whatsapp call admin

مقاله پتانسیل های صرفه جویی سوخت و کاهش گازهای آلاینده در سیستم احتراق موتورخانه های خانگی

word قابل ویرایش
17 صفحه
10700 تومان
107,000 ریال – خرید و دانلود

پتانسیل های صرفه جویی سوخت و کاهش گازهای آلاینده در سیستم احتراق موتورخانه های خانگی
چکیده
بخش خانگی ، تجاری و عمومی با اختصاص بیش از ۴٠ درصد از کل مصرف انرژی کشور به عنوان یکی از اصلی ترین مصرف کنندگان نهایی انواع حامل های انرژی شناخته می شود. در بسیاری از موارد در ساختمانهای مسکونی از سیستم حرارت مرکزی (شوفاژ) برای تولید انرژی گرمایشی استفاده می شود. بررسی نتایج پروژه های “بهینه سازی ١٠٠٠ دستگاه مشعل خانگی ” و “بهینه سازی مصرف سوخت در موتورخانه های ۵٠٠٠ ساختمان مسکونی ” نشانگر وضعیت اسفناک موجود در موتورخانه های کشور می باشد. با اصلاح مدار آب در گردش (شستشو، دوده زدایی و درزگیری دیگ آب گرم )، اصلاح مدار سوخت و احتراق (بازبینی و اصلاحات اولیه خط سوخت ، سرویس مشعل و تنظیم دقیق مشعل ) و اصلاح مسیر خروج محصولات احتراق (دودکش ) در موتورخانه های مورد بررسی ، به طور میانگین ضمن کاهش ٢١.۵ درصدی مصرف سوخت ، غلظت مونواکسید کربن که متوسط آن بوسیله دستگاه آنالیز گاز ۸۱۱ppm اندازه گیری شده بود پس از تنظیم مشعل با کمک دستگاه آنالیز گاز به ۱ ppm۵۴ تقلیل یافت . بنابر آمار موجود ١٠.٣ درصد خانوارهای شهری و ٠.۴٩ درصد خانوارهای روستایی از سیستم حرارت مرکزی (شوفاژ) استفاده می کنند. بررسی ها نشان می دهد اجرای طرح های بهینه سازی موتورخانه های مسکونی در سطح کشور منجر به کاهش سالانه m٨٢۶٨١٧٢۴۴٣ از مصرف گاز و کاهش سالانه kg۴٢٣٨۴٩٨٠ از تولید گاز مونواکسید کربن خواهد گردید.

مقدمه
بخش خانگی ، تجاری و عمومی با اختصاص بیش از ۴٠ درصد از کل مصرف انرژی کشور به عنوان یکی از اصلی ترین مصرف کنندگان نهایی انواع حامل های انرژی شناخته می شود [١]. رشد فزاینده مصرف انرژی در این بخش (در حدود ١٠ درصد) و احتمال خروج ایران از اوپک تا ده سال آینده در صورت ادامه روند کنونی مصرف بی رویه انرژی در بخش های مختلف [٢] لزوم و اهمیت بیش از پیش مصرف بهینه را نمایان می سازد. بیش از ١۵ میلیون واحد مسکونی در کشور وجود دارد که سالانه به طور میانگین به ازای هر متر مربع ٣٠ متر مکعب گاز برای گرمایش آنها مصرف می شود. این در حالی است که این سرانه در کشورهای اروپایی که هوای سردتری نسبت به ایران دارند در حدود ۵.۵ متر مکعب می باشد [٣]. مصرف بخش خانگی در کشور ما به گونه ای است که در سرمای بی سابقه دی ماه زمستان ١٣٨۶، سهم این بخش از مصرف گاز کل کشور حتی به ٨٩.٢ درصد نیز رسید
.[۴]
افزایش بهره وری انرژی و کاهش تلفات در یک ساختمان مستلزم کنترل مراحل مختلف اعم از مرحله تولید انرژی گرمایشی یا سرمایشی ، مرحله انتقال ، مرحله توزیع و مصرف در تجهیزات نهایی است و در واقع راندمان کل از حاصلضرب راندمان هر کدام از این مراحل در یکدیگر بدست می آید. لذا کاهش راندمان هر کدام از این مراحل منجر به کاهش راندمان کل خواهد شد.
در بسیاری از موارد در ساختمانهای مسکونی از سیستم حرارت مرکزی (شوفاژ) برای تولید انرژی گرمایشی استفاده می شود. خوشبختانه در کشور ما با حمایت های دولتی صورت گرفته اقداماتی چون استفاده از پنجره های دوجداره ، شیرهای ترموستاتیک رادیاتور، کنترل هوشمند موتورخانه ، عایقکاری دیوارها و لوله ها و … منجر به کاهش چشمگیر تلفات انرژی در مراحل انتقال تا مصرف نهایی انرژی در یک ساختمان شده اند.
اما متاسفانه در قسمت موتورخانه ها و به طور خاص سیستم احتراق آن (دیگ ، مشعل و دودکش ) تا کنون اقدام موثر و فراگیری صورت نپذیرفته است . در این مقاله با بررسی نتایج پروژه های مرتبط انجام گرفته در کشور، پتانسیل های موجود برای کاهش مصرف سوخت و گازهای آلاینده در موتورخانه های بخش مسکونی مورد بررسی قرار می گیرد.
سوابق و نتایج طرح های بهینه سازی سیستم احتراق موتورخانه ها
در سال ١٣٨١ پروژه ای با عنوان “بهینه سازی ١٠٠٠ دستگاه مشعل خانگی ” و در سال ١٣٨٣ پروژه ای با عنوان “بهینه سازی مصرف سوخت در موتورخانه های ۵٠٠٠ ساختمان مسکونی ” توسط شرکت بهینه سازی مصرف سوخت تعریف و به اجرا گردید. در این پروژه تیم های اجرایی با مراجعه به
موتورخانه ها ضمن ثبت مشخصات فنی ، با استفاده از دستگاه آنالیز گاز، مشعل را به گونه ای تنظیم می کردند که با قرار گرفتن در محدوده بهینه پارامترهای احتراق اعم از درصد هوای اضافه ، مونواکسید کربن و … میزان مصرف سوخت مشعل ها به حداقل ممکن برسند.
بررسی نتایج این پروژه ها نشانگر وضعیت اسفناک موجود در موتورخانه های کشور می باشد. عدم رعایت استانداردها در ساختمان موتورخانه ، چیدمان نامناسب تجهیزات ، کارکرد نامناسب تجهیزات و عدم سرویس به موقع آنها و از همه مهمتر تنظیم نبودن مشعل و مکش نامناسب دودکش در موتورخانه های مورد بررسی از عواملی هستند که منجر به مصرف بیش از حد سوخت در این موتورخانه ها می گردند.

