دیگ بخار چیست؟
دیگ بخار (Steam Boiler) یک مخزن بسته می باشد. درون مخزن بسته، آب توسط احتراق سوخت مصرفی به بخار آب با فشار بالا تبدیل می شود.
معمولا دیگ ها از جنس چدن و فولاد تولید می شوند. چدن به خاطر مقاومت کمتر برای دیگ هایی با ظرفیت کمتر استفاده می شود. به همین دلیل اکثر دیگ ها از جنس فولاد ساخته می شوند.
برای کسب اطلاعات در مورد کاربرد دیگ آب گرم به مقاله “کاربرد دیگ آب گرم یا بویلر آب گرم چیست؟” مراجعه نمایید.
کاربرد دیگ بخار در صنایع
دیگ بخار از مهم ترین ماشین آلات صنعتی است. که در کارخانه های نساجی، صنایع غذایی، نفت، پتروشیمی، یونولیت بتن سازی، پرورش قارچ و حتی برای مکان هایی مثل کارواش ها، رستوران ها، هتل ها و فروشگاهها مورد استفاده قرار می گیرد.
یکی دیگر از کاربردهای دیگ بخار استفاده از آن به عنوان تمیز کننده بخار می باشد. تمیز کننده بخار در کارواش ها، کارخانجات برای چربی زدائی و برای تمیز کردن در اماکن عمومی مورد استفاده قرار می گیرد.
اجزای اصلی دیگ بخار
بدنه اصلی دیگ
بدنه یکی از مهم ترین و اصلی ترین قسمت های دیگ بخار استاندارد است که تجهیزات دیگ در آن قرار می گیرد. دو قسمت اساسی درون محفظه دیگ وجود دارد. در یک بخش سیال منتقل کننده حرارت، قرار گرفته و در بخش دیگر حرارت تولیدی به وسیله سوخت، جریان دارد. حرارت تولید شده از سطح به سیال منتقل می شود.
مشعل
یکی دیگر از قسمت های مهم دیگ بخار مشعل می باشد. مشعل از دیگ جدا است و پس از ساخت دیگ به آن متصل می گردد. مسئولیت تبدیل سوخت به انرژی حرارتی بر عهده مشعل است.
گاز، گازوئیل و مازوت می توانند به عنوان سوخت مشعل مورد استفاده قرار بگیرد. انواع مشعل ها شامل گازسوز، دوگانه سوز گاز و گازوئیل یا سه گانه سوز گاز وگازوئیل و مازوت می باشند.
تابلو برق
دستورات در ابتدا به تابلو برق و سپس به سایر قطعه ها فرستاده می شود. به همین دلیل تابلو برق یکی از اجزای اصلی دیگ بخار می باشد. تابلو برق نشان دهنده مشکل در سیستم می باشد. کیفیت بالای تابلو برق باعث بالا رفتن سیستم ایمنی دیگ بخار می شود.
پمپ آب
آب مصرفی دیگ بخار توسط پمپ تامین می گردد. آبی که در دیگ به بخار تبدیل شده باید توسط پمپ جبران شود. پمپ آب باید مانع از کاهش آب در دیگ گردد.
لوازم کنترل در دیگ بخار
کنترل کننده بخار یا لول بخار
هنگام کاهش آب دیگ بخار ابتدا قسمت لول بخار، مشعل را خاموش کرده و فرمان تامین آب مورد نیاز دیگ را به پمپ می دهد. آب خیلی کم یا زیاد باعث آسیب به دیگ بخار می شود. به همین علت در دیگ بخار استاندارد وجود لول بخار الزامی می باشد.
نشان دهنده سطح آب یا آب نما
وظیفه آب نما نشان دادن سطح آب داخل دیگ می باشد. انواع مختلف آب نما متناسب با ظرفیت دیگ و حالت استاندارد وجود دارد. به دلیل مشاهده و کنترل سطح آب به وسیله اپراتور، بهتر است باز کردن شیر تخلیه و پاک کردن رسوبات هر چند وقت یکبار انجام شود.
پرشر سوئیچ
برای کنترل فشار به منظور حفاظت از بویلر در برابر فشار زیاد از پرشر سوئیچ استفاده می شود. به منظور جلوگیری از فشار زیاد سوخت از این وسیله استفاده می گردد. در صورت فشار سوخت کمتر از میزان مجاز، منبع تغذیه توسط پرشر سوئیچ قطع می شود.
کنترل کننده دما
به منظور حفاظت از بویلر در برابر دمای زیاد از وسیله کنترل کننده دما که دارای دو مدل است استفاده می شود. این قطعه، تغذیه سوخت را در زمان دمای بیشتر از مقدار مجاز قطع می کند. کنترل کننده دما از بالا رفتن دمای آب دیگ جلوگیری کرده و اجازه افزایش دمای آب خروجی را نمی دهد.
شیر تخلیه
تخلیه آب درون لوله بر عهده شیر تخلیه می باشد. در صورت عدم وجود شیر تخلیه امکان رسوب گیری دیگ بخار وجود دارد.
شیر فشار شکن اطمینان
وظیفه کاهش بخار به میزان مناسب و ثابت به منظور استفاده در مصرف کننده ها بر عهده شیر فشار شکن اطمینان بوده و دارای انواع مختلفی می باشد. مدل فنری این شیر در دیگ بخار استاندارد استفاده می شود.
فشار سنج یا مانومتر
نشان دادن فشار بخار دیگ وظیفه مانومتر می باشد. بر روی کلکتور لوازم کنترلی، فشار سنج قرار می گیرد. این وسیله با نام گیج فشار سنج نیز شناخته می شود.
از مانومتر برای آزمایش نشتی نیز استفاده می گردد. مانومتر دارای انواع مختلفی بوده که مدل جیوه ای مناسب تر می باشد.
اجزا فرعی دیگ بخار
فن
تامین هوای مورد نیاز دیگ بخار بر عهده فن می باشد. همچنین فن وظیفه خنک کردن قسمت هایی را دارا است که در تماس مستقیم با حرارت می باشند.
هوا زدا (دی اریتور)
دی اریتور یا هوا زدا به منظور حذف اکسیژن آب و پیش گرمایش آب ورودی به دیگ استفاده شده تا از شوک حرارتی در بویلر جلوگیری کند. همچنین دی اریتور با از بین بردن گازهای نامحلول موجود در اکسیژن و دی اکسید کربن، سرعت خوردگی و پوسیدگی لوله های دیگ بخار را کاهش می دهد.
اکونومایزر
اکونومایزر یا گرم کننده آب تغذیه به جهت بازیافت حرارت و پیش گرم کردن آب مورد استفاده در دیگ به منظور بالا بردن راندمان دیگ و کاهش خوردگی در اثر دماهای پایین استفاده می گردد.
سوپر هیتر
به جهت بالا بردن حرارت بخار خروجی برای بالا بردن راندمان و کاهش فشار دیگ از مبدل حرارتی سوپر هیتر استفاده می شود.
سختی گیر
عدم استفاده از سختی گیر باعث ایجاد رسوبات در دیگ بخار می گردد. رسوبات باعث کاهش سطح بین لوله های آتش خوار با آب شده و برای تولید مقدار مشخصی فشار، انرژی بیشتری صرف می شود. علاوه بر هزینه زیاد جهت پاکسازی لوله ها، خط تولید نیز متوقف می گردد. سختی گیرهای مورد استفاده معمولا از نوع رزین کاتیونی در سیکل سدیم می باشند.
مخزن انبساط
جلوگیری از انبساط آب در زمان بالا رفتن حرارت آب بر عهده مخزن انبساط می باشد. به دلیل افزایش حجم آب در زمانی که آب گرم می شود، این آب سبک شده و به سوی واحدهای گرمایشی جاری می گردد.
وظیفه مخزن انبساط که یک نوع شیر اطمینان است، جمع کردن آب در زمان افزایش حرارت بوده و از انبساط آب جلوگیری می کند. در بالاترین قسمت دیگ بخار، مخزن انبساط نصب می گردد.
منبع کندانس
وظیفه ذخیره کردن آب برگشتی از دیگ بر عهده منبع کندانس می باشد. به دلیل بالا بودن فشار آب برگشتی دیگ بخار از منبع کندانس به جهت پایین آوردن فشار استفاده می شود. به عبارتی منبع کندانس، آب برگشتی را به منظور استفاده دوباره آماده کرده و قابلیت کاهش رسوبات و خوردگی در بویلر را نیز دارا می باشد.
به جهت جمع کردن آب برگشتی، منبع کندانس از تله بخار استفاده می کند. همچنین به دلیل قرار گیری منبع کندانس در پایین ترین قسمت دیگ، چاله کندانس نیز نامیده می شود.
تله بخار
یکی از اجزا ضروری سیستم بخار، تله بخار است. به دلیل مدیریت مناسب بخار و آب مقطر عنصر مهمی محسوب می گردد. تخلیه آب مقطر از سیستم و ارسال آن به خطوط مربوطه و جلوگیری از خروج بخار وظیفه اصلی تله بخار می باشد.
تله بخار وسیله ای است که حرارت باقی مانده در دود را جذب کرده و گرما را مستقیما به بویلر بر می گرداند. اکونومایزر و پیش گرم کن یک نوع از تله بخار می باشند.
فلاش تانک بخار
در زمان خروج آب داغ و پر فشار از قسمت تخلیه و جاری شدن آن به داخل شیرهای کنترل جریان، فشار آب کاهش شدیدی پیدا می کند. به همین دلیل این آب تبدیل به مخلوطی از آب و بخار می گردد. این عمل فلاش بخار نامیده می شود.
کلکتور
وظیفه پخش آب ورودی بین چند مصرف کننده بر عهده کلکتور است. در ساخت کلکتور از یک لوله اصلی بزرگ در وسط و لوله های تقسیم آب ورودی و خروجی در بالا و پایین با سایز کوچک استفاده می شود.
بلودان بویلر یا زیر آب زنی
در زمان افزایش آب دیگ ذرات موجود در آب نیز زیاد شده و باعث اشباع آب می شوند. این ذرات به صورت رسوب ته نشین می گردند. از بلودان به جهت محدود کردن غلظت ذرات آب استفاده می شود.
زمانی که از بلودان استفاده شود فضایی برای آب جبرانی که دارای ذرات کمتری است ایجاد می شود. زیر آب زنی بویلر به معنی دفع آب پس از جدایی از بخار می باشد.
انواع دیگ بخار
- لوله آبی (Water Tube)
- لوله آتشی (Fire Tube)
دیگ بخار لوله آبی (Water Tube)
دیگ بخار لوله آبی از ظروفی به نام درام ساخته می شوند. این ظروف به وسیله لوله به هم متصل می گردند.
در این مدل، آب در داخل لوله جریان دارد و احتراق در بیرون از لوله ها اتفاق می افتد. این احتراق در تماس با لوله های حاوی آب، آن را گرم کرده و باعث ایجاد بخار آب می گردد.
دیگ های لوله آبی با ظرفیت نیم تن در ثانیه، توانایی تولید بخار با فشار ۱۶۰ اتمسفر و ایجاد دما تا ۵۵۰ درجه سانتیگراد را دارا می باشند.
دیگ بخار لوله آتشی (Fir Tube)
این نوع دیگ بخار کاملا برعکس لوله آبی است. به عبارتی در لوله آتشی، لوله ها محل گرمایش هستند و آب در اطراف لوله ها جریان دارد. در اثر تماس لوله های گرم با آب، گرما انتقال یافته و در نهایت باعث تبخیر آب و تولید بخار می شود.
دیگ لوله آتشی در ظرفیت های مختلف تولید می شود و حداکثر ظرفیت آن ۲۵ تن می باشد.
دیگ های لوله آتشی از یک مخزن بزرگ آب تحت فشار تشکیل شده و از نظر فشار و ظرفیت دارای محدودیت می باشند. معمولاً برای فشارهای پایین مانند ۶ اتمسفر و كمتر، نهایتا تا فشار ۱۰ الی ۱۲ اتمسفر ساخته می شوند.
انواع دیگ بخار لوله آتشی
- افقی
- عمودی
انواع دیگ بخار لوله آتشی از لحاظ عبور دود
- تک پاس
- دو پاس
- سه پاس
انواع دیگ بخار لوله آتشی افقی
- عقب خشک
- عقب مرطوب
- عقب نیمه مرطوب
- شعله برگشتی
عوامل موثر بر خوردگی دیگ بخار
عوامل شیمیایی
- غلظت بالای اکسیژن
- دمای زیاد
- بالا یا پایین بودن سطح PH
- وجود ناخالصی در آب
- شکنندگی هیدروژنی
- خوردگی اسیدی
- واکنش شیمیایی بین فلز لوله و بخار (سوزاندن طرف بخار)
- ترک خوردگی خستگی ناشی از استرس چرخه ای مکرر
عوامل عملیاتی و مکانیکی
- سرعت های بسیار زیاد
- تنش های فلزی
- شدت زیاد خدمات
- سایر عوامل عملیاتی و طراحی
<
نظرات کاربران