ليس من الممكن فهم ما إذا كانت الغلاية البخارية اقتصادية أم لا بمجرد النظر إلى استهلاكها للوقود في الساعة. يجب تقييم ضغط البخار الناتج، ودرجة حرارة مياه التغذية، وكفاءة الغلاية، ومعدل عودة المكثفات، وكمية التصريف وكيفية عمل الموقد تحت الحمل معًا. وبالتالي، “كم عدد الأمتار المكعبة من الغاز الطبيعي اللازمة لطن واحد من البخار؟” لا توجد إجابة واحدة للسؤال صالحة لكل منشأة.
الطريقة الصحيحة هي إيجاد صافي الحرارة اللازمة لتحويل طن واحد من مياه التغذية إلى بخار عند الضغط المطلوب وتقسيم هذه القيمة على كفاءة الغلاية الفعلية. وعندما يتم قسمة النتيجة على القيمة الحرارية المنخفضة للوقود، يتم الحصول على الاستهلاك التقريبي للوقود.
المتغيرات الرئيسية التي تحدد تكلفة إنتاج البخار
ضغط البخار
مع زيادة ضغط البخار، تتغير درجة حرارة البخار المشبع ومحتوى الطاقة. في الحساب، لا ينبغي استخدام “غليان طن من الماء” فحسب، بل أيضًا فرق المحتوى الحراري المطلوب لتحويل مياه التغذية من درجة حرارتها الحالية إلى بخار عند الضغط المطلوب.
درجة حرارة ماء التغذية
إن إعطاء الماء بدرجة حرارة 20 درجة مئوية للغلاية لا يماثل إعطاء الماء في نطاق 90-105 درجة مئوية مع مكثف ساخن ودعم مزيل الهواء. تستهلك الغلاية طاقة أقل لمياه التغذية الأكثر سخونة. لهذا السبب، فإن خزان التكثيف وخزان مزيل الهواء ليسا مجرد معدات مساعدة، بل هما أيضًا أجزاء نظام تؤثر على تكلفة التشغيل.
كفاءة الغلاية الفعلية
قد يشير إنتاج الكتالوج إلى ظروف اختبار مثالية أو محددة. تتأثر كفاءة التشغيل الفعلية بنسبة الحمل والهواء الزائد ودرجة حرارة غاز المداخن ونظافة أسطح نقل الحرارة وجودة الوقود وعدد مرات التوقف والتشغيل. ينبغي أخذ معدل تدفق الوقود المُقاس وإنتاج البخار كأساس لحساب التكلفة الدقيق.
معدل إرجاع المكثفات
المكثفات الساخنة العائدة من العملية تعيد الماء والحرارة التي تحتوي عليها. مع زيادة عودة المكثفات، قد تنخفض الحاجة إلى مياه المكياج والمواد الكيميائية لإعداد المياه والوقود. ومع ذلك، لا ينبغي إرسال المكثفات التي تنطوي على خطر التلوث بالزيت أو التلوث الكيميائي للعملية مباشرة إلى المرجل؛ ويجب أن تخضع لمراقبة الجودة.
الخداع وفقدان الخط
ارتفاع معدل التصريف يعني فقدان الماء الساخن والطاقة. كما يتسبب تسرب البخار، والعزل غير الكافي، والمصائد الخاطئة، والبخار المتدفق في الغلاف الجوي في فقدان الطاقة المنتجة في الغلاية قبل وصولها إلى العملية.
صيغة حساب استهلاك الوقود
يمكن إجراء حساب تقريبي باستخدام توازن الطاقة التالي:
كمية الوقود المطلوبة = [معدل تدفق البخار × (إنثالبي البخار − إنثالبي مياه التغذية)] / [كفاءة الغلاية × انخفاض القيمة الحرارية للوقود]
هنا:
- معدل تدفق البخار كجم/ساعة
- قيم المحتوى الحراري كيلوجول/كجم،
- كفاءة الغلاية كقيمة عشرية
- تُقاس القيمة الحرارية المنخفضة للوقود بـ kJ/Nm³ أو kJ/kg.
ينبغي الحصول على القيمة الحرارية المنخفضة الفعلية للوقود من تحليل المورد. إن استخدام قيمة إنترنت ثابتة للغاز الطبيعي يعطي تقديرًا أوليًا فقط، حيث يمكن أن تتغير تركيبة الغاز وشروط الفوترة.
مثال: حساب الغاز الطبيعي لـ 1 طن/ساعة بخار
على سبيل المثال، لنفترض أنه يتم إنتاج البخار المشبع عند حوالي 10 بار، وأن مياه التغذية تبلغ 80 درجة مئوية ويتم قبول كفاءة الغلاية على أنها 90 بالمائة. يجب أن تؤخذ قيم المحتوى الحراري الدقيقة المستخدمة من جدول البخار الحالي. تقريبًا:
- يتم تحديد المحتوى الحراري للبخار المطلوب.
- يتم استخلاص المحتوى الحراري لمياه التغذية عند درجة حرارة 80 درجة مئوية.
- يتم ضرب الفرق بمعدل تدفق البخار 1000 كجم/ساعة.
- يتم تقسيم النتيجة على الكفاءة بنسبة 90 بالمائة.
- يتم تقسيم طاقة الوقود التي يتم الحصول عليها على القيمة الحرارية المنخفضة للغاز الطبيعي، وهو أساس إعداد الفواتير.
توضح هذه الطريقة بوضوح الافتراضات وليس فقط الاستهلاك النظري لجسم المرجل. في المنشأة الفعلية، يجب أيضًا إضافة تكاليف المراوح والمضخات وإعداد المياه واستهلاك المواد الكيميائية والكهرباء والموظفين والصيانة وتكاليف التوقف غير المخطط لها إلى تكلفة طن البخار.
كيف تجد التكلفة الفعلية لطن البخار؟
الطريقة الأكثر موثوقية هي استخدام البيانات المقاسة خلال فترة محددة:
| القيمة المراد قياسها | لماذا هو ضروري؟ |
|---|---|
| إجمالي إنتاج البخار | مقام تكلفة وحدة المنتج |
| استهلاك الوقود وسعر الوحدة | يظهر أكبر تكلفة متغيرة |
| عودة ماء المكياج والمكثفات | يشير إلى فقدان الماء والمواد الكيميائية والحرارة |
| كمية التصريف | تشير إلى فقدان الماء الساخن والطاقة |
| استهلاك الكهرباء | يشمل المراوح والمضخات والأنظمة المساعدة |
| نفقات الصيانة والمواد الكيميائية | تكمل التكلفة الإجمالية للملكية |
| ساعات التشغيل ومعدل التحميل | يكشف عن خسائر التحميل الجزئية |
تكلفة طن البخار = إجمالي نفقات نظام البخار للفترة / صافي طن البخار المنتج في الفترة
من المهم قراءة العدادات في نفس الفترة الزمنية. إذا تم قياس الوقود شهريًا والبخار يوميًا، فقد تكون المقارنة مضللة.
أين يجب أن نبدأ بتقليل استهلاك الوقود؟
الخطوة الأولى ليست شراء غلاية جديدة، بل قياس موقع الخسارة. تشير درجة حرارة غاز المداخن المرتفعة إلى أسطح نقل الحرارة القذرة أو فرصة استعادة الحرارة؛ ارتفاع قيمة الأكسجين يعني المزيد من الهواء؛ قد يشير العائد المنخفض للمكثفات إلى خسائر في جانب العملية.
المجالات الرئيسية للتحسين هي:
- ضبط وقود هواء الموقد وتعديل الحمل
- التنظيف المنتظم للأسطح الناقلة للحرارة
- تقييم حرارة غاز المداخن باستخدام المقتصد،
- استرداد البخار المتكثف والفلاش،
- العزل الصحيح لخطوط البخار والمكثفات
- إزالة المصائد والتسريبات المعيبة
- منع الإنتاج عند ضغط مرتفع غير ضروري
- الإدارة الخاضعة للرقابة لجودة المياه ومعدل التصريف.
ما هي معلومات الاستهلاك التي يجب طلبها عند مقارنة العروض؟
لا ينبغي مقارنة غلايتين فقط على أساس نسبة الكفاءة الاسمية. في العروض، ينبغي السؤال بوضوح عن الظروف التي يتم فيها تحديد سعة البخار، وضغط العمل، ودرجة حرارة مياه التغذية، والقيمة الحرارية المنخفضة للوقود، ومعيار الاختبار، والحد الأدنى للحمل، ونطاق تعديل الموقد، واستهلاك الكهرباء الإضافي.
يتم تقييم نماذج الغلايات البخارية من Hisarmak وفقًا لسعة المنشأة وضغطها وبنية الوقود فيها. يمكن مشاركة بيانات العملية في نموذج طلب الغلايات البخارية للاختيار المسبق.
الأسئلة الشائعة
هل هناك كمية محددة من الغاز الطبيعي لكل طن من البخار؟
لا. الضغط، ودرجة حرارة مياه التغذية، وكفاءة الغلاية، وانخفاض القيمة الحرارية للغاز، والتصريف، وفقدان النظام يغير النتيجة.
هل كفاءة الكتالوج كافية لحساب التكلفة؟
يمكن استخدامه في الحسابات الأولية؛ تعتبر قيم الوقود والبخار وغاز المداخن التي يتم قياسها ميدانيًا أكثر موثوقية بالنسبة لقرارات الميزانية والادخار.
ما سبب أهمية عودة المكثفات؟
المكثفات عبارة عن مياه ساخنة ومنقية. ويمكن أن تؤدي إعادة تدويرها بجودة مناسبة إلى تقليل تكاليف الوقود، وكذلك تكاليف المياه والمواد الكيميائية ومياه الصرف الصحي.
هل يوفر المقتصد نفس التوفير في كل منشأة؟
لا. ولا ينبغي إعطاء النسبة الدقيقة دون فحص درجة حرارة غاز المداخن، وساعات التشغيل، وملف الحمل، ودرجة حرارة مياه التغذية، وحدود التكثيف والتآكل.
الموارد الفنية
- ت.ر. وزارة الطاقة والموارد الطبيعية، التحسين في الأنظمة الصناعية – أنظمة البخار.
- ت.ر. وزارة الطاقة والموارد الطبيعية، تقنيات كفاءة الطاقة في الصناعة.