سوپر هیتر ها

سوپر هیتر یکی از مهم‌ترین اجزای سیستم‌های بخار صنعتی است که به عنوان یک مبدل حرارتی تخصصی، وظیفه تبدیل بخار اشباع به بخار خشک یا سوپرهیت را بر عهده دارد. این فرآیند باعث افزایش دمای بخار بدون تغییر فشار آن می‌شود و به جلوگیری از ایجاد قطرات آب در خطوط انتقال کمک می‌کند. سوپر هیترها می‌توانند به‌صورت بخشی از مبدل‌های داخلی دیگ بخار طراحی شوند یا به شکل یک واحد مجزا عمل کنند.

منبع گرمای سوپر هیتر معمولاً گازهای خروجی مشعل دیگ بخار هستند، اما در سیستم‌های پیشرفته‌تر، مشعل مجزا نیز برای افزایش دمای بخار در نظر گرفته می‌شود. استفاده از این تجهیز در صنایع مختلفی مانند نیروگاه‌ها، پالایشگاه‌ها، و کارخانجات فرآوری مواد غذایی رایج است، چراکه علاوه بر افزایش راندمان کلی سیکل حرارتی، از ایجاد کندانس در مراحل پایانی توربین بخار جلوگیری کرده و مانع خوردگی و آسیب به پره‌ها می‌شود.

گروه صنعتی رادفر با بهره‌گیری از دانش فنی و تجربه گسترده در طراحی و تأمین تجهیزات بخار، انواع سوپر هیترها و سیستم‌های مبدل حرارتی را متناسب با نیازهای صنایع مختلف ارائه می‌دهد و نقش مهمی در بهینه‌سازی عملکرد خطوط بخار ایفا می‌کند.

انواع سوپرهیتر

انواع سوپر هیتر بر اساس نحوه عملکرد و محل نصب در سیستم‌های بخار صنعتی و دیگ بخار دسته‌بندی می‌شوند. این تجهیزات که نقش حیاتی در افزایش دمای بخار و جلوگیری از تشکیل قطرات آب در خطوط بخار دارند، معمولاً به‌عنوان مبدل حرارتی تخصصی عمل کرده و در سه نوع اصلی طراحی و تولید می‌شوند:

1. سوپر هیتر تشعشعی (Radiant Superheater):
   این نوع مستقیماً درون محفظه احتراق دیگ بخار نصب می‌شود و با دریافت حرارت ناشی از تشعشع شعله، بخار اشباع را به بخار خشک تبدیل می‌کند. عملکرد این نوع سوپر هیتر به دلیل تماس مستقیم با حرارت تشعشعی بسیار سریع و مؤثر است و معمولاً در سیستم‌هایی که نیاز به دمای بالای بخار دارند استفاده می‌شود.

2. سوپر هیتر جابجایی (Convective Superheater):
   این مدل در مسیر گازهای داغ خروجی از محفظه احتراق قرار می‌گیرد و از طریق جابجایی حرارت، بخار را گرم می‌کند. این نوع به دلیل تماس غیرمستقیم با شعله، طول عمر بیشتری داشته و به‌عنوان یک مبدل حرارتی قابل اعتماد در بسیاری از خطوط صنعتی و نیروگاهی کاربرد دارد.

3. سوپر هیتر برون‌سوز (Separately Fired Superheater):
   این نوع کاملاً از بویلر یا دیگ بخار جداست و یک مشعل اختصاصی برای تولید حرارت دارد. سوپر هیتر برون‌سوز معمولاً در صنایع بزرگ و خطوطی که نیاز به کنترل دقیق دمای بخار و جلوگیری از هرگونه کاهش راندمان دارند مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نوع با طراحی مستقل، امکان سرویس و نگهداری راحت‌تر و افزایش راندمان سیستم بخار را فراهم می‌آورد.

استفاده صحیح از هر یک از انواع سوپر هیتر، راندمان کلی سیکل بخار را افزایش داده و با جلوگیری از ایجاد کندانس در توربین‌ها، مانع خوردگی و کاهش طول عمر تجهیزات صنعتی می‌شود.

سوپر هیتر در بویلر صنعتی

استفاده از سوپرهیتر در بویلر صنعتی باعث میشود جابه جایی سوپر هیتر در مسیر گازهای داغ و در بالا و یا پایین محفظه آب قرار گیرد تا از برخورد مستقیم با شعله در آن ها جلوگیری شود. عواملی که در این نوع از سوپرهیترها موجب افزایش انتقال حرارت می شود:

1. افزایش نرخ دبی جرمی بخار افزایش جریان سوخت و هوا که در نتیجه موجب افزایش گاز های حاصل از احتراق می شود.
2. افزایش جریان سوخت و هوا که در نتیجه موجب افزایش گاز های حاصل از احتراق می شود نکته حائز اهمیت آنست که سوپر هیتر های جابه جایی برای محدوده های دمایی پایین و بار بالا مورد استفاده قرار می گیرند.

مزایا و معایب سوپر هیتر در بویلر صنعتی

مهم‌ترین مزیت سوپرهیترها، کاهش مصرف آب و انرژی است ولیکن مقداری بر هزینه نگهداری افزوده خواهد شد.

در بیشتر حالت‌ها، مزایای وجود سوپرهیتر در بویلر صنعتی از هزینه‌های مرتبط آن بیشتر است و در کاربردهای بسیاری تاکنون استفاده‌ شده است.

تنها در استفاده از سوپرهیترها در لوکوموتیوهای تغییر جهت دهنده که برای معادن استفاده می‌شوند، مزایای استفاده از سوپرهیتر روی مرز است و بنابراین به‌ندرت از سوپرهیتر استفاده‌شده است.

عوامل موثر در طول عمر سوپر هیتر 

• کار در درجه حرارت مناسب
• انتخاب جنس مناسب
• ثابت نگه داشتن دمای فلز و تنظیم نمودن سطح حرارتی به منظور محافظت از خوردگی آن
• لحاظ کردن ضریب فائولینگ یا همان رسوب گیری منظم
• با کنترل عوامل موثر در خوردگی مانند هوای اضافه و دما، هم چنین تزریق افزودنی ها به سوخت جهت تغییر نقطه ذوب مانع رسوب خاکستر شود.
• شستشوی شیمیایی و تمیز کاری سطح خارجی لوله ها نیز می تواند از خوردگی ناشی از خاکستر مواد نفتی جلوگیری و آن را از خطر رسوب حفظ کند.