دیگ بخار و بررسی انواع ظرفیت های آن

انواع دیگ بخار فایرتیوب بر اساس تعداد مسیرهای عبور آتش:

دیگ بخار لوله آتشی تک پاس

این دیگ ها از اولین دیگ های ابداعی فایرتیوب بودند. در این مدل گاز حاصل از احتراق در کوره پس از یک بار گذر از مسیر کوره از دودکش خارج می شود. این روش به دلیل بهینه نبودن مصرف انرژی از راندمان بسیار پایینی برخوردار بوده و امروزه از آن ها استفاده نمی شود. سوخت مورد استفاده در این بویلر ها معمولا از نوع زغال سنگ بوده است.

دیگ بخار فایرتیوب دو پاس

این مدل به دو صورت عقب خشک و عقب تر مورد استفاده قرار میگیرد. دراین روش گازهای حاصل از احتراق پس از طی مسیر کوره توسط فضای پشت آن به پاس دوم لوله ها وارد شده و مسیر طی شده را دوباره بر می گردد. و در نهایت توسط دودکش از مسیر سیستم خارج می شود. این روش نیز به نسبت مقدار راندمان بسیار پایینی دارد و امروزه کمتر از آن استفاده می شود.

بویلر لوله آتشی برگشتی

بویلر لوله برگشتی را می توان مشابه دیگ بخار دو پاس در نظر گرفت با این تفاوت که در این روش گاز های داغ پس از طی مسیر به سمت انتهای کوره به درب پشتی بویلر برخورد کرده و مجددا در کوره مسیر را بر می گردند. سپس از لوله های آتشخوار قرار گرفته در بالای کوره مسیر را دوباره طی نموده تا از طریق دودکش خارج شوند.

بوبلر فایرتیوب سه پاس

نسل نوین دیگ های بخار لوله آتشی، دیگ های بخار با لوله های سه پاس است. این روش به دلیل بازدهی بالا و عملکرد مناسب از محبوبیت بالایی برخوردار است. همچنین به میان قابل توجهی در جهان تولید می شود. در این روش لوله ها پس از عبور از پاس دوم که مشابه روش دو پاس می باشد از یک محفظه عقب خشک وارد پاس سوم می شوند. پس از عبور گاز ها از پاس سوم از طریق دودکش گاز ها خارج می شوند.

دیگ بخار فایرتیوب چهار پاس

این دیگ ها تا مرحله سوم و طی مسیر پاس سوم مشابه دیگ بخار سه پاس عمل میکند. پس از آن گاز های عبوری از روش عقب خشک وارد پاس چهارم شده و از آن عبور می کنند و پس از طی مسیر از طریق دودکش خارج می شوند. در پاس آخر به دلیل افت فشار و همچنین کاهش بیش از حد دما گاز خروجی ممکن است تغییر فاز داده و باعث خوردگی لوله ها شوند. لذا در این روش نیز باید تعمیر و نگهداری به صورت بازه های نزدیک به هم انجام شود.

بخش های اصلی دیگ بخار

اجزای تشکیل دهنده دیگ بخار فایرتیوب مطابق شکل زیر می باشد.

اجزای تشکیل دهنده دیگ بخار واتر تیوب مطابق شکل زیر می باشد.

سیستمهای سه گانه آب، بخار و سوخت

به طور کلی می توان گفت که سیستم بویلر از سه قسمت تشکیل شده است. قسمت اول سیستم آب تغذیه، قسمت دوم سیستم بخار و قسمت سوم سیستم سوخت را نشان می دهد.

شکل زیر آرایش کلی قسمت های مختلف دیگ بخار را نشان می دهد.

یکی از اجزایی که در تصویر بالا نشان داده شده است، مخزن بلودان است. دریچه این مخزن توسط اپراتور دیگ باز می شود و مقداری از آب پر از املاح از انتهای دیگ تخلیه می شود. در واقع هدف از این کار تطبیق درصد مواد محلول در آب دیگ با سطح طراحی شده بر اساس دیگ است تا در هنگام تبخیر آب، این مواد محلول در دیگ ته نشین نشوند و باعث شوند. آسیب به آن بخش های مختلف در نهایت، حجم آب کاهش یافته توسط مخزن شناور، آب ورودی را با نمک کمتری تامین می کند.

