دیگ بخار

دیگ بخار، یکی از اصلی‌ترین تجهیزات در موتورخانه‌ها و تاسیسات صنعتی است که عملکرد اصلی آن، تولید بخار گرم برای تبدیل به نیرو و یا افزایش دمای یک سیال تا حد مشخصی، جهت مصارف مختلف می‌باشد. میزان افزایش دمای سیال و روغن و یا تولید بخار، بنا به هدف کل سیستم توسط بویلر بخار انجام میشود.

از بخار بویلرها در مصارف مختلفی مانند تأمین نیروی محرکه لوکوموتیوها، تولید نیروی الکتریسیته، انتقال انرژی به مبدل‌های حرارتی، انتقال حرارت به منابع کویل دار و… استفاده می‌گردد. بخارهای کامپکت و آب‌های بسیار داغ تولیدشده توسط دیگ بخار، برای گرمایش سیستم های حرارتی نیز کاربردهای گسترده‌ای دارند.

دیگ بخار چیست؟

دیگ بخار یک منبع بسته است که در آنها بخار آب توسط گرمای ناشی از احتراق سوخت درون مشعل تولید می‌شود. درون این سیستمها، هم میتوان آب بسیار داغ و هم بخار داغ تولید نمود. ولی بخاطر داشته باشید که بخارها، همواره توان حمل مقدار انرژی بالاتری را نسبت به آب دارند. دیگهای بخار در محلی به نام موتورخانه بخار قرار می‌گیرند. بخشهای «طرف آتش» و «طرف آب»، بعنوان دو قسمت اصلی تشکیل دهنده این تجهیزات مطرح هستند.

انواع دیگ بخار واترتیوب یا لوله آبی، اکثرا در صنایع تامین نیرو مانند نیروگاه‌های تولید برق مورد استفاده قرار می‌گیرند. ضمناَ دیگهای لوله آتشین یا فایرتیوب در صنایعی که بیشتر نیاز به تولید بخار اشباع دارند، بکار گرفته میشوند؛ مانند صنایع غذایی. از سایر موارد کاربرد بویلرهای بخار می‌توان به:

صنایع پتروشیمی،
سونای بخار،
خشک شویی ها،
بیمارستان ها،
هتل ها،
تأمین حرارت سیستم های گرمایش ساختمان،
صنعت چرم سازی،
نیروگاه‌ها

و غیره اشاره نمود.

جیمز وات را میتوان مخترع اصلی ماشین بخار دانست که یکی از چهره‌های سرشناس انقلاب صنعتی بوده است. اگرچه سازنده اصلی ماشین بخار، مخترعی به نام الکساندریا در قرن اول میلادی بود.

راندمان بویلر بین 65 و 90% قابل تغییر می‌باشد. همواره باید از هدر رفتن انرژی جلوگیری شود تا راندمان دیگ در بالاترین حد خود قرار بگیرد. مقدار انرژی موجود در دیگ بخار یا بویلر که از سوختن گاز، گازوئیل و یا زغال سنگ حاصل می‌شود، با مقدار انرژی موجود در بخار و اتلاف انرژی حرارتی برابر است.

به هر میزان که منابع اتلاف حرارتی کمتر باشد و مکانیزم عملکردی دستگاه بهینه‌تر طراحی شود، شاهد بویلری با میزان راندمان بالاتری خواهیم بود.

اجزای تشکیل دهنده دیگ بخار

اجزای تشکیل دهنده دیگ بخار در انواع مکانیزم های عملکردی، نسبتاَ یکسان می‌باشد. به‌همین بهانه به سراغ معرفی تیتروار قطعات تشکیل دهنده بویلرها خواهیم رفت:

برنر. (بدون شک مهمترین عضو بویلر است. چرا که 75% از فضای درونی دیگ های بخار، متعلق به نصب مجرای رفت و برگشتی پاس ها می‌باشد)
طاقچه‌ها
شیرآلات تغذیه. (منتقل سازی سیال به مخزن)
شیرآلات تخلیه، نمونه گیری و اطمینان
سوپاپ اطمینان. (ممانعت از افزایش خارج از اندازه‌ی فشارهای درونی سیستم)
آب نما. (نشانگر سطح آب جاری در مخازن دیگهای بخار)
محفظه آتش یا احتراق
کوره‌ها. (تولیدشده از فولاد آتش خوار و با ضخامت کلفت‌تر در سطح خارجی خود)
پرشر سوئیچ
مانو متر
سوپر هیتر
بافل لرزشگیر برای لوله‌ها. (غالباَ برای دیگ های بخار با ظرفیت بیشتر از هفت تن؛ جلوگیری از لرزش بیش از حد پایپ‌های از جنس فولاد).
دودکش.

برای راه‌اندازی اولیه یک دیگ بخار، تنها چند مؤلفه کلیدی مورد نیاز است. بدون شک، نصب صحیح مخزن یا تانک مهمترین بخش کار خواهد بود. همچنین المنت گرم کننده معمولا برای ایجاد گاز، نفت و بخار تحت فشار در زیر تانک وجود دارد. سوپاپ بخار نیز از دیگر اجزای مهم نصب است که یک دهانه کوچک در بالای تانک دارد و معمولا به یک لوله متصل است.

نکته: بیشتر دیگ‌های بخار فشار بالا، دارای دودکشی هستند که به خروج گرمای اضافی از سیستم کمک می‌کند.

استانداردهای دیگ بخار

در طراحی و ساخت بویلرها، استانداردهای مختلفی مطرح می‌باشد که رایج‌ترین آنها عبارتند از:

استاندارد ملی 4231: انواع بویلرها و دیگ بخار، مشمول استاندارد 4231 موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران هستند. این استاندارد ترجمه انگلیسی BS2790 است که شامل بخش‌هایی همچون کلیات، مواد، طراحی، عملیات حین ساخت (غیر از جوشکاری)، مهارت ساخت و جوشکاری، بازرسی و آزمایش فشار، ارائه مدارک و نشانه گذاری می‌باشد.

مجموعه استانداردهای ملی 7911: این استاندارد جزو مصوبات موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران بوده که ترجمه ای از آیین نامه BS 2790 می‌باشد و شامل سر فصل‌هایی مانند:

کلیات،
مواد و تنش طراحی،
نوع طراحی،
تولید و مهارت ساخت،
اتصالات و تجهیزاتی که روی دیگ نصب می‌شود،
تجهیزات احتراق،
کنترل‌های خودکار و تجهیزات الکتریکی،
بازرسی
نشانه گذاری

و… می‌باشد.

استاندارد BS2790: یکی از استانداردهای بین المللی مطرح در کل جهان می‌باشد که موسسه British Standard Institution یا BSI منتشر کرده است.

آیین نامه استاندارد 13782: آیین نامه فوق شامل مشخصات فنی و روش آزمون «تعیین معیار مصرف انرژی» و دستور العمل برچسب انرژی دیگ های بخار می‌باشد.

قیمت دیگ بخار

قیمت دیگ بخار با توجه به معیار های مختلفی از جمله ظرفیت و قدرت تعیین میگردد. البته علاوه بر فاکتورهای ظرفیت و قدرت، وجود عوامل دیگری همچون:

تعداد پاس های بویلر
جنس لوله‌ها و مخزن
تعداد لوله‌ها
مدل فایر تیوب، واتر تیوب یا ترکیبی دستگاه
نوع سوخت مصرفی
مارک سازنده
جنس بدنه
نحوه ساخت و…

نیز در تعیین قیمت دیگ بخار موثر می‌باشد. بنابراین برای استعلام قیمت بویلر بخار و خرید این تجهیزات می‌توانید با مشاوران شرکت ناب ملل تماس بگیرید. محصول سفارشی شما در کمترین زمان ممکن، تولید و ارسال می‌گردد.

طراحی دیگ بخار

یکی از مهم ترین نکات در طراحی و تولید دیگ بخار، منطبق بودن کلیه قسمت های:

ساخت،
اجرا،
قطعات،
کنترل،
دسترسی،
تست و…،

با استانداردهای مدوّن و شناخته شده و همچنین نقشه‌های اجرایی ساخت و طراحی بویلر از برندهای تاییدشده‌ی بین المللی است. به‌عبارت دیگر بهره گیری از نوع مرغوب فولادهای آلیاژی و لوله‌های آتش خوار، به تنهایی نمی‌تواند تضمین کننده عملکرد، راندمان عالی و طول عمر مفید بویلرها باشد. بلکه لازم است ساخت بویلر با استفاده از نقشه‌ها و روشهای تایید شده و مورد قبول استانداردهای بین المللی، انجام پذیرد. مواردی که در پرونده طراحی مکانیزم هریک از انواع دیگ بخار باید لحاظ شود، عبارتست از:

متریال بدنه، مخزن، لوله‌ها و قطعات مکانیکی
فشار و دمای کاری
قدرت خروجی در حالت عادی
ترکیب سوخت
مقدار هوای وارده برای احتراق
حداقل و حداکثر تقاضا برای بخار
مقدار مواد شیمیایی قابل اضافه سازی به آب تغذیه
مقدار آلودگی موجود در آب و نوع آن
زمان های پاک کردن سطوح جانبی آتش و آب
دمای دود
مصرف آب جبرانی
فشار گاز و غیره.

بعد از ساخت دیگ بخار، باید یک اپراتور برای بازرسی‌های مداوم و تعمیرات و نگهداری دستگاه حاضر باشد.

کلیه بخش‌های داخلی و تحت فشار یک دیگ بخار، از آلیاژهای آهنی تولید می‌شوند. تجهیزات دیگ‌های بخار از نظر نوع جنس به دو دسته:

دیگ‌های چدنی و
دیگ بخار فولادی،

تقسیم می‌شوند. گونه‌های دیگ بخار چدنی جهت تولید بخار کم فشار، طراحی و تولید می‌شوند. اما بایستی عنوان نمود که اکثر این تجهیزات از نوع فولادی هستند.

