बॉयलर में इकोनोमाइज़र (economiser) मुख्य रूप से किसलिए स्थापित किया जाता है?

Question

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B: ईंधन की खपत को कम करने के लिए

Explanation & Concepts:
इकोनोमाइज़र एक हीट एक्सचेंजर है जिसका उपयोग थर्मल पावर प्लांट में बॉयलर में प्रवेश करने से पहले फ्लू गैसों (flue gases) से निकलने वाली अपशिष्ट गर्मी का उपयोग करके फीडवॉटर को पहले से गर्म करने के लिए किया जाता है। फीडवॉटर का तापमान बढ़ाकर, पानी को भाप में बदलने के लिए आवश्यक ईंधन की मात्रा काफी कम हो जाती है, जिससे संयंत्र की कुल दक्षता में सुधार होता है।

Working Principle: इकोनोमाइज़र को बॉयलर से निकलने वाली निकास फ्लू गैसों के मार्ग में रखा जाता है। जैसे ही गर्म गैसें फीडवॉटर ले जाने वाली इकोनोमाइज़र ट्यूबों के ऊपर से गुजरती हैं, गैसों से पानी में गर्मी का स्थानांतरण होता है। इससे फीडवॉटर की एन्थैल्पी बढ़ जाती है, जिसका अर्थ है कि बॉयलर को वाष्पीकरण चरण तक पहुंचने के लिए कम गर्मी इनपुट की आवश्यकता होती है, जो सीधे ईंधन की बचत की ओर ले जाता है।

Key Formulas: $\eta_{overall} = \frac{Q_{out}}{Q_{in}}$ — थर्मल दक्षता का प्रतिनिधित्व करती है जो तब बढ़ती है जब $Q_{in}$ (ईंधन) कम हो जाता है; $\Delta H = \dot{m} C_p (T_{out} - T_{in})$ — इकोनोमाइज़र में फीडवॉटर की एन्थैल्पी वृद्धि

Key Points: इकोनोमाइज़र फ्लू गैसों से अपशिष्ट गर्मी को रिकवर करते हैं जो अन्यथा वातावरण में खो जाती।; इकोनोमाइज़र का उपयोग रैंकिन चक्र (Rankine cycle) की थर्मल दक्षता में सुधार करता है।; यह आने वाले पानी और बॉयलर के पानी के बीच तापमान के अंतर को कम करके बॉयलर ड्रम पर थर्मल तनाव को कम करने में भी मदद करता है।; अम्ल संघनन (acid condensation) और जंग को रोकने के लिए फ्लू गैस का तापमान ओसांक (dew point) से ऊपर रहना चाहिए।

Advantages: ईंधन की खपत को कम करता है; कुल भाप उत्पादन दक्षता को बढ़ाता है; बॉयलर घटकों में थर्मल तनाव को कम करता है

Disadvantages: फ्लू गैस मार्ग में दबाव की गिरावट (pressure drop) को बढ़ाता है; यदि गैस का तापमान ओसांक से नीचे गिर जाता है तो बाहरी जंग के प्रति संवेदनशील होता है

Applications: कोयला आधारित थर्मल पावर प्लांट; औद्योगिक भाप जनरेटर; मरीन बॉयलर

Additional Info: सुपरहीटर को फीडवॉटर को नहीं, बल्कि संतृप्त भाप (saturated steam) के तापमान को बढ़ाने के लिए डिज़ाइन किया गया है।. विकल्प A गलत है क्योंकि भाप का दबाव ईंधन दहन दर और भाप की मांग द्वारा नियंत्रित होता है, फीडवॉटर को पहले से गर्म करने से नहीं।. विकल्प C सुपरहीटर के कार्य को संदर्भित करता है, जो पानी में नहीं, बल्कि भाप में गर्मी जोड़ता है।

Answer: B सही है — एक इकोनोमाइज़र अपशिष्ट गर्मी का उपयोग करके फीडवॉटर को प्रीहीट करता है, जो सीधे भाप उत्पादन के लिए आवश्यक ईंधन इनपुट को कम करता है।

Exam Tip: परीक्षाओं में याद रखें: इकोनोमाइज़र = फीडवॉटर (तरल), सुपरहीटर = भाप (वाष्प), एयर प्रीहीटर = दहन वायु (गैस)।

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Option A: भाप के दबाव को बढ़ाने के लिए

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Option C: भाप को सुपरहीट (superheat) करने के लिए

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Option D: उपर्युक्त सभी

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