एयर प्रीहीटर X-Ratio कैलकुलेटर
तापमान, no-leakage तापमान या द्रव्यमान प्रवाह विधि से APH X-ratio की गणना करें।
एयर प्रीहीटर की ओर X-अनुपात, अकेले 'दक्षता' के रूप में पढ़ी जाने वाली संख्या नहीं है; बल्कि इसका उपयोग हवा और गैस पक्षों पर ताप क्षमता संतुलन की जांच करने के लिए किया जाता है। विशेष रूप से, लीकेज सुधार के बिना देखा गया गैस आउटलेट तापमान, यह आभास दे सकता है कि APH जितना है उससे बेहतर काम कर रहा है। यह कैलकुलेटर तापमान डेटा, तैयार नो-लीकेज गैस आउटलेट तापमान, या प्रवाह × विशिष्ट ऊष्मा विधि के साथ X-अनुपात मान की गणना करने के लिए तैयार किया गया है। परिणाम सबसे सटीक तब पढ़ा जाता है जब तापमान, प्रवाह और रिसाव डेटा एक ही लोड बिंदु से लिए गए हों।
X-अनुपात वास्तव में क्या दर्शाता है?
एयर प्रीहीटर प्रदर्शन में, X-अनुपात एक व्यावहारिक अनुपात है जिसका उपयोग गैस पक्ष और वायु पक्ष के ताप क्षमता संतुलन को पढ़ने के लिए किया जाता है। APH साफ है या गंदा, सील लीकेज बढ़ा है, हवा का पक्ष अपेक्षा से अधिक भारित है; इनमें से कुछ प्रश्नों के करीब जाने के लिए इसका उपयोग किया जाता है।
सबसे सामान्य तापमान-आधारित अभिव्यक्ति इस प्रकार लिखी जाती है:
$$
X = \frac{T_{g,in} - T_{g,out,nl}}{T_{a,out} - T_{a,in}}
$$
यहाँ \(T_{g,in}\) गैस इनलेट तापमान है। \(T_{g,out,nl}\) रिसाव प्रभाव के लिए सही किया गया नो-लीकेज गैस आउटलेट तापमान है। \(T_{a,in}\) हवा के इनलेट को दर्शाता है, \(T_{a,out}\) हवा के आउटलेट को।
मुख्य मुद्दा यह है कि गैस आउटलेट तापमान को कच्चे माप में नहीं लिया जाना चाहिए। रोटरी APH में यदि सील लीकेज होता है, तो हवा गैस पक्ष में रिसती है। गैस आउटलेट DCS स्क्रीन पर कम दिखता है। कागज पर यह अच्छा दिखता है, लेकिन अक्सर यह अत्यधिक भरोसेमंद मान नहीं होता है।
नो-लीकेज तापमान पर अलग से चर्चा इसी कारण है।
X-अनुपात गणना विशेष रूप से प्रदर्शन परीक्षण के बाद डिज़ाइन से तुलना, रखरखाव पूर्व-पश्चात ट्रैकिंग, APH धुलाई प्रभाव की निगरानी, सील समायोजन के बाद रिसाव प्रभाव को अलग करने, और हवा-गैस पक्ष क्षमता संतुलन को मोटे तौर पर देखने के लिए की जाती है। 'मोटे तौर पर' शब्द यहाँ महत्वपूर्ण है। यदि माप बिंदु, भार, ईंधन, अतिरिक्त हवा, O2 ट्रिम और प्रवाह गणना एक साथ सही नहीं हैं, तो भले ही सूत्र सही हो, व्याख्या भटक सकती है।
एक इंजीनियरिंग रिपोर्ट में केवल 'X-अनुपात = 0.76' लिखना पर्याप्त नहीं है। यह भी लिखा जाना चाहिए कि यह किस विधि से पाया गया, कौन से तापमान उपयोग किए गए, और रिसाव सुधार लागू किया गया या नहीं। अन्यथा संख्या मौजूद है, निशान नहीं।
तापमान के साथ गणना करते समय रिसाव सुधार
तापमान + रिसाव सुधार विधि, मापे गए गैस आउटलेट तापमान से नो-लीकेज गैस आउटलेट तापमान प्राप्त करती है:
$$
T_{g,out,nl} = T_{g,out,measured} + \left(\frac{L}{100}\right) \times (T_{g,out,measured} - T_{a,in})
$$
\(L\) रिसाव दर है और इसे प्रतिशत में दर्ज किया जाता है। यदि \(L = 8\) है, तो सूत्र में \(8 / 100\) का उपयोग किया जाता है।
उदाहरण के लिए, गैस इनलेट 350 °C, मापा गैस आउटलेट 150 °C, हवा इनलेट 30 °C, हवा आउटलेट 280 °C और रिसाव दर 8 प्रतिशत लेने पर नो-लीकेज गैस आउटलेट लगभग 159.6 °C होता है। इस मान के साथ X-अनुपात लगभग 0.7616 आता है। यदि डिज़ाइन मान 0.80 है, तो विचलन लगभग -4.8% है।
ये मान साफ नमूना मान हैं। क्षेत्र में अक्सर 350 नहीं बल्कि 347.8 °C देखा जाता है; हवा आउटलेट 280 के बजाय 276.4 °C पर अटका रहता है; रिसाव रिपोर्ट 8 प्रतिशत नहीं बल्कि 7.6 प्रतिशत लिखती है। कैलकुलेटर इन दशमलव मानों के साथ भी काम करता है। वास्तविक डेटा में दशमलव देखना अधिक सामान्य है।