انواع دیگ بخار

بطورکلی انواع دیگ بخار را میتوان بر اساس پارامترهای مختلفی همچون:

محل مصرف و کاربری
فشار کاری و عملکردی
محل تولید بخار یا تولید کنندگی آب گرم
نوع سوخت مورد تغذیه دستگاه
تعداد پاس و رفت و برگشت احتراق
محل تماس آب با دیگ
نحوه ساخت
جنس بدنه (و تناسب آن با پاس ها) و…

دسته بندی نمود. کارایی بویلر بر اساس تک تک این پارامترها، دستخوش تغییراتی شده و برای کاربریهای متفاوتی متناسب میشود. اما در نهایت تمامی این سیستمها برای یک هدف واحد (تولید گرمای بخاری یا افزایش دمای سیال)، فعالیت می‌کنند. درادامه به بررسی خلاصه وار دسته بندی های مختلف بویلرها خواهیم پرداخت.

انواع دیگهای بخار بر اساس محل مصرف

نکته‌ی جالب توجه اینجاست که دیگها بر اساس محل مصرف یا همان کاربری مورد نظر برای نصب نیز قابلیت تقسیم بندی دارند:

بویلرهای تولید نیروی الکتریسیته ؛ مثل ژنراتورها.
دیگهای بخار تولید نیروی محرکه؛ همانند لوکوموتیوها.
دیگ بخار انتقال حرارت (گرمایش)؛ همانند: منبع کویل دار
گونه‌های بویلر انتقال انرژی؛ مثل مبدل‌های حرارتی.

انواع دیگ بخار بر اساس فشار کاری

بویلرهای فشار پایین و بویلر فشار متوسط (مدلهای واتر تیوب و…)
boiler فشار بالا (مدلهای فایر تیوب و…)
انواع دیگ بخار با فشار فوق بحرانی.

انواع بویلر بر اساس محل تولید بخار

بویلرهای بخار واتر تیوب
دیگ بخار فایر تیوب
گونه‌های ترکیبی

بویلر واتر تیوب

اساس کار دیگ بخار واتر تیوب بدین صورت است که آب (سیال گرم شونده) درون لوله‌ها جریان دارد. آتش یا گازهای داغ حاصل از احتراق نیز در درون دیگ، بطور مستقیم به لوله برخورد می‌کنند. درنتیجه باعث افزایش دمای آب درون لوله‌های بویلر (تا حد مشخص شده برای سیستم) می‌گردد. دیگ بخار واتر تیوب یا دیگ لوله آبی از یک اتاقک احتراق تشکیل یافته است. اتاقک احتراق نیز خود توسط لوله‌هایی محصور شده است که:

از قسمت تحتانی به درام آب
و از قسمت فوقانی به درام بخار،

متصل می‌گردند. به این لوله‌ها، لوله‌های آتشخوار نیز اطلاق می‌گردد. استراکچر دیگ بخار واترتیوب این قابلیت را دارد که تفاوتهایی نسبت به ساختار عمومی بویلر ها، داشته باشد. برای مثال درام ها می‌توانند عمودی یا افقی نصب شوند. همچنین لوله‌های آتشخوار میتوانند صاف یا خمیده در جای خود قرار گیرند.

مشخصات و ساختار دیگ های لوله آبی یا واتر تیوب سبب شده است که بتوان از این نوع تجهیزات در فشار های بالا بهره برد. یعنی فشار های ویژه بالاتر از 100 بار و دماهای بالا؛ دقیقاَ بر خلاف بویلرهای فایر تیوب!. درون دیگ های واتر تیوب بر اساس قانون استوانه‌های جداره نازک، با کاهش قطر لوله یا استوانه، تحمل فشار در ضخامت یکسان بیشتر می‌شود.

موارد کاربرد دیگ بخار واتر تیوب

مدلهای مختلف دیگ بخار واتر تیوب غالباَ در نیروگاه‌ها یا پالایشگاه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. چراکه قادرند در دمایی بالغ بر 550 درجه سانتیگراد و فشاری معادل 150 بار، عملکردی عالی از خود ارائه دهند. عمر مفید دستگاه و همچنین راندمان دیگ بخار واتر تیوب را میتوان با نصب ملحقاتی همچون:

دی اریتور،
اکونومایزر،
فیلتر شنی
منبع کندانس،
سختی گیر

و… تا حد قابل ملاحظه ای افزایش داد. بطور کلی بویلر واتر تیوب می‌تواند راندمان حرارتی معادل 95% داشته باشد. ازهمین رو در اغلب مصارف صنعتی سنگین، نیمه سنگین و گرمایش ساختمان های مسکونی و تجاری و… قابل استفاده هستند.

