وبلاگ

مکان شما:

صفحه نخست
مقالات آموزشی
عایق کاری بویلر

عایق کاری بویلر

مدیر سایت
مقالات آموزشی

عایق کاری بویلر

بویلرهای آب گرم و بویلرهای تولید بخار تحت فشار بالا به عنوان بویلرهای بخار در نظر گرفته می شوند. بطور معمول بویلرها برای تولید بخار ژنراتورها و آب داغ تاسیسات استفاده می شوند.

در عایق کاری بویلرها اهداف زیر دنبال می شود:
– کاهش میزان اتلاف حرارت و در نتیجه افزایش کارایی بویلر
– با کاهش دمای سطح بویلرها از تماس افراد با سطح داغ جلوگیری می کند
– جلوگیری از گرم شدن هوای داخل اتاقک بویلر که محیط مناسب تری را برای کار کردن فراهم می کند.

عملکرد و طراحی بویلرها بسیار متنوع است به همین دلیل نمونه های زیر نمی توانند بطور کامل شرایط ویژه هر کدام را نشان دهند. در هر مورد تعیین کنید که آیا محصول و یا ساختار توصیف شده برای کاربرد مورد نظر مناسب می باشد.

استانداردها و الزامات مناسب نیز باید در نظر گرفته شود. چند مثال در زیر آورده شده است:
DIN 4140: عایق کاری تاسیسات صنعتی و ساختمانی
AGI Q101: عایق کاری اجزاء نیروگاه های بخار
CIN-Manual: عایق کاری در صنعت

عایق کاری لوله های آتش در بویلر

بویلرهای تیوب آتش (Fire tube boiler) معمولا در کارخانه های صنعتی کوچک و یا متوسط استفاده می شوند، مکان هایی که به میکسرهای بخار آب و یا آب داغ در ابعاد کوچک و یا متوسط در فشارهای پایین نیاز هست. از این بویلرها نیز در مجتمع های بزرگ مانند هتل ها و بیمارستان ها نیز استفاده می شود.

بویلرهای تیوب آتش شامل یک محفظه استوانه ای افقی هستند که قطر آن تا ۴ متر می باشد. داخل آن عموما شامل لوله های شعله موجدار است (corrugated flame tube) که سوخت، معمولا روغن و یا گاز، در آن می سوزد. در پایان بویلر یک محفظه قرار دارد که محفظه برگشت (reversing chamber) نامیده می شود، جایی که جریان گاز برگشت داده و دوباره به وسیله پمپ به بویلر فرستاده می شود. بسته به طراحی، بویلر یک یا چند لوله گاز دارد که از طریق محفظه برگشت به انتها و یا جلو متصل شده است. در محفظه ای که اطراف لوله گاز و لوله آتش (fire-tube) است آبی قرار دارد که باید گرم شود.

استفاده از عایق پتویی پشم سنگ برای عایق کاری بویلرهای تیوب آتش یک روش اثبات شده است. این عایق به راحتی بر روی سطح افقی استوانه ای شکل بویلرها به کمک استرپ های فلزی نصب می شود. میله های فلزی، که همواره پل حرارتی ایجاد می کنند، می توانند حذف شوند. نبودن میله فلزی، باعث می شود که سطح دمای یکسانی داشته باشد و بدون هیچ پیک دمایی (hot spots) که باعث سوختن پوست می شود.

عایق کاری بویلر (۲)

ژنراتورهای تولید بخار فوق اشباع

در اقتصاد مدرن انرژی و گرما، از ژنراتورهای بخار فوق اشباع، که سوخت های فسیلی مانند ذغال سنگ، ذغال قهوه ای، اینتراسیت و … مصرف می کنند، برای تولید بخار در توربین های بخاری استفاده می شود. در بویلرهای بخار فعلی تا حدود ۳,۶۰۰ تن بخار در ساعت تولید می شود این بخار تحت فشار ۳۰۰ bar و دمای بخار ۶۲۰ °Cمی باشد. معمولی ترین نوع بویلر نوع Benson است که با گردش اجباری (با پمپ های تغذیه بویلر) اداره می شود. در مقایسه با بویلرهای تیوب آتش (fire tube boilers)، آب و یا بخار در وسل قرار ندارد، بلکه در لوله ها هستند.

