پمپ بویلر Boiler را چگونه به صورت صحیح انتخاب نماییم؟

پمپ بویلر Boiler  را چگونه به صورت صحیح انتخاب نماییم؟

انواع پمپ بویلرها و مشخصات فنی مهم برای انتخاب

پمپ‌ها یکی از اجزای حیاتی در سیستم‌های بویلر هستند و وظیفه انتقال آب و بخار را به عهده دارند. انتخاب پمپ مناسب برای بویلرها می‌تواند تأثیر زیادی بر کارایی و عملکرد سیستم داشته باشد. در این مقاله، به بررسی انواع پمپ‌های بویلر و مشخصات فنی مهم برای انتخاب آن‌ها می‌پردازیم.

پمپ‌های آب تغذیه (Feed Water Pumps) سی ان پی

این نوع پمپ‌ها برای تأمین آب مورد نیاز بویلرها استفاده می‌شوند. آب تغذیه باید از کیفیت بالایی برخوردار باشد تا از ایجاد رسوب و خوردگی در بویلر جلوگیری کند.

مشخصات فنی مهم پمپ Boiler :

• ظرفیت: باید متناسب با نیاز بویلر و حجم بخار تولیدی انتخاب شود.
• فشار: پمپ باید قادر به تأمین فشار مناسب برای ورود آب به بویلر باشد.
• نوع پمپ: معمولاً از پمپ‌های سانتریفیوژ یا پمپ‌های دنده‌ای استفاده می‌شود.

2. پمپ‌های بخار (Steam Pumps)برند سی ان پی CNP

این پمپ‌ها برای انتقال بخار تولید شده از بویلر به سیستم‌های مختلف استفاده می‌شوند. بخار باید با فشار و دمای مشخصی منتقل شود.

مشخصات فنی مهم:

• فشار کاری: باید متناسب با فشار بخار تولیدی بویلر انتخاب شود.
• جنس مواد: باید از مواد مقاوم در برابر دما و فشار بالا ساخته شده باشد.
• نوع پمپ: معمولاً از پمپ‌های دیافراگمی یا پمپ‌های پیستونی استفاده می‌شود.

3. پمپ‌های سیرکولاسیون (Circulation Pumps)برند سی ان پی CNP

این پمپ‌ها برای سیرکوله کردن آب در سیستم بویلر و جلوگیری از تجمع رسوبات و دماهای غیر یکنواخت استفاده می‌شوند.

مشخصات فنی مهم:

• ظرفیت: باید متناسب با حجم آب در سیستم بویلر باشد.
• فشار: باید قادر به تأمین فشار مناسب برای سیرکوله کردن آب باشد.
• نوع پمپ: معمولاً از پمپ‌های سانتریفیوژ استفاده می‌شود.

4. پمپ‌های تخلیه (Drain Pumps)برند سی ان پی CNP

 

این پمپ‌ها برای تخلیه آب و بخار اضافی از بویلر و سیستم‌های مرتبط استفاده می‌شوند. این کار به جلوگیری از تجمع آب و بخار اضافی کمک می‌کند.

مشخصات فنی مهم:

• ظرفیت: باید متناسب با حجم آب و بخار اضافی باشد.
• جنس مواد: باید از مواد مقاوم در برابر خوردگی و دما ساخته شده باشد.
• نوع پمپ: معمولاً از پمپ‌های غوطه‌ور یا پمپ‌های سانتریفیوژ استفاده می‌شود.

نکات کلیدی برای انتخاب پمپ بویلر

1. تحلیل نیاز: قبل از انتخاب پمپ، نیازهای دقیق سیستم بویلر را تحلیل کنید. این شامل ظرفیت، فشار و دما می‌شود.
2. کیفیت مواد: از پمپ‌هایی استفاده کنید که از مواد با کیفیت و مقاوم در برابر شرایط کاری ساخته شده‌اند.
3. برند و تأمین‌کننده: انتخاب برندهای معتبر و تأمین‌کنندگان با تجربه می‌تواند به افزایش عمر و کارایی پمپ کمک کند.
4. نگهداری و خدمات پس از فروش: اطمینان حاصل کنید که تأمین‌کننده خدمات پس از فروش و نگهداری مناسب را ارائه می‌دهد.