مزایا و معایب بویلر واتر تیوب

علاوه بر کار در دماها و فشارهای بسیار بالا، از جمله‌ی مهمترین مزایای دیگ بخار واتر تیوب میتوان به موارد زیر اشاره نمود:

تنوع سوخت تغذیه
کیفیت مطلوب خروجی بخار
حجم زیاد خروجی بخار
ضریب انتقال حرارت بیشتر
تولید بخارهای سوپر هیت توسط دیگ بخار واتر تیوب
سیکل کوتاه تولید بخار

ضمن اینکه اصلی‌ترین معایب و محدودیت های بویلر واتر تیوب عبارتست از:

بالا بودن هزینه تمام شده تولید این نوع بویلرها.
پیچیده بودن استراکچر دیگ بخار واتر تیوب؛ و در نتیجه پیچیدگی و دشواری تعمیرات آن نسبت به سایر انواع دیگ ها.
زمان بر بودن و بالا بودن هزینه تعمیرات؛ نسبت به سایر انواع بویلرها.
استفاده از این مدلها در صنایع کوچک و متوسط، مقرون به صرفه نمی‌باشد.

مکانیزم بویلر بخار واتر تیوب

آبی که در لوله‌های بویلر واتر تیوب جریان دارد، از درام پایینی وارد دیگ بخار می‌شود. این آب، گرمای حاصل از احتراق را جذب نموده و دمایش افزایش می‌یابد تا به بخار تبدیل گردد. بخار تولیدی به داخل درام یا همان کلکتور موجود در قسمت فوقانی boiler وارد شده و اصطلاحا بخار اشباع تولید میگردد. مرحله بعد، تبدیل بخار اشباع به بخار سوپر هیت است که این پروسه توسط سوپر هیترها میسر خواهد شد. درنهایت بخار سوپر هیت به واحد مصرف کننده جهت مصارف مختلف، انتقال می یابد.

بخاطر داشته باشید که سه راه مختلف برای ورود آب تغذیه به دیگ بخار واتر تیوب، وجود دارد:

آب به صورت مستقیم وارد درام می‌شود.
پس از پیش گرمایش، توسط اکونومایزرها وارد درام خواهد شد.
بخار سوپر هیت پس از چرخش در منبع کندانس و تبدیل دوباره به آب، وارد درام می‌گردد.

استفاده دوباره از بخار سوپر هیت پس از تولید کار، یک روش برای «بهینه تر کردن سیستم» و «صرفه جویی در منابع تجدیدناپذیر» می‌باشد.

بویلر فایر تیوب

بویلر فایر تیوب یکی از اصلی‌ترین و پر مصرف‌ترین انواع بویلرها بوده و به عنوان نسل سوم این تجهیزات شناخته می‌شود. تعدادی لوله فولادی طویل در دیگ بخار فایر تیوب تعبیه شده است. لوله‌هایی که گازهای داغ یا دود حاصل از احتراق در آنها جریان دارد. داخل دیگ، آب جریان دارد که این آب توسط لوله‌ها احاطه شده است. دمای آب تا دمای کاری تنظیم شده توسط دستگاه (برای تولید بخار یا آبگرم)، قابلیت افزایش دارد.

مزیت اصلی دیگ بخار فایر تیوب نسبت به نسل‌های قبل از خود (مانند بویلر دودکش بزرگ)، وجود تعداد زیادی تیوب کوچک است. تیوب های مذکور توانایی ایجاد سطح حرارتی بسیار بیشتر در همان حجم کلی مخزن بویلرها را دارند. دیگ های بخار فایر تیوب به 2 صورت:

افقی و
عمودی،

و اغلب به شکل استوانه ای ساخته می‌شوند. ساخت بویلرهای فایرتیوب از استوانه‌های جدار نازک، موجب شده تا تحمل فشار های بالا را نداشته باشند.

نکته: برخلاف دیگ بخار واترتیوب، آب درون دیگهای فایر تیوب که لوله‌ها از میان آن عبور می‌کنند، توسط گاز های حاصل از احتراق یا آتش درون لوله‌ها، گرم می‌شود.

مکانیزم دیگ بخار فایر تیوب

سوخت تغذیه در بویلر های فایر تیوب، در یک محفظه آتش می سوزد. سپس گاز های داغ و دودهای حاصل از احتراق، وارد تعدادی تیوب آتش یا فلو میشود. نهایتاَ طی برخورد با آب موجود در مخزن، تولید بخار اشباع یا تولید آبگرم در دمای مشخص، صورت می‌پذیرد. بخار تولیدشده در بالاترین نقطه ی بویلر به نام گنبد دیگ ذخیره و جمع آوری می‌شود. همچنین آب گرم یا آب داغ تولیدشده در دیگ های آبگرم، در یک سیستم بسته توسط پمپ های سیرکولاتور به گردش در می آید.

