از نظر کیفیت سوخت و خلوص سوخت چه الزاماتی برای راندمان احتراق دیگ بخار گاز چیست؟

دیگهای بخار به طور گسترده در زمینه های گرمایش صنعتی ، تجاری و مسکونی مورد استفاده قرار می گیرد. راندمان احتراق آنها به طور مستقیم بر مصرف انرژی ، هزینه های عملیاتی و سطح آلودگی محیط زیست تأثیر می گذارد. بهبود راندمان احتراق نه تنها به طراحی و عملکرد دیگ بخار بستگی دارد بلکه به خلوص سوخت مورد استفاده نیز بستگی دارد. خلوص سوخت نقش مهمی در تضمین عملکرد کارآمد ، ایمن و سازگار با محیط زیست از دیگهای بنزین دارد. در این مقاله به تفصیل در مورد الزامات خلوص سوخت برای راندمان احتراق دیگهای بخار گاز ، پوشش جنبه هایی از قبیل محتوای گوگرد ، محتوای ناخالصی ، محتوای رطوبت و محتوای متان در سوخت ارائه می شود.

سولفید موجود در سوخت باعث ایجاد دی اکسید گوگرد (SO₂) در طول احتراق می شود. دی اکسید گوگرد با بخار آب ترکیب می شود تا اسید سولفوریک تشکیل شود و این باعث خوردگی جدی قطعات فلزی در داخل دیگ بخار می شود. علاوه بر این ، دی اکسید گوگرد یکی از اصلی ترین دلایل باران اسیدی است که اثرات منفی بر محیط زیست و سلامت انسان دارد. سولفید همچنین می تواند منجر به احتراق ناقص و رسوب کربن شود و باعث کاهش بیشتر راندمان احتراق می شود.

به منظور بهبود راندمان احتراق و افزایش عمر دیگ بخار ، میزان گوگرد در گاز باید تا حد امکان کم باشد. به طور کلی ، استاندارد برای محتوای گوگرد در گاز طبیعی زیر 5 ppm (قطعات در میلیون) است. میزان گوگرد پایین می تواند به طور قابل توجهی تولید گاز اسیدی را کاهش دهد ، خطر خوردگی را کاهش داده و باعث کاهش انتشار آلاینده ها شود ، نیازهای دقیق حفاظت از محیط زیست را برآورده کند.

ناخالصی های موجود در سوخت (مانند گرد و غبار ، فلزات سنگین ، سولفیدها ، نیتریدها و غیره) در طی فرآیند احتراق ، باقیمانده های غیرقابل توصیف یا رسوبات کربن را تشکیل می دهند ، مشعل و مبدل حرارتی را مسدود می کنند و مانع انتقال مؤثر گرما می شوند. این نه تنها باعث کاهش راندمان احتراق می شود ، بلکه ممکن است باعث گرم شدن بیش از حد ، آسیب یا کاهش کارایی دیگ بخار شود. علاوه بر این ، وجود ناخالصی ها باعث افزایش سایش تجهیزات و افزایش هزینه های نگهداری می شود.

گاز طبیعی با خلوص بالا باید از ناخالصی بسیار کمی برخوردار باشد ، که به طور کلی باید در سطح بسیار کم نگهداری شود تا از احتراق تمیز و کامل اطمینان حاصل شود. استفاده از سوخت با کیفیت بالا می تواند نیازهای نگهداری تجهیزات را کاهش داده و ضمن حفظ راندمان حرارتی بالا و ثبات ، عمر سرویس دیگ بخار را افزایش دهد.

رطوبت موجود در سوخت در طی فرآیند احتراق ، گرمای زیادی را برای تبخیر جذب می کند ، که باعث کاهش چشمگیر کالری واقعی سوخت و کاهش راندمان حرارتی دیگ بخار می شود. سوخت با رطوبت زیاد نه تنها باعث افزایش مصرف انرژی می شود ، بلکه ممکن است منجر به احتراق ناقص ، تولید مواد بدون سوختگی بیشتر شود و بر محیط زیست تأثیر بگذارد. علاوه بر این ، رطوبت سوخت ممکن است در داخل دیگ چگال شود و باعث خوردگی یا مقیاس گذاری شود و بیشتر بر عملکرد و عمر تجهیزات تأثیر بگذارد.

میزان رطوبت موجود در گاز سوخت باید تا حد ممکن کم باشد ، از نظر ایده آل کمتر از 100 ppm. کم نگه داشتن رطوبت می تواند مقدار کالری مؤثر سوخت را افزایش دهد ، یک فرآیند احتراق کارآمدتر را تضمین کرده و خطر خوردگی و مقیاس گذاری در داخل دیگ را کاهش دهد.

به طور کلی ، محتوای متان در گاز طبیعی باید به بیش از 85 ٪ برسد تا از ارزش کالری بالا و راندمان احتراق بالا اطمینان حاصل شود. سوخت هایی با محتوای متان پایین تر ممکن است برای دستیابی به همان خروجی گرما به حجم سوخت بیشتری نیاز داشته باشند که این امر باعث کاهش کارایی کلی سیستم و افزایش هزینه های عملیاتی می شود.

خلوص سوخت مستقیماً بر کامل بودن احتراق تأثیر می گذارد. سوخت های با خلوص بالا می توانند در طی فرآیند احتراق کاملاً با اکسیژن واکنش نشان دهند تا محصولات احتراق کامل مانند دی اکسید کربن و آب تولید کنند و از این طریق به همان اندازه انرژی شیمیایی موجود در سوخت به انرژی گرما تبدیل شوند. سوخت کم خلوص ممکن است حاوی مقدار زیادی از ناخالصی های غیر قابل تحمل باشد ، در نتیجه احتراق ناقص ، مونوکسید کربن ، دوده و سایر مواد سوخته ، که نه تنها سوخت را هدر می دهد بلکه باعث افزایش مشکل در نگهداری تجهیزات می شود.

راندمان حرارتی یک شاخص عملکرد مهم دیگهای بخار گاز است که نشان دهنده توانایی دیگ بخار در تبدیل انرژی شیمیایی سوخت به انرژی حرارتی است. استفاده از سوخت با خلوص بالا می تواند رسوب مواد غیر قابل اعتماد و آلودگی سطوح تبادل گرما را کاهش دهد و اطمینان حاصل شود که گرما می تواند به طور مؤثر به رسانه ای که نیاز به گرم شدن دارد منتقل شود. سوخت هایی با محتوای ناخالصی کم می توانند فرکانس تمیز کردن و نگهداری تجهیزات را کاهش دهند ، به طوری که دیگ بخار می تواند برای مدت زمان طولانی تری عملکرد کارآمد را حفظ کند.

انتشار گازهای گلخانه ای به طور عمده شامل دی اکسید کربن ، بخار آب و مقدار کمی اکسیدهای نیتروژن (NOX) است. خلوص سوخت بالا به معنای کمتر انتشار گازهای گلخانه ای مضر است که در طی فرآیند احتراق ایجاد می شود. به طور خاص ، سوخت کم گوگل می تواند میزان انتشار دی اکسید گوگرد را به میزان قابل توجهی کاهش داده و خطر باران اسیدی و آلودگی هوا را کاهش دهد. سوخت هایی با محتوای متان بالا به کاهش تولید مواد سوخته و کاهش بیشتر اثرات منفی بر محیط زیست کمک می کند.

استفاده از سوخت با خلوص بالا نه تنها می تواند راندمان احتراق را بهبود بخشد بلکه عمر خدمات دیگهای گاز را نیز افزایش می دهد. سوخت های کم و با فشار کم ، باعث کاهش خوردگی و سایش اجزای داخلی دیگ بخار می شود ، کربن و کک را کاهش می دهد و رسوب خاک را در سطوح تبادل گرما کاهش می دهد. این عوامل برای کاهش نیازهای نگهداری دیگ بخار و افزایش عمر تجهیزات با هم کار می کنند و از این طریق هزینه های عملیاتی را کاهش می دهند.

به منظور برآورده کردن نیازهای خلوص سوخت ، سوخت ها را می توان قبل از استفاده تحت درمان قرار داد. به عنوان مثال ، ناخالصی ها و رطوبت در گاز طبیعی را می توان از طریق فرآیندی مانند سولفوریزاسیون ، کم آبی و تصفیه حذف کرد. تجهیزات سولفوریزاسیون می تواند به طور موثری میزان گوگرد را در گاز طبیعی کاهش داده و از تشکیل گازهای اسیدی جلوگیری کند. تجهیزات خشک کردن می تواند میزان رطوبت سوخت را کاهش داده و از ارزش بالای کالری سوخت اطمینان حاصل کند. علاوه بر این ، فیلترها می توانند ذرات جامد را از سوخت خارج کرده و تشکیل رسوبات کربن را در حین احتراق کاهش دهند.

خلوص سوخت تأثیر حیاتی در راندمان احتراق دیگهای بخار گاز دارد. سوخت با خلوص بالا نه تنها می تواند راندمان حرارتی دیگ بخار را بهبود بخشد بلکه عمر خدمات تجهیزات را نیز افزایش می دهد ، هزینه های نگهداری را کاهش می دهد و آلودگی محیط زیست را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. برای دستیابی به بهترین عملکرد دیگ بخار گاز ، محتوای گوگرد ، محتوای ناخالصی ، رطوبت و محتوای متان موجود در سوخت باید کاملاً کنترل شود. از طریق پیش تصفیه سوخت ، انتخاب تأمین کنندگان سوخت با کیفیت بالا و تقویت نظارت و نگهداری سیستم سوخت ، می توان با خلوص بالای سوخت به طور مؤثر تضمین شد ، از این طریق به عملکرد کارآمد ، ایمن و سازگار با محیط زیست از دیگ بخار می شود .3