دیگ بخار چیست؟
در ابتدای مقاله آشنایی با دیگ بخار باید گفت به طور کلی، دیگ بخار نوعی ظروف بسته فولادی است که برای گرم کردن آب به منظور تولید بخار توسط منابع انرژی مانند سوزاندن سوخت گاز یا گازوئیل و سوخت مایع طراحی شده است.
کار اصلی دیگ بخار تولید بخار است. دیگ های بخار هر زمان که بخواهید گرما یا بخار ایجاد کنید ضروری هستند.
این دیگ ها بسته به کاری که برای آن طراحی شده اند می توانند کوچک یا بزرگ باشند. چه برای استفاده خانگی و چه صنعتی، دیگ بخار بخش مهمی از فرآیند حرکت موتورها و سیستم گرمایش است.
بخار تولید شده با فشار کم می تواند در صنایعی مثل صنعت قند، کارخانه های پنبه یا برای تولید بخار و یا برای تثبیت گرما استفاده شود.
به طور کل بخار برای تولید برق، فرآوری مواد غذایی، تولید مواد شیمیایی، تولید خمیر و کاغذ استفاده می گردد و حتی بخشی ضروری از صنعت مد برای کمک به فرآیند رنگرزی است.
اینها تنها بخشی از وظایف عالی دیگ های بخار هستند، ناگفته نماند که حتی ساختن یک آب نبات کوچک ممکن است به دیگ بخار نیاز داشته باشد! بنابراین، آنها نقش بزرگی در زندگی روزمره ما دارند.
با توجه به مطالب بالا ظرفیت دیگ با توجه به هدف ساخت و نیاز خریدار متفاوت است.
بیشتر بخوانید: قیمت و خرید کارواش بخار فوری
هدف استفاده از دیگ بخار
- برای تولید نیرو در موتورهای بخار یا توربین های بخار
- در صنایع فرآیندی برای فرآیندهای مختلف.
- برای گرم کردن ساختمان ها در هوای سرد و برای تولید آب گرم برای تامین آب گرم
عملکرد دیگ بخار
وظیفه اصلی دیگ بخار تولید و ذخیره بخار است. دیگ، چیزی جز یک پوسته نیست و انرژی گرمایی تولید شده در هنگام سوختن سوخت به آب منتقل می شود و سپس با فشار و دمای مورد نیاز به بخار تبدیل می شود.
شرایط اصلی دیگ برای تولید بخار وجود شرایط مطلوب یعنی کیفیت، سرعت، فشار و دما تامین است.
انواع دیگ بخار
بر اساس نیاز به انواع مختلفی طبقه بندی می شوند
دیگ لوله آب – واتر تیوب (Watertube)
دیگ لوله آب، یکی از انواع دیگ ها است که آب داخل لوله برای تولید بخار گرم می شود. از مزایای اصلی این دیگ استفاده در نیروگاه های حرارتی بزرگ است.
با استفاده از تعدادی لوله آب می توان به یک سطح گرمایش وسیع رسید. حرکت آب بسیار سریعتر است بنابراین سرعت انتقال حرارت بیشتر بوده و در نتیجه راندمان بالایی راخواهیم داشت. این نوع دیگ ها برای حفظ کیفیت، به آب شیرین و همچنین تصفیه خانه های آب نیاز دارند.
دیگ فایر تیوب- لوله آتشی (Firetube)
یکی از ابتدایی ترین انواع دیگ بخار، دیگ فایرتیوب است که یکی از قدیمی ترین طرح ها است.مشعل، شعله را به لوله ای که در آب موجود در ظرف اصلی دیگ غوطه ور است پرتاب می کند. حرارت شعله به داخل آب منتقل می شود و آن را تا نقطه جوش داغ می کند.
بخار حاصل در فضای بالای آب جذب می شود و از طریق خروجی بخار به هر هدفی که برای آن در نظر گرفته شده است، خواه گرم کردن رادیاتور یا راندن یک لوکوموتیو، خارج می شود. اما از آنجایی که هم بخار و هم آب با هم در این مخزن وجود دارند، فشار بخار تا حدی محدود است واگر فشار بیش از ظرفیت شود، ممکن است عواقب فاجعه‌باری در پی داشته باشد.
تفاوت بین دیگ های فایر تیوب و دیگ های لوله آب
تفاوت های زیادی بین این نوع دیگ ها وجود دارد. در سطح پایه، یکی دارای آتش غوطه ور در آب و دیگری دارای آب غوطه ور در آتش است. این تنها بارزترین تفاوت بین این دو طرح است. در عملکرد نیز تفاوت هایی وجود دارد.
فشار کاری، چرخه‌های تولید بخار، مواد مورد استفاده در تولید، اندازه‌گیری فیزیکی، راندمان، حمل بار، و هزینه تعمیر و نگهداری و عملیات همه عواملی هستند که در تفاوت بین دیگهای بخار لوله آتش و دیگهای لوله آب هستند.
علاوه بر این:
- طراحی لوله آب امکان ایجاد محدوده فشار بالاتر را فراهم می کند.
- نوسانات بار در لوله آتش به راحتی جبران نمی شود، در حالی که نوسانات لوله آب به راحتی قابل جبران است.
- دیگ های لوله آب می توانند فضای کمتری در دیگهای با ظرفیت بالا اشغال کنند.
- بویلرهای واتر تیوب می توانند 90 درصد کارایی داشته باشند، در مقایسه با محدودیت 75 درصدی برای طرح های لوله آتش.
- طراحی دیگ های لوله آب به طور کلی پیچیده تر از دیگ های بخار لوله آتش است، و هزینه تعمیر و نگهداری معمولا بیشتر است.
- در مقایسه با واحدهای لوله آتش که به تخصص کم یا بدون تخصص نیاز دارند، برای پروژه کارآمد دیگ واترتیوب، تخصص لازم است.
مزایا و معایب
دیگ بخار لوله آتش دارای مزایای خاصی از جمله طراحی فشرده است. همچنین خرید آن نسبت به دیگ لوله آب ارزان تر است.
با این حال، معایب مشخصی نیز دارد، از جمله محدودیت در فشار بخاری که قادر به تولید آن است. آب و بخار در یک ظرف نگهداری می شوند بنابراین، از آنجایی که لوله های آتش در تلاش هستند ظرف پر از آب را گرم کنند، مدت زمان بیشتری طول می کشد تا آب به دمای مورد نظر برسد. اما بزرگترین عیب احتمال شکست درام و انفجار است.
دیگ های فایرتیوب دارای فشارسنج و نشانگر سطح آب هستند. بسته به اینکه چگونه میعانات به دستگاه بازگردانده می شود، ممکن است مجهز به حلقه هارتفورد (آرایشی از لوله‌های برگشت دیگ بخار) باشد یا نباشد.
اکثر دیگ های بخار کوچک لوله آتشند. آنها را می توان با سهولت نسبی تولید، حمل و نقل، بسته بندی و نصب کرد.
و دیگ های لوله آب برای پروژه هایی با ظرفیت بالا ساخته می شوند.
دیگ بخار برقی
دیگ های بخار برقی برای گرم کردن آب و تولید بخار عمدتاً به عناصر گرمایشی با مقاومت الکتریکی متکی هستند. آنها بیشتر در پروژه های کوچکتر دیده می‌شوند، که ممکن است شامل خشک‌شویی، فرآوری غذا، و بیمارستان‌ها باشد.
اگرچه کارکرد آن بخاطر نوع سوخت پرهزینه تر است، اما این نوع دیگ به دلیل سادگی، محبوبیت زیادی دارد. راندمان حرارتی ارتباط مستقیمی با هزینه برق دارد.
اگرچه از نظر فنی کارآمد و محیط زیستی به دلیل عدم انتشار دی اکسید کربن “سبز” است اما دیگ بخار برقی ممکن است بسته به نرخ برق محلی گران تمام شود.
اما باز هم برای تولید الکتریسیته نیاز به سوزاندن سوخت داریم، بنابراین بازهم برای تولید الکتریسیته برای سوخت رسانی به این دیگهای بخار گاز دی اکسید کربن ایجاد می کند.
دیگ های بخار برقی پکیج شده برای تولید بخار کم و فشار بالا با نرخ حداقل 165 BHP در دسترس هستند. آنها اغلب در کاربردهای خاص، از جمله تولید یا بسته بندی مواد غذایی و نوشیدنی یافت می شوند و یا در فرآیندهای استریل سازی دیده می شوند.
نکته:
می توانید یک دیگ بخار صنعتی بزرگ با سوخت فسیلی و یک دیگ بخار الکتریکی کوچکتر را در همان مکان ببیند. بسته به نیاز به بخارکه معمولاً در ماه های زمستان زیاد است، بسیاری از تأسیسات، موتورخانه های خود را با واحدهای الکتریکی کوچکتر تقویت می کنند.
هنگامی که تقاضا برای بخار کمتر باشد، برخی از کارخانه ها دیگ بخار بزرگتر خود را خاموش می کنند و دیگ الکتریکی کوچک خود را استفاده می کنند. شاید این کار به خاطر هزینه های بالای سوخت یا نیاز به تعمیر و نگهداری باشد.
اگر چه دیگ اصلی کارخانه معمولاً بخار و آب گرم را برای گرمایش راحت و رطوبت تأمین می کند، ممکن است مواردی وجود داشته باشد که نصب یک دیگ برقی برای گرمایش موضعی مقرون به صرفه باشد.