इकाई का विषय संक्षिप्त लेकिन महत्वपूर्ण है। °C, °F या K के साथ काम किया जा सकता है; चूँकि गणना तापमान अंतर पर आधारित है, यदि रूपांतरण सही ढंग से किया जाए तो परिणाम समान रेखा पर रहता है। त्रुटि आम तौर पर इकाई रूपांतरण से नहीं, बल्कि एक ही लोड बिंदु से संबंधित नहीं होने वाले डेटा को एक ही गणना में डालने से आती है।
यदि नो-लीकेज मान तैयार है तो पुनः सुधार न करें
कुछ परीक्षण रिपोर्टें पहले से ही नो-लीकेज गैस आउटलेट तापमान देती हैं। ऐसे मामले में, मापे गए गैस आउटलेट तापमान से रिसाव सुधार के साथ फिर से नो-लीकेज उत्पन्न करने की आवश्यकता नहीं है। आप वही सुधार दो बार लागू कर रहे होंगे।
इस विधि में सीधे यह गणना की जाती है:
$$
X = \frac{T_{g,in} - T_{g,out,nl}}{T_{a,out} - T_{a,in}}
$$
350 °C गैस इनलेट, 160 °C नो-लीकेज गैस आउटलेट, 30 °C हवा इनलेट और 280 °C हवा आउटलेट के लिए X-अनुपात 0.76 है। यदि डिज़ाइन 0.80 है, तो विचलन -5% आता है।
यहाँ संख्या से अधिक स्रोत की जाँच की जानी चाहिए। \(T_{g,out,nl}\) मान कहाँ से आया? गारंटी परीक्षण, क्षेत्र प्रदर्शन परीक्षण, निर्माता की डेटाशीट मान, या किसी अन्य गणना फ़ाइल से लिया गया है? समान लेबल वाले दो मान कभी-कभी एक ही चीज़ नहीं बताते हैं।
APH रिपोर्टों में एक छोटी टिप्पणी पंक्ति बहुत काम बचाती है:
- लोड: उदाहरण के लिए 85 प्रतिशत MCR
- ईंधन: कोयला, गैस, ईंधन तेल, बायोमास; जो भी उपयोग हो
- लीकेज: मापा गया है या स्वीकृत
- तापमान: तात्कालिक मान या औसत
- नो-लीकेज: परिकलित है या रिपोर्ट से लिया गया है
इसे लंबा सजाने की आवश्यकता नहीं है। लेकिन यदि बिल्कुल नहीं लिखा जाता है, तो छह महीने बाद उसी रिपोर्ट को खोलने वाला व्यक्ति गणना से लड़ेगा।
प्रवाह और Cp के माध्यम से X-अनुपात
तापमान विधि कभी-कभी पर्याप्त होती है, कभी-कभी नहीं। यदि प्रवाह और विशिष्ट ऊष्मा जानकारी विश्वसनीय है, तो क्षमता अनुपात अधिक सीधा पठन देता है:
$$
X = \frac{\dot{m}_{air} \times C_{p,air}}{\dot{m}_{gas} \times C_{p,gas}}
$$
\(\dot{m}_{air}\) हवा की द्रव्यमान प्रवाह दर है, \(\dot{m}_{gas}\) गैस की द्रव्यमान प्रवाह दर है। \(C_{p,air}\) और \(C_{p,gas}\) संबंधित तरल पदार्थों के विशिष्ट ऊष्मा मान हैं।
यदि 120 kg/s हवा प्रवाह, 130 kg/s गैस प्रवाह, हवा के लिए 1.005 kJ/kg·K और गैस के लिए 1.09 kJ/kg·K लिया जाए, तो X-अनुपात लगभग 0.8503 आता है। यदि डिज़ाइन 0.80 है, तो विचलन +6.29% होगा।
इस विधि में तापमान जांच त्रुटि कुछ पीछे चली जाती है; प्रवाह और Cp धारणाएँ सामने आती हैं। प्रवाह कहाँ से आया यह महत्वपूर्ण है। पंखे के वक्र से, परीक्षण माप से, या DCS गणना टैग से? Cp पक्ष भी ऐसा ही है। यदि गैस की संरचना बदलती है, तो \(C_{p,gas}\) स्थिर मानने की धारणा थोड़ी हिलती है।
कोयला बॉयलर में अतिरिक्त हवा बदलती है, फ़्लू गैस नमी बदलती है, O2 ट्रिम बदलता है। यदि आप बायोमास जला रहे हैं, तो काम और अधिक जटिल हो जाता है। समान Cp मान के साथ सभी भारों को पढ़ना व्यावहारिक हो सकता है, लेकिन इस धारणा को रिपोर्ट में लिखा जाना चाहिए।
इकाई की भी एक त्रुटि है। यदि kg/h और kg/s एक साथ रहते हैं, तो परिणाम बेतुका हो जाता है। कैलकुलेटर इकाई रूपांतरण कर सकता है; फिर भी, दर्ज किए गए मान का प्रतिनिधित्व जानना उपयोगकर्ता के पास रहता है। 120 kg/s और 120 kg/h समान नहीं हैं। यदि यह त्रुटि होती है, तो X-अनुपात थोड़ा विचलित नहीं होता, बल्कि पूरी तरह से कहीं और चला जाता है।
डिज़ाइन विचलन को कैसे पढ़ा जाना चाहिए?