مزایا و معایب دیگ بخار فایر تیوب

مهمترین مزایای اینگونه تجهیزات عبارتست از:

راندمان کاری بالا؛ نسبت به هزینه تمام شده ساخت
کوتاه بودن زمان ساخت و امکان تولید با تیراژ بالا
حمل و نقل آسان
طرز کار و قابلیت اپراتوری ساده و آسان دستگاه.

ضمن اینکه از معایب بویلر فایر تیوب (دیگ لوله آتشی) میتوان به نمونه‌های ذیل اشاره داشت:

سایز بزرگتر دیگ بخار فایر تیوب؛ نسبت به بویلر واتر تیوب در ظرفیت مشابه. (علت آن کم بودن ضریب انتقال حرارت در حالتی است که گاز حاصل از احتراق در درون لوله جریان دارد)
امکان استفاده از سوخت های جامد در دیگ لوله آتشی وجود ندارد. برای این منظور باید از بویلرهای لوله آبی یا واتر تیوب استفاده نمود.
مدت زمان بهره گیری دستگاه یا اصطلاحا Uptime در این بویلرها زیاد می‌باشد. علت آن نیز حجم زیاد آب ورودی در اطراف تیوب های آتش است.
به علت عدم استفاده از درام در اینگونه تجهیزات، بخار تولیدی، حاوی مقادیری آب است. و این یعنی که بخارهای حاصله با کیفیت پایینی تولید میشوند!.
تجهیزات دیگ بخار فایر تیوب، امکان تولید بخار سوپرهیت شده‌ی بهینه و ایده آل را ندارند. چراکه در محل نصب سوپر هیتر که معمولا در فضایی بین تیوب های آتش نصب می‌گردد، با محدودیت مواجه خواهیم بود!. (عملاَ بخار سوپر هیت‌شده این دستگاه‌ها، شرایط مناسب جهت مصرف در صنایع حساس را نخواهد داشت)
چنانچه نیاز به بالا بردن فشار کاری کل سیستم وجود داشته باشد، بویلرهای فایرتیوب دارای ضعف می‌باشند.
عموما تیوب پلیت به علت عدم انعطاف پذیری ناشی از افزایش ضخامت جداره کوره برای جبران افزایش فشار، تنش زیادی را متقبل میشود. فلذاَ مشخصاَ تضعیف میگردد!.

دسته بندی بویلر بر اساس تعداد پاس

بر مبنای تعداد گذر شعله یا اصطلاحاَ تعداد پاس، انواع دیگ بخار را میتوان در 5 مدل مختلف دسته بندی نمود:

بویلرهای یک پاس
دو پاس
سه پاس
چهار گذر
مدل‌های دیگ بخار کوره برگشتی.

همواره این سوال برای مخاطبان بوجود می آید که منظور از پاس چیست؟!. درحقیقت تعداد پاس، همان تعداد شعله‌هاییست که در محفظه‌ی احتراق این دستگاه‌ها برای یک چرخه رفت و برگشتی تعبیه میشود. عمده ترین و پرکاربرد ترین نوع boiler ها در مصارف خانگی و تجاری، «بویلر های سه پاس و مدلهای کوره برگشتی» می‌باشند.

دیگ بخار تک پاس (تک گذر)

مدلهای دیگ بخار تک پاس اولین نسل بویلرهای تولیدی بوده که گازهای حاصل از احتراق، تنها یکبار مسیر داخل دیگ را طی می‌کنند. گازهای موردنظر سپس از مسیر دودکش تعبیه‌شده، خارج می‌شوند. نیروی محرکه لوکوموتیو های بخار از طریق بویلر تک پاس تامین می گشت. این نوع دیگ‌ها عملا در چرخه تولید هیچ سهمی ندارند.

پیشنهاد می نمائیم صفحه دیگ روغن داغ را هم مشاهده کنید.

بویلر فایر تیوب دو پاس

بویلرهای دو پاس همانگونه که از نامشان پیداست، آتش یا گاز حاصل از آن، دو مرتبه مسیر داخل دیگ را قبل از خروج طی می‌کند. کاربرد اصلی دیگ بخار دو پاس، مربوط به تولید آبگرم با دماهای زیر 100 درجه است. مدلهای بویلر فایر باکس دو پاس، راندمان پایینتری نسبت به سایر انواع بویلرها دارند. اینگونه سیستم ها بیشتر از نوع درای بک ساخته میشوند که مثل سایر انواع بویلر درای بک، تولید آنها از رده خارج است.

کلاس فشاری اینگونه تجهیزات، غالباَ بر روی هشت بار می‌باشد.