 

ديگ‎های بخار در اغلب کارخانه ها وجود دارد و کاربرد آن در فرآیند تولید صنعتی می باشد. همچنین وجود افراد متخصص و آشنا به عملکرد مجموعه‎های مولد بخار و حرارت نیز، جهت بهره برداری منظم و مستمر از ديگ‎های بخار بسیار جزو الزامات می باشد.

بویلر چیست و چگونه کار می‌کند؟

بویلر، که به آن دیگ بخار نیز گفته می‌شود، یک دستگاه صنعتی است که برای تولید بخار از آب با استفاده از سوخت‌های مختلف طراحی شده است. این بخار معمولاً در فرآیندهای صنعتی، گرمایش، و تولید برق مورد استفاده قرار می‌گیرد. بویلرها به دلیل کارایی بالا و قابلیت تولید بخار با فشار و دماهای مختلف، در صنایع گوناگون کاربرد دارند.

انواع بویلرها

بویلرها به طور کلی به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

1. بویلرهای آبی (Water Tube Boilers):
   • در این نوع بویلرها، آب در لوله‌ها جریان دارد و حرارت از طریق دیواره‌های بویلر به آب منتقل می‌شود. این نوع بویلرها معمولاً برای تولید بخار با فشار بالا و در صنایع بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرند.
2.  بویلرهای آتش‌نشانی (Fire Tube Boilers):
   • در این بویلرها، گازهای داغ ناشی از احتراق سوخت از طریق لوله‌ها به آب منتقل می‌شوند. این نوع بویلرها معمولاً برای کاربردهای کوچک و متوسط مناسب هستند.

کاربردهای بویلر

بویلرها در صنایع مختلف کاربردهای متنوعی دارند، از جمله:

• صنعت تولید برق: بویلرها به عنوان بخشی از نیروگاه‌ها برای تولید بخار و در نتیجه تولید برق استفاده می‌شوند.
• صنعت غذایی: در فرآیندهای پخت و پز، استریل کردن و تولید بخار برای فرآوری مواد غذایی، بویلرها نقش مهمی دارند.
• صنعت پتروشیمی: بویلرها در تولید بخار برای فرآیندهای شیمیایی و تولید محصولات پتروشیمی استفاده می‌شوند.
• سیستم‌های گرمایشی: بویلرها در سیستم‌های گرمایش مرکزی برای تأمین گرما در ساختمان‌ها و تأسیسات بزرگ به کار می‌روند.

مزایای استفاده از بویلر

• کارایی بالا: بویلرها می‌توانند بخار با فشار و دمای بالا تولید کنند که این امر به افزایش کارایی فرآیندهای صنعتی کمک می‌کند.
• انعطاف‌پذیری: بویلرها می‌توانند با انواع سوخت‌ها از جمله گاز، نفت، زغال‌سنگ و بیوماس کار کنند.
• کاهش آلودگی: با استفاده از تکنولوژی‌های پیشرفته، بویلرها می‌توانند به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و آلودگی هوا کمک کنند.

نکات ایمنی

استفاده از بویلرها نیاز به رعایت نکات ایمنی خاصی دارد. از جمله این نکات می‌توان به بررسی منظم فشار و دما، نگهداری صحیح و استفاده از تجهیزات ایمنی مانند شیرهای اطمینان اشاره کرد. عدم رعایت این نکات می‌تواند منجر به حوادث جدی شود.

بویلرها به عنوان یکی از اجزای کلیدی در صنایع مختلف، نقش مهمی در تولید بخار و انرژی ایفا می‌کنند. با توجه به تنوع در انواع و کاربردهای بویلر، انتخاب مناسب برای هر صنعت می‌تواند به بهینه‌سازی فرآیندها و کاهش هزینه‌ها کمک کند.

 

به همین دلیل شرکت تامین تجهیزات آوادیس به عنوان یک مشاور باتجربه با هدف ارائه بهترین راهکار برای طراحی و نصب سیستم‎های پمپاژ در بویلرهای صنعتی، راهنمای انتخاب پمپ برای بویلرهای صنعتی را گرد آوری نموده و به صورت رایگان در دسترس قرار داده است.

توجه این مقاله در خصوص انتخاب بویلر پمپ توسط شرکت تامین تجهیزات آوادیس (نماینده انحصاری پمپ های سی ان پی در ایران) تهیه گردیده است و در صورت کپی برداری کلیه حقوق مادی و معنوی آن با ذکر منبع اخذ بلامانع است.

انواع بویلر

سه نوع اصلی دیگ بخار وجود دارد:

• دیگ بخار روغن حرارتی
• دیگ آب گرم
• دیگ بخار

باید توجه شود که پمپ های مورد استفاده برای انوع دیگ بخار بسیار با یکد یگر متفاوت هستند. در  ادامه هر یک از انواع دیگ‎های بخار تشریح می‎شود.

سیستم‎های بویلر             

• دیگ آب گرم

دیگ های بخار آب گرم معمولا برای گرمایش ساختمان های مسکونی و ادرای صنعتی  مورد استفاده قرار می‎گیرند. این نوع از سیستم های برای دمای خروجی تا 140 درجه سانتی گراد مناسب هستند. مزیت استفاده از آب گرم به جای بخار این است که اتلاف  انرژی در این سیستم بسیار پایین تر از سیستم بخار است. شکل 1 طریقه نصب پمپ در بویلر آب گرم را نشان می دهد.

• دیگ روغن حرارتی

در دیگ‎های روغن داغ، به جای بخار یا آب از روغن  داغ برای ایجاد گرما و حرارت مورد نیاز در سیستم  استفاده می‎شود. مزیت استفاده از روغن به جای آب این است که در سیستم‎های روغن حرارتی نیازی نیست روغن به مانند آب و بخار در دمای بالاتر از C ° 100 تحت فشار باشد. روغن در فشار اتمسفر تا دمای C ° 300 همچنان مایع است. در مقابل آب برای جلوگیری از تبخیر به فشاری در حدود 85 بار نیاز دارد. ساخت دیگ‎های روغن حرارتی تقریبا مشابه بویلرهای آب گرم است.

1. دیگ‎های بخار

بخار آب به دلیل محتوای بالای انرژی آن معمولا در فرآیند گرمایش صنعتی استفاده می‎شود. همچنین از بخار آب برای تولید برق در توربین و تمیزکردن ادوات و تجهیزات صنعتی  استفاده می‎ گردد. مزیت بخار نسبت به آب گرم مقدار زیاد انرژی آن و قابلیت آزادسازی گرمای آن در فرآیند چگالش است. این قابلیت اجازه استفاده از مبدل‎های حرارتی کوچک‎تر را از لحاظ حجم و ابعاد می‎دهد.

اجزای بویلر :

هوازدا کندانسور:

مخزن‎های هواگیری و کندانسورها تنها در بویلرهای بخار آب مورد استفاده قرار می‎گیرند. ساختمان این دو مخزن تقریبا بسیار شبیه  به یکدیگر است. اما همانطور که از نام آن‎ها پیداست هرکدام کاربرد جداگانه دارند. دو قانون کلی برای طراحی این نوع مخازن وجود دارد:

• حرارتی

2- خلاء

طراحی مخازن بستگی به نوع بویلری است که استفاده می‎شود.

قانون حرارتی:

یک مخزن که با استفاده از قانون حرارتی طراحی شده است توسط یک شیر به اتمسفر وصل می‎شود. این طراحی معمولا در طرح‎های کوچک به کار می‎رود. در اینجا از بخار برای رساندن دمای آب به حدود C ° 105 استفاده می‎شود که هوا را از آب جدا می‎کند. دمای C ° 105 به این دلیل است که شیر دریچه هوا نصب شده در مخزن هوازدا یا کندانسور به فشار حدود 0.2 بار (فشار مطلق 1.2 بار) نیاز دارد. این بدین معنی است که آّب در دمایی بالاتر از دمای C ° 100 که دمای نرمال جوشش آب در فشار اتمسفر است به جوش می‎آید. در کنار شیر دریچه هوا یک شیر خلاءشکن هم نصب شده است که از عدم وجود خلاء در سمت مخزن اطمینان حاصل شود. اگر این شیر نصب نشود هنگام اضافه کردن آب سرد خلاء اتفاق می‎افتد.

قانون خلاء:

در اینجا یک پمپ دافع مورد استفاده قرار می‎گیرد تا در مخزن ایجاد خلاء کند. خلاء سبب می‎شود که آب در دماهای پایین به جوش آید و هوا از آن جدا شود. این قانون در توربین‎های بخار مورد استفاده قرار می‎گیرد.

 

هوازدا:

یک هوازدا (شکل 4) برای کاهش مقادیر اکسیژن و دی‎اکسید کربن در آب تغذیه بویلر استفاده می‎شود تا از بویلر در برابر خوردگی محافظت کند. بر اساس ساختار هوازدا می‎توان مقادیر اکسیژن و دی‎اکسید کربن را تا کمتر از 0.02 میلی‎گرم در هر لیتر برای اکسیژن و 0 برای دی اکسید کربن کاهش داد.

کندانسور:

یک کندانسور (شکل 5) برای این است که تمام بخار قبل از پمپ شدن به محفظه هوازدا و بویلر چگالش شود.

اکونومايزر ( Economizer ):

پس از اینکه گازهای کوره قسمتی از حرارت خود را به لوله های آب یا دیواره های آبی و سوپرهیتر و ری هیترها می دهند، هنوز مقدار قابل توجهی انرژی حرارتی دارند. اگر این انرژی به همراه گازهای حاصل از احتراق از دودکش تخلیه شود، از نظر اقتصادی و از نظر راندمان دیگ بخار، مقرون به صرفه نخواهد بود. به همین جهت از طریق یک اکونومایزر، از حرارت باقیمانده استفاده می کنند. چون برای صرفه جویی در مصرف، سوخت این قسمت را به دیگهای بخار اضافه کرده اند، آن را صرفه جویی کننده یا اکونومایزر لقب داده اند. با توجه به محل نصب اکونومایزرها ملاحظات مربوط به انتخاب پمپ تغییر می‎کند.

اکونومایزر در صنایع دریایی (MARINE)

با توجه به شکل زیر مشخصه‎های پمپ گردش باید باید بر اساس فشار و دمای بویلر تعیین شود. در این حالت نیازی نیست پمپ گردش هد بالایی داشته باشد بلکه باید به افت فشار در مبدل حرارتی (اکونومایزر) غلبه کند.

اکونومایزر در بویلرهای زمینی

اکونومایزر استفاده شده در بویلرهای زمینی از گازهای اتلافی بویلر استفاده می‎کند. آب گردشی در اکونومایزر معمولا توسط پمپ تغذیه اصلی تامین می‎شود. دودکش همچنین شامل یک bypass است تا گازهای اتلافی اطراف مبدل حرارتی حرکت کند.

پمپ‎های بویلر:

برای کاربردهای مختلف بویلر پمپ‎های مختلفی وجود دارد. در این قسمت نحوه انتخاب و کنترل پمپ‌‎های مختلف تشریح می‎شود. معمولی‎ترین کاربردهای پمپ در بویلر پمپ تغذیه، پمپ کندانسور و پمپ انتقال است.

پمپ تغذیه بویلر:

تغذیه بویلر معمولا به 4 روش انجام می‎شود:

• کنترل روشن/خاموش
• شیر تغذیه مستقیم
• شیر تغذیه مستقیم و پمپ دور متغیر
• پمپ دور متغیر بدون شیر تغذیه

 

در ادامه هر یک از این 4 روش توضیح داده می‎شود:

 

کنترل روشن / خاموش:

در کنترل روشن / خاموش پمپ توسط یک سنسور سطح یا سنسور اختلاف فشار روشن/خاموش می‎شود. وقتی سطح آب به مقدار پمپ روشن می‎رشد پمپ شروع به کار کرده و مقادیر زیادی از آب سرد را به درون بویلر پمپ می‎کند. این کار سبب کاهش کیفیت بخار و افت فشار آن می‎شود.

