بویلر نیروگاه و ویژگی های آن

بویلر نیروگاه شامل یک بویلر با طراحی ویژه است که می تواند حجم زیادی از آب داغ و بخار فشرده شده را برای تأمین برق فرآهم سازد.

برای طراحی این تجهیزات، توجه به فاکتورهای مهم نظیر راندمان مصرف سوخت، بازدهی انرژی، عدم تولید آلاینده ها و کاهش هزینه ها اهمیت دارد.

کاربرد بویلر

• نیروگاه
• پالایشگاه
• کارخانجات
• ساختمان ها و غیره

بویلر نیروگاه و ویژگی های آن

بویلرها تجهیزاتی هستند که در صنایع به منظور تولید بخار آب داغ با دما و فشار بالا به کار می روند.

بویلرهایی که در نیروگاه ها استفاده می شوند با نام بویلرهای نیروگاهی شهرت دارند.

از این بویلرها برای تولید فشار فوق العاده زیاد به منظور تولید جریان برق استفاده می شود.

فرآیندی که در این بویلرها به صورت چرخه انجام می شود با عنوان “چرخه Rankine” معروف است.

بویلرهای نیروگاهی به دیگ های بخار یا ژنراتورهای بخار گفته می شود که در حقیقت به منظور تولید بخار و استفاده از انرژی حرارتی و گرمایی آب مورد استفاده قرار می گیرند.

بویلرها در نیروگاه ها یک جزء جدایی ناپذیر از این تاسیسات محسوب می‌شوند.

دیگ های بخار داخل نیروگاه ها با استفاده از سوخت های فسیلی نظیر زغال سنگ، سوخت گاز و غیره می توانند حجم زیادی از گرما را تولید کنند و سپس آب را به بخار آب مبدل سازند.

سوخت بویلر

• گازهای طبیعی
• سوخت هسته ای
• ذغال و غیره

عملکرد بویلر نیروگاهی

یک دستگاه بویلر در نیروگاه قادر است انرژی لازم برای عملکرد را از سوخت های ذکر شده دریافت کند و آب داغ را به جریان گازی با فشار بالا مبدل نماید.

تمام پروژه های اولیه تأمین انرژی در جهان با استفاده از سوخت ها انجام می گیرد که حدود سه چهارم آن توسط بویلرهای نیروگاهی مصرف می شود.

این مسأله در مورد موتورهای احتراق داخلی متفاوت است؛ این موتورها از نوع دیگری از سوخت ها استفاده می کنند.

در بیان عملکرد بویلرهای نیروگاهی و تامین بخار آب داغ می‌توان این گونه توضیح داد:

در طی فرایند حرارت دادن آب، سیال تا بالاتر از نقطه جوش آن حرارت می بیند؛ بنابراین بخار آب داغ و بخار اشباع شده با سرعت متناسب تولید می شود که در تمام شرایط، فشار متغیر خواهد بود.

هرچه دمای تولید شده، بالاتر باشد، فرآیند تولید بخار در بویلرهای نیروگاهی سریعتر انجام می گیرد.

مزایای بویلرهای نیروگاهی

• مصرف سوخت کمتر و انتشار کربن کمتر به محیط زیست
• تنظیم سرعت حرکت توربین ها با استفاده از بخار فوق اشباع
• امکان تنظیم درجه حرارت بخار ورودی ها و خروجی ها
• قابلیت بازیابی حرارت
• عملکرد با راندمان بالا
• تجهیزات با دوام و مقاوم

شرح مزایای بویلرهای نیروگاهی

بویلرهای نیروگاهی در شرایط فوق بحرانی برای تولید بخار فوق اشباع به کار می روند، بنابراین، تجهیزاتی بسیار انعطاف پذیر و قابل اطمینان هستند.

به عبارت دیگر، دیگ های بخار نیروگاهی برای شرایط بحرانی و فوق بحرانی برای پاسخگویی به نیاز های تولید بخار طراحی شده اند.

در فشارهای بسیار بالا، میزان بازدهی توربین بخار در مقایسه با وضعیت معمولی، بسیار بهبود پیدا می‌کند.

در داخل بویلرها ترکیبی از شرایط فشار فوق بحرانی و دمای بسیار زیاد باعث کاهش هزینه های مصرف سوخت و همچنین کاهش آلاینده های محیط زیست می گردد.

طراحی بویلر نیروگاه

طراحی بویلر به طرز قابل ملاحظه ای در بازدهی تمام فرآیندهای نیروگاهی تأثیر دارد.

در حال حاضر، سه کشور در جهان به عنوان اصلی ترین تولید کننده بویلرهای نیروگاهی شناخته می شوند.

این تولید کنندگان توانسته اند بویلرهایی را طراحی کنند که در هر ساعت، هزاران تن بخار با فشار بالا را تولید کند و البته بازدهی مصرف سوخت آن ها نیز بیشتر از ۹۰% می باشد.

از نظر مهندسی و عملکردی، بهترین طراحی بویلر مختص نیروگاه شامل دستگاهی است که بتواند مصرف سوخت کمتری را موجب شود، هزینه های کمتری داشته باشد و میزان نشر آلاینده ها نیز در آن، حداقل مقدار خود را داشته باشد.

این در حالی است که اغلب بویلرهای نیروگاهی در جهان به گونه ای طراحی شده اند که اندکی گازهای گلخانه ای را تولید و منتشر می کنند.

این عامل برای محیط زیست به شدت ضرر دارد.

تمام تولید کنندگان و طراحان انواع دیگ های صنعتی اعم از بویلر نیروگاهی، دیگ های بیمارستانی و غیره به طور مداوم در حال ارائه دادن راهکارهای نوآورانه برای طراحی این مدل تجهیزات هستند.

از کوچکترین بویلرها گرفته تا پروژه های عظیم و پیچیده، همگی با نظارت مهندسان و رعایت استانداردهای ساخت بویلر انجام می گیرد.

ملاحظات طراحی بویلر نیروگاه

• ارائه یک دستگاه کارآمد است که بتواند حجم زیادی از انرژی را از طریق سوخت ها تأمین کند.
• یک دستگاه بویلر باید حرارتی حدود ۵۰۰ درجه سانتی گراد را تولید کند.
• بویلر باید سوخت را به طور پیوسته و با سرعت ثابت به مصر برساند.
• در طراحی بویلر نیروگاهی، انتقال حرارت در یک وضعیت بهینه است.
• انتقال حرارت در بویلر در نیروگاه بین سوخت به آب و بخار، انجام می شود.
• برای طراحی بویلرها معمولاً از یک مبدل حرارتی به صورت جداگانه استفاده می شود.
• به حداقل رساندن محصولات نامطلوب جانبی مانند خاکستر، گازهای سوختی و گازهای آلاینده محیط زیست است.
• بویلر باید تمامی استانداردهای مربوط برای طراحی و تولیدش اجرا شود.

تولید برق در نیروگاه

همان طور که در شکل فوق مشاهده می کنید، یک بویلر در نیروگاه به عنوان رأس آغاز فرآیند تولید جریان برق است.

بخار آب داغ در مخزن راکتور به اندازه کافی گرم می شود؛ این جریان بخار به سمت توربین ها و ژنراتور به حرکت در می آید؛ ژنراتور نیز برای تولید برق و انتقال آن در مسیرهای مورد نظر به کار می رود.

در نیروگاه ها جدا از دستگاه بویلر از چیلرهای صنعتی هم استفاده می شود.