در سیستم‌های پیچیده نیروگاه‌های حرارتی با سوخت زغال‌سنگ، لوله‌های تحویل زغال‌سنگ پودر شده وظیفه حیاتی انتقال سوخت پودر شده را به طور ایمن و کارآمد به داخل کوره بر عهده دارند. دمای داخل این لوله ها یک پارامتر اصلی است که به طور مستقیم بر ایمنی و عملکرد اقتصادی دیگ تأثیر می گذارد. نباید خیلی بالا باشد، مبادا باعث انفجار شود. نه خیلی کم، زیرا باعث کاهش راندمان احتراق یا حتی باعث انسداد لوله می شود.
1. مشخصات دمای لوله تحویل: یک محدوده دینامیک
دمای داخل یک لوله تحویل زغال سنگ پودر شده یک مقدار ثابت نیست، بلکه محدوده ای است که به صورت دینامیکی با شرایط عملیاتی تغییر می کند. بر اساس بررسی جامع اطلاعات موجود، دمای کاری معمولی در درجه اول بین 100 درجه تا 270 درجه کاهش می یابد.
دمای عملیاتی معمولی: در طراحی معمولی، لوله باید دمای 100 تا 200 درجه را تحمل کند. در عملیات واقعی، سیستم‌هایی که از انتقال هوای گرم استفاده می‌کنند، دمای بالاتری را نشان می‌دهند-برای مثال، در گیاهانی که آنتراسیت می‌سوزانند، دمای متوسط می‌تواند به 250-270 درجه برسد.
آستانه ایمنی طراحی: برای جلوگیری از احتراق زودرس زغال سنگ پودر شده در لوله، کدهای مربوطه تصریح می کنند که دمای مخلوط هوا و سوخت قبل از مشعل نباید از 160 درجه تجاوز کند. بنابراین، دمای طراحی تجهیزات اغلب شرایط شدیدتری را به همراه دارد. بسیاری از لوله های تحویل و اجزای آنها برای 350 درجه یا حتی 450 درجه طراحی شده اند.
2. عوامل مؤثر در پشت دما: تأثیر متقابل متغیرهای متعدد
دمای لوله تحویل توسط چندین عامل به هم پیوسته تعیین می شود، نه توسط هیچ یک به تنهایی.
روش انتقال: این غالب ترین عامل است. سیستم های انتقال هوای گرم از هوای گرم تقریباً 300 درجه به عنوان وسیله انتقال استفاده می کنند که در نتیجه دمای لوله بالاتر می رود. در مقابل، سیستم‌های انتقال گاز دودکش خشک یا پودر کردن مستقیم در دماهای نسبتاً پایین‌تر عمل می‌کنند.
خواص زغال سنگ: زغال‌سنگ‌های مختلف دارای مواد فرار و رطوبت متفاوتی هستند که نیازهای دمایی خشک کردن و انتقال متفاوتی را تحمیل می‌کنند. زغال‌سنگ‌های با مواد فرار بالا بیشتر مستعد انفجار هستند و بنابراین کنترل دقیق‌تری روی حد درجه حرارت بالا می‌خواهند.
دمای خروجی سیستم پودرسازی: زغال سنگ پودر شده در دمای معینی از آسیاب خارج می‌شود{0}}این به عنوان "نقطه شروع" برای دمای لوله عمل می‌کند. این دمای خروجی تحت تأثیر نوع زغال سنگ، نوع آسیاب و عوامل دیگر است و معمولاً از 65 درجه تا 100 درجه متغیر است.
شرایط محیطی و اتلاف حرارت لوله: در حین حمل و نقل، لوله با محیط اطراف تبادل گرما می کند و باعث کاهش تدریجی دما در طول مسیر می شود. مطالعات نشان می‌دهد که وقتی اختلاف دما بین پودر و محیط از 100 درجه بیشتر شود، یک لوله 100 متری ممکن است کاهش دما بین 10 تا 15 درجه را تجربه کند.
3. چرا کنترل دقیق مهم است: سه هدف کلیدی
کنترل دقیق دمای لوله های تحویل زغال سنگ پودر شده یکی از وظایف اصلی در مدیریت عملیات نیروگاه است و اهمیت آن سه برابر است.
اطمینان از ایمنی و جلوگیری از انفجار: این اولین و مهمترین دلیل است. دمای بیش از حد می تواند باعث شود که زغال سنگ پودر شده به طور خود به خود مشتعل شود یا حتی در حین حمل و نقل منفجر شود و منجر به حوادث شدید شود. بنابراین، دمای مخلوط هوا و سوخت باید به شدت زیر حد ایمنی (مثلاً 160 درجه) حفظ شود.
اطمینان از جریان و جلوگیری از انسداد لوله: اگر دما خیلی پایین باشد، رطوبت زغال سنگ ممکن است به طور کامل تبخیر نشود و باعث چسبیدن زغال سنگ به دیواره لوله و ایجاد انسداد شود. حفظ دمای مناسب برای جریان پذیری خوب سوخت پودر شده ضروری است.
بهبود راندمان و بهینه سازی احتراق: دمای تحویل مناسب به زغال سنگ پودر شده کمک می کند تا به سرعت در هنگام ورود به کوره مشتعل شود و در نتیجه راندمان احتراق و راندمان حرارتی دیگ را افزایش دهد. علاوه بر این، دما یک ورودی کلیدی برای تنظیم توزیع هوای احتراق است.
4. نحوه اندازه گیری دما به طور دقیق: از تماس تا سنجش از راه دور
برای نظارت بر دمای لوله در زمان واقعی، نیروگاه ها از انواع تکنیک های اندازه گیری استفاده می کنند.
اندازه گیری تماس سنتی: رایج ترین روش قرار دادن ترموکوپل با غلاف محافظ مستقیماً در لوله است. با این حال، این روش دارای معایبی است، از جمله اختلال در جریان، حساسیت به فرسایش توسط ذرات زغال سنگ، و این واقعیت که خواندن فقط یک دمای محلی را نشان می دهد.
اندازه گیری پیشرفته بدون تماس / غیر مستقیم: برای غلبه بر این محدودیت ها، صنعت روش های جدیدی را توسعه داده است. به عنوان مثال، اندازه گیری دمای دیواره بیرونی لوله و سپس محاسبه میانگین دمای محیط داخلی با استفاده از مدل های ریاضی. علاوه بر این، برخی از سیستم ها داده های دما را از هر دو بخش بالایی و پایینی دیواره لوله جمع آوری می کنند تا مشخص کنند که آیا رسوب زغال سنگ در داخل رخ داده است یا خیر.
5. خلاصه
دمای لوله تحویل زغال سنگ یک پارامتر حیاتی است که بر کل سیستم پودر شدن در یک نیروگاه حرارتی تأثیر می گذارد. این یک عدد مجزا نیست بلکه نتیجه یک تعامل پیچیده بین روش انتقال، خواص زغال سنگ، شرایط کاری پودرساز، محیط محیط و موارد دیگر است. نظارت دقیق و کنترل دقیق این دما تجسم ایجاد تعادل بین سه هدف اصلی ایمنی، کارایی و صرفه‌جویی است{2}}که واقعاً به عنوان "دماسنج" برای عملکرد ایمن کارخانه عمل می‌کند.
اگر تمرکز خاصی دارید-مانند دما در یک نقطه خاص (به عنوان مثال، خروجی آسیاب یا ورودی مشعل) یا مشکل خاصی مرتبط با دما که با آن مواجه هستید-لطفاً جزئیات بیشتری را ارائه دهید، و من خوشحال خواهم شد که بینش های هدفمند بیشتری را ارائه دهم.