مزایا:

• قیمت مناسب
• راحتی نصب
• بدون bypass

معایب:

• تولید بخار با کیفیت پایین

 

شیر تغذیه مستقیم:

در این حالت سطح آب در بویلر توسط یک شیر تغذیه کنترل می‎شود. شیر تغذیه توسط یک سنسور سطح یا اختلاف فشار کنترل می‎شود. شیر تغذیه مقدار آب ورودی به سیستم را کنترل می‎کند که با مصرف بخار تنظیم می‎شود. در این حالت پمپ به صورت مداوم کار می‎کند. سیستم به صورت روان کار می‎کند که برای انواع مختلف بویلرهای بخار مناسب و ایده‎آل است.

مزایا:

• همانطور که گفته شد تغذیه بویلر با مصرف بخار تنظیم می‎شود.

معایب:

• کار مداوم (مصرف زیاد انرژی)
• Bypass
• شیر تغذیه گران است
• افت فشار در شیر تغذیه

 

شیر تغذیه مستقیم و پمپ دور متغیر:

در این سیستم سطح آب توسط یک شیر تغذیه کنترل می‎شود. . شیر تغذیه توسط یک سنسور سطح یا اختلاف فشار کنترل می‎شود. شیر تغذیه مقدار آب ورودی را کنترل می‎کند که با توجه به مصرف بخار تنظیم می‎شود. این طراحی سبب می‎شود که پمپ تغذیه به طور مداوم عمل کند. سیستم به صورت روان کار می‎کند که برای انواع مختلف بویلرهای بخار ایده‎آل است.

 

مزایا:

• همانطور که گفته شد تغذیه بویلر با مصرف بخار تنظیم می‎شود.
• ذخیره انرژی در عملکرد پمپ
• اختلاف فشار ثابت در شیر تغذیه

معایب:

• Bypass
• شیر تغذیه گران است
• افت فشار در شیر تغذیه

پمپ دور متغیر  بدون شیر تغذیه:

 

در این سیستم سطح آب در بویلر مستقیما توسط تغییر دور پمپ بدون استفاده از شیر تغذیه کنترل می‎شود. پمپ‎ها توسط یک سنسور سطح یا اختلاف فشار کنترل می‎شوند. در این روش ورودی آب با توجه به مصرف بخار کنترل می‎شود. سیستم به صورت روان کار می‎کند و برای تمامی بویلرهای بخار مناسب است.

مزایا:

• تنظیم مقدار آب مورد نیاز بویلر با توجه به مصرف بخار
• صرفه‎جویی در مصرف انرژی
• بدون افت فشار در شیر تغذیه
• عدم نیاز به خرید شیر تغذیه گران‎قیمت

معایب:

• نیاز به start-up بسیار دقیق

پمپ‎های کندانسور:

پمپ‎های کندانسور روشن/خاموش:

این پمپ‎ها وظیفه انتقال آب تغذیه از مخزن کندانسور به هوازدا را دارند. این سیستم عموما به روش روشن و یا خاموش توسط یک سنسور سطح در هوازدا کنترل می‎شوند.

مزایا:

• ارزان‎قیمت
• نصب آسان

پمپ‎ها و محاسبات طراحی:

قبل از انجام محاسبات مربوط به پمپ سه فاکتور زیر باید در نظر گرفته شود:

• کاویتاسیون:

اگر آب موجود در مخزن هوازدا یا کندانسور دمای بالایی داشته باشد، پمپاژ آن بدون پدیده کویتاسیون مشکل است. هرچه دما بالاتر رود احتمال اتفاق افتادن کویتاسیون بیشتر می‎شود. چرا که در پره اول مکش آب سبب افت فشار شده و آب تبدیل به بخار می‎شود. با افزایش فشار در پمپ و تبدیل بخار به قطرات آب کویتاسیون اتفاق می‎افتد.

برای جلوگیری از این اتفاق مخزن هوازدا/کندانسور چندین متر بالاتر از پمپ قرار می‎دهند تا مقدار فشار ورودی تا حد امکان بیشتر شود.