آب مخزن بلودان دارای دمای بالا و مواد محلول است. تخلیه مستقیم این آب به داخل کانال باعث ایجاد مشکلات زیست محیطی و آب نمک در کف دیگ بخار می شود. برای جلوگیری از این امر یک خروجی آب سرد در مخزن بلودان نصب می شود تا دمای آب به کمترین حد برسد و سپس به کانال تخلیه می شود.

سیستم آب تغذیه دیگ بخار

به صورت کلی سیستم آب تغذیه، آب مورد نیاز مجموعه را فراهم می‌کند و این آب را برای دست‌یابی به بخار کافی، به صورت خودکار تنظیم می‌کند. در این بخش تعداد زیادی از شیرهای کنترل به منظور نمایش اطلاعات در هر لحظه و بهبود فرایند تعمیر و نگهداری تجهیزات، استفاده شده است.

گرم‌کن‌های آب تغذیه، گرمای اضافی و خروجی بخار را برای پیش گرمایش آب تغذیه دیگ بخار استفاده می‌کند. پیش گرمایش آب تغذیه دیگ بخار، بازده مجموعه را از طریق کاهش انرژی مورد نیاز برای تبدیل آب به بخار، افزایش می‌دهد.

آب تغذیه دیگ بخار معمولا حاوی اکسیژن محلول و دی اکسید کربن است. این گازها باعث ایجاد خوردگی و آسیب‌های بسیار زیادی در بخش‌های مختلف دیگ بخار می‌شود. حذف این گازها توسط دی اریتور صورت می پذیرد که در واقع به صورت مکانیکی و با عبور دادن بخار از گرم‌کن آب تغذیه، این گازها را از محلول خارج می‌کند. دی اریتورها در نوع پاششی و سینی دار طراحی و ساخته می شوند.

این فرایند یعنی پیش گرمایش و خارج ساختن اکسیژن و دی اکسید کربن در تعدادی از بویلرهای صنعتی با استفاده از مخزن  کندانس نیز انجام می‌شود. به صورت کلی می‌توان گفت که دی اریتور در سیستم‌های بزرگ کاربرد زیادی دارد. همچنین سیستم کندانس برگشتی که سیستم نسبتا ارزان‌تری است، برای بویلرهایی مناسب است که بارها آب برای چگالش بازگردانده می‌شود. در واقع با توجه به اینکه آب بازگردانده شده درصد اکسیژن کمتری وجود دارد، استفاده از سیستم کندانس برگشتی اقتصادی‌تر است.

آخرین عضو سیستم آب تغذیه مجموعه بویلر یا دیگ بخار، اکونومایزر است. اکونومایزر یک ابزار بسیار مناسب برای افزایش بازده سیستم است. این اکونومایزر گرما را از گاز موجود در خروجی (قبل از دودکش) دریافت می‌کند و آب ورودی را با استفاده از آن بخار  می‌کند. این موضوع بازدهی دیگ بخار را افزایش می‌دهد. آب تغذیه خیلی داغ (مخلوط بخار وآب) از طریق اکونومایزر وارد دیگ بخار می‌شود و به شکل بخار به سمت درام بخار حرکت می‌کند.

سیستم توزیع بخار دیگ بخار 

سیستم توزیع بخار وظیفه کنترل میزان بخار تولید شده در دیگ را بر عهده دارد. بخار تولید شده در نهایت از سیستم لوله کشی عبور می کند. فشار بخار در این مجموعه به صورت دوره ای با استفاده از فشارسنج های بخار کنترل می شود.

سیستم سوخت دیگ بخار 

سیستم سوخت، شامل تمام ابزار و تجهیزاتی است که سوخت را برای تولید انرژی ضروری و مورد نیاز مجموعه فراهم می‌کنند. ابزاری که در این سیستم استفاده می‌شوند به نوع سوختی بستگی دارد که سیستم استفاده می‌کند.

اجزای تشکیل دهنده دیگ بخار

معمولا اجزا تشکیل دهنده دیگ بخار یکپارچه به دو قسمت ساختمان بدنه و وسایل کنترلی کمکی تقسیم بندی می شوند.

