دیگ بخار

بخار تولیدی می‌تواند برای سیستم‌های مختلف، نیرو، حرکت مکانیکی و آب فراهم کند و همچنین در صنعت غذا برای فرآیندهای حرارتی مواد غذایی (استریلیزاسیون، پاستوریزاسیون و …) مورد استفاده قرار بگیرد. دیگ‌های بخار در دو جنس چدنی و فولادی وجود دارند اما بیشتر دیگ‌های صنعتی (industrial boiler) از فولاد ساخته شده‌‌اند. در واقع دیگ‌های چدنی برای تولید بخار کم فشار مناسب هستند.

منبع انرژی بویلر

انرژی موردنیاز برای تولید بخار یا گرم کردن آب از طریق سوختن گاز، گازوئیل و یا مازوت (نفت سیاه) تامین می‌گردد. همچنین دیگ بخار می‌تواند از دو یا سه نوع ماده سوختنی به صورت همزمان استفاده کند. بویلرها در دو نوع افقی و عمودی تولید می‌شوند. با توجه به قابلیت انفجار این نوع دستگاه بنابراین ساخت آن باید طبق استانداردهای جهانی یا ملی صورت گیرد.

مدل‌های مختلف دیگ بخار

ساختمان یک دیگ بخار شامل لوله‌هایی است که در آنها آب یا انرژی حرارتی قرار می‌گیرد. این لوله‌ها (و همچنین ورق‌های به کار رفته) باید از نوع آتش‌خوار و فاقد درز باشند و ضخامت آنها باید با توجه به ظرفیت و فشار کاری بویلر تعیین شود. دیگ‌های بخار در مقیاس صنعتی در دو مدل تولید می‌گردند: ۱) لوله آتشی یا فایر تیوب (fire tube) و ۲) لوله آبی یا واتر تیوب (water tube).

بویلر فایر تیوب

در مدل لوله آتشی، درون لوله‌ها انرژی حرارتی حاصل از شعله قرار می‌گیرد در حالی که اطراف آن را سیال مورد نظر (آب) فرا گرفته است. این نوع بویلرها برای تولید بخار اشباع برای فرآیندهای گرمایشی مانند پختن مورد استفاده قرار می‌گیرند. فایر تیوب‌های حاوی یک کوره قابلیت تحمل فشار تا ۳۱ بار (۴۵۰ پی اس آی) را دارند.

دیگ‌های بخار لوله آتشی بر اساس تعداد دفعاتی که گازهای داغ درون لوله‌ها، طول بویلر را طی می‌نمایند به بویلرهای دو پاس، سه پاس و یا حتی چهار پاس طبقه‌بندی می‌گردند. فایر تیوب سه پاس رایج‌ترین نوع استفاده شده در صنعت است که راندمان بالایی دارد.

بویلر فایر تیوب خود در دو نوع تولید می‌گردد: ۱) وت بک (wet back) و ۲) درای بک (dry back).

این دسته‌بندی بر اساس تماس آب با قسمت پشتی دیگ صورت گرفته است. اگر گاز در حال چرخش، با آب پوشانده شود بویلر پشت تر و اگر با مواد نسوز پوشانده شود بویلر پشت خشک نامگذاری می‌گردد. شکل زیر طراحی یک فایر تیوب وت بک را نشان می‌دهد. از آنجایی که بخش‌های نسور نیاز به تعمیر و نگه‌داری بالایی دارند بنابراین بویلرهای درای بک نسبت به وت بک از راندمان پایین‌تری برخوردار هستند.

بویلر واتر تیوب

ساختمان دیگ بخار واتر تیوب به گونه‌ای است که آب درون لوله‌ها جریان می‌یابد و گاز داغ یا دود حاصل از شعله تولید شده، لوله‌ها را احاطه می‌کند. گاز پس از حرارت دادن آب از طریق دودکش خارج می‌گردد و آب حرارت دیده به بخار تبدیل می‌شود. این نوع بویلر مناسب برای فشارهای بالاست.

تفاوت فایر تیوب و واتر تیوب

هر یک از بویلرهای واتر تیوب و فایر تیوب مزایا و معایب خود را دارند و نمی‌توان گفت کدام یک ارجحیت دارد. به عنوان مثال بویلرهای فایرتیوب در ابعاد کوچکتری ساخته می‌شوند، نیاز به تعمیر و نگه‌داری کمتری دارند و همچنین کار با آنها به تخصص کمتری نیاز دارد. از طرف دیگر بویلرهای واتر تیوب قابلیت کارکرد در دما و فشارهای بالاتری را دارند و می‌توانند بخار سوپر هیت (superheated steam) تولید کنند. بخار سوپر هیت دمای بالاتری از بخار اشباع دارد.

دیگ بخار و تجهیزات آن

یک دیگ بخار شامل بخش‌های مهمی چون مشعل، شاسی دیگ، دودکش، کنترل‌کننده‌ها، نشان‌دهنده سطح آب، سوئیچ فشار، مانومتر و ترمومتر، شیر اصلی خروج بخار، شیر اطمینان، پمپ تغذیه، شیر تغذیه، شیر تخلیه و تابلو برق می‌باشد. همچنین این ماشین مجهز به دریچه‌های مختلف بازرسی است. این دریچه‌ها به صورت دست‌رو، سر رو و آدم‌رو هستند. طراحی دیگ به گونه‌ای است که ابتدا توسط موادی همچون پشم سنگ عایق‌بندی شده و سپس با روکش فولادی پوشانده می‌شود. آب ورودی به دیگ بخار از لحاظ میزان سختی باید آنالیز گردد تا از ایجاد رسوبات و در نهایت کاهش راندمان بویلر جلوگیری گردد.

مراجع: