چگونه می‌توان مشکلات توزیع اکسیژن در یک دیگ بخار صنعتی سی‌اف‌بی را برطرف کرد؟

چالش‌های توزیع اکسیژن یکی از مهم‌ترین مسائل عملیاتی مؤثر بر عملکرد دیگ‌های بخار صنعتی و بازده انرژی آن‌ها محسوب می‌شوند. در یک دیگ بخار CFB , تنظیم مناسب تأمین هوا به‌طور مستقیم بر کیفیت احتراق، نرخ مصرف سوخت و انطباق با استانداردهای زیست‌محیطی تأثیر می‌گذارد. هنگامی که اکسیژن به‌صورت نامتعادل به منطقه احتراق می‌رسد، احتراق ناقص سوخت، افزایش انتشار آلاینده‌ها، کاهش تولید بخار و سایش سریع‌تر تجهیزات را تجربه می‌کنید. درک علل اصلی مشکلات توزیع اکسیژن و اجرای رویه‌های سیستماتیک عیب‌یابی، به اپراتورها کمک می‌کند تا عملکرد قابل‌اطمینانی حفظ کنند و عمر کاربردی دیگ‌های بخار را افزایش دهند.

سیستم‌های احتراق بستر سیال چرخان به توزیع دقیق هوا وابسته هستند تا یکنواختی دمای بستر را حفظ کرده و بازده احتراق را به حداکثر برسانند. اکسیژن از طریق چندین دریچه در امتداد دیواره‌های کوره وارد می‌شود و هر گرفتگی، عدم تعادل جریان یا نوسان فشار، فرآیند احتراق را مختل می‌کند. اپراتورها باید علائم هشداردهنده اولیه مانند لایه‌بندی دما، سوختن ناقص خاکستر، انتشار بیش‌ازحد ذرات و نوسان فشار کوره را تشخیص دهند. با یادگیری تشخیص سریع این علائم، می‌توانید از توقف‌های عملیاتی پرهزینه جلوگیری کرده و بازدهی بویلر cfb را در سطح نامینال حفظ کنید.

شناسایی عوامل اصلی مشکلات توزیع اکسیژن

گرفتگی سیستم تأمین هوا

مسدود شدن لوله‌های هوا، لوله‌های توزیع و دریچه‌های هوای احتراق، شایع‌ترین علت نامتعادل بودن جریان اکسیژن به داخل کوره است. انباشته‌شدن گرد و غبار، رسوبات خوردگی و آشغال‌های ناشی از فیلتراسیون ناقص هوا، به‌تدریج مقطع عبوری را محدود می‌کنند. در احتراق بستر سیال گردان، حتی مسدود شدن جزئی نیز باعث ایجاد اختلاف فشار در نقاط تغذیه می‌شود و منجر به این می‌گردد که برخی نواحی بستر اکسیژن کافی دریافت نکنند، درحالی‌که نواحی دیگر از اکسیژن بیش‌ازحد تأمین می‌شوند. بازرسی منظم لوله‌های هوا با استفاده از دوربین‌های بوروسکوپ و آزمون ضخامت‌سنجی اولتراسونیک، موانع در حال تشکیل را پیش از آنکه یکنواختی احتراق را تحت تأثیر قرار دهند، شناسایی می‌کند.

مشکلات تعادل فشار

پنکه‌های هواي اولیه و ثانویه باید فشار خروجی پایداری را حفظ کنند تا جریان اکسیژن یکنواختی را در تمام نقاط توزیع فراهم آورند. سایش یاتاقان‌ها، فرسایش پره‌های پنکه، عدم تراز بودن دامپرها و انحراف سرعت موتور همگی منجر به نوسان فشار و توزیع نامتعادل هوا می‌شوند. وقتی فشار هواي اولیه کاهش می‌یابد، مناطق دمایی بستر نزدیک‌ترین نقاط تغذیه ضعیف، زیر محدودهٔ احتراق بهینه قرار می‌گیرند و سوخت به‌طور ناقص می‌سوزد. پایش مستمر فشار تأمین هوا با استفاده از ترانسمیترهای فشار تفاضلی، امکان شناسایی زودهنگام کاهش فشار را برای پرسنل نگهداری بویلر cfb فراهم می‌کند و اجازهٔ برنامه‌ریزی تعمیرات اصلاحی را پیش از تجمع افت‌های بازدهی می‌دهد.

روش‌های سیستماتیک عیب‌یابی برای بازدهی بویلر cfb

نقشه‌برداری دما و ارزیابی بستر

استفاده از ترموکوپل‌ها یا تصویربرداری مادون قرمز در سراسر مقطع کوره برای ایجاد نمودارهای دقیق دما که الگوهای توزیع اکسیژن را نشان می‌دهند. مناطق سرد معمولاً نشان‌دهنده کمبود اکسیژن و نقاط داغ نشان‌دهنده هوای اضافی موضعی هستند. در یک سیستم احتراق بستر سیال گردان، مقادیر دمایی باید در عرض بستر در محدوده تغییراتی معادل دو تا سه درصد باقی بمانند. مقایسه نقشه‌های فعلی دما با نمودارهای پایه‌ای که در زمان راه‌اندازی سیستم تهیه شده‌اند، نشان می‌دهد که آیا توزیع اکسیژن در طول زمان تخریب شده است یا خیر. این روش تشخیصی، بهبودهای حاصل از بازده احتراق را مستقیماً با اقدامات اصلاحی خاص اعمال‌شده روی بویلر CFB مرتبط می‌سازد.

تحلیل انتشار گازهای دود

سنسورهای اکسیژن پیوسته‌ای که در خروجی کوره نصب شده‌اند، سطح اکسیژن غیرمصرف‌شده را اندازه‌گیری می‌کنند، در حالی که آشکارسازهای مونوکسید کربن، احتراق ناقص ناشی از کمبود موضعی اکسیژن را شناسایی می‌کنند. انتشار بیش‌ازحد مونوکسید کربن همراه با خواندن‌های پایین اکسیژن، نشان‌دهندهٔ تأمین ناکافی اکسیژن به برخی مناطق کوره است. احتراق استاندارد در بستر سیال گرداننده نیازمند غلظت اکسیژن در گازهای خروجی بین سه تا هشت درصد برای اکسیداسیون کامل سوخت است. هنگامی که توزیع اکسیژن نامتعادل می‌شود، انتشارها خارج از این محدودهٔ هدف نوسان می‌کنند و باعث فعال‌شدن هشدارها می‌گردند؛ این امر نشان‌دهندهٔ لزوم بازتنظیم جریان هوا برای بازگرداندن بازدهی و رعایت استانداردها است.

راه‌حل‌های عملی و مراحل بازیابی

پاک‌سازی و بازگرداندن دریچه‌های هوا

راه‌حل‌های شیمیایی پاک‌سازی که برای حذف خاکستر در دمای بالا طراحی شده‌اند، به‌صورت ایمن پورت‌های توزیع اکسیژن را که مسدود شده‌اند بازیابی می‌کنند، بدون نیاز به جدا کردن دیگ بخار. سیستم‌های احتراق بستر سیال چرخان از شست‌وشوی کانال‌های تأمین هوا در حالت خاموش با هوای فشرده یا نیتروژن و سپس استفاده از حلال‌های شیمیایی که به‌طور خاص بر روی انواع خاصی از رسوبات تأثیر می‌گذارند، بهره می‌برند. پس از پاک‌سازی، بازدهی دیگ‌های cfb معمولاً دو تا پنج درصد افزایش می‌یابد، زیرا اکسیژن به‌طور یکنواخت به تمام مناطق احتراق می‌رسد. بازرسی بصری از طریق دریچه‌های بازرسی، حذف کامل مسدودیت‌ها را پیش از راه‌اندازی مجدد سیستم تأیید می‌کند. اجرای چرخه‌های پیشگیرانه پاک‌سازی هر سه ماه یک‌بار، فاصله بین رویدادهای نگهداری عمده را افزایش داده و یکپارچگی توزیع اکسیژن را حفظ می‌کند.

تأیید و تنظیم عملکرد فن

برای بررسی وجود شلی بیش از حد در یاتاقان‌های پنکه‌های هواي اولیه و ثانویه از اندازه‌گیرهای دیالی استفاده کنید، جریان موتور را در مقایسه با مقادیر مشخص‌شده روی پلاک نامی اندازه‌گیری کنید و آزادی حرکتی تیغه‌های دمپر را تأیید نمایید. جایگزینی یاتاقان‌ها، بازسازی تیغه‌ها از طریق جوشکاری و سنباده‌زنی، و روان‌کاری مفصل‌های دمپر، فشار خروجی و یکنواختی دبی جریان هوا را بهبود می‌بخشد. پس از تعمیر پنکه‌ها، حلقه‌های کنترل جریان هوا را دوباره تنظیم کنید تا اطمینان حاصل شود که تنظیمات خودکار دمپرها سطح مورد نیاز اکسیژن را در تمام بارهای مختلف دیگ بخار حفظ می‌کنند. در سیستم‌های احتراق بستر سیال گردان (CFB) که در بار جزئی کار می‌کنند، توزیع هوا حتی حساس‌تر از قبل به تغییرات عملکرد پنکه‌ها می‌شود؛ بنابراین باید به‌طور مکرر تأیید شود که تمامی دریچه‌های تغذیه هوا به‌صورت متناسب اکسیژن دریافت می‌کنند. بهبود عملکرد پنکه‌ها به‌طور مستقیم بازدهی دیگ بخار CFB را افزایش داده و احتراق را در سرتاسر محدودهٔ کاری پایدار می‌سازد.

پرسش‌های متداول

چه علائمی نشان‌دهندهٔ مشکلات در توزیع اکسیژن در دیگ بخار CFB من است؟

به مناطق دمایی سردتر از مناطق اطراف، رسوبات کربنی قابل‌مشاهده در خروجی خاکستر، افزایش انتشار مونوکسید کربن، نوسان فشار بستر و کاهش خروجی بخار علیرغم ثابت بودن ورودی سوخت توجه کنید. در یک سیستم احتراق بستر سیال گردان، این شاخص‌ها به‌طور جمعی نشان‌دهنده توزیع نامتعادل اکسیژن هستند و نیازمند بررسی فوری می‌باشند. پرسنل نگهداری Boilere CFB باید پارامترهای کاری فعلی را با داده‌های پایه دوره راه‌اندازی مقایسه کنند تا افت عملکرد را کمّی‌سازی نمایند.

چه فاصله‌زمانی‌ای برای انجام نگهداری توزیع اکسیژن مناسب است؟

برنامه‌ریزی معاینات پیشگیرانه ورودی‌های هوا هر سه ماه و تمیزکاری جامع هر یک تا دو سال بسته به نوع سوخت و ویژگی‌های خاکستر. سیستم‌های احتراق بستر سیال چرخان که سوخت‌های با خاکستر بالا را می‌سوزانند، از فواصل نگهداری مکررتر بهره می‌برند. نظارت بر خوانده‌های مداوم سنسور اکسیژن به تعیین این کمک می‌کند که آیا کاهش بازدهی دیگ بخار cfb توجیه‌کنندهٔ نگهداری برنامه‌ریزی‌نشده بین فواصل زمانی تعیین‌شده است یا خیر، که امکان تصمیم‌گیری مبتنی بر شرایط را به جای برنامه‌ریزی تقویمی ثابت فراهم می‌آورد.

آیا مشکلات توزیع اکسیژن می‌توانند تجهیزات را به‌طور دائم آسیب برسانند؟

کمبود طولانی‌مدت اکسیژن، باعث خوردگی سطوح فولادی می‌شود که در معرض فرآورده‌های احتراق ناقص قرار دارند و همچنین فرسایش پوشش‌های ن refractory را از طریق چرخه‌های تغییر دما تسریع می‌کند. سیستم‌های احتراق بستر سیال گردان (CFB) که دچار توزیع نامناسب اکسیژن می‌شوند، دچار سایش زودهنگام لوله‌ها و کاهش ضخامت بسته‌های لوله‌ای می‌گردند. همچنین افت بازدهی بویلرهای CFB منجر به افزایش هزینه‌های سوخت می‌شود که به‌سرعت از هزینه‌های تعمیرات فراتر می‌رود؛ بنابراین حل زودهنگام این مشکلات از نظر اقتصادی توجیه‌پذیر است و برای حفاظت بلندمدت از دارایی‌ها ضروری می‌باشد.