डिज़ाइन तुलना के लिए उपयोग की जाने वाली अभिव्यक्ति सीधी है:
$$
Sapma\ (\%) = 100 \times \frac{X_{mevcut} - X_{tasarım}}{X_{tasarım}}
$$
यदि \(X_{mevcut}\) 0.7616 है और \(X_{tasarım}\) 0.80 है, तो विचलन लगभग -4.8% है। यह दर्शाता है कि वर्तमान मान डिज़ाइन से नीचे है। एक वाक्य में प्रदर्शन का निर्णय देने के लिए अभी भी जल्दी है।
यदि नकारात्मक विचलन है, तो पहले डेटा देखा जाता है। क्या गैस इनलेट तापमान स्थिर है? क्या हवा आउटलेट एक बिंदु से पढ़ा गया है? क्या APH आउटलेट चैनल में स्तरीकरण है? क्या लीकेज उसी परीक्षण बिंदु पर मापा गया है? बास्केट संदूषण, फाउलिंग, सील गैप, बाईपास, कोल्ड एंड अवरोध जैसे मामले यहाँ शामिल होते हैं।
सकारात्मक विचलन भी हमेशा 'बेहतर' नहीं होता है। हवा का प्रवाह अधिक दर्ज किया गया हो सकता है। गैस प्रवाह कम अनुमानित हो सकता है। Cp धारणा आवश्यकता से अधिक चुनी गई हो सकती है। कभी-कभी रिपोर्ट की सबसे उज्ज्वल दिखने वाली पंक्ति सबसे कमजोर धारणा से आती है।
X-अनुपात अकेले नहीं, बल्कि गैस आउटलेट तापमान, हवा आउटलेट तापमान, लीकेज दर और APH दबाव पात के साथ पढ़ा जाना चाहिए। यदि ये एक ही दिशा में बोलते हैं, तो व्याख्या मजबूत होती है। यदि एक अलग तार से बजता है, तो पहले माप पक्ष में छेड़छाड़ करनी चाहिए।
कैलकुलेटर में विधि चयन
यह कैलकुलेटर तीन अलग-अलग विधियों के साथ काम करता है।
तापमान + रिसाव सुधार, तब उपयोग किया जाता है जब आपके पास मापा गैस आउटलेट तापमान और लीकेज दर हो। नो-लीकेज गैस आउटलेट गणना के भीतर प्राप्त किया जाता है। रखरखाव के बाद त्वरित जांच के लिए यह एक व्यावहारिक तरीका है।
नो-लीकेज तापमान सीधे विधि, उन मामलों के लिए है जहाँ यह मान परीक्षण रिपोर्ट में तैयार दिया गया है। यहाँ रिसाव दर को फिर से शामिल नहीं किया जाता है।
प्रवाह × विशिष्ट ऊष्मा विधि हवा और गैस पक्षों की ताप क्षमता दरों की तुलना करती है। यह तापमान अंतर पर नहीं, बल्कि द्रव्यमान प्रवाह और Cp मानों पर आधारित है। यदि प्रवाह डेटा विश्वसनीय नहीं है, तो यह अच्छा दिखने वाला परिणाम उत्पन्न करता है, लेकिन विश्वास देना कठिन है।
तापमान इकाइयाँ °C, °F और K हो सकती हैं। प्रवाह पक्ष पर kg/s, kg/h, lbm/h, lbm/s, klbm/h या t/h जैसी इकाइयों का उपयोग किया जा सकता है। उपकरण इन्हें सामान्य आधार पर परिवर्तित करता है। रिपोर्ट लिखते समय चयनित इकाइयों को स्पष्ट रखना अच्छा होता है; विशेष रूप से उन संयंत्रों में जहाँ विभिन्न टीमें एक ही फ़ाइल में डेटा दर्ज करती हैं।
डिज़ाइन X-अनुपात फ़ील्ड तुलना के लिए है। निर्माता की डेटाशीट, गारंटी परीक्षण या स्वीकृत परिचालन लक्ष्य जो भी हो, वह मान दर्ज किया जाता है। यदि डिज़ाइन मान ज्ञात नहीं है, तो डिफ़ॉल्ट 0.80 का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन इसे डिज़ाइन डेटा के रूप में प्रस्तुत नहीं किया जाना चाहिए। 'संदर्भ स्वीकृति' लिखना अधिक ईमानदार होगा।