دیگ بخار : یا بویلر مجموعهای از لولههاست، که از آنها برای انتقال گرمای تولیدی حین فرایند احتراق، به سیال (آب) استفاده میشود و در نهایت آب داغ یا بخار آب تولید میشود. در مرحله بعد، بخار یا آب داغ تولید شده در دیگ بخار ، فشرده میشود و برای کاربردهایی مانند گرمایش از آن استفاده میشود. این فرایند به انرژی و حرارت نیاز دارد.
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 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 .
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 .
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 .
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 .
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 .
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 .
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 .
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 :
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 .
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 .
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 .
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 .
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 .
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 .
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 .
با گذشت زمان کیفیت بخش های مختلف دیگ بخار کاهش می یابد و نیاز به تعمیر و یا تعویض پیدا می کند . با توجه به پیچیدگی دستگاه برای انجام تعمیرات به افراد متخصص نیاز است . تعمیرات هر بخش در بهبود و افزایش کارایی دیگ بخار موثر خواهد بود .
دیگ های بخار مورد استفاده در صنایع باید استاندارد های لازم را داشته باشند تا از بروز هر نوع مشکل جلوگیری شده و بیشترین بازدهی را داشته باشند . دیگ استاندارد باید حتما از نوع سه پاس باشد . نوع جوشکاری دستگاه بر طبق استاندارد های مشخص باید انجام شود و در زمان ساخت و راه اندازی دیگ بخار توسط ناظران مربوطه مورد بازبینی قراربگیرد تا استاندارد های لازم صورت گرفته باشد .
مهم ترین نکته این است که دیگ ها را از شرکت های معتبر خریداری کنید و به علامت استاندارد دیگ دقت کنید . در صورت وجود مشکل و کاهش بهره وری دستگاه احتمال بروز خطرات جدی وجود دارد لذا سرویس و بازبینی دیگ را جدی بگیرید . به منظور ایمنی توصیه می شود از دیگ بخار به شکل دوره ای بازدید شده و در صورت وجود مشکل و یا اصطحلاک قطعات نسبت به تعویض و بیا تعمیر آن اقدام شود و در هر دوره گواهی استاندارد برای دستگاه صادر شود .
اگر چه تجهیزات پیشرفته و به روز برای ایمنی تجهیزات و مخازن تحت فشار ضروری است اما برای اطمینان از عملکرد ایمن دیگ بخار و آب داغ کافی نیست. علاوه بر تجهیزات به روز و مدرن، برای افزایش ایمنی و بالارفتن بهرهوری دیگ بخار باید دیگ بخار بصورت ادواری بازرسی شده و در موارد ضروری توسط شرکت های صاحب صلاحیت از طرف اداره استاندارد گواهی سلامت صادر شود.
در صورت سهل انگاری در بازرسی دوره ای مخازن تحت فشار به مرور باعث کاهش و افت بهرهوری و حتی خطرات جدی برای پرسنل و مجموعه ای که از آن استفاده می کنند خواهد شد. در این میان بازرسی دیگ بخار با توجه به فشار و دمای بالای بخار تولیدی اهمیت ویژه ای دارد. در مقالاتی تحت عنوان سرویس و نگهداری دیگ های بخار که در سه مطلب منتشر شد به مواردی که در سرویس روزانه دیگ بخار، سرویس هفتگی دیگ بخار، سرویس ماهنه دیگ بخار و سرویس سالانه دیگ بخار پرداخته شد همچنین طرز استفاده صحیح دیگ بخار در این سری مقالات توضیح داده شد در ادامه به برخی موارد که در حین بازرسی دوره ای دیگ بخار باید مدنظر داشت بیان میشود.
هزینه راه اندازی و قیمت دیگ های بخار به عوامل مختلفی بستگی دارد . نوع دیگ , شرکت مربوطه , حجم دیگ , کاربرد دیگ و …. همگی در میزان قیمت دیگ بخار موثر هستند . توجه داشته باشید ایمنی دیگ و استاندارد بودن آن به شدت اهیمت دارد . لذا از شرکت های معتبر و استاندارد خریداری کنید .