طراحی بویلر های فایر تیوب
طراحی بویلر های فایر تیوب تشکیل شده از مجموعه ای از لوله های آتشین موجود در یک پوسته و فرآیند تبخیر در خارج از این لوله ها که به صورت بخار صورت می گردد. اغلب بویلرهای فایر تیوب توسط تعداد پاس های آن مشخص می شود. با استناد به اینکه تعداد بار دود داخل لوله ها در طول مخازن تحت فشار است، حرارت به آب منتقل می شود. هر یک از این پاس ها دود حاصل از احتراق و یا گاز داغ داخل لوله ها را در جهت مخالف می فرستد و در حالت دیگر دود با چرخش ۱۸۰ درجه ای از طریق پوسته به عقب برمیگردد. مناطقی از این برگشتها می تواند Dry back یا water back باشد.
در طراحی dry back سطح برگشتی به صورت پوشش نسوز است. در طراحی water back این برگشت (چرخش) در منطقه آب سرد است، که پوشش نسوز را حذف می کند. در ظرفیت های بزرگتر آب ، این مشخصه را تا حدودی به فشار و دمای عملیاتی می رسانند اما از سوی دیگر مقدار گرمای زیادی در آب ذخیره شده و بعضی از این گرمای انباشته شده امکان به وجود آوردن سریع تغییرات فراهم می کند.
در بویلرهای فایر تیوب چندین طرح وجود دارد به طور مثال بویلر های با لوله برگشت افقی (HRT) که در یک محیط آجر کاری شده که داخل آن را شعله در بر می گیرد. بنابراین در این نوع بویلر ها و بویلر های ۲پاس آتش خارج می شود. با افزایش قطر دود برگشت و با قرار دادن یک توری اشتعال داخل این دود وسیع شده در بویلر های با لوله برگشت افقی (HRT) ، شعله های درونی و کوره در داخل پوسته جای می گیرد و به طور کامل توسط آب احاطه می شود.
با این روش ، دیگ بخار دارای یک سطح گرم بزرگ و یک مسیر طولانی منطقی است و به آجر کاری خارجی نیاز ندارد. بنابراین با حذف طراحی آجرکاری خارجی این بویلر به یک بویلر scotch marine تبدیل می شود که از آن به طور گسترده در خدمات دریایی استفاده می شود.
در حال حاضر جریان دود به صورت معکوس در محفظه احتراق و در پشت بویلر و سپس از طریق لوله های آتشین به جلو حرکت می کنند. همه این قسمتها در داخل پوسته هستند و به طور کامل توسط آب احاطه شده است. در روزهای قبل از آن پایه اصلی بویلرهای فایر تیوب در کارحانه ساخته می شود. و پوشش نسوز، عایق ها ، اتصالات بویلر، کنترل کننده ها و تجهیزات مشعل روی آن نصب شده است. بویلرهای فایر تیوب امروزی، به صورت یک واحد دسته بندی شده به بازار عرضه می شوند، به عنوان یک واحد کامل و مجهز که روی آن مشخصات اصلی آن به صورت یک قلاب نصب شده است که برای اپراتوری که می خواهد بویلر را داخل موتورخانه و برای عرضه های مختلف نصب کند، برای انجام لوله کشی آن خوانده می شود.
Modeling of fire-tube boilers
In fire-tube boilers, the flue gas passes inside boiler tubes, and heat is transferred to water on the shell side. A dynamic model has been developed for the analysis of boiler performance, and Matlab has been applied for integrating it. The mathematical model developed is based on the first principles of mass, energy and momentum conservations. In the model, the two parts of the boiler (fire/gas and water/steam sides), the economizer, the superheater and the heat recovery are considered. The model developed can capture the dynamics of the boiler level and boiler pressure with confidence, and it is adequate to approach the boiler performance and, hence, to design and test a control strategy for such boilers. Furthermore, it gives insight of dynamics performance not only during nominal operating conditions, or transient behavior when a parameter is changed, but also for the start-up. The model proposed can be easily implemented and thus, it is useful to assist plant engineers and even for training future operators. A case study of an 800 HP fire-tube boiler burning fuel-oil has been simulated to test the boiler performance by varying operating conditions using a pulse and a step change in fuel and steam flow-rate as well as simulating a start-up form the beginning up to achieve the steady state. The results match qualitatively well when compared to results from the literature.
لینک مقاله اصلی:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359431111003425
لطفاً براي ارسال دیدگاه، ابتدا وارد حساب كاربري خود بشويد