خرید آسان و مطمئن دیگ بخار با بهترین قیمت
بررسی عملکرد و ساختار دیگ بخار در فرآیندهای گرمایشی
دیگ بخار یا بویلر یکی از تجهیزات حیاتی در صنایع حرارتی و تولید انرژی است که وظیفه اصلی آن، تبدیل آب به بخار تحت فشار بالا از طریق گرمایش غیرمستقیم است. این بخار تولید شده معمولاً برای انتقال انرژی گرمایی به سایر قسمتهای یک کارخانه یا سیستم استفاده میشود؛ مانند چرخاندن توربینها، گرمایش فرایندها، استریلیزاسیون در صنایع دارویی یا حتی گرم کردن فضا در سیستمهای تاسیساتی بزرگ. عملکرد بویلرها به گونهای طراحی شده که در محیطی ایزوله، حرارت ناشی از سوختن گاز، گازوئیل یا زیستتوده به سیال (آب) منتقل شده و آن را به بخار اشباع یا خشک تبدیل میکند.
دیگهای بخار بسته به نیاز، در انواع مختلفی از نظر فشار، ظرفیت و نوع سوخت مصرفی تولید میشوند. مثلاً در صنایع غذایی، از بویلر برای پخت و فرآوری استفاده میشود. در حالی که در نیروگاهها، بخار حاصل از بویلر برای تولید برق به کار میرود. این تجهیزات معمولاً از فولاد مقاوم تولید میشوند و به سیستمهای ایمنی، کنترل فشار، شیر اطمینان و نمایشگر سطح آب مجهز هستند تا عملکرد آنها بدون خطر و با راندمان بالا باشد. به طور خلاصه، دیگ بخار قلب تپنده بسیاری از سیستمهای صنعتی است که بدون آن بسیاری از فرآیندهای تولید متوقف خواهند شد.
مقایسه دیگ بخار فولادی و چدنی
در انتخاب دیگ بخار مناسب برای کاربردهای مختلف صنعتی یا تاسیساتی، جنس بدنه یکی از عوامل کلیدی و تعیین کننده است. دیگهای بخار معمولاً بر اساس جنس بدنه به دو نوع اصلی فولادی و چدنی تقسیم میشوند. هر کدام از این دو نوع، خصوصیات مکانیکی و حرارتی خاصی دارند که آنها را برای شرایط و ظرفیتهای متفاوتی مناسب میکند. در ادامه به ویژگی هرکدام میپردازیم.
دیگ بخار فولادی
دیگ بخار فولادی از آلیاژهای مقاوم فولاد تولید میشود که توانایی تحمل فشار و دمای بالا را دارد. این نوع بویلرها در ظرفیتهای متوسط تا بسیار بالا تولید میشوند و اغلب در صنایع بزرگ، نیروگاهها، پالایشگاهها، کارخانجات فرآوری مواد و سیستمهای حرارتی مرکزی به کار میروند. از جمله ویژگیهای مهم دیگ فولادی میتوان به مقاومت در برابر شوک حرارتی، دوام بالا، قابلیت استفاده در سیستمهای بخار اشباع یا فوق داغ و طراحی انعطاف پذیر اشاره کرد. این نوع دیگها معمولاً در مدلهای واترتیوب و فایرتیوب تولید میشوند و نیازمند بازرسی و سرویسهای دورهای هستند.
دیگ بخار چدنی
دیگ بخار چدنی معمولاً برای کاربردهای سبکتر طراحی میشود و از قطعات چدنی جداگانه تولید شده که در کنار هم مونتاژ میشوند. این دیگها بیشتر در سیستمهای گرمایش مرکزی ساختمانها، مدارس، بیمارستانها یا مجموعههای مسکونی مورد استفاده قرار میگیرند. به دلیل ساختار ماژولار، نگهداری و تعویض قطعات آنها آسانتر از دیگهای فولادی است. با این حال محدودیت فشار کاری، وزن بالا و حساسیت نسبت به شوک حرارتی از جمله معایب دیگ چدنی محسوب میشود. این دیگها عمدتاً برای بخار فشار پایین یا آبگرم استفاده میشوند و برای کاربردهای صنعتی سنگین مناسب نیستند.
