نيست )
انتخاب سوخت مناسب
انتخاب سوخت موضوعي ساده نيست .اين مهم در برگيرنده توازني بين تعدادي فاكتور از جمله هزينه سرمايه كارخانه ، قيمت سوخت و هزينه هاي عمليات و نگهداري است.
ملاحظات ديگري نيز از قبيل تعميرات احتمالي آينده ، سياستهاي قيمت گذاري و مقررات كنترل آلودگي بايد در نظر گرفته شود.
ارزش حرارتي برخي از سوختها :
|
سوخت |
ارزش حرارتي برحسب مگاژول در واحد مصرف سوخت |
|
گاز |
|
گاز طبيعي |
38 Mj/m3 |
|
گازمايع متراكم ( پروپان ) |
50 Mj/kg |
|
گاز مايع متراكم ( بوتان ) |
49.3 Mj/kg |
|
مايع |
|
گازوييل |
38 Mj/li |
|
مازوت |
41 Mj/li |
|
جامد |
|
ذغال سنگ |
29 Mj/li |
جدول زير مزايا و معايب را بصورت خلاصه نشان مي دهد :
|
ذغال سنگ |
نفت كوره ( مازوت ) |
گاز طبيعي |
گازمايع متراكم |
|
مزايا |
معايب |
مزايا |
معايب |
مزايا |
معايب |
مزايا |
معايب |
|
كم هزينه |
نياز به هزينه براي :
- ذخيره سازي
- بهره برداري سوخت
- استفاده از خاكستر سوخت |
ارزانتر از گاز |
نياز به هزينه براي :
- منبع ذخيره
- عايق كاري
- سيستم تغذيه و نگهداري نفت كوره |
عدم نياز به ذخيره سازي بدون سولفور |
|
بدون سولفور |
نياز به هزينه براي :
- منبع ذخيره |
|
هزينه هاي اجرايي براي :
- منبع گرم كن سوخت نفت كوره |
هزينه هاي اجرايي براي :
- سوخت قابل استفاده در تاسيسات كوچك
- -استفاده از تعرفه هاي ارزانتر در سوخت دوم |
هزينه اجرايي براي :
- هزينه سوخت |
|
هزينه هاي تعميرات :
- استهلاك حاصل از خاكستر سوخت
- تميزكاري ديگ بخار |
هزينه هاي تعميرات :
- تميزكاري ديگ بخار /كوره /مشعل ها |
هزينه هاي تعميرات :
- تجهيزات ايمني |
هزينه هاي تعميرات :
- تجهيزات ايمني |
|
هزينه هاي زيست محيطي :
- آلودگي دود
- آلودگي بخارها و ذرات معلق
- آلودگي سولفور
- آلودگي خاكستر معلق |
هزينه هاي زيست محيطي :
- آلودگي دود
- آلودگي سولفور |
هزينه هاي زيست محيطي :
- ........... |
هزينه هاي زيست محيطي :
- ........ |
دمپر دودکش VENT DAMPER
در بویلرهای کوچک هنگام خاموش شدن مشعل به دلیل خاصیت دودکشی مقداری هوا از داخل مشعل و دیگ جریان می یابد که باعث اتلاف حرارت در زمان خاموش بودن دیگ می گردد که با نصب دمپر در دودکش می توان از این اتلاف جلو گیری نمود.
روش های کنترل نسبت سوخت به هوا(کیفیت احتراق)
Quality combustion control systems:
1- سيستم كنترل يك موقعيتي(دستي)(Single point positioning):
در اين روش كنترل نسبت سوخت به هوا با تنظيم يك دمپر دستي كه مقطع عبور هوا را محدود مي نمايد صورت مي پذيرد و تنظيم نسبت سوخت به هوا توسط اپراتور و به صورت دستي انجام مي گردد و در تبديل نوع سوخت تنظيم دكپر بايد مجددا متناسب با سوخت جديد انجام گردد.اين روش در مشعل هاي كوچك و معمولا تا سايز 250000 كيلوكالري در ساعت استفاده مي گردد.
2- سيستم كنترل موازي(Parallel positioning):
در اين روش كنترل تنظيم شير كنترل سوخت و موتوردمپر هوا به صورت الكتريكال و به هم كوپي شده انجام شده و با توجه به ميزان بازشدن دمپر هوا ميزان دبي عبوري سوخت از شير كنترل افزايش مي يابد.
3- سيستم كنترل مقايسه اي و متناسب(Metering control system):
در اين سيستم ميزان نسبت سوخت و هوا اندازه گيري شده و با نسبت سوخت به هواي تعريف شده در سيستم كنترل مقايسه مي گردد و با فيدبك از اين اندازه گيري ميزان سوخت يا هواي ورودي تصحيح مي گردد از اين سيستم معمولا در سيستم هاي بزرگ يا سيستم هايي كه لازم است مشعل در ظرفيت هاي مختلف كار كند ايتفاده مي شود.
سیستم های پیشرفته کنترل مصرف انرژی و آلودگی
در حال حاضر با انجام مونیتورینگ پیوسته شعله و استفاده از سیستم مدوله و فدیبک های ناشی از اندازه گیری آلاینده و میزان اکسیژن هوا در گازهای خروجی محفظه احتراق نسبت به تصحیح وضعیت پاشش سوخت و نسبت هوا به سوخت اقدام می گردد که شکل زیر نمونه ای از آنها می باشد:
هوای اضافی در مشعل (Excess Air)
میزان هوای لازم جهت احتراق کامل سوخت در حالت تئوري هوای استوکیومتریک Stoichiometric ناميده مي شود كه در صورت مخلوط شدن كامل سوخت با اين ميزان هوا احتراق كامل صورت خواهد گرفت و مشعل بالاترين راندمان حرارتي را خواهد داشت.ولي با توجه به اينكه مخلوط شدن كامل هوا و سوخت در عمل به ميزان صد در صد انجام نمي شود لذا همانگونه كه در نمودار زير ملاحظه مي گردد بالاترين راندمان مشعل در حالتي اتفاق مي افتد كه مقداري هواي اضافه (Excess Air) داشته باشيم.
البته همانگونه كه نمودار نشان مي دهد با افزايش بيش از حد هواي اضافه راندمان حرارتي مشعل كاهش مي يابد كه دليل آن جذب حرارت توسط هواي اضافه ورودي مي باشد.
میزان هوای اضافی مناسب به صورت حدودی برای سوخت های مختلف عیارت است از:
- برای گاز طبیعی ۵ تا ۱۰ درصد
- برای گازوییل ۵ تا ۲۰ درصد
- برای زغال سنگ ۱۵ تا ۶۰ درصد
******* توجه داشته باشید کا هش ۱۰ درصدی هوای اضافه غیر ضروری می تواند ۱ درصد در مصرف سوخت مشعل و بویلر کاهش ایجاد نماید بنابراین بهتر است میزان هوای اضافی با تجهیزات انالیز دود بررسی و مشعل برای حالت بهینه تنظیم گردد. *******
صرفه جويي در مصرف انرژي وظيفه همه ماست