ساختمان بدنه از اجزا زیر تشکیل شده است:

• بدنه خارجی
• مشعل
• کوره
• لوله ها
• دریچه منهول (آدم رو) و هند هول (دست رو)
• درهای عقب و جلو
• صفحات نگهدارنده لوله
• لوله انبساط
• اتصالات لوله رفت و برگشت
• دودکش
• شیر اطمینان
• کاور بدنه
• شیر تخلیه
• اتصالات ترمومتر و ترموستات
• اتصالات فشار سنج
• عایق حرارتی

مشعل دیگ بخار 

مشعل دیگ بخار یکی از اجزای اصلی است اما جدا از دیگ است و پس از ساخت دیگ نصب می شود. وظیفه اصلی مشعل تبدیل سوخت به انرژی حرارتی است. دیگ های بخار می توانند با مشعل هایی با سوخت های مختلف کار کنند. مهم ترین سوخت های مورد استفاده در بویلرها گاز، گازوئیل و نفت کوره است. بنابراین می توان گاز، گازوئیل، مشعل دو گاز و گازوئیل و دیگ سه گانه گاز، گازوئیل و سوخت سوخت را انتخاب کرد.

شیر تغذیه دیگ بخار 

شیر تغذیه بعد از پمپ و قبل از دیگ نصب می شود. این شیر دارای شیر چک می باشد و از برگشت آب یا بخار به پمپ جلوگیری می کند. (برای اطمینان بیشتر، دیگ های آراداکس معمولاً دو شیر یک طرفه اضافی را قبل از شیر تغذیه نصب می کنند.) این شیر باید همیشه کاملاً باز باشد تا آب به راحتی وارد دیگ شود. پس از تخلیه و توقف پمپ، یک شیر یک طرفه از برگشت آب یا بخار به پمپ جلوگیری می کند.

اگر سطح آب مخزن تغذیه یا هواگیر بالاتر از سطح آب دیگ بخار است، دیگ خاموش است و فشاری در دیگ وجود ندارد، شیر تغذیه را ببندید تا آب از مخزن وارد دیگ و سرریز نشود.

پمپ دیگ بخار 

وظیفه پمپ در دیگ تامین و پمپاژ آب مورد نیاز دیگ می باشد. پمپ باید مقدار آبی که در دیگ تبدیل به بخار می شود را پوشش دهد و از افت سطح آب دیگ جلوگیری کند. پمپ تغذیه دیگ های بخار معمولاً از جنس استیل است.

برای جلوگیری از ورود ذرات خارجی در آب به پمپ، نصب فیلتر در ورودی پمپ ضروری است. علاوه بر این، یک شیر یک طرفه بعد از پمپ لازم است تا از برگشت بخار از دیگ به پمپ و آسیب رساندن به پمپ جلوگیری کند.

نشان دهنده سطح (آبنما) دیگ بخار 

نشانگر سطح، وظیفه نمایش سطح آب داخل دیگ را بر عهده دارد. با توجه به ظرفیت دیگ و بر اساس استاندارد تعداد آبنماهای دیگ بخار یک یا دو عدد خواهد بود. نشانگرهای سطح آب به دو صورت مغناطیسی یا شیشه ای تولید می شوند که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند.

از آنجایی که نظارت بر سطح آب توسط اپراتور از اهمیت ویژه ای برخوردار است، شیشه محافظ و لوله شیشه ای آبنما باید همیشه تمیز نگه داشته شوند. برای اطمینان از عملکرد مناسب و تمیز کردن محفظه آبنما، لازم است به طور دوره ای دریچه تخلیه زیر آبنما باز شود تا محفظه از رسوب پاک شود.

مانومتر دیگ بخار 

مانومتر(Manometer) یا فشار سنج که بر روی کلکتور لوازم کنترلی نصب گردیده است وظیفه نمایش فشار بخار دیگ را به عهده دارد. پیشنهاد می­گردد برای اطمینان از عملکرد صحیح و نمایش دقیق فشار توسط مانومتر، به صورت سالانه عملیات کالیبراسیون انجام گیرد.