دیگ بخار یا بویلر چیست؟ و دیگ های بخار به چه کاری می آیند؟

دیگ های بخار یا بویلرها محفظه های در بسته ای هستند , که از دو بخش جدا از هم ساخته شده اند. بخشی که به شکل مستقیم در تاس با حرارت تولید شده است و بخشی که در ان آب جریان داشته و به صورت غیرمستقیم گرمای تولید شده در بخش اول را دریافت می کند. در حقیقت در مخازن دیگ بخار نوعی تبادل حرارتی بین آب و آتش صورت می گیرد.

هدف از این تبادل حرارت، بالا بردن دمای آب و رساندن دمای آن به نقطۀ جوش آب و بالاتر از آن است. به شکلی که در محفظۀ اصلی دیگ، بخار آب با فشار و دمای بالا ذخیره شده و از آن برای گرمایش غیرمستقیم، تمیزکاری محیط های صنعتی، نیروی محرکه و … استفاده می شود. در ادامه برای آشنایی بیشتر با دیگ های بخار بحث و گفت‌وگو خواهیم کرد.

دیگ های بخار به چه کاری می آیند؟

مهم ترین سؤالی که برای خریداران این دستگاه های صنعتی مطرح می شود، این است که بویلرها چه کاربردهایی دارند و اصلاً به چه منظور مورد استفاده قرار می گیرند. پاسخ گویی به این پرسش، می تواند باعث آشنایی بیشتر با دیگ های بخار و کاربردهای آن شود. در ادامه به برخی از کاربردهای دیگ های بخار در صنایع متفاوت و دیگر مصارف آن اشاره کرده ایم:

حرارت دهی غیرمستقیم:

مهم ترین و اصلی ترین هدف از طراحی و ساخت دیگ های بخار جایگزین کردن روش حرارت دهی غیرمستقیم با روش مستقیم است. استفاده از سوخت هایی مثل زغال سنگ، نفت و گازوئیل و حرارت تولید شده توسط آن ها برای حرارت دهی مستقیم روشی بود که در گذشته از آن بهره برده می شود. روشی که چه از نظر کارایی و چه از نظر ایمنی گزینۀ مطلوبی به حساب نمی آمد و به همین خاطر امروزه در صنایع روش گرمادهی غیرمستقیم را جایگزین روش های قدیمی کرده اند.

استفاده به عنوان عامل تمیز کننده:

بخار آب در دمای و فشار بالا، گزینۀ مطلوبی برای تمیزکردن دستگاه های صنعتی است. در برخی از فرایندهای صنعتی، ممکن است دستگاه های صنعتی دچار رسوب‌زدگی شوند که در این موارد می توان از بخار آب با فشار بالا برای زدودن این رسوب ها بهره برد. همچنین در بعضی از صنایع مثل صنایع نساجی به صورت مستقیم از بخار آب برای شست‌وشوی تولیدات استفاده می شود.

استفاده به عنوان نیروی محرکه:

از فشار بالایی که بخار آب موجود در بویلرها دارند، می توان به عنوان یک عامل انتقال دهنده یا همان نیروی محرکه در فرایندهای صنعتی بهره برد. به خصوص اگر در فرایند مورد نظر نیاز به گرمادهی هم باشد، استفاده از بخار آب می تواند گزینۀ مطلوبی به شمار برود.
پخت تولیدات: در صنایعی که نیاز است برای تولید محصولی اصطلاحاً آن را پخت، می توان این کار را با بخار آبی که پیوسته در جریان است انجام داد.

استفاده در صنایع شیمیایی:

در بسیاری از فرایندهای صنایع شیمیایی می توان از بخار آب بهره برد. انجام واکنش های شیمیایی اغلب نیاز به دما و فشار بالایی دارند. ضمن اینکه در برخی از این فرایندها خود مولکول آب نیز وارد واکنش می شود و نقشی در این میان ایفا می نماید. به همین خاطر است که در صنایع شیمایی اغلب از چندین دیگ بخار استفاده می گردد.

گرمایش ساختمان:

یکی از استفاده های جالب توجه بویلرها استفاده از گرمای تولید شده در آن ها برای گرمایش ساختمان های بزرگ مثل آپارتمان ها، مجتمع های مسکونی و هتل هاست. در این گونه از موارد در موتورخانه ساختمان از دیگ های بخار استفاده می شود و با به کارگیری وسایل گرمایشی واسطه می توان از بخار داغ تولید شده برای تهویۀ مطبوع هوای ساختمان بهره برد.

دسته بندی دیگ های بخار

امروزه دیگ های بخار به دو صورت بویلرهای لوله آتشی (Fire Tube Boiler) و بویلرهای لوله آبی (Water Tube Boiler) طراحی و ساخته می شوند. دلیل این نام گذاری شکل طراحی بویلرها است. در ادامه به صورت مختصر این دو دسته را معرفی کرده ایم:

بویلرهای لوله آتشی:

ساختمان داخلی یک بویلر همین طور که گفته شد، از دو بخش ساخته می شود. بخشی که به صورت مستقیم در تماس با آتش است و بخشی که به صورت غیرمستقیم این گرمای تولید شده را دریافت می نماید. در مدل های لوله آتشی، محفظۀ بویلر به صورت یک استوانۀ با قطر بزرگ طراحی می شود. که جریان آب به صورت مستقیم وارد این محفظه می گردد. برای گرمابخشی به آب موجود در محفظه از لوله هایی کمک گرفته می شود که در داخل آن ها گازهای داغی جریان دارد که بر اثر احتراق سوخت بویلر تولید شده اند. طراحی بویلرهای لوله آتشی در ظرفیت هایی بین تولید صد کیلوگرم بخار آب در ساعت تا تولید بیست و پنج تن بخار آب صورت می گیرد.

بویلرهای لوله آبی:

طراحی بویلرهای لوله آبی درست نقطۀ مقابل بویلرهای لوله آتشی قرار می گیرد. این مدل ها نیز از یک محفظه ساخته شده اند که در درون آن لوله هایی کار گذاشته شده است. با این تفاوت که در دیگ های بخار لوله آبی، از درون لوله های میانی محفظه جریان آب عبور داده می شود و گازهای حاصل از احتراق سوخت بویلر درون محفظه پخش شده و سپس به وسیلۀ یک دودکش به خارج هدایت می شود. آب جاری در لوله ها با جذب گرمای موجود به بخار داغ تبدیل شده و مورد استفاده قرار می گیرند. مزیتی که طراحی بویلرهای لوله آبی دارد، تنوع طراحی های صورت گرفته برای آن است. به شکلی که می توان از دو یا چند مخزن نیز به طور همزمان در ساخت این بویلرها استفاده کرد. طراحی دیگ های چند مخزنه از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه تر هستند.

عوامل مؤثر در طراحی و ساخت دیگ بخار چیست؟

طراحی و ساخت دیگ های بخار یک کار تمام مهندسی بوده و باید طبق استانداردهای بین المللی صورت بگیرد. فراموش نکنید که دما و فشار در دیگ های بخار پیوسته میزان بالایی است و به همین خاطر طراحی غیراستاندارد این دستگاه های صنعتی ممکن است مشکلات بدی را پیش بیاورد. به همین دلیل است که مهم ترین پارامتر در طراحی و ساخت بویلرها، رعایت ایمنی و در نظر گرفتن کیفیت مواد ساخت دستگاه است.
اگر به فکر سفارش ساخت یک دیگ بخار هستید، بهتر است در نظر داشته باشید که در ساخت ساختمان کلی بویلر و قطعات آن باید از مواد با کیفیت استفاده شود. همچنین بهتر است مطمئن شوید که مراحل ساخت تحت نظارت یک بازرس فنی انجام می شود و تمامی موارد لازم در زمان بازرسی چک می گردد. حتی می توانید برای اطمینان بیشتر از تولید کننده درخواست نمایید که مراحل کار توسط بازرسی که خودتان تعیین می کنید نیز چک شود. از جمله مواردی که در بازرسی فنی باید به آن توجه داشت، موارد زیر است:

نقشۀ فنی بویلر
کیفت مواد ساخت
مراحل برکشاری قطعات، نورد آن و همچنین مرحلۀ مونتاژ
مراحل جوشکاری قطعات
مراحل تست فشار بخار بویلر

در کنار مسئلۀ رعایت استانداردهای ایمنی، نحوۀ عملکرد دیگ های بخار و بازدهی آنها نیز برای خریداران دارای اهمیت است. بازدهی پایین بویلر به معنای افزایش میزان مصرف انرژی در آن است که هزینه های اضافی را به خریدار تحمیل می کند.
امروزه در طراحی و ساخت دیگ های بخار از ابزارهای کنترلی و بهبود دهنده ای استفاده می شود که می توانند هم مسئلۀ ایمنی دستگاه را تا حد زیادی تضمین کنند و هم روی عملکرد آن تأثیر مستقیم می گذارند. از جمله این ابزارها می توان به اکونومایزر، تجهیزات پیش گرمایش، توربولاتور و … اشاره کرد.
در انتخاب یک دیگ بخار یا ساخت آن لازم است به نکاتی مثل نوع طراحی بویلر، ظرفیت خروجی بویلر، فشار کار بویلر، سه پاس بودن یا دو پاس بودن آن و سیستم های کنترلی آن توجه داشته باشید.

آشنایی با تجهیزات به کار رفته در دیگ های بخار

انتخاب تجهیزاتی که باید روی دیگ بخار نصب شود، به همان میزان اهمیت دارد که ساخت آن دارای اهمیت است. زیرا کیفیت این تجهیزات به صورت مستقیم روی کارایی نهایی بویلر تدثیر دارد. به مهم ترین تجهیزات به کار رفته در یک دیگ بخار در ادامه اشاره کرده ایم:
مشعل بویلر: مشعل بویلر می تواند به کمک سوخت های فسیلی (گاز، مازوت و گازوییل) روشن شود. مشعل ها باید به صورت اتوماتیک طراحی شده باشند و در زمان های لازم به کمک وسایل کنترلی روشن شود.

پمپ تغذیۀ بویلر:

پمپ تغذیۀ وظیفۀ آب رسانی به دیگ بخار را دارد. از این رو باید تناسب بین پمپ تغذیه و ظرفیت مخزن بویلر حفظ شود.

لول کنترل:

جهت کنترل سطح آب مخزن بویلر از لول کنترل استفاده می شود.

سوئیچ های کنترل کننده فشار:

جهت کنترل فشار دیگ و کنترل فشار ورود و خروج از پرشر سوئیچ ها استفاده می شود.

چک ولوها:

شیرهای الکتریکی به کاررفته در دیگ های بخار به منظور کنترل میزان ورود و خروج به کار گرفته می شوند.
تابلو برق و جعبه فرمان: کنترل دستگاه های الکتریکی و plc های دستگاه به کمک جعبه فرمان یا همان تابلو برق صورت می گیرد.

جمع بندی

بویلر یا دیگ های بخار از جمله دستگاه هایی هستند که اختراع آن ها باعث تحول فرایندهای صنعتی شد. بویلرها از دو بخش تشکیل شده اند که در یک بخش گرما به صورت مستقیم تولید شده و در بخش دوم این گرما به جریان آب داخل بویلر منتقل می شود. به این شکل آب موجود در بویلر به بخار داغ تبدیل شده و می توان از آن به منظور گردمادهی غیرمستقیم استفاده کرد. از دیگر کاربردهای دیگ های بخار می توان به تأمین نیروی محرکه در فرایندهای صنعتی، استفاده به عنوان تمیزکننده و همچنین موارد استفاده در فرایندهای شیمیایی اشاره کرد. بویلرها در دو نوع لوله آتشی و لوله آبی تولید شده و در صنایع به کار برده می شوند.

نظرتان را بنویسید..!
رفتن به بالا
× چگونه می‌توانم به شما کمک کنم؟