اصول تولید بخار اساساً در دیگ برقی با دیگر دیگ ها یکسان است، با عناصر گرمایش توسط نیروی برق، آب را برای تولید بخار گرم می کنند.
این واحدها دارای بسیاری از اجزای عملیاتی مشابه بویلرهای معمولی هستند، منهای مشعل و دودکش. سیستم های الکترود نیز الکتریکی هستند، اما به آب به عنوان رسانا متکی هستند.
کدام دیگ بخار بهتر است؟
دشوار است که بگوییم کدام دیگ بخار بهتر است. اگرچه دیگ های فایرتیوب در بازار فروش بیشتری دارند، اما دیگ های واتر تیوب برای مصارف مختلف قابلیت بیشتری دارند.
همانطور که قبلا ذکر شد، تحمل فشار بالا از مهم ترین ویژگی های بویلرهای واترتیوب است. بنابراین، این بستگی به استفاده مشتری دارد که کدام مورد را انتخاب کند.
آیا دیگ بخار همان مولد بخار است؟
بسیاری از مردم تصور می کنند این دو یکسان هستند، اما کمی مشکل است. ژنراتورهای بخار در مقایسه با دیگ های بخار، در طراحی خود حاوی فولاد کمتری هستند و به جای لوله های دیگ از یک سیم پیچ تک لوله ای(کویل) استفاده می کنند و یک پمپ آب تغذیه به طور مداوم آب تغذیه را از طریق کویل پمپ می کند.
ژنراتورهای بخار ،آب را به بخار تبدیل می کنند اما در عبور از سیم پیچ آب، گاز داغ را به خروجی مورد نظر منتقل می کنند.
اجزای اصلی دیگ بخار:
- بدنه اصلی دیگ
- مشعل
- تابلو برق
- پمپ آب
تجهیزات کنترلی دیگ بخار:
- لول کنترل
- آب نما
- پرشر سوئیچ
- کنترل کننده دما
- شیر تخلیه
- شیر فشار شکن
- مانومتر
اجزای فرعی دیگ بخار که برای افزایش راندمان به کار می آید :
-
-
-
- فن
- هوازدا (دی اریتور)
- اکونومایزر
- سوپرهیتر
- سختی گیر
- مخزن انبساط
- منبع کندانس
- تله بخار
- فلاش تانک بخار
- کلکتور
- بلودان
ویژگی های دیگ بخار
از ویژگی های دیگ بخار می توان به موارد زیر اشاره کرد.
-
-
- دیگ بخار بیشترین میزان بخار را با مصرف سوخت کم تولید می کند.
- وزن کمتری دارد و فضای کمتری اشغال می کند
- تولید فوری بخار
- این دیگ ها ارزانتر هستند
- این دیگ ها هر نوع بار نوسانی را تحمل می کنند.
-
تعمیر و نگهداری دیگ بخار
دیگ های بخار به طور کلی قابل اعتماد هستند و می توانند برای 15 تا 30 سال یا بیشتر کار کنند، اما به عنوان مثال نسبت به کوره های گازی به تعمیر و نگهداری و بررسی های منظم بیشتری نیاز دارند. برای اینکه دیگ بخار تا حد ممکن کار کند، باید این سه مرحله را دنبال کنید:
-
-
- سطح آب را به صورت هفتگی بررسی کنید: بسیاری از دیگ های بخار باید هر هفته چک شوند تا مطمئن شوید که سطح آب در سطح مناسب است. آب زیاد انرژی را هدر می دهد و آب کم می تواند قطعات دیگ را به دلیل گرمای بیش از حد ضعیف کند. افت سطح آب همچنین می تواند نشان دهنده مشکلات مزمن مانند نشتی یا خرابی دریچه باشد.
- شستشوی هفتگی رسوب: یکی دیگر از کارهای تعمیر و نگهداری منظم، بازرسی بصری کنترل ها و شستشوی سریع برای حذف رسوب و جلوگیری از مشکلات دریچه های ایمنی است. این معمولاً یک فرآیند ساده تخلیه آب و سپس پر کردن مجدد دیگ با همان مقدار آب تازه است.
- تماس با افراد حرفه ای به صورت فصلی علاوه بر تعمیر و نگهداری، دیگ ها باید در ابتدای هر فصل گرمایش توسط یک متخصص بررسی شوند. تکنسین های بویلر، کنترل های حیاتی و ویژگی های ایمنی را آزمایش می کنند و یک بازرسی بصری کامل برای عیب یابی مشکلات احتمالی انجام می دهند.
-
این مطلب را هم بخوانید: کاربردهای ویژه دستگاه های کارواش بخار
-
-