دیگ بخار کوره برگشتی

بویلر های کوره برگشتی نوعی از بویلرهای دوپاسه می‌باشند. عملکرد آنها بدین صورت است که گازهای داغ احتراق پس از دو بار گذر از دیگ، دوباره وارد مسیر لوله‌ها میشوند. گازهای فوق الذکر سپس از دودکش‌های بویلر خارج می‌گردند. راندمان دیگ کوره برگشتی از دیگ دو پاس بیشتر بوده و می‌تواند تا 80 درصد راندمان داشته باشد. استفاده از اکونومایزر ها در دیگ بخار فایر تیوب کوره برگشتی، در:

بهینه سازی سیستم و
افزایش راندمان دستگاه،

موثر خواهد بود. سطوح انتقال حرارت متعددی نظیر:

لولـه‌های آبـی و سوپر هیترهای دمای بالا در پـاس اول؛
و سوپر هیترهای دمای پایین و دی هیترها و اكونومایزر در پاس دوم،

در انواع دیگ بخار کوره برگشتی تعبیه شده است.

دیگ بخار سه پاس

دیگ بخار سه پاس برای تولید آبگرم و بخار کاربرد دارد. درحقیقت در اینگونه تجهیزات، گازهای داغ سه بار داخل دیگ گردش میکنند که بسیار پرکاربرد و بهینه می‌باشند. بویلر سه پاس این توانایی را دارد تا با راندمان ماکزیمم 89%، به تولید:

بخار یا
آبگرم،

اقدام نماید. لازم به ذکر است که دیگ های سه گذر به هر دو حالت «وت بک» و «درای بک»، طراحی و ساخته می‌شوند.

بویلرهای فایر تیوب چهار پاس

گونه‌های بویلر چهار پاسه بیشتر در تولید بخار برای حجمهای بالا کاربرد دارند. فلذا در پالایشگاه‌ها، شرکت های پتروشیمی و سایر مصارف صنعتی سنگین، نقش ویژه‌ای را ایفا میکنند. پاس چهارم اضافی بدین دلیل به دیگ بخار 4 گذر اضافه شده که توانایی افزایش سطح حرارتی را به نسبت سطح حرارتی مدلهای سه پاس، بدست آورد.

بدلیل ظرفیت حرارتی و گرمسازی بیشتر، مسلماَ قیمت مدلهای چهار پاس بیشتر از تجهیزات دو پاس و سه پاس است.

انواع بویلر بر اساس تماس آب با پشت دیگ

گونه‌های دیگ بخار وت بک
دیگ بخار درای بک

مجموعاَ در یک توصیف اجمالی می‌توان گفت که:

گونه‌های مختلف بویلرهای وت بک یا دیگ پشت تر، دارای راندمان کاری بالاتر و همچنین افت حرارتی کمتری نسبت به دیگ بخار پشت خشک یا درای بک هستند. درنتیجه قیمت بالاتری نیز خواهند داشت. امروزه طراحی و ساخت بویلر درای بک منسوخ شده است!.

دیگ بخار فایر تیوب وت بک

گازها و دود های حاصل از احتراق در بویلر وت بک، وارد محفظه ای با شعاع بزرگ تر از راپر یا کوره که توسط آب احاطه شده است، می‌شوند. دمای گازها در این محفظه، بوسیله‌ی انتقال حرارت، کاهش پیدا کرده و سپس وارد فازهای بعدی بویلر (پاس دوم و…) میگردد. می‌توان اثبات نمود این چرخش سبب افزایش چشمگیر راندمان میشود. ضمن اینکه به افزایش عمر قطعات دیگ بخار وت بک، به خصوص لوله‌ها کمک میکند.

بویلر فایر تیوب درای بک

در بویلر درای بک یا دیگ پشت خشک، گاز های حاصل از احتراق در محفظه ای هم تراز با لوله‌های پاس بعدی (پاس دوم و سوم)، در محل انتهای بویلرها قرار میگیرند. درحقیقت این گازها در محل انتهای دیگ بخار درای بک، محبوس می‌شوند. برخلاف دیگ پشت تر، گازها در دمای نسبتا بالاتری وارد پاس دوم می‌گردند. همین امر سبب کاهش چشمگیر راندمان و کاهش عمر قطعات و اجزای بویلرها مانند:

طاقچه‌ها،
لوله‌ها،
درب انتهای دیگ و…

می‌شود. لذا به علت معایب ذکر شده، تولید دیگ بخار فایر تیوب درای بک رو به کاهش و عملا منسوخ می‌باشد.

بویلر های قطاعی

توانایی تولید آب‌های بسیار گرم و تحت فشارهای کم را برای سیستمهای موتورخانه یا حرارت مرکزی دارند. درواقع بسته به ظرفیتهای مختلف، کمیت (تعداد) قطاع‌ها میتواند متفاوت باشد. چنانکه غالباَ از ظرفیت های صنعتی 30 الی 900 کیلووات را با تعداد قطاع‌های متفاوت، پشتیبانی می‌کنند. دیوا‌ره یا جداره‌ی این قطاع‌ها دارای حفره‌هایی می‌باشد. بطوریکه حرارت حاصله از برنرها با گذر از همین حفره‌ها و جریان آب، قادر است تا گرمسازی آب را به سرانجام برساند.

