مقدمه
1-0- کد PTC شامل دستورالعملهایی به منظور تست واحدهای مولد بخاری می‌باشد این واحد ترکیبی از وسایلی هستند که برای آزاد سازی و بازیابی حرارت به همراه وسایل انتقال حرارت به یک سیال عامل استفاده گردیده تا بدینوسیله بتوان از حرارت آزاد شده استفاده نمود واحد مورد نظر این کد ممکن است شامل تجهیزات بویلر، کوره، سوپر هیتر، ری هیتر، اکونومایزر، گرمکن هوا (ایرهیتر) و مشعل سوخت باشد. در صورتیکه حرارت جذب شده توسط اکونومایزر و گرمکن هوا به واحد برگردانده نشود نمی توان آنها را به عنوان بخشی از واحد در نظر گرفت. هدف از روشهای این تست دستیابی اطلاعاتی به منظور ایجاد معیارهای طراحی قسمت های مختلف یک مولد بخاری نمی باشد. کدهای تکمیلی PTC 4.2 و PTC 4.3 به ترتیب شامل تستهای تجهیزات پودر کننده و گرمکن هوا می باشند.
2-0- ما قصد داریم برای استفاده از این کد، آزمایش جامعی از کد مربوط را با دستورالعمل PTC 1 و سایر کدهای اشاره شده قبل از آغاز مراحل مقدماتی تستها، انجام دهیم. این بررسی به منظور اطمینان از یک روش تست کامل و مرتب می باشد زیرا این بررسی یک درک کلی از نیازمندیهای کدهای تست قدرت ASME را به کاربر می دهد و او می تواند به سرعت روابط بین کدهای مختلف را درک نماید. برای دستیابی به آخرین اصلاحات مربوط به این کدها و استفاده از آنها باید دقت کافی را مبذول داشت.
3-0- اگرچه بخش دوم این کد در ارتباط با نشانه ها و تعاریف مربوط به آنها در اجرای تست واحدهای مولد بخاری می باشند، کاربر بایستی به منظور بحث کاملتر برای مواردی که در پیش رو دارد به کد مربوط به تعاریف و مقادیر PTC 2 مراجعه نماید.
4-0- ضمائم مربوط به ابزار دقیق و وسایل PTC 19 که در اینجا به آنها اشاره شده بایستی بطور کامل مورد مطالعه قرار گیرند زیرا ارزش و اعتبار نتایج این تست به انتخاب ابزار و طریقه استفاده، کالیبراسیون و دقت قرائت آنها بستگی دارد.
1-4-0- سایر موارد بسیار مهم برای ارزش و اعتبار این تست عبارتند از تعیین دقیق مقدار ارزش حرارتی بالا و دیگر خواص سوخت مصرفی کد مناسب برای نوع سوخت و روش استاندارد ASTM مربوط به گرمای احتراق بایستی به دقت پیگیری گردد.
5-0- این کد بعنوان یک راهنما برای انجام کلیه تستهای مولد بخاری مورد نظر می‌باشد اما احتمالاً قادر نیست کاربر یک آزمایش را با اشکال گوناگون در طراحی‌های مختلف مولدهای بخاری به تفصیل شرح دهد. در هر صورت یک مهندس ذیصلاح بایستی واحد خاصی را که مرود نظر می باشد مطالعه نموده و رابطه آن را با بقیه سیکل سنجیده و دستورالعملهای تست را که از نظر کلی درست بوده و با مفاهیم این کد مطابقت دارد بهبود بخشد. مثالهای مربوط به طراحی های گوناگون در هنگام آماده سازی این کد، واحدهای مولد بخاری مادون بحرانی و مافوق بحرانی تک گذر و سیکل مضاعف می باشد.
چنین واحدهایی نیز در هنگام آماده سازی این کد در نظر گرفته شده و عقیده بر این است که قوانین مربوطه در تست این واحدهای بخاری نیز اقبل اجرا می باشد.
