دیگ بخار چیست ؟
مولد بخار یا دیگ بخار به دستگاه یا محفظه ای بسته اطلاق می شود که در آن بخار آب با فشار بیش از فشار هوای خارج تولید می شود.
انواع دیگ بخار:
اول، دیگ بخار واتر تیوب یا لوله آبی water tube boiler:
در این نوع دیگ بخار، آب درون لوله های رابط بین درام های بالا و پایین در جریان است و با جذب انرژی حرارتی ناشی از احتراق سوخت از طریق تشعشع در کوره و جابجایی در سایر قسمت ها به بخار تبدیل می شود.
موارد کاربرد:
در نیروگاه ها، پالایشگاه ها و در زمانی که نیاز به بخار با تناژ بالا، فشار بالا باشد.
دوم، دیگ بخار فایر تیوب یا لوله دودی fire tube boiler:
در این نوع دیگ بخار، احتراق درون کوره صورت می گیرد و آتش یا همان گازهای حاصل از احتراق با عبور از درون لوله های پاس دوم و سوم، گرمای خود را از طریق بدنه لوله ها و کوره به آب منتقل کرده و آن را به بخار تبدیل می کنند.
موارد کاربرد: در صنایع غذایی، بیمارستان ها، صنایع قند، صنایع لاستیک و غیره.
انواع دیگ های فایر تیوپ:
از نظر عمودی یا افقی بودن:
- اول، افقی.
- دوم، عمودی.
از نظر مراحل عبور دود:
- اول، دو پاس.
- دوم، سه پاس.
انواع ديگ های افقی:
اول، عقب مرطوب.
دوم، عقب خشک.
سوم، شعله برگشتی.
چهارم، عقب نيمه مرطوب.
_در ديگ های عقب مرطوب Wet Back Boiler از ظرفيت سه تن در ساعت به بالا، گازهای داغ خروجی از کوره وارد محفظه برگشت شده سپس به سمت لوله های دود در پاس دو هدايت می شود. محفظه برگشت در اين نوع ديگ کاملا در داخل آب قرار دارد. گازهای داغ بعد از عبور از پاس دو مجددا ۱۸۰ درجه چرخيده و وارد پاس سه شده و در انتها از دودکش خارج می شود. انتقال حرارت مناسب و راندمان حرارتی بسيار بالا از مزايای اين نوع ديگ ها می باشد.
_در ديگ های عقب خشک Dry Back Boiler محفظه برگشت که به صورت بتونی ساخته می شود، خارج از قسمت تحت فشار ديگ قرار دارد. بازده اين نوع ديگ پايين تر بوده و تعميرات و نگه داری آن نيز وقت گيرتر و پرهزينه تر است.
_در ديگ های شعله برگشتی Reverse Fired Boiler مشعل در کوره بزرگتری کار می کند و شعله پس از برخورد به صفحه انتهايي کوره ۱۸۰ درجه چرخيده از اطراف مشعل وارد لوله های دود می شود.
ظرفیت دیگ در سیستم های گرمایش با بخار:
مقدار آبی که بويلر در مدت زمان يک ساعت به بخار تبديل می کند ظرفيت بويلر را مشخص می کند.
متعلقات جانبی دیگ بخار :
- اول، سختی گير:
سختي گيري براي جدا كردن دو عنصر كلسيم و منيزيم بكار برده می شود. اگر اين دو عنصر از آب جدا نشوند، همان اتفاقي در ديگ بخار مي افتد كه در كتري رخ مي دهد. در واقع رسوبات، سطح بين لوله هاي آتش خوار با آب را كاهش مي دهد و انرژي بيشتري براي توليد ميزان معيني فشار مصرف مي شود. همچنين پاكسازي اين لوله ها علاوه بر هزينه بر بودن خط توليد را نيز متوقف مي كند.
مشخصات آب تغذيه دیگ بخار:
دستگاه هاي تصفيه آب (سختی گیر ها) مورد استفاده اكثریت انواع رزين كاتيوني در سيكل سديم مي باشد كه با آب نمك احياء مي شوند. لازم است آب تغذيه و آب ديگ بخار آزمايش و نتايج آن با جداول استاندارد مقايسه شود.
- دوم، اکونومايزر:
به منظور بازيافت حرارت و پيش گرم کردن آب تغذيه جهت افزايش راندمان ديگ و کاهش خوردگی ناشی از دما های پايين استفاده می شود.
- سوم، سوپر هيتر:
به منظور افزايش حرارت بخار خروجی از ديگ جهت افزايش راندمان و کاهش فشار ديگ استفاده می شود.
- چهارم، دی اريتور:
علت اصلی خوردگی قطعات تحت فشار ديگ، گازهای محلول موجود در آب تغذيه است. برای جلوگيری از خوردگی، آب ديگ بايد در حالت قليايي و احيا کنندگی باشد. برای اطمينان از انجام شدن چنين شرايطی بايد تمام اکسيژن موجود در آب ديگ خارج شود.
- اول، هواگيری فيزيکی خارج از ديگ (دی اريتور).
- دو، تزريق مواد شيميايي به آب ديگ.
- سوم، هر دو مورد همزمان.
اتصالات دیگ بخار:
_لوله کشی رفت:
در دیگ های کوچک معمولا یک لوله برای خروج بخار وجود دارد، قطر این لوله به گونه ای است که سرعت بخار کم باشد تا احتمال ورود قطرات آب به خطوط رفت به حداقل برسد. دیگ های بزرگ می توانند چندین خروجی بخار در خود داشته باشند. اگر چه برخی از مهندسین ترجیح می دهند برای افزایش حجم ذخیره، هدر بخار را بزرگ تر در نظر بگیرند ولی این موضوع معایبی را به دنبال خواهد داشت مگر اینکه تقاضای ناگهانی بخاربه جز در هنگام راه اندازی سیستم وجود داشته باشد. قطر هدر دیگ می تواند هم اندازه با اتصال پیش بینی شده روی دیگ یا لوله ی مورد استفاده برای خط اصلی بخار باشد. اندازه ی لوله ی افقی خروجی از دیگ تا هد، باید بر مبنای سنگین تر باری که ممکن است به دیگ اعمال شود تعیین گردد. مبنای تعیین اندازه ی لوله ی خروجی از دیگ تا هدر، همان مبنای تعیین قطر خط لوله ی اصلی ساختمان است. هر گونه تغییر در قطر لوله پس از خروج از دیگ باید توسط زانوی کاهنده انجام شود.
_لوله کشی برگشت:
در دیگ های چدنی می توان لوله های برگشت را به هر دو طرف دیگ متصل کرد. در دیگ های فولادی ممکن است یک یا دو محل برای اتصال لوله ی برگشت پیش بینی شده باشد. اگر بر روی دیگ دو محل برای اتصال لوله ی برگشت وجود دارد، باید از هر دو محل استفاده شود تا گردش آب در درون دیگ صحیح انجام شود. برگشت کندانسیت به دیگ می تواند به صورت ثقلی یا تحت فشار پمپ انجام شود.
معمولا در عمل برای هر کدام از دیگ ها از یک پمپ کندانسیت یا پمپ تغذیۀ دیگ بخار استفاده می شود. توسط کنترل سطح آب درون دیگ، کارکرد پمپ هر کدام از دیگ ها کنترل می شود. در عین حال می توان با استفاده از یک پمپ و تغذیه ی آب به درون مانیفولد مشترک، چندین دیگ را تغذیه کرد. در این صورت توسط کنترل کننده ی سطح آب هر کدام از دیگ ها، شیر کنترلی بین مانیفولد و آن دیگ کنترل می گردد. وقتی از چنین سیستمی استفاده می کنید، پمپ برگشت کندانسیت باید به طور مداوم کار کند تا هدر برگشت تحت فشار باشد.
قطر لوله کشی برگشت باید بر مبنای بار کل تعیین گردد. اندازه ی خط لوله ی بین پمپ و دیگ بخار باید برای افت فشار بسیار کم و حداکثر دبی پمپ، تعیین شود.
عملکرد دیگ بخار:
بخار را می توان به طور مستقیم در دیگ بخار از طریق احتراق گاز، گازوئیل، ذغال سنگ، چوب، و یا انرژی در حال تلف شدن و یا با استفاده از انرژی های خورشیدی، هسته ای و الکتریکی تولید کرد. با روش های غیرمستقیم مثلا بازیافت حرارت اتلافی در فرآیند ها یا تجهیزات (از قبیل توربین های گازی، موتور های دیزلی و گازسوز) نیز می توان بخار تولید کرد. در مواردی که لازم است در طول سال بخار موجود باشد، همیشه باید امکان تولید همزمان بخار و الکتریسیته را نیز در نظر داشت. هنگامی که از بخار به عنوان منبع تولید توان استفاده می شود برای مثال توربین ها ، می توان از بخار خروجی از آن ها برای گرمایش ساختمان یا فرایند ها استفاده کرد.
وقتی بخار توسط دیگ تأمین می شود، همیشه سیستم بسته است و باید کندانسیت در هنگام برگشت به دیگ بخار تا حد امکان گرم باشد. از طرفی دیگر، برای جلوگیری از بروز پدیده ی کاویتاسیون یا تبخیر ناگهانی کندانسیت در سمت مکش پمپ، باید آن را چند درجه مادون سرد کرد. درجه ی مادون سرمایش برای کاربری های مختلف متفاوت است و مقدار آن بستگی به طرح و مشخصه های هیدرولیکی پمپ مورد استفاده دارد.
در سیستم تاسیسات شهری غالبا کندانسیت به دیگ بخار بر نمی گردد و بنابراین سیستم به صورت باز خواهد بود. وقتی کندانسیت در ۱۸۰ درجه فارنهایت برگردانده می شود و با استفاده از سیستم بازیافت حرارت دما به ۸۰ درجه فارنهایت کاهش می یابد، در حقیقت حدود ۱۰ تا ۱۵ درصد حرارت داده ده به بخار در کنداسیت باقی خواهد ماند.
