بویلر یا دیگ چیست؟
بویلر دستگاهی است برای تولید آبگرم، مایع دو بخار اشباع و بخار سوپرهیت، بنابراین از پكیج های خانگی گرفته تا راكتورهای اتمی در این دسته بندی قرار می گیرند، ولی بطور عام بویلر وسیله ای است برای تولید بخار به منظور ایجاد توان گرمایی وتولید بخار آب جهت انتقال حرارت.
اما در صنعت وقتی از بویلر نام برده می شود، منظور همان تجهیزاتی است كه برای تولید بخار آب بطور عام و تولید برق در نیروگاه ها بطور خاص مورد استفاده قرار می گیرد. بویلرها طوری طراحی می شوند كه عمل انتقال حرارت از یك منبع گرمایی كه عموما گرمای حاصل از احتراق سوخت های فسیلی می باشد، به یك سیال سرد بخوبی صورت می‌گیرد.
در یك بویلر مقدار بخار خروجی یا آب داغ تولید شده در ساعت به عوامل زیر بستگی دارد:
- مدت زمان احتراق سوخت در كوره بویلر
- چگونگی سطوح انتقال حرارت (در انواع مكانیزم های مختلف تشعشع، جابجایی و هدایت)
- چگونگی مسیر گردش آب یا بخار و محصولات حاصل از احتراق
در طبقه بندی بویلرها فاكتورهای زیر در نظر گرفته می شود:
- كاربرد
- فشار
- جنس مواد بكار رفته در ساخت بویلر
- ابعاد و اندازه
- محتویات داخل لوله
- شكل لوله ها ومحل قرارگیری
- احتراق
- منبع حرارتی ونوع سوخت مصرفی
- سیركولاسیون و مسیرهای جریان سیال های مختلف
- محل قرارگیری كوره
- نوع كوره
- شكل كلی بویلر
- دیگر مشخصات معرفی شده توسط كارخانه سازنده
با توجه به فاكتورهای ذكر شده، بویلرها در انواع مختلفی طبقه بندی می‌شوند كه بنا به ضرورت در این مقاله تنها به دو نوع كلی از بویلرهای فولادی اشاره می كنیم.
دیگ بخار و دیگ آب گرم بواسطه محتویات داخل لوله های آنها به دو دسته واترتیوب و فایرتیوب تقسیم بندی می شوند كه مشخصات آنها به قرار زیر می باشد:
الف) بویلرهای بخار فایرتیوب (Fire tube Boilers):
در داخل لوله های این نوع بویلر شعله های آتش و گازهای حاصل از احتراق جریان دارد. این لوله ها غالبا مستقیم بوده و اطراف آنها را آب احاطه كرده است.
در این نوع بویلر با بالا رفتن فشار وظرفیت محدودیت و مشكلاتی ایجاد می شود كه از آن جمله افزایش ضخامت پوسته جهت تحمیل فشار می باشد. كاربرد این بویلرها معمولا تا فشار 30bar و ظرفیت 30 ton/h در صنعت می باشد.
ب)بویلرهای بخار واترتیوب (water tube Boilers):
برخلاف بویلرهای فایرتیوب از داخل لوله ها آب و بخار حركت می كند و اطراف لوله شعله و گازهای حاصل از احتراق جریان دارد. این نوع بویلرها عموما در فشارهای بالاتر از 150psi و ظرفیت های بالاتر از 15000 پوند بخار در ساعت مورد استفاده قرار می گیرند. بطور كلی در مورد این بویلر محدودیتی از نظر فشار و ظرفیت وجود ندارد.
در طراحی و انتخاب نوع بویلر، پارامترهای زیر در نظر گرفته می شوند:
- بار بویلر ( ظرفیت، فشار و دمای بخار)
- مشخصات سوخت و نحوه احتراق
- افت فشار ناحیه هوا ومحصولات احتراق
- حجم هوای مصرفی
- بازدهی
- محاسبات احتراق
- تجزیه گازهای حاصل از احتراق
- مسائل زیست محیطی
در بعضی موارد با در نظر گرفتن پارامترهای مذكور بین انتخاب نوع بویلر تداخل بوجود می آمد كه می بایست یكی از دوگزینه فایرتیوب و واتر تیوب انتخاب می شد.
در این مواقع لازم بود از بعضی خواسته ها چشم پوشی شود كه پاسخگوی نیاز مشتری نبود. لذا متخصصین و طراحان را بر آن داشت كه حالت تركیبی از این دوبویلر را بوجود آورده و به عنوان”بویلر تركیبی” به مشتریان عرضه نمایند.
بویلر تركیبی:
این نوع بویلر (فایر تیوب با محفظه احتراق واترتیوب) علاوه بر مزایای بویلرهای مرسوم فایرتیوب دارای مزیت های زیر نیز می باشد:
1)با توجه به شكل خاص محفظه احتراق این نوع بویلر در دقایق ابتدایی كاركرد تولید بخار شروع خواهد شد تا به مرور به ظرفیت نسبی تولید برسد. اساسا رسیدن به ظرفیت اسمی این بویلر نیازمند زمان كمتری می باشد(نمودار1)
این ویژگی مثبت برای تاسیساتی كه نوسان بار زیادی دارند و به اجبار سیستم، فشار یكنواختی را در مصرف های مختلف طلب می كنند، از اهمیت زیادی برخوردار است و تا اندازه ای نوسان فشار ناشی از تزریق ناگهانی آب سرد به دیگ را كاهش می دهد.
2)امكان نصب سوپرهیتر در محفظه احتراق به دلیل دسترسی كافی بواسطه پایپینگ بكار گرفته شده در این منطقه كه در این صورت بیش از 100 درجه سانتیگراد دمای بخار افزایش خواهد یافت و امكان دستیابی به بخار سوپرهیت با دمای بیش از 300 درجه سانتیگراد فراهم می‌شود.
بنابراین می توان در كاربردهایی كه نیاز انرژی بخار بمیزان زیاد می باشد مانند دستگاه هایی كه با نیروی مكانیكی بخار كار می كنند از این بویلرها استفاده نمود.
3)با توجه به اینكه طول كوره و همچنین طول لوله های جابجایی پاس دوم با طول شل (پوسته) برابر است. لذا در نواحی كوره، لوله های پاس دوم و همچنین محفظه احتراق هر كدوم جداگانه حدود 20 درصد سطح انتقال حرارت افزایش می‌یابد. این تغییر موجب می‌شود در این نواحی صورت گیرد كه در نهایت موجب افزایش راندمان و كاهش شوك های حرارتی به سایر قسمت‌های بویلر می‌شود.
4)دو نكته مهم كه از طول بلند كوره نتیجه می شود این است كه اولا بخاطر كاهش دمای گازهای حاصل از احتراق خصوصا در سوخت گاز، نشتی و ترك در شبكه عقب بویلر ایجاد نخواهد شد و به همین علت هزینه های گزاف ناشی از تعمیرات اساسی بویلر حذف خواهد شد.
ثانیا به دلیل افزایش حجم كوره، شدت انتقال حرارت در كوره كم شده و این امر باعث كاهش تشكیل تركیبات اكسیدهای نیتروژن می گردد. از یك طرف چون این اكسیدها یكی از گلوگاه های طراحی این نوع تجهیزات می باشند. كاهش آنها كمك شایانی به طراحان و سازندگان می كند و از طرف دیگر زیان های وارده به محیط زیست نیز كاهش می یابد.
5)به دلیل شكل خاص محفظه احتراق این نوع بویلر، حركت اجباری آب داخل پوسته بویلر زیاد است كه این مزیت علاوه بر یكنواخت نمودن دمای آب در سرتاسر پوسته بویلر، از ایجاد رسوبات و تمركز مواد شیمیایی در قسمت هایی كه سرعت آب كم و یا متوقف است جلوگیری می كند.
6)در صورت نیاز، تعمیر این نوع بویلر به دلیل وسعت بیشتر كوره ومحفظه برگشت شعله، ساده تر از بویلرهای مرسوم با محفظه داخلی می باشد و آزادی عمل بیشتری به تعمیر كاران می دهد.
7)از مزیت های دیگر این نوع بویلر كاهش قیمت تمام شده، در مقایسه با بویلرهای واترتیوب با همین ظرفیت است.
8)عدم نیاز این نوع بویلر به دستگاه اسكرابر(Scrubber) در ناحیه درام، به دلیل سطح جدایش كافی آب و بخار.
9) با توزیع یكنواخت وكاهش تنش ناشی از انبساط لوله ها و همچنین كوره بر تیوب پلیت های جلو و عقب، عمر بویلر افزایش چشمگیری می یابد.
برای کسب اطلاعات بیشتر، مقالات مربوطه را مطالعه فرمایید:
! کپی ممنوع * استفاده از مطالب اين سايت فقط با ذكر نام منبع بلامانع مي باشد * کپی ممنوع !
 |
 |
 |
 |
 |
 |