بطور معمول این بویلرها بصورت بویلرهای یک مسیره و یا دو مسیره ساخته می شود که ارتفاع آن ها به ۱۶۰ متر نیز می رسد، بسته به نوع سوختی که استفاده می شود. در زیر این بویلر کوره قرار دارد که سوخت در آن سوزانده می شود. جریان گاز درون بویلر جریان می یابد و آب موجود در لوله ها را گرم می کند و باعث تبخیر آن می شود.
بدنه بویلر بر روی یک فریم قرار دارد و این می تواند هر گونه افزایش طولی را که در طول عملیات های گرمایی رخ می دهد (افزایش طول افقی و یا عمودی) را جبران کند. این نوع افزایش طول باید در زمان عایق کاری سیستم بویلرها در نظر گرفته شود. شکل زیر مهم ترین اجزاء فنی بویلر در عایق کاری را نشان می دهد.

Buckstays

Buckstayها بطور افقی در فواصل منظم در اطراف بویلر نصب می شوند. Buckstayها اتصالات تقویت کننده هستند که از افتادن بویلرها جلوگیری می کنند. تمایز بین Buckstayهای داغ و سرد این است که Buckstayهای داغ درون عایق حرارتی قرار دارند و Buckstayهای سرد بیرون آن.

فضاهای مرده

فضاهای مرده در مقابل دیواره های بویلر و یا سقف آن قرار دارد، جایی که اجزاء نصب و راه اندازی مانند جمع کننده ها، توزیع کننده ها و یا لوله ها قرار دارند. فضاهای مرده در درون عایق حرارتی قرار دارند.

دستگیره ها

دستگیره ها عناصر تقویت کننده هستند که بصورت افقی بین Buckstayها نصب می شوند و بارهای عمودی وارد بر آن ها بر روی دیواره بویلر را تحمل می کنند. دستگیره ها می توانند در درون عایق حرارتی و یا بیرون آن نصب شوند.

بویلرهای تولید بخار فوق بحرانی

نصب عایق حرارتی تجهیزات تولید بخار

ویژگی های زیر در زمان انتخاب عایق حرارتی مناسب برای تجهیزات تولید بخار بسیار مهم می باشند:
– غیر قابل اشتعال بودن عایق حرارتی مورد استفاده.
– بالاتر بودن دمای کارکرد عایق حرارتی نسبت به بیشترین دمای عملیاتی بویلر و تجهیزات مودر نظر برای عایق کاری.
– هدایت گرمایی عایق به عنوان تابعی از دما مشخص باشد.
– عایق حرارتی باید تا حد ممکن بالاترین مقاومت (طولی) در برابر جریان هوا داشته باشد. بالاترین مقاومت در برابر جریان باعث کاهش همرفت در عایق حرارتی می شود.

علاوه بر اینکه عایق حرارتی باید در برابر تماس با سطح داغ از افراد محافظت کند، بیشترین دمای سطح مجاز ۶۰ͦC می باشد، پارامترهای صنعتی مانند کارایی نیز باید در زمان طراحی ضخامت مناسب عایق حرارتی در نظر گرفته شود. در دستورالعمل AGI Q101، “عایق کاری بر روی اجزاء نیروگاه” توصیه شده است که در آن ضخامت لایه عایق حرارتی در اجزاء نیروگاه ها باید برای بیشترین ریت جریان گرما، ۱۵۰ W/m2، طراحی شود.
با توجه به افزایش قیمت انرژی و اهداف سیاسی برای کاهش میزان انتشار گاز دی اکسید کربن، بطور کلی این مقدار پیشنهادی می شود. از منظر اقتصادی و محیط زیستی پارامترهای طراحی کمتر از ۱۵۰ w/m2 اغلب مورد معقول است.

کاربرد عایق پتویی دوخته شده با سیم

در طول سالها عایق کاری ژنراتورهای بخار، ارزش عایق پتویی سیم دار ثابت شده است. این نوع عایق انعطاف پذیر است و می توان آن را به راحتی بر روی سطح ژنراتورهای مختلف نصب کرد.
عایق پتویی سیم دار پشم سنگ غیر قابل اشتعال است، دمای عملکردی بسیار بالا دارد و ضریب انتقال حرارت هدایتی پایین در رنج وسیع دمایی دارد.

عایق کاری بصورت چند لایه ای، دو یا سه لایه، انجام می شود.
مطابق با دستورالعمل ACI Q101، از عایق های پتویی دوخته شده با شبکه های از جنس سیم های گالوانیز می توان تنها در دماهای بالا تا ۴۰۰ درجه سلسیوس استفاده کرد. در دماهای بالاتر از ۴۰۰ درجه سلسیوس باید از سیم های از جنس فولاد ضد زنگ آستنیتی و یا stitching wire استفاده شود.
برای کاهش همرفت در عایق کاری سازه های عمودی مانند بویلر، تنها از عایق های حرارتی استفاد کنید که مقاومت آن ها در برابر جریان هوا بیشتر و یا برابر با ۵۰ Kpa.s/m2 باشد.

در اتصال عایق های حرارتی بر روی سطح صاف باید حداقل در هر متر مربع از عایق، ۶ پین استفاده شود و در سطوح زیرین باید در هر متر مربع حداقل ۱۰ پین بکار برود. پین ها می توانند بصورت مستقیم به سطح جوش داده شوند و یا پیچ شوند. در دیوارهای که بصورت لوله-فین هستند (مانند شکل)، پین ها نمی توانند به لوله متصل شوند، اما باید به نوارهای بین لوله ها جوش داده شوند.

در زمان عایق کاری موارد زیر را رعایت کنید:
– زمانی که ضخامت عایق حرارتی کمتر و یا برابر با ۱۲۰ mm است، از پین هایی با حداقل قطر ۴ mm استفاده کنید.
– اگر ضخامت عایق حرارتی بین ۱۳۰ تا ۲۳۰ mm باشد، از پین هایی با حداقل قطر ۵ mm استفاده کنید.
– و در ضخامت های عایق کاری بیشتر از ۲۴۰ mm، از پین هایی با حداقل قطر ۶ mm استفاده کنید.
– اگر روکش بطور مستقیم بر روی عایق حرارتی قرار بگیرد و بین آنها هیچ گپی وجود نداشته باشد، پین ها باید ۱۰ mm کوتاه تر از ضخامت عایق حرارتی باشند.
– هر لایه عایق حرارتی را به کمک گیره ببندید.

در عایق کاری با عایق پتویی سیمی، تمام اتصالات طولی و عرضی باید به هم دوخته شوند، با سیم به هم متصل گردند و یا در هر متر بوسیه ۶ قلاب به یکدیگر متصل شوند. اگر عایق کاری در چند لایه انجام می شود، اتصالات در لایه های مختلف باید بصورت متناوب قرار گیرند، اتصالات لایه های مختلف نباید بر روی همدیگر قرار گیرند.

عایق کاری بویلر (۴)

ژنراتورهای تولید بخار

انتقال گرما در عایق حرارتی

بطور خاص در عایق کاری سازهای های عمودی، جایی که می تواند در طرف گرم بین عایق و شی، حفره های شکل گیرد، ریسک افزایش اتلاف حرارت وجود داد، که به دلیل افزایش جابجایی در عایق به وجود می آید.

برای جلوگیری از انتقال گرما اقدامات زیر را انجام دهید:
– موانع عمودی در به فواصل ۵ تا ۸ متر بسازید.
– تنها از عایق های حرارتی با مقاومت در برابر جریان طولی برابر یا بیشتر از ۵۰ Kpa.s/m2 استفاده کنید.
– توصیه می شود بین لایه های مجزا عایق حرارتی و یا در لایه خارجی فویل آلومینیومی نصب شود.

موانع

نمودارهای زیر دو طراحی برای موانع عمودی نشان می دهد. بسته به نیازهای دمایی و یا سازه، مانع را می توان از ورقه های فلزی (≥۰.۵ mm) و یا فویل آلومینیومی (≥۸۰ µm) ساخت.
مانع باید به شی در سمت گرم متصل شود و به روکش در سطح سرد برسد. شکاف ها و درزها را با پشم سنگ خام پر کنید. از آنجایی که عایق کاری بصورت چند لایه انجام می شود، مانع بصورت آبشاری ساخته می شود.