|
مطالب این صفحه توسط تیم فنی شرکت فروزان شعله تهیه گردیده است. کپی برداری و انتشار مطالب به هر نحو تنها با ذکر منبع مجاز میباشد. |
سیستمهای کنترل الکترونیکی هوشمند در کنترل فرایند احتراق مشعل ها
بخش پنجم
بهینه سازی احتراق
تنظیم میزان هوای اضافی دراحتراق، برای چندین سال یکی از جدیدترین پیشرفت ها در رابطه با مشعل های صنعتی به شمار می رفت. تنظیم اولیه نسبت سوخت به هوا برای انجام این کار ضروریست. تنظیم الکترونیکی ترکیبی سوخت و هوا اولین راهکار برای ارائه امکانات مناسب و مقرون به صرفه جهت اجرای این سیستم بود. امروزه با امکان سنجش میزان O2 در گازهای حاصل از احتراق می توان به صورت الکترونیکی منحنی هوا یا سوخت را تنظیم کرد همچنین این سیستم میتواند با تاثیرمتغیرهای مختلف، شرایط احتراق را به صورت Online تنظیم کرده و شرایط احتراق با راندمان بالا را فراهم سازد.
متغیرهای کلیدی در بهینه سازی یک سیستم احتراق عبارتند از:
هوا:
- دما
- فشار
- رطوبت
سوخت:
- ارزش حرارتی
- دما
- چسبندگی در سوخت مایع
- چگالی در سوخت مایع
- نوسانات فشار در سوخت گاز
طراحی:
- مشعل
- دیگ بخار
سیستم مکانیکی:
- دامنه خطای مکانیکی دمپرهاو شیرها
بنا به دلایل ایمنی و وجود متغییر های ذکر شده مشعلها وسیستمهای احتراق نیاز به هوای احتراق بیشتر از آنچه در شرایط احتراق ایده آل نیاز است دارند. این مقدار هوای اضافی به صورت غیر ضروری حرارت را جذب و به صورت تلفات حرارتی از دودکش خارج میگردد. مقدار هوای اضافی مستقیما جهت تشخیص میزان راندمان عملیات احتراق به کار می رود.
بنابراین استفاده از تجهیزات الکترونیکی به منظور به حداقل رساندن هوای اضافی در سیستم هایی که ظرفیت مشعل هایش در حد متوسط است، تا حد قابل ملاحظه ای باعث صرفه جویی می شود.
همچنین استفاده ازسیستمهای کنترل دور در دمنده هوای مشعل ها، علاوه بر امکان صرفه جویی انرژی الکتریکی، کاهش سرو صدای خروجی را نیز به دنبال خواهد داشت.
اما حتی یک مشعل با تنظیم هوای اضافی به بالاترین سطح ذخیره انرژی نخواهد رسید چرا که هنوز معلوم شدن سطح ایمنی برای احتراق بهینه مورد نیاز است. در سالهای گذشته یک مفهموم کلی برای تنظیم احتراق وجود داشت که به مشعل های گاز سوز اجازه می داد مستقیما در حالت کارکرد بهینه کار کنند(کاهش میزان هوای اضافی تا حدی که مونواکسید کربن در گازهای حاصل از احتراق از حد مجاز بیشتر نشود)
مفهوم کلی تنظیم و کنترل احتراق
اندازی گیری مقدار اکسیژن در گازهای حاصل از احتراق به تنهایی نمی تواند نشان دهنده احتراق کامل باشد. اطلاعاتی از نسبت هیدروژن نسوخته و مونواکسید کربن در گاز دودکش نیز برای این منظور مورد نیاز است. در صورتیکه احتراق کامل رخ دهد، انتشار هیدروژن و مونواکسید کربن با هم در گاز دودکش اتفاق می افتد.
راهکاری که توسط LAMTEC طراحی شده است این موضوع را مد نظر قرار داده است. از مزایایی این سیستم می توان به تنظیم بهتر، به طرز قابل توجهی زمان پاسخ کوتاه تر، جبران هوای نفوذی از جداره ها ، قابلیت اطمینان، قدرت، بی نیازی از نگهداری، صرفه جویی انرژی بیشترو ، برتری نسبت به سیستم های تنظیم O2 و افزایش راندمان بیشتر اشاره کرد. با این راهکار، نیازی به کالیبره کردن یا تنظیم مشعل نیست چراکه سیستم خودش نقطه کارکرد بهینه برای احتراق را تشخیص می دهد. شکل 5 نشان می دهد که چگونه مقدار عددی اکسیژن در گاز دودکش به کمک تنظیم مونواکسید کربن میتواند کاهش یابد.
شکل 5. نمودار منحنی مقدار عددی دلخواه O2 و مقدار واقعی O2 در محدوده CO هنگام استفاده از تنظیم CO
در سال 2004 شرکت LAMTEC به واسطه استفاده ازاین مفاهیم درسیستمهای تولیدی خود برنده جایزه نوع آوری از صنعت گاز آلمان شد.. کنترل یک دیگ بخار یا کوره با سنسورهای گازهای حاصل از احتراق، سطح ایمنی را بهبود می بخشند به صورتیکه تغییر در نسبت سوخت به هوا حتی در مواردی که سیستم های کنترلی قابل اطیمنان هم نمی توانند آنرا تشخیص دهند، شناسایی می شود و بر فرآیند احتراق به صورت دائمی نظارت میگردد.
به صورت طبیعی این عملکرد های کنترلی و نظارتی تا حد زیادی به سنسورهایی که مورد استفاده قرار می گیرند بستگی دارند. در این مورد سنسور های گازهای احتراقی بر پایه دی اکسید زیرکونیوم ارزش خود را به اثبات رسانده اند. این سنسورها قدرت زیاد و زمان پاسخ پایین دارند