एयर प्रीहीटर

एयर प्रीहीटर कोई भी उपकरण है जिसे किसी अन्य प्रक्रिया से पहले हवा को गर्म करने के लिए डिज़ाइन किया गया है (उदाहरण के लिए, बॉयलर में दहन प्रक्रिया की थर्मल दक्षता बढ़ाने के प्राथमिक उद्देश्य के साथ। उनका उपयोग अकेले या एक ऋण संग्राहक हीट सिस्टम को बदलने या एक को बदलने के लिए किया जा सकता है।

विशेष रूप से, यह लेख ताप विद्युत केंद्र में पाए जाने वाले बड़े बॉयलरों में उपयोग किए जाने वाले दहन एयर प्रीहीटर्स का वर्णन करता है, जो विद्युत शक्ति का उत्पादन करते हैं। जीवाश्म ईंधन बिजली संयंत्र, बायोमास या भस्मक है।   उदाहरण के लिए, Ljungström air preheater को दुनिया भर में 4,960,000,000 टन तेल की अनुमानित ईंधन बचत के लिए जिम्मेदार ठहराया गया है, कुछ आविष्कार Ljungström Air Preheater के रूप में ईंधन बचाने में सफल रहे हैं, जिसे अमेरिकन सोसायटी ऑफ द्वारा 44 वें अंतर्राष्ट्रीय ऐतिहासिक मैकेनिकल इंजीनियरिंग लैंडमार्क के रूप में चिह्नित किया गया है। यांत्रिक इंजीनियर। एयर प्रीहीटर का उद्देश्य बॉयलर फ्ल्यू गैस से उष्मा को पुनर्प्राप्त करना है जो फ्ल्यू गैस में खोई हुई उपयोगी गर्मी को कम करके बॉयलर की तापीय क्षमता को बढ़ाता है। परिणामस्वरूप, फ्लू गैस ों को कम तापमान पर ग्रिप गैस स्टैक (या  चिमनी ) तक पहुँचाया जाता है, जिससे परिवहन प्रणाली और फ़्लू गैस स्टैक के सरल डिज़ाइन की अनुमति मिलती है। यह स्टैक छोड़ने वाली गैसों के तापमान पर नियंत्रण की भी अनुमति देता है (उदाहरण के लिए उत्सर्जन नियमों को पूरा करने के लिए)। यह अर्थशास्त्री और चिमनी के बीच स्थापित है।

प्रकार
थर्मल पावर स्टेशनों में भाप जनरेटर में उपयोग के लिए दो प्रकार के एयर प्रीहीटर्स हैं: एक बॉयलर फ्ल्यू गैस डक्टिंग में निर्मित एक ट्यूबलर प्रकार है, और दूसरा पुनर्योजी हीट एक्सचेंजर एयर प्रीहीटर है। इन्हें व्यवस्थित किया जा सकता है जिससे कि गैस घूर्णन के अक्ष पर क्षैतिज या लंबवत रूप से प्रवाहित हो।

एक अन्य प्रकार का एयर प्रीहीटर लोहे या कांच के निर्माण में उपयोग होने वाला रीजेनरेटर है।

निर्माण सुविधाएँ
ट्यूबलर प्रीहीटर्स में सीधे सिलेंडर (ज्यामिति) बंडल होते हैं जो बॉयलर के आउटलेट डक्टिंग से गुजरते हैं और डक्टिंग के बाहर प्रत्येक सिरे पर खुलते हैं। डक्टिंग के अंदर, गर्म भट्टी गैसें प्रीहीटर ट्यूबों के चारों ओर से गुजरती हैं, निकास गैस से गर्मी को प्रीहीटर के अंदर हवा में स्थानांतरित करती हैं। परिवेशी वायु को पंखे द्वारा प्रीहीटर ट्यूबों के एक छोर पर डक्टिंग के माध्यम से मजबूर किया जाता है और दूसरे छोर पर ट्यूबों के अंदर से गर्म हवा डक्टिंग के दूसरे सेट में निकलती है, जो इसे दहन के लिए बॉयलर भट्टी तक ले जाती है।

समस्याएं
ठंडी और गर्म हवा के लिए ट्यूबलर प्रीहीटर डक्टिंग को घूमने वाले प्रीहीटर डिज़ाइन की तुलना में अधिक स्थान और संरचनात्मक समर्थन की आवश्यकता होती है। इसके अतिरिक्त, धूल से लदी अपघर्षक फ्लू गैसों के कारण, डक्टिंग के बाहर की नलिकाएं गैस की धारा का सामना करने वाली तरफ तेजी से घिस जाती हैं। इस समस्या को खत्म करने के लिए कई उन्नतियां की गई हैं जैसे कि सिरेमिक और कठोर स्टील का उपयोग।

कई नए द्रवीकृत बिस्तर दहन (सीएफबी) और द्रवित बिस्तर दहन (बीएफबी) भाप जनरेटर वर्तमान में ट्यूबलर एयर हीटर सम्मिलित कर रहे हैं जो रोटरी प्रकार के चलने वाले भागों के संबंध में लाभ प्रदान करते हैं।

ओस बिंदु जंग
ओस बिंदु जंग कई कारणों से होता है। उपयोग किए गए ईंधन का प्रकार, इसकी सल्फर सामग्री और नमी सामग्री योगदान कारक हैं। चूंकि, ओस बिंदु जंग में अब तक का सबसे महत्वपूर्ण कारक ट्यूबों का धातु का तापमान है। यदि ट्यूबों के भीतर धातु का तापमान एसिड संतृप्ति तापमान से नीचे चला जाता है, सामान्यतः 190 °F (88 °C) और 230 °F (110 °C) के बीच, लेकिन कभी-कभी 260 °F (127 °C) के उच्च तापमान पर, तो ओस बिंदु जंग क्षति का जोखिम अधिक हो जाता है।

पुनर्योजी वायु प्रीहीटर्स
पुनर्योजी हीट एक्सचेंजर एयर प्रीहीटर्स दो प्रकार के होते हैं: रोटेटिंग-प्लेट रीजेनरेटिव एयर प्रीहीटर्स (RAPH) और स्टेशनरी-प्लेट रीजेनरेटिव एयर प्रीहीटर्स (रोथेमुहले)।

रोटेटिंग-प्लेट रीजनरेटिव एयर प्रीहीटर
रोटेटिंग-प्लेट डिज़ाइन (RAPH) एक आवरण के भीतर स्थापित एक केंद्रीय घूर्णन-प्लेट तत्व होता है जो दो (द्वि-सेक्टर प्रकार), तीन (त्रि-सेक्टर प्रकार) या चार (क्वाड-सेक्टर प्रकार) क्षेत्रों में विभाजित होता है जिसमें तत्व के चारों ओर सील होते हैं। सील तत्व को सभी क्षेत्रों के माध्यम से घूमने की अनुमति देते हैं, लेकिन प्रत्येक क्षेत्र के माध्यम से अलग-अलग गैस वायु और फ़्लू गैस पथ प्रदान करते हुए क्षेत्रों के बीच गैस रिसाव को कम से कम रखते हैं।

आधुनिक बिजली उत्पादन सुविधाओं में त्रि-क्षेत्र प्रकार सबसे सरल हैं। त्रि-सेक्टर डिजाइन में, सबसे बड़ा सेक्टर (सामान्यतः केसिंग के लगभग आधे क्रॉस-सेक्शन में फैला हुआ) बॉयलर हॉट गैस आउटलेट से जुड़ा होता है। गर्म निकास गैस केंद्रीय तत्व पर बहती है, इसकी कुछ गर्मी को तत्व में स्थानांतरित करती है, और फिर धूल कलेक्टरों और अन्य उपकरणों में आगे के उपचार के लिए फ़्लू गैस स्टैक से बाहर निकालने से पहले इसे हटा दिया जाता है। दूसरा, छोटा क्षेत्र, एक केन्द्रापसारक प्रशंसक द्वारा परिवेशी वायु से भरा जाता है, जो गर्म तत्व के ऊपर से गुजरता है क्योंकि यह क्षेत्र में घूमता है, और दहन के लिए बॉयलर भट्टी में ले जाने से पहले गरम किया जाता है। तीसरा क्षेत्र सबसे छोटा है और यह हवा को गर्म करता है जिसे चूर्णित करने वालों में भेजा जाता है और कोयला-वायु मिश्रण को कोयला बॉयलर बर्नर तक ले जाने के लिए उपयोग किया जाता है। इस प्रकार, RAPH में गर्म की गई कुल हवा प्रदान करती है: चूर्णित कोयले की धूल से नमी को हटाने के लिए गर्म हवा, चूर्णित कोयले को बॉयलर बर्नर तक ले जाने के लिए वाहक हवा और दहन के लिए प्राथमिक हवा। रोटर (टरबाइन) ही इस प्रणाली में गर्मी हस्तांतरण का माध्यम है, और सामान्यतः स्टील और/या सिरेमिक संरचना के कुछ रूपों से बना होता है। यह गर्म निकास गैसों से पहले तत्व में इष्टतम गर्मी हस्तांतरण की अनुमति देने के लिए काफी धीरे-धीरे (लगभग 1-2 क्रांतियों प्रति मिनट) घूमता है, फिर जैसे ही यह घूमता है, अन्य क्षेत्रों में तत्व से ठंडी हवा में है।

