اندازه گیری کننده در نیروگاه گرماتولیدی | اندازه گیری کننده
افزایش قابل توجه تقاضا برای برق در سراسر جهان منجر به افزایش اندازه نیروگاه شده است. فرآیند تولید برق الکتریکی در نیروگاه‌های حرارتی که با زغال سنگ کار می‌کنند، یکی از روش‌های پراستفاده و متعارف برای تولید انبوه برق در سراسر جهان است، زیرا این روش به طور گسترده‌ای نیازهای برقی جمعیتی بیش از هفت میلیارد نفری در سراسر دنیا را تامین می‌کند.
افزایش اندازه نیاز به افزایش مصرف سوخت را نیز در پی دارد. اما همانطور که همه می‌دانیم، موجودی زغال سنگ در زیر لایه‌های زمین نمی‌تواند برای همیشه به طور مداوم وجود داشته باشد. بنابراین، فرآیند تولید برق با گذشت هر روز گران‌تر می‌شود.
ثانیاً، تمامی نیروگاه‌های حرارتی بزرگ صدها دستگاه پیچیده و پیشرفته دارند و هر یک از آنها دارای مقداری از تلفات انرژی هستند. بنابراین، نتیجه نهایی این است که کارایی نیروگاه تنها به ۲۰٪ تا ۲۶٪ محدود می‌شود، که این میزان بستگی به ظرفیت نیروگاه دارد.
دو محدودیت ذکر شده بالا تأکید می‌کنند که نیاز ضروری برای صرفه‌جویی در فرآیند تولید برق وجود دارد و یک اقتصاد‌ساز دستگاهی است که در انجام دقیقاً همین کار کمک می‌کند. بنابراین، فکر می‌کنم برای همه ما ارزشمند خواهد بود که به فرآیند اقتصادی‌سازی به تفصیل بیشتری نگاه کنیم.
اقتصاد‌ساز چیست؟
یک اقتصاد‌ساز دستگاه مکانیکی است که به عنوان یک مبدل حرارتی عمل می‌کند و با پیش‌گرم کردن یک مایع، مصرف انرژی را کاهش می‌دهد. در یک قابلمه بخار، این یک دستگاه مبدل حرارتی است که مایعات را گرم می‌کند یا گرمای باقی‌مانده از محصولات احتراق، یعنی گازهای دودکش را قبل از آزاد شدن از طریق دودکش بازیابی می‌کند. گازهای دودکش عبارتند از گازهای خروجی احتراق تولید شده در نیروگاه‌ها که شامل اکسیژن، دی‌اکسید کربن، بخار آب، ذرات کربن و یک‌اکسید کربن می‌باشند.
بنابراین، اقتصاد‌ساز در نیروگاه‌های حرارتی برای صرفه‌جویی در فرآیند تولید برق الکتریکی استفاده می‌شود، همانطور که نام این دستگاه نشان می‌دهد. گرمای بازیابی شده به طور مستقیم برای پیش‌گرم کردن آب ورودی قابلمه استفاده می‌شود که در نهایت به بخار فوق‌گرم تبدیل می‌شود. بنابراین، با صرفه‌جویی در مصرف سوخت و اقتصادی‌سازی فرآیند به میزان قابل توجهی، به طور اساسی گرمای تلف شده را جمع‌آوری می‌کنیم و آن را در جایی که نیاز است، به کار می‌بریم. اما امروزه، علاوه بر این، گرمای موجود در گازهای دودکش با استفاده از پیش‌گرم‌کننده هوایی که در تمام قابلمله‌های زغال سنگ پودری ضروری است، می‌تواند به طور اقتصادی بازیابی شود.
اصول کار اقتصاد‌ساز
همانطور که در شکل بالا نشان داده شده است، گازهای دودکشی که از فرن قابلمه بخار خارج می‌شوند حاوی مقدار زیادی گرمایی هستند. وظیفه اقتصاد‌ساز در نیروگاه حرارتی این است که مقداری از گرمای حمل شده توسط گازهای دودکشی را قبل از آزاد شدن از طریق دودکش بازیابی کند و برای گرم کردن آب ورودی به قابلمه استفاده کند. این به سادگی یک مبدل حرارتی است که گاز دودکشی گرم در سمت پوسته و آب در سمت لوله با سطح گرمایی تمددی مانند فین‌ها یا گیل‌ها قرار دارد.