 

• آب‎بند شفت:

برای پمپ‎هایی که از مخزن خلاء پمپ می‎کنند خطر نفوذ هوا به پمپ از آب‎بند شفت وجود دارد. این پدیده زمانی اتفاق می‎افتد که دو پمپ تغذیه به صورت موازی به عنوان پمپ‎های آماده به کار قرار دارند. در این حالت احتمال دارد که پمپ آماده به کار اجازه عبور هوا از آب‎بند مکانیکی خود به علت خلاء موجود در تانک هوازدا/کندانسور را بدهد. برای حل این مشکل از پمپ‎هایی با دو آب‎بند شفت استفاده می‎شود.

 

• محاسبات پمپ:

در اروپا، برای انجام محاسبات پمپ از معیار EN 12952-7 استفاده می‎شود. ممکن است در کشورهای دیگر از استاندارد دیگری برای انجام این کار استفاده شود.

 

ضریب اطمینان جریان با توجه به معیار EN 12952-7:

ظرفیت پمپ تغذیه باید حداقل 1.25 برابر بخار خروجی مجاز در تمامی بویلرهای بخار باشد. به دلیل مسائل امنیتی 1.15 برابر بیشترین نرخ مداوم کافی است.  اگر در یک بویلر آب به طور مداوم در حجم‎ بالاتر از 5% بخار خروجی مجاز، برگشت داشته باشد، ظرفیت پمپ تغذیه باید به همین درصد افزایش یابد. به عنوان مثال اگر مقدار برگشت 8% بخار خروجی مجاز باشد ظرفیت پمپ تغذیه باید 8% افزایش یابد.

ضریب اطمینان فشار با توجه به معیار EN 12952-7:

پمپ تغذیه باید توانایی تامین آب تغذیه هم در بیشترین فشار مجاز و هم 1.1 برایر فشار کاری مجاز را در بویلر بخار داشته باشد.

مثال برای محاسبات جریان و هد:

اطلاعات زیر از یک بویلر مثل شکل زیر به دست آمده است:

همان‎طور که از شکل بالا پیداست دمای C° 175در مسئله دمای بخار در خروجی بویلر است. این اطلاعات برای طراحی پمپ کافی نیست. برای انجام محاسبات طراحی مقدار دما در هوازدا اهمیت دارد.

از جدول بخار برای آب در دمای C° 104 داریم:

برای انجام محاسبات باید تبدیل واحدهای مربوطه را انجام دهیم:

با اعمال ضرایب اطمینان از معیار EN 12952-7 مقدار هد و دبی پمپ به دست می‎آید:

همه مقادیر مربوط به پمپ محاسبه شده است و می‎توانیم پمپ مورد نظر را انتخاب کنیم. باید توجه شود که نیازی نیست پمپ‎ها هر دو شرایط فشار و جریان را در یک زمان داشته باشند بلکه باید به صورت زیر عمل شود:

• حالت اول: جریانm³/h  26.1 در mVs 133.4
• حالت دوم: هد mVs 146.7 در m³/h  20.9

از این دو حالت پمپی مانند پمپ بالا انتخاب می‎کنیم چرا که توانایی تامین آب در هر دو حالت را دارد.

جدول بخار آب:    

 

به دلیل وجود پمپ های بی کیفیت و قطعات مشابه و تقلبی در بازار پیشنهاد میگردد کلیه قطعات مورد نیاز خود را به صورت پک اصلی و اورجینال از ما و یا نمایندگی های مجاز ما تهیه فرمایید.

این مقاله در باره نحوه انتخاب پمپ های بویلر توسط شرکت تامین تجهیزات آوادیس (نماینده انحصاری پمپ های سی ان پی در ایران) تهیه و گرد آوری گردیده است و در صورت کپی برداری کلیه حقوق مادی و معنوی آن با ذکر منابع اخذ بلامانع است.

انتخاب پمپ مناسب برای بویلرها یک فرآیند مهم است که نیاز به دقت و توجه به جزئیات دارد. با در نظر گرفتن انواع پمپ‌ها و مشخصات فنی آن‌ها، می‌توانید بهترین گزینه را برای سیستم بویلر خود انتخاب کنید. این انتخاب نه تنها به بهبود کارایی سیستم کمک می‌کند، بلکه می‌تواند به کاهش هزینه‌ها و افزایش عمر تجهیزات نیز منجر شود.