निर्माण सुविधाएँ
इस डिजाइन में पूरे एयर प्रीहीटर केसिंग को डक्टिंग में आवश्यक विस्तार जोड़ों के साथ बॉयलर सपोर्टिंग स्ट्रक्चर पर ही सपोर्ट किया जाता है।

वर्टिकल रोटर को निचले सिरे पर थ्रस्ट बियरिंग्स पर सपोर्ट किया जाता है और इसमें ऑयल बाथ लुब्रिकेशन होता है, जिसे ऑयल बाथ के अंदर कॉइल में घूमते पानी से ठंडा किया जाता है। यह व्यवस्था शाफ्ट के निचले सिरे को ठंडा करने के लिए है, क्योंकि वर्टिकल रोटर का यह सिरा डक्टिंग के गर्म सिरे पर है। शाफ्ट को लंबवत स्थिति में रखने के लिए रोटर के ऊपरी सिरे में एक साधारण रोलर असर होता है।

रोटर ऊर्ध्वाधर शाफ्ट पर रेडियल समर्थन और टोकरी को स्थिति में रखने के लिए पिंजरों के साथ बनाया गया है। रोटेशन के दौरान सेक्टरों के बीच या डक्ट और आवरण के बीच गैसों या हवा के रिसाव से बचने के लिए रेडियल और परिधि सील प्लेटें भी प्रदान की जाती हैं।

टोकरियों से जमा की ऑनलाइन सफाई के लिए स्टीम जेट प्रदान किए जाते हैं जैसे कि उड़ाए गए धूल और राख को एयर प्रीहीटर के निचले ऐश हॉपर में एकत्र किया जाता है। यह डस्ट हॉपर डस्ट कलेक्टर के मुख्य डस्ट हॉपर के साथ खाली करने के लिए जुड़ा हुआ है।

रोटर को हवा से चलने वाली मोटर और गियरिंग द्वारा घुमाया जाता है, और बॉयलर को शुरू करने से पहले शुरू करने की आवश्यकता होती है और बॉयलर के बंद होने के बाद कुछ समय के लिए रोटेशन में रखा जाता है, असमान विस्तार और संकुचन से बचने के लिए जिसके परिणामस्वरूप विरूपण या दरार होती है रोटर। स्टेशन की हवा सामान्यतः पूरी तरह से सूखी होती है (इंस्ट्रूमेंटेशन के लिए शुष्क हवा की आवश्यकता होती है), इसलिए रोटर को चलाने के लिए इस्तेमाल की जाने वाली हवा को एयर मोटर को लुब्रिकेट करने के लिए तेल के साथ इंजेक्ट किया जाता है।

सभी परिचालन स्थितियों के तहत प्रीहीटर के आंतरिक संचालन को देखने के लिए सुरक्षा संरक्षित निरीक्षण खिड़कियां प्रदान की जाती हैं।

टोकरियाँ रोटर पर प्रदान किए गए सेक्टर हाउसिंग में हैं और नवीकरणीय हैं। टोकरियों का जीवन राख के अपघर्षकता और बायलर आउटलेट गैसों के क्षरण पर निर्भर करता है।

समस्याएं
बॉयलर फ्लू गैस में कई धूल कण (उच्च राख सामग्री के कारण) होते हैं जो दहन में योगदान नहीं देते हैं, जैसे कि सिलिका, जो टोकरियों के अपघर्षक पहनने का कारण बनती है, और ईंधन की संरचना के आधार पर संक्षारक गैसें भी हो सकती हैं। उदाहरण के लिए, भारत ीय कोयले सामान्यतः फ़्लू गैस में फ्लाई ऐश और सिलिका के उच्च स्तर का परिणाम देते हैं। इसलिए टोकरियों का घिसाव सामान्यतः अन्य स्वच्छ-जलने वाले ईंधनों की तुलना में अधिक होता है।

इस RAPH में, धूल से लदी, संक्षारक बॉयलर गैसों को एयर प्रीहीटर बास्केट के तत्वों के बीच से गुजरना पड़ता है। तत्व स्टील की टोकरी में दबाए गए ज़िग ज़ैग नालीदार प्लेटों से बने होते हैं, जिससे गैस के गुजरने के लिए बीच में पर्याप्त कुंडलाकार स्थान मिलता है। गर्मी को अवशोषित करने के लिए अधिक सतह क्षेत्र देने के लिए और उन्हें टोकरी में ढेर करने के लिए कठोरता देने के लिए इन प्लेटों को नालीदार किया जाता है। इसलिए बार-बार प्रतिस्थापन की आवश्यकता होती है और नई टोकरियाँ हमेशा तैयार रखी जाती हैं। शुरुआती दिनों में, तत्वों के लिए कट-दस स्टील का उपयोग किया जा रहा था। आज तकनीकी प्रगति के कारण कई निर्माता अपने स्वयं के पेटेंट का उपयोग कर सकते हैं। कुछ निर्माता टोकरियों के जीवन को लंबा करने के लिए तत्वों के उपयोग के लिए विभिन्न सामग्रियों की आपूर्ति करते हैं।

कुछ स्थितियों में एयर प्रीहीटर तत्वों पर बिना जले जमाव हो सकते हैं, जिससे बॉयलर के सामान्य संचालन के समय आग लग जाती है, जिससे एयर प्रीहीटर के अंदर विस्फोट हो जाता है। कभी-कभी दहन हवा के इनलेट और आउटलेट तापमान में बदलाव से नियंत्रण कक्ष  में हल्के विस्फोटों का पता लगाया जा सकता है।



=स्टेशनरी-प्लेट रीजनरेटिव एयर प्रीहीटर= इस प्रकार के पुनर्योजी एयर प्रीहीटर में हीटिंग प्लेट तत्व भी एक आवरण में स्थापित होते हैं, लेकिन हीटिंग प्लेट तत्व घूमने के अतिरिक्त स्थिर होते हैं। इसके अतिरिक्त प्रीहीटर में वायु नलिकाओं को घुमाया जाता है जिससे कि वैकल्पिक रूप से हीटिंग प्लेट तत्वों के वर्गों को ऊपर की ओर ठंडी हवा में उजागर किया जा सके।

जैसा कि आसन्न आरेखण में दर्शाया गया है,स्थिर प्लेटों के तल पर घूमने वाली इनलेट वायु नलिकाएं स्थिर प्लेटों के शीर्ष पर घूमने वाली आउटलेट वायु नलिकाओं के समान होती हैं। स्टेशनरी-प्लेट रीजेनरेटिव एयर प्रीहीटर्स को रोटेमुहले प्रीहीटर्स के रूप में भी जाना जाता है, जो जर्मनी के रेटिंगन के बाल्के-डुर जीएमबीएच द्वारा 25 से अधिक वर्षों के लिए निर्मित किया गया है।

रीजेनरेटर
पुनर्योजी ताप विनिमायक में एक ईंट चेकरवर्क होता है: ईंटों को उनके बीच एक ईंट की चौड़ाई के समतुल्य रिक्त स्थान के साथ रखा जाता है, जिससे कि चेकरवर्क के माध्यम से हवा अपेक्षाकृत सरलता से प्रवाहित हो सके। विचार यह है कि जैसे ही गर्म निकास गैसें चेकरवर्क के माध्यम से प्रवाहित होती हैं, वे ईंटों को गर्मी देती हैं। इसके बाद हवा का प्रवाह उल्टा हो जाता है, जिससे गर्म ईंटें आने वाली दहन हवा और ईंधन को गर्म करती हैं। एक ग्लास-पिघलने वाली भट्टी के लिए, एक पुनर्योजी भट्टी के दोनों ओर बैठता है, जो प्रायः एक अभिन्न पूरे का निर्माण करता है। आग की भट्टी के लिए, रीजेनरेटर (सामान्यतः काउपर स्टोव कहा जाता है) फर्नेस से भिन्न होते हैं। एक भट्टी को दो से कम स्टोव की आवश्यकता नहीं होती है, लेकिन तीन हो सकते हैं। स्टोव में से एक 'गैस पर' है, भट्टी के ऊपर से गर्म गैसें प्राप्त करता है और चेकरवर्क को अंदर गर्म करता है, जबकि दूसरा 'ब्लास्ट पर' है, ब्लोअर से ठंडी हवा प्राप्त करता है, इसे गर्म करता है और इसे ब्लास्ट फर्नेस में भेजता है।

यह भी देखें

 * पुनर्जीवित होनेवाला
 * अर्थशास्त्री
 * पुनर्योजी हीट एक्सचेंजर
 * थर्मल व्हील

बाहरी कड़ियाँ

 * History of the Ljungström Air Preheater