دیگ بخار(steam boiler) که به نام مولد بخار نیز شناخته می شود، معمولاً یک ظرف بسته از فولاد است. در دیگ بخار، آب با اعمال گرما به بخار تبدیل می شود. سوخت هایی که معمولا در بویلرها استفاده می شوند، زغال سنگ، نفت و گاز برای تولید گرما هستند. بویلر ها از انواع مبدل های حرارتی هستند و این مبدل حرارتی از مکانیزم انتقال حرارت دو مرحله ای استفاده می کند.
بخار تولید شده توسط دیگ در صنایع مختلف برای پردازش، گرمایش و راه اندازی توربین های بخار در نیروگاه ها استفاده می شود.
بخار تولید شده ممکن است در موارد زیر تامین شود:
1- در یک موتور احتراق خارجی، یعنی موتورهای بخار و توربین ها.
2- در فشار کم برای کار فرآیندهای صنعتی در کارخانه های پنبه، کارخانه های قند و …
3- برای تولید آب گرم که می توان از آن برای نصب گرمایش با فشار بسیار کمتر استفاده کرد.
اصطلاحات مهمی که در دیگ های بخار استفاده می شود به شرح زیر است:
1- پوسته بویلر (Boiler Shell)
2- محفظه احتراق (Combustion Chamber)
3- رنده (Grate)
4- کوره (Furnace)
5- سطح گرمایش (Heating surface)
6- اتصالات (Mountings)
7- تجهیزات جانبی (Accessories)
– از صفحات فولادی تشکیل شده است که به شکل استوانه ای خم شده و به یکدیگر پرچ شده یا جوش داده شده اند.
– انتهای پوسته از طریق صفحات انتهایی بسته می شود.
– پوسته دیگ باید ظرفیت کافی برای حمل آب و بخار را داشته باشد.
– فضایی است که معمولاً در زیر پوسته دیگ بخار برای سوزاندن سوخت به منظور تولید بخار از آب موجود در پوسته در نظر گرفته شده است.
– رنده سکویی است در محفظه احتراق که روی آن سوختی مانند زغال سنگ یا چوب می سوزد.
– این قطعه شامل میله های چدنی است که از هم فاصله دارند تا هوا بتواند از آنها عبور کند.
– به سطح رنده که آتش روی آن رخ می دهد، سطح رنده می گویند.
– فضایی است، بالای رنده و زیر پوسته دیگ که در آن سوخت مشتعل شده است.
– به این کوره فایرباکس نیز می گویند.
– قسمتی از سطح دیگ است که در معرض آتش یا گازهای داغ ناشی از آتش است.
– اتصالاتی وجود دارد که برای عملکرد مناسب دیگ بر روی آن نصب می شود.
– پایه ها نشانگر سطح آب، شیر اطمینان، فشار سنج و…. هستند.
– توجه داشته باشید که ممکن است یک دیگ بدون اتصالات، نتواند به طور ایمن کار کند.
– دستگاه هایی وجود دارند که جزء جدایی ناپذیر دیگ بخار هستند اما روی آن نصب نمی شوند.
– آنها عبارتند از سوپرهیتر، اکونومیز، پمپ تغذیه و ….
– توجه داشته باشید که ممکن است لوازم جانبی به کنترل و راه اندازی کارآمد دیگ بخار کمک کند.
در زیر انواع دیگ های بخار بر اساس کاربرد آنها طبقه بندی می شوند:
– با توجه به روش گرمایش:
دیگ لوله آتش (Fire Tube boiler)
دیگ لوله آب (Water Tube Boiler)
– با توجه به روش احتراق:
بویلرهای با شعله داخلی (Internally fired boilers)
بویلرهای با شعله خارجی (Externally fired boilers)
– با توجه به محور پوسته:
دیگ عمودی (Vertical boiler)
دیگ افقی (Horizontal boiler)
– با توجه به روش گردش آب و بخار:
بویلر های گردش طبیعی (Natural circulation boilers)
بویلر های گردش اجباری (Forced circulation boilers)
– با توجه به تعداد لوله ها:
تک لوله (Single tube)
چند لوله ای (Multi tubular)
– با توجه به استفاده:
دیگ ثابت (Stationary boiler)
دیگ سیار (Mobile boiler)
– با توجه به منبع گرما
– در دیگ های فایر تیوب گازهای داغ حاصل از احتراق سوخت از لوله هایی عبور می کنند که توسط آب احاطه شده اند.
– گرمای گازهای حاصل از احتراق از طریق دیواره لوله ها به آب احاطه شده هدایت می شوند.
– نمونه هایی از این نوع دیگ های بخار عبارتند از: دیگ عمودی ساده، دیگ کوکران، دیگ لنکاوی و دیگ لوکوموتیو.
در دیگ های لوله آب، آب در داخل لوله ها (به نام لوله های آب) جریان می یابد که توسط شعله ها و گازهای داغ از خارج احاطه شده اند.
مزایا و معایب دیگ لوله آب نسبت به دیگ های بخار لوله آتش:
مزایا:
– بخار را می توان با سرعت بیشتری بالا برد.
– بخار با فشار بالاتر می تواند تولید شود.
– سرعت تبخیر بالاتر.
– کاهش رسوب گذاری .
– مناسب برای هر نوع سوخت و روش احتراق.
– انتقال حرارت موثرتر.
– خرابی لوله های آب تاثیری بر عملکرد دیگ نخواهد داشت.
– فضای کمتری را اشغال می کند.
– تعمیر و نگهداری آسان.
– حمل و نقل آسان.
معایب:
– برای آب معمولی مناسب نیست.
– برای کاربرد های سیار مناسب نیست.
– هزینه اولیه بالا و در نتیجه مقرون به صرفه نیست.
– در یک دیگ بخار داخلی، کوره داخل پوسته دیگ بخار است.
– بیشتر دیگ های بخار لوله آتش، دارای احتراق داخلی هستند.
– در دیگ های بخار با شعله خارجی، کوره در زیر آن به صورت آجرکاری چیده می شود.
– دیگ های بخار لوله آب، به صورت خارجی احتراق می کنند.
در دیگ های عمودی، محور پوسته عمودی است.
دیگ های ساده و دیگ های کوکران، نوعی از دیگ های عمودی هستند.
– در دیگ های افقی، محور پوسته افقی است.
– دیگ بابکوک و ویلکاکس، دیگ لوکوموتیو و دیگ لنکاوی دیگ های افقی هستند.
– در دیگ های گردش طبیعی، گردش آب توسط جریان های همرفتی طبیعی است که در هنگام گرم شدن آب راه اندازی می شود.
– در بیشتر دیگ های بخار، گردش طبیعی آب وجود دارد.
– در دیگ های با گردش اجباری، گردش اجباری آب توسط یک پمپ گریز از انجام می شود که توسط مقداری نیروی خارجی هدایت می شود.
– استفاده از بویلر های گردش اجباری در دیگ های فشار قوی مانند دیگ بخار بنسون و دیگ لوفلر انجام می شود.
– دیگ های بخار تک لوله تنها دارای یک لوله آتش یا لوله آب هستند.
– دیگ های عمودی ساده و دیگ های کورنیش دیگ های تک لوله ای هستند.
– در دیگ بخار چند لوله ای، دو یا چند لوله آتش یا لوله آب وجود دارد.
– این دیگها عمدتاً در نیروگاهها و در فرآیندهای صنعتی استفاده میشوند.
– این دیگ ها را ثابت می نامند زیرا از مکانی به مکان دیگر حرکت نمی کنند.
– دیگ های بخار سیار همان دیگ های بخار هستند که از مکانی به مکان دیگر قابل حرکت هستند.
– این دیگ ها از نوع لوکوموتیو و دیگ های دریایی می باشند.
– دیگ های بخار نیز ممکن است بر اساس منبع گرمای تامین شده برای تولید بخار طبقه بندی شوند.
– این منابع ممکن است احتراق سوخت جامد، مایع یا گاز، انرژی الکتریکی یا انرژی هسته ای، گازهای زباله داغ به عنوان محصولات جانبی سایر فرآیندهای شیمیایی و غیره باشد.
در این مقاله سعی کردیم که به معرفی اجمالی و قابل قبولی از دیگ های بخار که نوعی از مبدل های حرارتی هستند،بپردازیم. شما می توانید برای خرید انواع مبدل ها حرارتی از جمله مبدل حرارتی پوسته و لوله ، مبدل حرارتی صفحه ای ، دیگ بخار و… با متخصصین ما در شرکت یاران قطعه توس خراسان (یارا مبدل) تماس حاصل فرمایید.