با اجرای طرح بهینه سازی در این موتورخانه ها، به طور میانگین ضمن کاهش ٢١.۵ درصدی مصرف سوخت (که از مقایسه قبوض گاز در دوره های زمانی قبل و بعد از اجرای طرح حاصل شده است )، حجم قابل توجهی از گاز مونواکسید کربن خروجی از دودکش موتورخانه ها نیز کاسته شد. به صورت دقیق تر میانگین غلظت مونواکسید کربن که متوسط آن بوسیله دستگاه آنالیز گاز ppm٨١١ اندازه گیری شده بود پس از تنظیم مشعل با کمک دستگاه آنالیز گاز به ppm۵۴ تقلیل یافت . در جدول ١ غلظت مونواکسید کربن در دودکش موتورخانه های مورد بررسی بر حسب نوع کاربری ساختمان ارائه گردیده است .

مراحل عملی بهینه سازی سیستم احتراق موتورخانه ها
در پروژه های پیشین اشاره شده ، بویژه در پروژه «بهینه سازی ۵٠٠٠ واحد موتورخانه در سطح کشور» مراحل اصلی زیر در موتورخانه های تحت پوشش طرح به اجرا در آمدند:
تهیه شناسنامه فنی موتورخانه
در این مرحله ، پس از ممیزی اولیه و صورت برداری از تجهیزات ، برای هر یک از موتورخانه ها یک کتابچه فنی ، شامل موارد زیر تهیه گردید:
مشخصات فنی تجهیزات موجود در موتورخانه
برچسب انرژی برای موتورخانه که تعیین کننده وضعیت ده ها پارامتر مؤثر بر عملکرد تأسیسات و مقایسه آنها با وضعیت استاندارد می باشد.
دستورالعمل نگهداری و سرویس صحیح تجهیزات یکی از بزرگترین محاسن تهیه این شناسنامه فنی این بود که در صورت نیاز به انجام هر گونه اصلاحات و عملیات اجرایی ، کلیه اطلاعات و مستندات لازم ، در دسترس بوده و نیازی به مطالعه و بررسی گسترده نبود.

