اکونومایزر

بویلر یا دیگ بخار همان طور که از اسمش پیداست، برای تولید بخار استفاده می شود. هرچه بتوان به ازای یک ورودی انرژی، هزینه و یا هر چیز مشخص دیگر، خروجی بیشتری گرفت، گفته می شود که راندمان بالاتر است. در مورد بویلرها، در صورتی که به ازای مقدار معین سوختی که سوزانده می شود، مقدار بخار بیشتری تولید کرد، راندمان بالاتر خواهد رفت. یا در صورت دیگر، اگر برای تولید یک مقدار معین بخار، مقدار کمتری سوخت مصرف شود، راندمان بالاتر است.

به همین علت، گازهای خروجی از دودکش که دارای دمای بالایی هستند، نباید به راحتی وارد محیط شوند و تلفات حرارتی بالایی داشته باشند. از انرژی حرارتی این گازها می توان برای گرم کردن آب تا دمای مشخصی استفاده کرد. در این حالت به جای استفاده از آب 90 درجه و رساندن آن به دمای اشباع با استفاده از بویلر، از آب 130 درجه استفاده می شود. در واقع گازهای خروجی از دودکش، این اختلاف دما را ایجاد کرده و دمای آب را افزایش می دهند. این فلسفه وجود اکونومایزر در دیگ بخار است.

تعریف اکونومایزر دیگ بخار

اکونومایزر نوعی مبدل حرارتی گاز/مایع است که در بویلر های بخار یا آب گرم، با پیش گرم کردن آب، راندمان بویلر را افزایش داده و منجر به کاهش مصرف سوخت می‌شود. افزودن اکونومایزر به بویلر می‌تواند راندمان بویلر را تا 12 درصد افزایش دهد که در نتیجه کاهش مصرف سوخت را به همراه دارد. نحوه قرارگیری اکونومایزر بسته به ابعاد دیگ و فضای موجود می‌تواند به صورت افقی، عمودی یا استوانه‌ای روی بویلر یا در کنار آن قرار گیرد.

در بویلرهای بخار، گازهای دودکش، شامل محصولات احتراق سوخت و هوا هستند که عمدتا از نیتروژن، دی‌اکسید کربن و بخار آب تشکیل می‌شوند. دمای گازهای خروجی از دودکش عمدتا 60 تا 80 درجه سانتی‌گراد بالاتر از دمای اشباع بخار در فشار بویلر است. با این حساب راندمان بویلر بخار بین 88 تا 91 درصد، در 100 درصد ظرفیت خروجی بویلر است. بنابراین اتلاف بویلر می‌تواند تا 12 درصد باشد. در کشورهای صنعتی با افزایش دمای زمین، قانون گذاران قوانینی را جهت الزامی کردن افزایش راندمان سیستم‌های بخار وضع کرده‌اند. برای مثال در آلمان اتلاف حرارت ناشی از گاز‌های دودکش در بویلرهای بخار تا حداکثر 9% مجاز است. لذا در بسیاری از بویلرهای بخار از پیش گرمایش آب تغذیه بویلر با استفاده از اکونومایزر جهت کاهش اتلافات خروجی از دودکش، استفاده می‌شود.

اکونومایزرها در پایین دست پاس سوم دیگ‌های سه‌پاس یا پایین دست پاس دوم در بویلرهای دو پاس و شعله برگشتی قرار می‌گیرند. گازهای دودکش به صورت جریان غیر همسو (عمود) با مسیر جریان آب، خنک می‌شود و دمای خود را به آب تغذیه بویلر می‌دهد. بسته به سطح حرارتی اکونومایزر، دمای گازهای دودکش در بویلر بخار می‌تواند تا 130 درجه سانتی‌گراد کاهش پیدا کند. در بویلرهای بخار، دمای آب تغذیه ورودی به اکونومایزر (آب تغذیه بویلر بخار خارج شده از دی اریتور) 102 درجه سانتی‌گراد است که می‌تواند تا دمای 130 درجه سانتی‌گراد برسد. باید توجه داشت داشت در بویلرها اعم از بویلر بخار یا اب گرم، خنک سازی بیش از حد محصولات احتراق منجر به چگالش محلی بخار آب موجود در محصولات احتراق می‌شود که در واکنش با دی‌اکسید گوگرد تولید اسید داده و منجر به خوردگی لوله‌های اکونومایزر می‌شود.