6-0- دستورالعملهای کلی که در این کد بیان شده است همچنین در تست گرمکن های آب تغذیه فشار قوی قابل اجرا هستند با این تفاوت که تعیین راندمان فقط توسط روش تلفات حرارتی که در بخش 5 توضیح داده شده است، بدست می آید. روش ورودی – خروجی در تعیین راندمان قابل قبول نمی باشد زیرا عدم دقت زیادی به علت وجود مقادیر غیر قابل تعیین بخار در خروجی و خطاهای کوچک اندازه گیری درجه حرارت میزان دبی حجمی زیاد وجود دارد. ظرفیت تست یا خروجی توسط راندمان و گرمای ورودی و یا توسط اندازه گیری مستقیم گرمای خروجی در صورتیکه دقت بالا لازم نباشد، قابل تعیین خواهد بود.
7-0- تست واحدهای اتمی و مولدهای بخاری سیکل ترکیبی در این کدها نمی باشد زیرا گسترش توسعه مولدها در زمان اصلاح این کدها انجام می گرفته در نتیجه توصیه های ویژه اضافه نگردیده است.
8-0- سیستمهای ابزار دقیق پیشرفته مانند ادوات الکترونیکی یا تکنیکهای اندازه‌گیری دبی جرمی، ممکن است با یک توافق دو جانبه به عنوان یک انتخاب برای ملزومات کد ابزار دقیق اجباری استفاده گردند چون کاربردهای این ابزارها دقت لازم برای این کد را نشان داده است.
بخش (1)
هدف و حوزه دید
01-1- هدف از این کد ایجاد روشهایی به منظور انجام تستهای عملکرد برای تعیین کمیات زیر می باشد:
1-01-1- راندمان
2-01-1- ظرفیت
3-01-1- مشخصات عملکرد دیگری نظیر دمای بخار، محدوده کنترل، دمای گاز خروجی، تلفات DRAFT، کاهش فشار بخار آب، هوا، وجود ناخالصی (ذرات) در بخار و نشتی هوا.
02-1- تعیین همه یا بخشی از خواص عملکردی فوق الذکر ممکن است به منظورهای دیگری نظیر آنچه که در زیر می آید ضروری باشد:
1-02-1- تطبیق دادن عملکرد واقعی با عملکرد ضمانت شده.
2-02-1- مقایسه موارد فوق الذکر با استاندارد عملیات (کارکرد)
3-02-1- مقایسه شرایط یا روشهای علمی مختلف
4-02-1- تعیین نحوه عملکرد بخشهای مختلف واحد مولد بخاری
5-02-1- مقایسه عملکرد واحد با انواع سوخت
6-02-1- تعیین تاثیر تغییرات تجهیزات بر روی دستگاهها
03-1- دستورالعملها و قوانین موجود در این کد در مورد دستگاه توصیف شده در بخش، بکار برده می شوند. تست وسایل کمکی توسط کدهای تست قدرت که مخصوص وسایل کمکی تعریف شده اند قابل اجرا می باشد.
04-1- دستورالعملهای ارائه شده دو روش در تست مولدهای بخاری را برای تعیین راندمان قابل قبول می داند. روش اول اندازه گیری مستقیم گرمای ورودی و خروجی است که از این به بعد روش ورودی – خروجی نامیده می شود و روش دوم اندازه‌گیری مستقیم تلفات حرارتی است که از این پس تلفات حرارتی گفته می شود در گزارشات هر تست روش بکار برده شده بایستی صریحاً ذکر گردد.
1-04-1- روش ورودی – خروجی نیاز به اندازه گیری دقیق مقدار و ارزش حرارتی بالای سوخت، فرضه های حرارتی و حرارت جذب شده توسط سیال یا سیالهای عامل دارد.
2-04-1- روش تلفات حرارتی نیاز به تعیین تلفات، قرضه های حرارتی و تجزیه و تحلیل نهایی و مقدار ارزش حرارتی بالای سوخت دارد.
به مقدار ایجاد ظرفیتی (خروجی) ک تلفات در آن رخ می دهد لازم است که ورودی یا خروجی اندازه گیری شوند.
3-04-1- در این کد همیشه ورودی به توسط گرمای شیمیایی سوخت (ارزش حرارتی بالای سوخت که در تجزیه و تحلیل های آزمایشگاهی تعیین شده است) به همراه قرضه های حرارتی اضافه شده به سیال یا سیالهای عامل، هوا، گاز و دیگر مدارات سیال که در محدوده مرزی نشان داده شده در شکل 1 را قطع می کند، گفته می‌شود.
محدوده مرزی شکل 1 شامل دستگاهی می باشد که در طراحی واحد مولد بخاری در نظر گرفته می شود. حرارت ورودی و خروجی به این محدوده مرزی در محاسبات راندمان مهم می باشند. وسایل خارج از این محدوده هنگامی در محاسبات وارد می‌گردند که یک منبع خارجی گرما استفاده گردد یا وقتیکه حرارت تغییر یافته به واحد مولد بخاری برگردانده نمی شود.
4-04-1- خروجی گرمای جذب شده توسط سیال یا سیالهای عامل تعریف شده است.
5-04-1- قرضه های حرارتی بعنوان مقدار حرارت اضافه شده به واحد مولد بخاری علاوه بر حرارت شیمیایی سوخت محترق شده تعریف گردیده است این قرضه های حرارتی شامل کمیاتی از قبیل گرمای محسوس سوخت (تابعی از گرمای ویژه و درجه حرارت اندازه گیری شده)، در هوای ورودی و در بخار اتمایزینگ شده، و همچنین گرمای حاصل از تغییر قدرت در پودر کننده، پمپ چرخش و فن اولیه هوا و فن چرخش مجدد (ری سیرکولیت).
6-04-1- برای درک بهتر از روابط بین ورودی، خروجی، قرضه های حرارتی و تلفات به شکل 2 مراجعه شود.
05-1- ظرفیت مولدهای بخاری بصورت تبخیر واقعی وزن بخار تحویلی بر حسب پوند در ساعت یا مقدار BTU بر ساعت جذب شده توسط سیال یا سیالهای عامل تعریف می گردد. ظرفیت گرمکن های آب داغ بصورت حرارت جذب شده توسط آب و گرمای بخاری که ممکن است تولید شود بر حسب BTU بر ساعت تعریف گردیده‌اند.
06-1- در این کد راندمان واحد مولد بخاری براساس راندمان ناخالص تعیین می‌گردد و این راندمان عبارت از نسبت گرمای جذب شده توسط سیال یا سیالهای عامل به گرمای ورودی تعریف شده در بخش 3-04-1 می باشد. این تعریف گرمای معادل در قدرت لازم دستگاه های کمکی خارج از محدوده شکل 1 را در بر نمی گیرد.
1-06-1- راندمان بر طبق دو روش گفته شده توسط معادلات زیر بیان گردیده است:(فرمول ها و تصاویر
(در فایل اصلی قابل مشاهده است)
-1- به منظور انجام تست راندمان ساده شده فقط حرارت شیمیایی سوخت در ورودی را به عنوان ورودی و تلفات بزرگ را در نظر می گیرند. اطلاعات و روشهای محاسبات در گزارش تست ASME برای تست راندمان ساده شده نیز استفاده می‌گردند. (توجه: این فرمهای گزارش از طریق تست سفارشات ASME در فرم PAD قابل دستیابی می باشند.) اگرچه استفاده از روشهای تست ساده شده توصیه نمی گردد اما در روشهای تست اندازه گیری مختلف واحدهای بخاری و همچنین براساس تستهای مولدهای بخاری صنعتی و حرارتی کوچک به این نتیجه رسیده اند که تست ساده شده تنها تقریب عملی خواهد بود. اگرچه روشهای تست ساده شده از تلفات کوچک قرضه های حرارتی صرف نظر می نماید اما این روشها برای بدست آوردن اقلام اصلی همانند روش ذکر شده در کد تست PTC 4.1 برای واحدهای مولد بخاری خواهد بود. بنابراین محتویات این کد بایستی قبل از اجرای تست قرائت و بخوبی درک گردد.
اگر تلفات حرارتی به منظور جبران تغییرات در سوخت یا درجه حرارت هوای ورودی تنظیم گردد، این مسئله می تواند در رسیدن به ضمانت راندمان کمک نماید در این مورد روش لازم در بخش 7 ارائه شده است، اصلاحات در مورد شرایط استاندارد یا ضمانت کد باید مورد دقت قرار گرفته و دنبال شود.
08-1- تنظیم نتایج تست که شامل تاثیر حرارت معادل در قدرت وسایل کمکی برای تعیین راندمان خالص می باشد مورد نظر این کد نبوده است. روش بدست آوردن راندمان خالص در بخش 2-6 داده شده است.
09-1- هر دو روش ورودی – خروجی و تلفات حرارتی در مولدهای بخاری با هر نوع سوخت جامد یا مایع یا گاز قابل اجرا می باشند.
1-09-1- این کد در صورتیکه هنگام انجام تست فقط یک نوع سوخت استفاده می‌گردد قابل اجرا خواهد بود.
2-09-1- در صورتیکه تست در زمان استفاده از ترکیب سوختها در مولد بخاری انجام می گردد ضروری است که روشهای تست و محاسبات براساس اصول راهنما مفاد کلی این کد انجام پذیرد. برای کمک به حل این مشکل پیشنهاد می گردد که کتاب (محاسبات احتراق برای سوختهای چندگانه جلد
AVG.SB ASME TRANSACTIONS 78
«COMBUSTION CALCUIATIONS FOR MULTIPLE FUELS» مراجعه نمائید.
10-1- تعیین اطلاعات یک تحقیق یا بررسی خاص و یا اطلاعات ویژه دیگری در این کد وجود ندارد.
11-1- توصیه می گردد که گزارش آماده شده برای هر تست یا تست خلاصه شده و یا تست کامل در بر گیرنده تمامی جزئیات شرایطی است که تست تحت آنها ایجاد گردیده از قبیل ضبط روشهای تست و همه اطلاعات، تا بدینوسیله منظور از تست انجام شده مشخص گردد.
بخش (2)
علائم و تعاریف آنها
1-2- زیرنویسهای عددی، دیاگرام یک واحد بخاری (شکل 1) به منظور راهنمایی برای زیرنویسهای عددی بکار برده شده است از این راهنما به منظور تعیین محل اشاره شده استفاده می گردد. واحدهای بزرگ شامل همه تجهیزات نشان داده شده در شکل 1 می باشند. واحدهای صنعتی و تجاری کوچک جزئیات کمتری دارند. اگرچه تجهیزات گفته شده ممکن است دقیقاً در موقعیت نمایش داده شده در شکل قرار نگرفته باشند اما توضیحات عددی که در دیاگرام خطی داده شده با ارزش و سودمند می باشند.
1-1-2- در علائم شیمیایی زیر نویسهای عددی مربوط به تعداد اتم ها بوده و راهنمای دیاگرام نمی باشند. استانداردهای شیمیایی در این کد استفاده گردیده و همگی شناخته شده بوده و نیازی توضیح ندارد.
2-1-2- در هنگام محاسبه راندمان خالص که در بخش 2-6 عنوان شده تعیین بعضی از مقادیر که در شکل 1 نشان داده نشده ضروری خواهد بود. این مقادیر زیرنویسهای بالاتری نسبت به زیرنویسهای شکل 1 خواهد داشت.
2-2- علائم: یک لیست از علائم برای استفاده در محاسبات در پایان این بخش ضمیمه شده است. علائم شیمیایی دربعضی مواردبعنوان زیرنویس بکاربرده شده‌اند.
1-2-2- چون مقادیر و نقاط استفاده شده در محاسبات و کد بسیار زیاد می باشند استفاده از یک زیرنویس به تنهایی غیر عملی می باشد، بنابراین هم حروف هم اعداد بعنوان زیرنویس استفاده می گردد. اعداد بعد از حروف قرار می گیرند برای مثال Wse32 این علامت به معنای وزن (W) بر حسب پوند S به معنای بخار (STEAM) و E زمان سپری شده (ELAPSED TIME) می باشد پس Wse32 یعنی وزن بخار در هر ساعت در محل 32 شکل 1 (خروجی سوپر هیتر)
( تصاویر در فایل اصلی قابل مشاهده است )