اصلاح مدار آب در گردش (شستشو، دوده زدایی و درزگیری دیگ آب گرم )
بخش ابتدایی و نقطه شروع در مدار آب گرم در گردش ، دیگ آب گرم می باشد. در ضمن ، دیگ به همراه مشعل و دودکش ، تشکیل دهنده مجموعه احتراق هستند که نقش اساسی در بهره وری سوخت و بازدهی موتورخانه دارد. بنابراین بالا بردن راندمان و برطرف نمودن ایرادهای دیگ آب گرم یکی از ضروری ترین عملیات اصلاحی در موتورخانه می باشد. انتقال حرارت از محصولات احتراق به آب از طریق سطوح فلزی (جداره داخلی و خارجی لوله های آب یا آتش ) صورت می گیرد. جنس ، ضخامت ، مساحت مجموع و کیفیت سطوح ، پارامترهای تأثیرگذار بر انتقال حرارت هستند. تشکیل لایه دوده روی سطوح مجاور آتش و رسوبات روی سطوح مجاور آب ، سبب کاهش انتقال حرارت و پایین آمدن راندمان دیگ می شود. تشکیل لایه دوده به ضخامت mm ٠.٨ می تواند نرخ انتقال حرارت را به اندازه ٩.۵ درصد و لایه ای به ضخامت mm ۴.۵، آن را به اندازه ۶٩ درصد کاهش دهد
[۵]. لذا در این طرح ، شستشو و دوده زدایی دیگهای آب گرم انجام گردید.
علاوه بر آن در بسیاری از موارد، به دلیل مونتاژ نادرست ، فاصله هایی بین پره های دیگ های چدنی وجود داشت . باید توجه داشت که وجود فاصله بین پره ها چندین اثر منفی را به دنبال دارد [۶و٧]:
به دلیل فشار منفی در داخل دیگ ، در هنگام خاموش بودن مشعل ، هوای سرد به سرعت به داخل فضای آتشدان (کوره ) نفوذ کرده و سبب خنک شدن سریع دیگ می شود. لذا مصرف سوخت به مقدار قابل توجهی افزایش می یابد.
در هنگام روشن بودن مشعل ، وجود درز بین پره ها سبب به هم خوردن فشار داخل محفظه احتراق و به تبع آن اختلال در پارامترهای احتراق مانند دمای شعله ، شکل شعله ، نسبت هوا به سوخت ، ترکیب محصولات احتراق ، بازدهی مشعل و . . .
می شود.
وجود درز بین پره ها سبب تشدید صوت (رزونانس ) و تولید سر و صدای زیاد در هنگام روشن بودن مشعل می شود.
وجود درز بین پره ها سبب آسیب دیدن روپوش و عایق دیگ و آلودگی هوای موتورخانه و نیز افزایش دما و رطوبت فضای موتورخانه خواهد شد.
بنابراین در این مرحله ، درزبندی کامل دیگهای چدنی با خمیر مخصوص صورت پذیرفت .
اصلاح مدار سوخت و احتراق (بازبینی و اصلاحات اولیه خط سوخت ، سرویس مشعل و تنظیم دقیق مشعل )
در این مرحله ، ابتدا خط سوخت رسانی به مشعل مورد بازبینی قرار گرفته و اصلاحات اولیه مانند تعویض فیلتر گاز، تعویض شیلنگ گاز (در صورت نیاز)، تنظیم رگولاتور و سرویس پمپ گازوییل انجام گردید. پس از آن نوبت به بازبینی و سرویس کامل مشعل می رسید که بوسیله تکنسین مجرب و آموزش دیده انجام می گردید. گام بعدی ، تنظیم دقیق شعله از نظر «دبی گاز مصرفی » (متناسب با ظرفیت حرارتی دیگ و نیاز حرارتی ساختمان ) و نیز «نسبت هوا به سوخت » ورودی مشعل (شکل ٢) بود.

شکل ٢: نمودار شماتیک نحوه تغییرات ترکیب گازهای احتراق بر حسب نسبت سوخت به هوا [٨]
این عمل یک بار دیگر پس از اتمام مرحلۀ اصلاح مسیر خروج محصولات احتراق و با کمک دستگاه آنالیز محصولات احتراق اجرا گردیده و سامانه آماده بهره برداری می شد.
اصلاح مسیر خروج محصولات احتراق (دودکش )
دودکش ، سومین جزء از مجموعه احتراق سوخت (مشعل دیگ دودکش ) است که شاید بتوان گفت به اندازه دو جزء دیگر اهمیت دارد؛ زیرا معمولا بیشترین اتلاف انرژی حرارتی حاصل از سوخت از طریق دودکش صورت می گیرد. کنترل شرایط دودکش از دو جنبه اهمیت دارد: اول آنکه خروج محصولات احتراق با دمای بالا و حجم زیاد به معنای خروج انرژی حرارتی و هدر رفتن هزینه و سرمایه است . دوم آنکه در صورت عدم تنظیم صحیح مشعل و تولید گازهای آلاینده ، آنچه سبب ورود مستقیم یا نشت این آلاینده ها به داخل محیط زندگی و کار افراد می شود، طراحی غلط ، گرفتگی ، فرسودگی و یا جریان معکوس در دودکش می باشد.
مهمترین عوامل مؤثر در عملکرد صحیح دودکش عبارتند از «طراحی صحیح متناسب با شرایط دیگ و مشعل »، شامل ابعاد، شکل مسیر، ارتفاع ، زانوها و . . . ، «جنس دودکش » و « قدرت مکش دودکش ». چنانچه طراحی اولیه دودکش به نحو صحیح انجام شده باشد، قدرت مکش آن مناسب بوده و نیازی به اصلاح ندارد. اما در بیشتر موارد به دلایل مختلف با دو پدیده «مکش ناکافی » و « مکش بیش از حد» در دودکش مواجه هستیم . پدیده دوم بسیار متداول تر است و سبب تشدید اتلاف انرژی ، چه در زمان خاموش بودن و چه در زمان روشن بودن مشعل ، همچنین به هم خوردن پارامترهای احتراق در زمان روشن بودن مشعل می شود.
در پروژه های مورد اشاره با نصب قطعه ای به نام دمپربارومتریک (شکل ٣) در مسیر دودکش ، فشار داخل دودکش متعادل می گردید. نصب دمپربارومتریک سبب مهار مکش بیش از حد دودکش شده و به تهویه هوای موتورخانه کمک می کند.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 10700 تومان در 17 صفحه
107,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد