همه چیز درباره دیگ بخار

همه چیز درباره دیگ بخار

خلاصه مقاله :

بویلر یا همان دیگ بخار مانند مخزنی بسته می باشد که از فرآیند سوزاندن یک نوع انرژی بخار آب تشکیل شده و از انرژی آن در صنایع مختلف استفاده میشود.

از آغاز روزهای نخستین انسان همواره به دنبال گرم کردن خود در فصل سرما بوده است. از سوزاندن چوب شروع شده، با کشف و استخراج سوخت های زیر زمینی ادامه یافته و امروزه که انرژی های دیگر را به گرما تبدیل می کند. با گسترش علم و اختراع دستگاه های جدید مانند بخاری، پکیج، شوفاژ و … انسان توانسته به راه های کم هزینه تر و به صرفه تری برای گرم کردن و گرم نگه داشتن محیط خود دست پیدا کند.یکی از مزایای این پیشرفت ها اختراع دیگ بخار بود. دیگ بخار که به انگلیسی Boiler به آن گفته می شود مخزنی سر بسته می باشد که در آن آب تبدیل به بخار می شود. این تبدیل آب به بخار توسط گرمای حاصل از احتراق سوخت می باشد. درون این دیگ بخار دو بخش وجود دارد که یک طرف آب و در طرف دیگر آتش قرار دارد. اصولا تمامی قسمت های داخلی و تحت فشار دیگ های بخار از انواع آلیاژ های آهن ساخته می شود اما این در حالی است که جنس اصلی خود دیگ بخار از چدن یا از فولاد تشکیل می شود. معمولا از دیگ های بخاری که از جنس چدن هستند جهت تولید بخار با فشار کم استفاده می شود، اما این در حالی است که امروزه جنس بیشتر دیگ های بخار از جنس فولاد هستند.

تاریخچه دیگ بخار

عده ای از جیمز وات به عنوان مخترع اصلی ماشین بخار یاد می کنند اما در حقیقت چنین نیست. در قرن اول میلادی آلکساندریا بود که ابزار های شبیه ماشین بخار را توصیف کرده بود. قبل از اینکه توماس نیکومن در سال ۱۷۱۲ به پیشرفت دستگاه ماشین بخار کمک کند، توماس ساوری بود که در سال ۱۶۹۸ دستگاهی مشابه ماشین بخار ساخت که جهت تلمبه کردن آب از آن استفاده می شد. البته دستگاهی که نیکومن درست کرده بود کارایی یادی نداشت و فقط از آن جهت بیرون بردن آب از معدن زغال سنگ مورد استفاده قرار می گرفت.جیمز وات با توجه به استعداد و علاقه ای که داشت، در سال ۱۷۶۴ هنگامی که در حال تعمیر مدلی از ماشین های نیکومن بود، متوجه علاقه اش به ماشین بخار شد. در حقیقت این وات بود که با توجه به اصلاحات مهم و کاربردی که در ماشین اختراعی نیکومن انجام داد، باعث اختراع ماشین بخار شد.

آشنایی با دیگ بخار

بویلر یا همان دیگ بخار مانند یک مخزنی بسته می باشد که از فرآیند سوزاندن یک نوع انرژی بخار آب تشکیل می شود. اساسا در دیگ بخار آب آنقدر گرم می شود تا زمانی که به بخار در فشار مورد نظر تبدیل شود.
استفاده درست و بهینه از دیگ بخار می تواند به خودی خود باعث جلوگیری بیش از حد انرژی می شود. علاوه بر این، نشتی ها هم می توانند باعث تلف شدن انرژی از ۳ تا ۵ درصد شوند. از طرف دیگر باید همیشه توربین های دیگ بخار را نیز چک کنیم.
از بویلر در صنایع مختلفی استفاده می شود. دیگ بخار در صنایع مختلفی چون: صنایع لاستیک سازی، ، صنعت تولید کاغذ و صنایع سلولزی، صنایع نفتی و پتروشیمی و پالایشگاه ها، در صنعت شیمی، در حوزه ساخت و ساز انواع یونولیت و همچنین در صنایع دیگری چون بتن، نساجی، کارخانه ها تولید قطعات صنعتی، خودرو سازی و صنایع غذایی مانند: تولید رب گوجه فرنگی، نبات آبنبات و شکلات، کیک کلوچه و نان و سالن های پرورش قارچ و … کاربرد دارد.

انواع دیگ بخار

امروزه انواع مختلفی از دیگ های بخار موجود است که هر کدام از این دیگ های بخار کاربرد و کارایی خاص خود را دارند. همانطور که اشاره شد دیگ های بخار یا همان بویلر ها به مرور زمان دستخوش تغییراتی شدند و روز به روز پیشرفته تر و کارآمد تر ساخته شدند و جای نمونه قبلی را در بازار گرفتند. به طور گسترده بویلر ها را را بر اساس لوله های درون دیگ بخار و نوع بویلر طبقه بندی می کنند.

در تقسیم بندی بویلر ها باید به ۲ نوع آن اشاره کنیم:
بویلر لوله آبی یا Water Tube
بویلر لوله آتشی یا Fire Tube

خرید دیگ بخار با طراحی و ساخت گروه ماشین سازی نامجو

بویلر لوله آبی یا Water TubeBoiler

در قرن گذشته، زمانی که استفاده از دیگ های بخار خیلی زیاد شد و اهمیت این بویلر ها بالا رفت، به مراتب استفاده از آن ها نیز هم بالا رفت. اما این شدت زیاد استفاده از دیگ های بخار باعث بروز مشکلاتی چون انفجارهای بزرگی شد. در ابتدا دیگ های بخاری که ساخته می شد، شامل ظروفی زیر فشار و قطور بودند؛ بنابراین دیگ های بخار دچار تنش های انبساط در دیواره های ظروف می شد. جهت پیشگیری از بروز چنین مشکلی در دیگ های بخار، کم کردن قطر ظرفی بود که زیر فشار است، که این کار پایه و اساس کار دیگ ها با لوله آبی بود. در این نوع دیگ ها، آب درون لوله ها جریان دارد و گاز هایی که دمای آن ها بالا است در قسمت بیرونی لوله ها در جریانند. از ظروفی با نام درام در بویلر های لوله آبی استفاده شده است که به وسیله لوله به یکدیگر اتصال پیدا کرده اند. همزمان که گازها با دمای بالا از اطراف لوله ها عبور می کنند، آب نیز در درون لوله ها به گردش در می آیند.
نکته: از بارز ترین و مهم ترین مزیت های دیگ های بخار از نوع لوله آبی افزایش ظرفیت ساخت آن ها می باشد.

بویلر لوله آتشی یا Fire Tube Boiler

دیگ های بخار با لوله آتشی با نام های دیگر چون دیگ بخار آتشخوار و یا بویلر دود نیز شناخته می شوند. درون این نوع از دیگ های بخار، لوله هایی از جنس فولاد وجود دارد که گاز ها با دمای بالا از درون آنها عبور می کنند و در اطراف این لوله ها آب به بخار تبدیل می شود. دیگ های بخار آتشی خود انواعی دارند که در ادامه به آن ها اشاره می کنیم.

دیگ بخار کورنیش:

دیگ های بخار از نوع کورنیش (Cornish) را می توان به عنوان اولین مدل از انواع دیگ بخار در نظر گرفت. این مدل بویلر دارای لوله های با فشار بالا هستند که شامل یک عدد سیلندر افقی طولانی به علاوه یک عدد دودكش بزرگ می باشد. در این نوع از بویلر ها، به منظور تولید گاز های گرم،سوخت آن ها در ناحیه رطوبتی اضافه شده است. این گاز های داغ سبب می شود که گرما به آب انتقال یابد. این فرایند بار ها تکرار می شود تا اینکه آب گرم شود و به نقطه جوش برسد. در این هنگام آب به بخار تبدیل می شود.

دیگ بخار لنکاشیر:

عملکرد این نوع از دیگ های بخار شبیه به دیگ بخار کورنیش می باشد، ولی با این تفاوت که دیگ بخار لکانشیر دارای دو عدد مخزن بزرگ است که درون این مخازن آتش افروخته می شود.نوع عملکرد دیگ بخار به این ترتیب است که گاز های داغ ابتدابه قسمت جلویی دیگ راه پیدا می کنند. در این حالت این گازها دیگ را از پشت احاطه می کنند. بعد از ورود گاز ها به قسمت جلویی، وارد دودکش در قسمت پایینی دیگ بخار شده و شروع به حرکت در قسمت جلویی می شوند. هنگامی که گاز ها در بخش جلویی دیگ قرار دارند از طریق دودکش آنجا را ترک می کنند و در سمت چپ قرار می گیرند. در انتها، گاز ها دوباره به سمت پشت منتقل می شوند و وارد خروجی اصلی می شوند.
انواع دیگری از دیگ بخار هستند که در اینجا فقط به اختصار به آن ها اشاره می کنیم.
بویلر مخصوص لکوموتیو_ بویلر اتاق معکوس_ بویلر مرطوب_ بویلر خشک (super heat)

تقسیم بندی دیگ های بخار بر اساس طراحی لوله ها
دیگ های بخار همچنین بر اساس تعداد مسیری که گاز های قابل اشتعال می پیمایند تا به داخل دودکش راه پیدا کنند به چندین دسته تقسیم می شوند که در اینجا به توضیح آن ها می پردازیم.
بویلر های یک پاس:به این نوع بویلر ها که گاز های ناشی از احتراق فقط یک بار مسیر دیگ را طی می کرد تا به دود کش برسد بویلر های یک پاس می گفتند. بویلر های تک پاس اولین نسل از بویلر ها بودند که از سوخت های فسیلی مانند زغال سنگ، در آن ها استفاده می کردند. به طور مثالاز این نوع بویلر برایلکوموتیو های بخار استفاده می کردند.
بویلر های دو پاس: هنگامی که گاز های ناشی از احتراق دو مرتبه مسیر دیگ را طی کنند، و بعد از آن وارد دودکش شوند، به بویلر های دو پاس معروف هستند.
بویلر های سه پاس:طبیعتاًاگر گاز ها سه مرتبه طول مسیر دیگ را طی کنند و وارد دود کش شوند، بویلر های سه پاس نام خواهند گرفت.
بویلر های چهار پاس: در این نوع بویلر گاز های ناشی از احتراق سه مرتبه بیشتر از بویلر های تک پاس مسیر دیگ را طی می کنند تا وارد دود کش شوند. لازم به ذکر است که از دیگ های چهار پاس به منظور تولید بخار در تناژ بالا استفاده می شود.
بویلر های کوره برگشتی: در این نوع از بویلر ها گاز دو بار مسیر کوره را می گذراند و بعد از آن منتقل می شود به پاس لوله ها تا به سمت دود کش حرکت کند. بویلر های کوره برگشتی نسبت به بویلر های دو پاس کارایی بیشتری دارند.

دستگاه های مرتبط:

خرید مبدل حرارتی

خرید پری هیتر

بخش های دیگ بخار

بطور کلی دیگ های بخار از سه قسمت تشکیل شده اند.
قسمت اول:سیستم آب تغذیه
قسمت دوم:سیستم بخار
قسمت سوم:سیستم سوخت

اگر بخواهیم به صورت جزئی تر اجزای تشکیل دهنده دیگ بخار را بررسی کنیم باید به موارد زیر اشاره کنیم:

گرم کننده آب تغذیهFeed Water Heater
دی اریتورDeaerator
پمپ تغذیهFeed Pump
اکونومایزرEconomize
سوپر هیترSuper Heater
کندانسورCondenser

نکات لازم برای نگهداری از دیگ بخار

به منظور جلوگیری از مستهلک شدن و آسیب رسیدن به دیگ های بخار باید به نکاتی توجه کنیم.

تمیز کردن دیگ بخار بطور منظم
پس از یک دوره ای سطح داخلی لوله های دیگ بخار را اصطلاحا جرم یا دوده و یا پسماند دیگر می گیرد. این لایه ی اضافی که روی لوله ها می نشیند به مرور باعث کاهش راندمان و بازدهی دیگ بخار، کند شدن انتقال حرارت و یا حتی باعث شکستگی لوله ها می شود. لذا باید بطور منظم و دوره ای جرم های داخل لوله را از بین ببریم که این عمل به دو طریق مکانیکی و یا شیمیایی قابل انجام است.

کاهش بلودان
اگر آبی که وارد دیگ بخار می شود دارای مواد جامد و یا املاح باشد،به مرور زمان دیگ بخار دچار رسوب گرفتگی می شود. علاوه بر این که رسوب گرفتگی باعث کاهش کارایی دیگ می شود، در بعضی مواقع ممکن است دیگ را سوراخ کند. پس به منظور جلوگیری از چنین اتفاقاتی توصیه می کنیم شیر بلودان زیر دیگ را سریع و کوتاه باز کنید.

نظارت و بالا بردن کیفیت آب
همانطور که در قسمت قبل اشاره کرده ایم، املاح جامد درون آب باعث ایجاد رسوب گرفتگی می شود، پس بهتر است که کیفیت آب ورودی به دیگ بخار را بالا ببریم و نظارت کافی بر روی مواد معدنی محلول در آب داشته باشیم.

نظارت عایق ها
به منظور بالا بردن کارایی دیگ بخار باید لوله های بخار، اتصالات و شیر های دیگ بخار را عایق بندی کنیم. این کار باعث جلوگیری از هدر رفت گرما نیز می شود. بازرسی و نظارت بر روی عایق ها را باید به صورت دوره ای انجام دهیم.

ثبت دقیق گزارش های سرویس
یکی از مهم ترین نکاتی که باید رعایت شود تهیه یک گزارش منظم و دقیق از سرویس و نگهداری دیگ بخار است. این گزارش باید شامل میزان دما، فشار آب، گاز خروجی از دود کش و فشار باشد که به صورت مرتب و روزانه انجام می شود. ثبت این گزارش ها به منظور حفظ و بهبود عملکرد دیگ بخار و همچنین تشخیص مشکلات پیش آمده، انجام می شود که در طول یک دوره زمانی لازم و موثر است.

جهت کسب اطلاعات بیشتر در خصوص راه اندازی خطوط تولید صنایع غذایی از طریق شماره های زیر با ما در ارتباط باشید.