انواع دیگ بخار از نظر ساختار
یکی از مهمترین دسته بندیها در طراحی دیگهای بخار، بر اساس ساختار داخلی و شیوه انتقال حرارت انجام میشود. این تقسیم بندی نقش مهمی در انتخاب نوع دیگ برای کاربردهای مختلف صنعتی و تأسیساتی ایفا میکند، چرا که عملکرد حرارتی، ظرفیت تولید بخار، ایمنی و فضای مورد نیاز نصب همگی تحت تأثیر ساختار دیگ قرار دارند. در این بخش، به معرفی دو نوع اصلی دیگ بخار از نظر ساختار میپردازیم و ویژگیهای هر کدام را بررسی میکنیم.
دیگ بخار فایرتیوب (Fire-tube Boiler)
در دیگهای فایرتیوب، گازهای داغ حاصل از احتراق از درون لولههایی عبور میکنند که در میان یک مخزن بزرگ حاوی آب قرار گرفتهاند. گرما از طریق دیوارههای لولهها به آب منتقل میشود و باعث تولید بخار میگردد. این نوع بویلرها معمولاً برای فشارهای کاری پایین تا متوسط مناسب هستند و به دلیل طراحی ساده، هزینه تولید و نگهداری پایینتری دارند. دیگهای فایرتیوب معمولاً در صنایع کوچک، سیستمهای گرمایش مرکزی، بیمارستانها و کارگاههای تولیدی با نیاز بخار محدود استفاده میشوند.
دیگ بخار واترتیوب (Water-tube Boiler)
در دیگهای واترتیوب، آب یا سیال داخل لولهها جریان دارد و شعله یا گاز داغ حاصل از احتراق اطراف لولهها قرار میگیرد. این ساختار باعث میشود انتقال حرارت سریعتر انجام شود و بخار با فشار و دمای بالا تولید گردد. دیگهای واترتیوب برای ظرفیتهای بالا، فشار زیاد و کاربردهای صنعتی سنگین مانند نیروگاهها، پالایشگاهها و صنایع شیمیایی بسیار مناسب هستند. مزایای این نوع دیگ شامل راندمان حرارتی بالا، قابلیت تحمل فشارهای بالا، واکنش سریع به تغییرات بار حرارتی و ایمنی بیشتر در صورت شکست لولهها است.
اجزای اصلی دیگ بخار و عملکرد هرکدام
دیگ بخار از مجموعهای از قطعات و سیستمهای به هم پیوسته تشکیل شده که هرکدام نقش مشخصی در تولید، کنترل و ایمنی بخار ایفا میکنند. آشنایی با اجزای اصلی بویلر برای بهرهبرداری بهینه، افزایش راندمان، کاهش مصرف سوخت و همچنین حفظ ایمنی سیستم ضروری است. مشعل نخستین بخش فرآیند تولید بخار است. مشعل وظیفه ترکیب سوخت (گاز، گازوئیل یا مازوت) با هوا و ایجاد شعله پایدار را دارد. این شعله وارد محفظه احتراق میشود؛ فضایی که در آن گرمای لازم برای تبدیل آب به بخار تولید میگردد.
طراحی دقیق محفظه احتراق باعث میشود شعله به درستی پخش شده و احتراق کامل صورت گیرد. حرارت تولید شده در محفظه احتراق به لولههای حرارتی یا لولههای پاس حرارتی منتقل میشود. این لولهها در تماس مستقیم یا غیرمستقیم با آب هستند و باعث افزایش دمای آب و تولید بخار میشوند. در ادامه، بخار تولید شده از طریق مبدل حرارتی به مصرف کننده یا مدار بخار هدایت میشود؛ در برخی سیستمها، مبدل جداگانهای برای بهینهسازی انتقال حرارت استفاده میشود.
پمپ تغذیه وظیفه دارد آب را از منبع تغذیه یا تانک ذخیره، با فشار کافی وارد دیگ بخار کند. این پمپ باید قابلیت کارکرد مداوم و تحمل دما و فشار بالا را داشته باشد. برای تضمین ایمنی عملکرد، دیگ بخار به مجموعهای از تجهیزات کنترلی و ایمنی مجهز است؛ از جمله شیر اطمینان (برای جلوگیری از افزایش بیش از حد فشار)، کنترل فشار، سطحسنج آب (برای نشاندادن میزان آب داخل دیگ) و سیستم کنترل اتوماتیک برای روشن و خاموش کردن مشعل، تنظیم دما و نظارت بر شرایط عملکردی.