دیگ بخار چگونه کار می کند

در دیگ های بخار آب ذخیره شده توسط یک ماده مشتعل گاز , ذغال سنگ و … گرم می شود تا به بخار آب تبدیل شود . بخار آب در یک مخزن گنبدی در ارتفاع بالا  به طور مستمر جمع می شود تا به سطح مطلوب فشار برسد . پس از اینکه بخار آب ذخیره شده به سطح ورد نظر رسید از دریچه مخصوص به لوله های موجود در مخزن هدایت شده و حرکت می کند . این فرایند تا زمان مشتعل بودن ماده سوختنی و میزان ظرفیت دیگ بخار ادامه دارد . پس از خاموشی مشعل بخار مجدد به آب تبدیل شده و برای مصرف به دیگ باز می گردد .

در ادامه به بررسی کامل اجزای دیگ بخار و انواع دیگ خواهیم پرداخت .

دیگ بخار عمودی

دیگ های بخار دو نوع عمودی و افقی دارند . ابعاد و فضایی که دیگ در آن جایگذاری می شوند و کاربرد دیگ در انتخاب نوع دیگ ( عمودی و یا  افقی ) تاثیر دارد .سوال اینجاست که آیا عمودی و یا افقی بودن دیگ ها در ظرفیت و کارایی آنها نیز تاثیر دارد یا خیر ؟

بله دیگ های بخار عمودی و افقی هم کاربری های متفاوتی دارند و همچنین از نظر ظرفیت نیز با یکدیگر متفاوت هستند . دیگ های عمودی دارای ظرفیت حداقل 500KG  در ساعت می باشند این در حالیست که دیگ ها افقی می توانند ظرفیت چند تن در ساعت را داشته باشند لذا کاربری هر نوع دیگ با دیگری متفاوت است . 

کاربرد دیگ بخار

• بویلر های صنعتی یا دیگ بخار کاربرد های گسترده ای در صنایع گوناگون دارند . از صنایع پر مصرف می توان به موارد زیر اشاره کرد :
• کاربرد های صنعتی در انواع پالایشگاه ها , صنعت پتروشیمی , شیمیایی و نیروگاهی 
• قابل استفاده در صنعت دامداری و مرغداری به منظور استریل کردن
• استفاده از یویلر های صنعتی در صنایع غذایی برای انواع بسته بسته بندی مواد و فراورده های لبنی , سوسیس و کاباس , انواع شکلات , کیک , نان  و ….
• پر کاربرد در صنعت پرورش قارچ
• قابل استفاده در انواع کارخانه های خودروسازی و تولید قطعات صنعتی
• پر کاربرد در صنایع فرش و پارچه و نساجی
• قابل استفاده برای میکروب کشی , استریل کردن , شستشو و …
• صنعت ساخت و ساز و شهرسازی  ( تولید بتن , شستشوی ناوگان حمل و تقل و ترابری از جمله قطار ,مترو , هواپیما و همچنین معابر شعری  )

انواع دیگ بخار

به طور کلی دیگ هاای بخار دو نوع واتر تیوپ و فایر تیوب دارند . هر کدام از این دیگ ها نیز انواع متنوعی دارند که با توجه به میزان گذر دود , قدرت , شکل سیستم و … معرفی می شوند . در ادامه به بررسی و مقایسه دیگ واتر تیوپ و فایر تیوپ می پردازیم همچنین انواع دیگ های بخار را معرفی می کنیم .

طبقه بندی دیگ بخار

همانطور که اشاره کردیم در طبقه بندی دیگ های بخار و بویلر های صنعتی به دو دسته واتر تیوپ و فایر تیوپ می رسیم . هر کدام از دیگ های سیستم مجزا , بازدهی متفاوت , عملکرد مشخص و ساز و کار متفاوتی نیز دارند که در ادامه به معرفی کامل هر دو نوع بویلر می پردازیم .

دیگ بخار فایر تیوب Fire Tube

بویلر های فایرتیوب ( دیگ بخار لوله آتشی ) پرکاربرد ترین دیگ بخار می باشد . این نوع بویلر دارای لوله های آتشخوار است و سازوکار این بویلر به این صورت است که مواد حاصل احتراق یا همان مشعل از داخل لوله ها مسیر مشخصی را طی می کند تا آب موجود در لایه خارجی لوله ها را به بخار تبدیل کند .

اگر بخواهیم دیگ های فایر تیوب را با بویلر های آبی مقایسه کنیم باید بگوییم که بویلر فایر تیوب ارزان تر , برای فشار های کمتر و کاربری های کوچک تر مناسب هستند . بازدهی کلی دیگ فایر تیوب به تعداد پاس , ابعاد لوله ها و سطح انتقال حرارت توسط مشعل بستگی دارد .

دیگ بخار واتر تیوب Water Tube

در بویلر های واتر تیوب یا همان لوله آبی , بجای مشعل , آب در لوله های در جریان است  و در سطح خارجی لوله , گاز های داغ وجود دارد  که سبب گرمایش آب داخل لوله و بخار شدن آن می شود . در دیگ های واتر تیوب امکان افزابش ظرفیت نیز وجود دارد که همین امر باعث کاربرد گسترده بویلر های واتر تیوب در صنایع بزرگ می شود . بویلر های لوله آبی در ابعاد متنوعی موجود می باشن که  از ابعاد کوچک تر آنها می توان برای صنایع نفت و پتروشیمی استفاده کرد .

مزایا و معایب  دیگ بخار فایر تیوب

هر کدام از ساختار های دیگ های دارای مزایا و معایبی می باشد که به آنها می پردازیم . از مزایای دیگ های فایر تیوب می توان به قیمت مناسب تر آنها , ساختار ساده و کارایی بهتر در برابر نواسانات مصرف بخار اشاره کرد . اما لازم به ذکر است بویلر های لوله آتشی دارای محدودیت در فشار بخار خروجی دارند و ظرفیت آنها را تا حد مشخصی می توان افزایش داد .

مزایا و معایب  دیگ بخار واتر تیوب

از مزیت های اصلی دیگ های واتر تیوب امکان افزایش ظریفت دیگ تا حد بالاست . بازدهی دیگ های واتر تیوب به دلیل نرخ انتقال حرارت بیشتر بالاتر بوده و هین امر کاربرد دیگ های لوله آبی را گسترده تر و صنعتی تر نیز می کند . مزیت دیگر دیگ های واتر تیوب نسبت نوع فایر تیوب دیگ ها زمان راه اندازی کمتر آن است . دیگ های لوله ابی حجم آبگیری پایین دارند که منجر به کاهش زمان را اندازی این دیگ های می شود .

انواع دیگ فایر تیوب 

• کورنیش
• لنگاشیر
• لوکوموتیو
• دیگ های معکوس
• دیگ های مرطوب

انواع دیگ واتر تیوب

دیگ های واتر تیوب انواع متنوعی دارند . هر کدام از انواع دیگ لوله آبی کاربرد های منحصر به فردی با توجه به اجرای دیگ و ظرفیت تولید بخار آنا دارند . از دیگ های بخار لوله آبی می توان به موارد زیر اشاره کرد :

• دیگ واتر تیوب طوطی
• دیگ های استرلینک
• دیگ لوله آبی متقابل
• دیگ های کم حجم توربو

انواع دیگ از نظر گذر دود

در دیگ های بخار تبادل های حرارتی میان دیگ و مواد احتراق منجر به افزایش بازدهی دیگ می شود .انتقال حرارت با تعداد گذر د.د رابطه مستقیم دارد . هرچه تعداد گذر دود حاصل از اشتعال سوخت در دیگ افزایش یاید بازدهی دیگ نیز بیشتر می شود . به این ترتیب دیگ ها از نظر تعداد گذر دود نیز به چند نوع مختلف با بازدهی های متنواع تقسیم می شوند .

دیگ بخار دوپاس حرارتی

در این نوع دیگ ها دود حاصل از اشتعال طی دو مرحله , یک مرحله از داخل کوره و مرحله دوم از تیوب ها گذر می کنند . دیگ های دوپاس از نوع دیگ های فایر تیوب بوده و دارای بازدهی و راندمان پایین تری هستند . به دلیل راندمان پایین دیگ های دو پاس عقب خشک تویلد آنها متوقف شده است .

سه پاس حرارتی

دیگ سه پاش رایج ترین دیگ بخار فایر تیوب عقب تر می باشد . در این نوع دیگ دود و محصولات اشتعال طی سه مرحله و سه مسیر منتقل می شوند . در دیگ های بخار سه پاس حرارتی با توجه به افزایش میزان گذر دود بازدهی بالاتر رفته و انتقال حرارت نیز افزایش می یابد .

اجزای دیگ بخار

دیگ بخار به طور کلی شامل 3 بخش اصلی است . سیستم بخار , سیستم سوخت و سیستم تغذیه آب . اگر بخواهیم به شکل جزئی تر به دیگ بخار بپردازیم دیگ های بخار یا بویلر ها شامل بخش های زیر می باشند .

• بدنه دیگ
• لوله های دود
• شیر خروج بخار 
• لوله کنترل
• اتاق دود
• محفظه احتراق
• کوره ( بویلر )
• مشعل
• شاسی
• Feedwater Pump ( پمپ تغذیه آب )
• Condenser ( کندانسور )
• Superheater ( سوپر هیتر )
• Feedwater Heater ( دستگاه گرم کننده تغذیه آب )
• Deaerator ( دی اریتور )
• Economizer ( اکونومایزر )

بررسی عملکرد اجزای دیگ بخار

• کندانسور : با نام چگالنده نیز شناخته می شود . فرایند میعان و خنک سازی سیال در دیگ بخار به عهده کندانسور می باشد .  وسیله ای در دیگ بخار است که فرآیند میعان در آن صورت می گیرد و وظیفه خنک‌سازی سیال عامل را به عهده دارد.
• پمپ تغذیه آب : این بخش برای پمپاژ آب در دیگ بخار استفاده می شود . نوع پمپاژ به نوع دستگاه بستگی دارد . معمولا پمپ ها به  صورت دستگاه های فشار بالا مکشی , پمپ های جابجایی مثبت و یا گریز از مرکز می باشند .
• سوپر هیتر : همانطور که از نامش پیداست این بخش یک واحد مبدل حرارت در دیگ بخار است که وظیفه آن رساندن بخار اشباع به بالاترین دمای اشباع است .
• دستگاه گرم کننده تغذیه آب : این بخش از دیگ بخار به منظور توزیع آب در دیگ بخار پیش از گرمایش مورد استفاده قرار می گیرد . توزیع آب پیش از گرمایش به این جهت اهمیت دارد که کارایی سیستم را بهبود بخشیده و برگشت پذیری تولید بخار را کاهش می دهد که این امر از شوک حرارتی به دیگ بخار جلوگیری کرده و باعث کاهش هزینه های عملیاتی می شود .
• دی اریتور : در دیگ بخار هیچ اکسیژنی نباید در آب حل  شود چراکه باعث ایجاد خسارت در سیستم می شود . وظیفه در اریتور حذف و جلوگیری از حل شدن اکسیژن و گاز در آب است .
• اکونومایزر : اکونومایزر ها نیز نوعی مبدل حرارتی مایعات می باشند . تفاوت این بخش با سوپر هیتر ها در این است که برخلاف سوپر هیتر ها میزان حرارت و گرما از حد مشخصی ( نقطه جوس سیال ) فرلتر نمی رود .

تعمیر و نگهداری دیگ بخار

نگهداری و تعمیرات دوره ای دیگ بخار از اهیمت بالایی برخوردار است . سرویس به موقع و در صورت نیاز تعمیر دیگ شما را از فعالیت کارامد سیستم مطمئن می کند . دیگ بخار باید در زمان لازم گرمای مورد نظر را فراهم کند و در صورت وجود هرگونه مشکل کارکرد دستگاه با مشکل موجه خواهد شد و کارایی دیگ کاهش می یابد .

رنگ مخصوص دیگ بخار صنعتی 

برای رنگ پوشش دهی دیگ های بخار نیز لازم است از رنگ های مورد تایید و استاندارد استفاده شود . با توجه به دما و حرارت دیگ و رطوبت موجود در محیط بویلر ها پوشش های مورد استفاده باید ویژگی های مشخصی نیز داشته باشند تا ماندگاری بیشتری  داشته باشند .

رنگ زینک ریچ اپوکسی برای بویلر صنعتی 

بهترین انتخب برای پوشش دهی دیگ های بخار زینک ریچ اپوکسی آکزونوبل می باشد . رنگ های زینک ریچ آکزونوبل کاملا در برابر حرارت , رطوبت و سایش مقاوم هستند و از زنگ زدگی سطح فلز نیز جلوگیری می کنند .