انواع بویلرها بر اساس نوع سوخت تغذیه

مایع
جامد
گاز
برقی

ذکر این نکته پراهمیت است که مدلهای سوخت جامد و مایع، کاربرد کمتری نسبت به سیستم‌های گازی دارند. امروزه به طور عمده گازهای طبیعی، سوخت بویلر ها را تشکیل می دهند. البته کشورهای پیشرفته جهان، سعی در استفاده بیشتر و رواج انواع دیگ بخار برقی را دارند.

ساخت انواع دیگهای بخار، به دو گونه‌ی مختلف «ساخت در محل و ساخت در کارخانه انجام می‌پذیرد. معمولاَ مدلهای تولیدی در کارخانه، از کیفیت و دقت بیشتری برخوردارند.

علل خرابی انواع دیگ بخار

دیگهای بخار و تجهیزات جانبی آن ممکن است دچار انواع خرابی های مختلف شوند. برخی از مهمترین عوامل خرابی boiler ها به شرح ذیل است:

خوردگی؛ که عامل خرابی بسیاری از تجهیزات فلزی و همچنین دیگهای بخار می‌باشد.
تحولات مکانیکی که میتواند شامل ترک خوردگی حاصل از خوردگیهای فلز باشد!.
پدیده شکست. (این پدیده اغلب به دلیل خستگی ناشی از تنش‌های مختلف اتفاق می‌افتد)
اعوجاج؛ که دلیل اصلی آن انبساط گرمایی است.

بیشتر خرابی هایی که در دیگ بخار رخ می دهد، اغلب در قسمتیست که تحت فشار قرار می‌گیرد. پس باید در هنگام ساخت در قسمت های تحت فشار، دقت کافی به عمل آورد و بعد از ساخت نیز آزمایش‌های مربوط به تست هیدرواستاتیک و جوش را انجام داد. بدین ترتیب از بی عیب بودن محصول تولیدی، اطمینان حاصل می‌شود.

بخار سوپر هیت چیست؟

هنگامی که بخار اشباع تولید شده در بویلر، با سطوحی با دماهای بسیار بالاتر تماس پیدا کند، دمای بخار تولید شده بیشتر از دمای تبخیر آب خواهد شد. بنابر این بخار سوپر هیت بخاری است که در فشارهای خاص از نقطه جوش H2O، دمای بالاتری دارد.

باید به این نکته توجه داشت اگر بخار تولیدی حاوی آب باشد، سوپرهیت نمودن بخار میسر نخواهد شد. زیرا افزایش دما، تبخیر قطرات آب را در پی خواهد داشت. درنتیجه برای حل این معضل، استفاده از یک مبدل حرارتی در دستور کار قرار می‌گیرد. مبدل حرارتی میتواند یا جزئی از سیستم بویلر باشد؛ و یا به صورت جداگانه نصب گردد.

بخار سوپرهیت در کاربردهای خاصی استفاده می‌شود. بعنوان مثال در توربین های بخار، بخارهای سوپرهیت جهت عبور از نازل ها و هدایت به سمت رتور (چرخش رتور) کاربرد دارند. از آنجاییکه انرژی لازم فقط از طریق بخار تامین می‌شود، بنابراین بخار خروجی از رتور دارای انرژی کمتری خواهد بود.

اصول نگهداری و سرویس دیگ بخار

لازم به ذکر است که دیگهای بخار موجود در موتورخانه‌ها، اصولا باید به صورت سالانه و روزانه تعمیر و نگهداری شوند. بنابراین بایستی با موارد پراهمیتی که از الزامات بازرسی های سالانه محسوب میشوند، آشنا شوید:

بازرسی دیگ و تجهیزات جانبی
آنالیز مواردی که در پرونده دیگها ثبت شده است.
تعمیر و نگهداری و تمیز کردن مشعل
بازبینی آجرهای نسوز
پاکسازی لوله‌های آتش خوار و لوله دود
چک کیفیت احتراق
بررسی کنترل‌های آب تغذیه و غیره.

منابع اتلاف حرارتی دیگ بخار

بیشترین اتلاف حرارتی از طریق دود کش اتفاق می‌افتد که در بدترین حالت 30 الی 35% از انرژی اولیه، از آن خارج می‌شود. دلیل این اتلاف انرژی از دودکش دیگ بخار، میتواند هر یک از موارد زیر باشد:

اتلاف حرارت به دلیل گاز خشک
وجود رطوبت در سوخت
وجود آب ناشی از احتراق هیدروژن.

ضمن توجه به موارد فوق، راهکارهای ذیل در به حداقل رساندن اتلاف انرژی از طریق دودکش انواع بویلر، شدیداَ موثر می‌باشند:

کاهش هوای اضافی.
سطوح انتقال حرارت باید همیشه تمیز باشند.
استفاده از تجهیزات بازیافت حرارتی.
کنترل نفوذ هوا به داخل دیگ بخار.

