دیگ بخار(بویلر) چیست ؟انواع دیگ بخار

دیگ بخار(بویلر) چیست ؟

دیگ‌ بخاریا بویلر یک مخزن یا محفظه ای استوانه ای است که به شکل عمودی یا افقی وجود دارد و بخار آب توسط گرمایی که از سوزاندن سوخت فسیلی تولید می شود و در آن بخار آب با فشار برای مصرف از آن خارج می شود و معمولا دیگ های بخار در در سیستم‌های گرمایشی مرکزی و برای گرم کردن آب و یا گرم کردن خانه یا ساختمان استفاده می‌کنند.
داخل دیگ ‌‌بخار شامل چند بخش می شود؟دیگ بخار به آتش و قسمت آب .
تمام قسمت های درونی و تحت فشار دیگ ‌بخار از فلز های آهنی ساخته می‌شوند.

اجزای بویلر(دیگ بخار)چیست؟

اجزای بویلر شامل: تابلو برق ، لول کنترل ، تله بخار، هواگیر، پمپ، مشعل، پیش گرمکن، مخزن ذخیره آب، صافی سوخت، آب‌نما، کنترل‌کننده فشار، قطع‌کننده‌ها ، پرشرسوئیچ، درجه فشار، دماسنج، کنترل‌کننده دما، شیر قطع‌کن، دی اریتور، سختی‌گیر، شیرها اکونومایزر، سوپرهیتر، عایق‌های حرارت..

اجزای سازنده ی بدنه بویلر (دیگ بخار):

1- پوسته { Shell } یا بدنه که استوانه فولادی آلیاژی به ضخامت مناسب با فشار کار دیگ می باشد و بوسیله نورد ورق های فولادی و سپس جوشکاری ساخته می شود
2- کوره { Furnace) نیز بصورت استوانه فولادی می باشد که بصورت موازی در داخل پوسته قرار می گیرد.
3- صفحات لوله ها (Tube Plates) که در دو طرف استوانه فولادی نصب شده که در داخل آن بر اساس محل قرار گرفتن لوله های عبور دود و کوره برشکاری یا سوراخکاری انجام شده است.
4- لوله های عبور دود (Smoke Tube) که از جنس فولادی آلیاژی می باشند و در داخل استوانه فولادی بدنه دیگ بخار بصورت موازی با کوره نصب می شوند و وظیفه عبور دود و آتش را بعد از کوره را دارا می باشند.
5- پایه، شاسی و اتصالات (Skid & Connections ) که برای نگه داشتن دیگ و همچنین برای نصب تجهیزات بر روی دیگ می باشند.

دیگ فولادی یعنی چه؟

دیگ فولادی به صورت کلی دستگاهی است که در آن با گرمای حاصل از سوختن گاز، گازوئیل حرارت به سیال درون آن انتقال می‌یابد. دیگ فولادی از انواع دیگ‌های متداول در موتورخانه شوفاژ بوده که در روند سرویس و تعمیر شوفاژ خانه تاثیر بسزایی دارد و به عنوان یکی از اجزای اصلی موتورخانه ساختمان نیز مطرح است.
دیگ های فولادی می توانند از نوع پرفشار یا کم فشار باشند و امروزه بطور معمول از ساختمان جوشی برخوردار هستند.

این دیگ ها به گروه های زیر تقسیم می شوند:

دیگ لوله دودی که در آنها محصولات احتراق از داخل لوله ها عبور می کنند در حالیکه آب پیرامون لوله ها را دربر می گیرد.
دیگ لوله آبی که در آنها آبل از داخل لوله ها و محثولات احتراق از اطراف آنها عبور خواهد کرد.

چند نوع دیگ بخار به صورت کلی وجود دارد؟

دو نوع دیگ بخار بصورت کلی در دنیا ساخته می‌شود که عبارتند از واتر تیوپ و فایر تیوپ.

دیگ بخار فایرتیوب (Fire Tube) یا لوله آتشی

از اصول مهم این طرح همانطور که در اسم آن مخفی شده است این می باشد که هوای گرم شده در اثر سوختن مشعل از داخل لوله هایی که درون منبع آب قرار دارند عبور داده می شود و بدین طریق آب منبع گرم شده و به بخار تبدیل می شود. سطح حرارتی به نحوی در نظر گرفته می شود که مسیر عبور حرارت حاصل از گازهای داغ مشعل در لوله های مخصوص در پاس دو و پاس سه قرار گرفته است.
این لوله ها از نقش بسزایی در انتقال حرارت به آب داخل بویلر برخوردار می باشند و لذا این نوع بویلر های بخار به نوع لوله آتشی نام گذاری می گردند.

انواع بویلر فایرتیوب بر اساس تعداد مسیر های عبور :

1.بویلر(دیگ بخار) فایرتیوب(لوله آتشی) تک پاس

این دیگ های تک پاس از اولین دیگ های ساخته شده فایرتیوب بودند. در این مدل گاز تولید شده ازسوختن در کوره پس از 1بار رد شدن از مسیر کوره از دودکش خارج می شود. در این روش به دلیل بهینه نبودن مصرف انرژی از راندمان بسیار پایینی برخوردار بوده و امروزه از آن ها استفاده نمی شود. سوخت مورد نیاز در این نوع بویلر ها معمولا از نوع زغال سنگ بوده است.

2.بویلر(دیگ بخار) فایرتیوب(لوله آتشی) دو پاس

این مدل به 2 صورت عقب خشک و عقب تر مورد استفاده قرار میگیرد. دراین روش گازهای تولید شده از سوختن 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.

3.بویلر(دیگ بخار) فایرتیوب(لوله آتشی) سه پاس

نسل جدید دیگ های بخار لوله آتشی بویلرها با لوله های سه پاس است. این روش به دلیل بازدهی بالا و عملکرد مناسب از محبوبیت بسیار بالایی برخوردار است. همچنین به میزان 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.

4.بویلر(دیگ بخار) لوله آتشی (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 عبور 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 نگهداشت بصورت بازه های نزدیک به هم انجام شود
موارد کاربرد : در صنایع غذایی، بیمارستان ها، صنایع قند، صنایع لاستیک و ….
انواع بویلرلوله آتشی یا فایرتیوب بر اساس شکل انتهای کوره:
دیگ بخار لوله آتشی بر اساس نوع انتهای کوره به دسته بندی زیر تقسیم می شوند.

بویلر لوله آتشی عقب تر (Wet back) که راندمان حرارتی بالا تری دارند.
بویلر لوله آتشی عقب خشک (Dry back)نسبت به دیگ های wet back راندمان حرارتی پایین تری دارند
گاز های داغ ساخته شده از مشعل در دیگ های لوله آتشی عقب تر پس از طی مسیر، در فضای پشت کوره در یک محفظه با قطر بزرگ تر قرار گرفته شده و علاوه بر انتقال حرارت با آن قسمت از محفظه که با آب برخورد دارد وارد پاس 2 لوله می شود. در این حالت به دلیل حرکت گاز ها در قسمتی که با آب در تماس دارد راندمان افزایش می یابد. همچنین به دلیل وجود آب در محفظه تنش حرارت کمتری به لوله ها وارد شده که عمر مفید دیگ بخاریا بویلر را افزایش می دهد.

از سوی دیگر در بویلرهای عقب خشک، انتهای کوره در خارج از درام قرار گرفته و گاز با درجه حرارت بالایی وارد لوله های پاس بعدی می شود. این روش به دلیل برخورد کمتر آب با قسمت های داغ از راندمان کمتری برخوردار است. همچنین به دلیل قرار نگرفتن در آب تنش حرارتی در آن کنترل نشده و ممکن است به لوله های بویلر یا دیگ آسیب وارد شود
بالارفتن توانایی تحمل فشار دیگ بخار، در موارد تولید بویلرهای نیروگاهی که نیاز به فشارهای بالا می باشد مورد استفاده قرار می گیرد.

انتخاب دیگ بخار نیز متناسب با اینکه در کاربرد مورد نیاز چه مواردی مورد نیاز می باشند مثلا چه اندازی بخار مورد نیاز است؟ یا فشار خروجی بخار چقدر باید باشد؟ یا فضایی که بویلر به خود اختصاص می دهد چقدراست؟ و غیره

دیگ بخار واترتیوب (Water Tube) یا لوله آبی

این نوع دیگ بخار نیز به گونه ای طراحی می گردد که آب داخل لوله های مخصوص بویلرها که تامین کننده سطح حرارتی دیگ بخار یا (بویلر) می باشند وارد می گردد و برعکس طرح فایرتیوب در اینجا ما آب را درون لوله ها داریم و حرارت اطراف لوله دمیده می شود.
توضیح ساده بویلر های واتر تیوب: اگر بخواهیم بویلر صنعتی واترتیوب لوله آب را در یک جمله توضیح دهیم میتوان بگوییم، این نوع بویلر، یک نوع دیگ بخار است که بر خلاف لوله آتش یا فایر تیوب که آتش داخل لوله های جریان دارد و آب بیرون آن، در این نوع همانطور که از اسمش پیداست آب داخل لوله است و بیرون آن آتش در جریان است
انواع بویلرهای واترتیوب در مجموع می توان دو دسته بندی برای بویلر های واترتیوب(لوله آبی) بیان نمود:
بویلرهای چنددرام
بویلرهایی با لوله های افقی وتک درام

انواع مختلف دیگ های بخار واترتیوب لوله آب چیست؟

نوع اول آن دیگ های بخار افقی از نوع لوله مستقیم هستند که خود به دونوع مجزا تقسیم میشوند: دیگ های بخار واترتیوب با درام طولی دیگ های بخار واترتیوب با درام عرضی نوع دوم بویلرهای صنعتی لوله خمیده هستند که آنها نیز به سه دسته مختلف تقسیم میشوند: دیگ لوله خمیده با دو درام دیگ های بخار لوله خمیده با سه درام دیگ های بخار لوله خمیده با چهار درام انواع دیگر دیگ های بخار لوله مستقیم چیست؟ شکل دیگر دیگ های بخار لوله مستقیم، دیگ های بخار هدر جعبه ای بود که از جعبه های حاوی ستونهای پیچی استفاده می کرد و دریچه های دسترسی آن در خلاف انتهای لوله ها در آرایشی بسیار شبیه دیگ های بخار هدر قطعه ای بود. بویلر لوله مستقیم به همراه هدرها اندازه بویلر را محدود می کرد (با درازتر شدن لوله ها مهار کردن آنها دشوار می شود) و نشتی فراوانی داشت (همه آن دریچه های دسترسی)، دیگ بخار استرلینگ از نوع لوله مستقیم بنابراین در سال 1890، دیگ بخار استرلینگ با یک ایده بهتر برای ساخت بویلر روی کار آمد تا تمام مشکلات را برطرف کند. او تصمیم گرفت از لوله های خمیده استفاده کند. طرح های خاص این نوع بویلر وجود دارند که به عنوان پویلر صنعتی استرلینگ شناخته می شوند اما در اهداف عملی به نام استرلینگ خوانده می شود. لوله های خمیده به طراحی بویلر، انعطاف پذیری دادند تا صدها طرح و آرایش از آن استخراج گردد

مزایا بویلر واترتیوب(لوله آبی):

بازدهی بالا
کیفیت بالای بخار
دستیابی به فشار بالا
تنوع در طراحی و ساخت
تنوع در استفاده از سوخت
امکان تولید بخار فوق اشباع
سرعت بالا تولید بخار از زمان تغذیه آب به سیستم تا تبدیل شدن به بخار
امکان دسترسی به همه قسمت های دیگ جهت انجام تعمیرات و تغییر در سیستم
محدودیت بویلرهای واتر تیوب
جابجایی دشوار
هزینه ساخت، راه اندازی بالا
محدود شدن کاربرد به صنایع بزرگ
تعمیرات تخصصی دشوار، زمان بر و هزینه بر بودن آن.

مقایسه ی بویلر فایرتیوب با بویلر واترتیوب

لوله آتشخوار چیست؟

لوله آتشخوار نوع خاصی از لوله می‌باشد که به دلیل آلیاژ‌های استفاده شده در ساخت آن توانایی تحمّل فشار و حرارت بالاتری نسبت به لوله‌های معمولی را دارا می‌باشد. از این لوله‌ها بیشتر برای انتقال گاز و یا مایعات دارای حرارت بالا استفاده می‌شود و این ویژگی موجب متمایز شدن آن‌ها نسبت به سایر لوله‌های موجود در بازار شده است.
در ساخت لوله اتشخوار ز آلیاژ‌هایی استفاده می‌شود که در ساختار خود دارای کربن و منگنز می‌باشند و این مورد باعث افزایش تحمّل حرارتی و فشاری این لوله‌ها شده است. همچنین، می‌توان با ایجاد تغییر در میزان کربن استفاده شده در این لوله‌ها خاصیّت انعطاف‌پذیری بیشتری را به آن‌ها اضافه کرد و این مسئله موجب گردیده است تا لوله آتشخوار از کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف برخوردار باشد.
لوله آتشخوار و کاربرد آن در صنایع مختلف
لوله آتشخوار به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد خود همچنان در صنایع مختلف بدون جایگزین می‌باشد و امروزه از آن برای انتقال مایعات و گاز‌های دارای دما و فشار بسیار بالا استفاده می‌شود. از جمله مهم‌ترین صنایعی که از این نوع از لوله‌ها در آن‌ها به وفور استفاده می‌شود می‌توان به مواردی همچون:
صنایع کشتی‌سازی
صنایع ساختمان‌سازی
صنایع تولید محصولات شیمیایی
صنعت نفت و گاز و صنایع مرتبط با آن‌ها
صنعت ساخت و تولید موتورهای دیزلی
صنایع تولید و مونتاژ سیستم‌ها و مبدل‌های حرارتی
صنایع تولید فولاد و صنعت فرآوری لبنیات اشاره کرد.
دیگ های لوله دودی بطور معمول تا ظرفیت ۷۰۰۰۰lb/hr و تا فشار ۳۰۰psig ساخته می شوند. در شرایط بالاتر از این حدود، دیگ های لوله آبی مورد استفاده قرار می گیرند. دیگ های لوله دودی به دیگ های پوسته ای نیز معروفند. در اینجا، آب و بخار آب درون پوسته محبوس می باشند.

این نوع دیگ حجم بخاری را که دیگ می تواند تولید نماید محدود می کند. در رابطه با فشار پوسته های بزرگ، ضخامت بسیار زیادی را احتیاج خواهد داشت و این موضوع ساخت آنها را گران می نماید.