اقتصاد‌سازها در نیروگاه‌های حرارتی باید برای حجم و دمای گاز دودکشی، حداکثر فشار کاهشی عبور از دودکش، نوع سوخت استفاده شده در قابلمه و مقدار انرژی بازیابی شده طراحی شوند.
وقتی آب در قابلمه بخار جوشانده می‌شود، بخار تولید می‌شود که سپس فوق‌گرم شده و سپس به توربین‌ها منتقل می‌شود. سپس بخار خروجی از پره‌های توربین از طریق گرمکن کنденسور بخار توربین عبور می‌کند که در آن بخار کنده می‌شود و این آب کنده شده سپس ابتدا در گرمکن آب ورودی و سپس در آن پیش‌گرم شده و سپس به قابلمه بازخورد می‌یابد.
این دستگاه در مسیر گازهای دودکشی بین خروج از قابلمه و ورود به دودکش قرار دارد. در این دستگاه تعداد زیادی لوله‌ی کوچک‌قطر و ضخامت کم بین دو سرنشین قرار داده می‌شود. گازهای دودکشی بیرون لوله‌ها معمولاً به صورت جریان مخالف حرکت می‌کنند.
فرآیند انتقال حرارت در اقتصاد‌ساز، تبخیرکننده و فوق‌گرم‌کننده
انتقال حرارت به آب در ژنراتور بخار در سه نظام مختلف اتفاق می‌افتد، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است. آب ابتدا به صورت محسوس در اقتصاد‌ساز در فاز مایع در فشار معینی از وضعیت ۴ به وضعیت ۵ (به نمودار زیر مراجعه کنید) تا زمانی که به مایع اشباع شده تبدیل شود.
سپس به تبخیرکننده ارسال می‌شود، جایی که این مایع اشباع شده با جذب گرما مخفی تبخیر در آن فشار خاص از ۵ به ۶ تغییر فاز می‌یابد.
حال این بخار اشباع شده در وضعیت ۶ در فوق‌گرم‌کننده بیشتر گرم می‌شود تا به وضعیت ۱ یعنی در فرم گازی یا بخاری برسد. برای واحد جرمی مایع، معادلات انتقال حرارت در سه نوع مبدل حرارتی به صورت زیر است،
Qاقتصاد‌ساز = h۵ – h۴
Qتبخیرکننده = h۶ – h۵
Qفوق‌گرم‌کننده = h۱ – h۶
از بین این سه مؤلفه مبدل حرارتی اصلی، فقط اقتصاد‌ساز با مصرف سوخت صفر عمل می‌کند و بنابراین یکی از مهم‌ترین و اقتصادی‌ترین تجهیزات در یک نیروگاه حرارتی است.
نوع‌های اقتصاد‌ساز
اقتصاد‌ساز لوله‌ای با فین‌های چدنی
اقتصاد‌سازهای لوله‌ای با فین‌های چدنی از چدن ساخته شده‌اند که با استفاده از فین‌های چدنی طبقه‌بندی شده ساخته شده‌اند و دارای ویژگی‌های زیر هستند،
کارایی بهینه به دلیل تماس صحیح فین‌ها با لوله‌ها.
معمولاً در نیروگاه‌هایی که گازهای دودکشی مسموم شده به دلیل کیفیت سوخت سوزانده شده تولید می‌شود، استفاده می‌شود.
اقتصاد‌ساز لوله‌ای با فین‌های دایره‌ای
این اقتصاد‌ساز با استفاده از فولاد نرم با فین‌های مربعی و دایره‌ای ساخته شده و روی لوله‌های بدون جوش فولاد کربنی لحیم شده‌اند و دارای ویژگی زیر هستند،
تماس صحیح بین لوله‌ها و فین‌ها برای کارایی بهینه تضمین شده است.
اقتصاد‌ساز نوع لول