اتلاف حرارت بویلر از طریق تشعشع

مقداری از گرمای ناشی از احتراق، همواره از طریق تشعشع از دیواره‌های دیگ بخار به بیرون درز پیدا می‌کند. برای جلوگیری از این عمل باید از عایق بندی مناسب استفاده کرد. چراکه مقدار اتلاف حرارتی شدیداَ کاهش پیدا خواهد کرد. درهمین رابطه به جدول زیر و به میزان اتلاف گرمایی (انرژی) بر اساس توان حرارتی، توجه داشته باشید.

اتلاف حرارتی ناشی از تشعشع	توان حرارتی دیگ
0.5%	100000 کیلو بخار در ساعت
0.7%	50000 کیلو بخار در ساعت
0.9%	25000 کیلو بخار در ساعت

ضد عفونی کردن خاک با دیگ بخار

عمده ترین روش‌های ضد عفونی غیر شیمیایی خاک، استفاده از:

تابش خورشید و
بهره گیری از بخار آب

می‌باشد. مکانیزم عمل بدین صورت است که با افزایش دمای محیط و خاک تا یک دمای معین، دو اتفاق ویژه رخ می دهد:

آفات و امراض به طور انتخابی حذف میشوند؛ و
ارگانیزم های مفید خاک باقی مانده و نسبت به عوامل بیماری زا مقاوم تر می‌گردد.

برای مثال عناصر بیماری زایی نظیر قارچ و باکتری ها در دمای 60 درجه سلسیوس، بیشتر از مدت 30 دقیقه، قادر به ادامه فعالیت نبوده و نابود می‌شوند. ولی در همین دما، بسیاری از ارگانیزم های خاک زنده مانده و فعالیت می‌کنند. بمنظور ضد عفونی کردن خاک با استفاده از بخار آب، از دستگاه دیگ بخار استفاده می‌شود. بدین نحو که:

بخار مورد نیاز توسط دیگ بخار یا بویلر تولید شده و به داخل بستر خاک وارد می‌شود. هنگامی که ذرات بخار آب به مرحله میعان میرسند و تبدیل به مایع می‌شوند، میزان حرارت بیشتری نسبت به آب داغ آزاد می‌کنند.

لازم به توضیح است هنگامی که یک گرم بخار آب به میزان یک درجه سانتیگراد خنک شود، حداقل 540 کالری انرژی حرارتی آزاد می‌گردد. این در حالیست که با سرد شدن یک درجه ای یک گرم آب، فقط مقدار یک کالری حرارت آزاد می‌شود. برای افزایش دمای خاک به حجم یک متر مکعب به میزان یک درجه سلسیوس، 480 کالری انرژی مورد نیاز است.

مزایای ضد عفونی کردن خاک با بویلر

ضدعفونی سازی خاک توسط بویلر ها، روشی است که به کرّات از سوی صاحبان صنایع و افراد مرتبط انجام می‌پذیرد. ویژگیهای مثبت زیر، مربوط به روش ضدعفونی کردن خاک توسط انواع دیگ بخار است:

حذف همه آفات و امراض توسط بخار
زمان کوتاه پس از عملیات استریل؛ جهت ادامه کشت
حداقل مضرات برای انسان و گیاهان
عدم تولید سموم ناخواسته در اثر حرارت زیاد توسط استریل با دیگ بخار (boiler)
توانایی استریل خاک در محیط های کشت سرد و مرطوب؛ در هر زمان از سال.

روش‌های ضد عفونی خاک توسط بخار به شرح ذیل می‌باشد:

بخار دهی در شرایط خلا
بخاردهی زیرزمینی
روش هوا بخار
شیوه بخار دهی نواری متحرک
بخار زیر پوشش‌های عایق مخصوص

تمامی این شیوه‌ها را میتوان با استفاده از دیگ بخار اجرایی نمود.

منظور از دیگ بخار پشت تر و پشت خشک چیست؟

مدل‌های فایر تیوب درای بک با نام «پشت خشک» و مدلهای فایرتیوب وت بک با نام «پشت تر» نیز شناخته میشوند.

بهترین جنس برای لوله‌های بویلر؟

فولاد روکش دار مقاوم در برابر اکسایش.

دیگ بخار مناسب برای تولید بخار اشباع و سوپر هیت؟

دستگاه تولید بخار فایر تیوب برای تولید بخار اشباع، مناسبتر می‌باشد. جهت تولید بخار سوپر هیت با کیفیت، باید از بویلر واتر تیوب یا دیگ لوله آبی بهره برد.

استفاده از سختی گیر برای دیگهای موتورخانه؟

موتورخانه‌هایی که از دیگ بخار استفاده میکنند، حتما بایستی از دستگاه‌های:

سختی گیر یا رسوب زدا و
دی اریتور،

در مسیر آب تغدیه دیگ استفاده نمایند. حداکثر سختی آب مجاز دیگهای بخار، 20PPM می‌باشد.

محصول مشابه: دیگ چگالشی