دیگ بخار یا دیگ موتورخانه یک تجهیزات مهم در صنعت و سیستم‌های گرمایشی است. این تجهیزات به طور عمده از لوله‌ها و تجهیزات مرتبط تشکیل شده‌اند که برای انتقال گرمای تولیدی در حین فرایند احتراق به عنوان سیال اصلی از آب استفاده می‌کنند. در ابتدا، سوخت مثل گاز، نفت یا ذغال سوزانده می‌شود، و این احتراق باعث ایجاد گرما می‌شود. این گرما به آب منتقل می‌شود و آب به دلیل انتقال حرارت از احتراق به آن، داغ می‌شود یا به بخار تبدیل می‌شود.
در مرحله بعدی، بخار یا آب داغ تولید شده تحت فشار فشرده می‌شود تا به شکل بخار فشرده نگه داشته شود. این بخار فشرده معمولاً در لوله‌ها به انتقال به محیط‌های دیگر می‌پردازد تا برای کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار گیرد، از جمله گرمایش ساختمان‌ها، تولید برق، فرآیندهای صنعتی و غیره.
این فرآیند نیاز به انرژی و حرارت دارد تا سوخت احتراقی را تبدیل به گرما کند و سپس این گرما را به آب منتقل کند تا بخار یا آب داغ تولید شود، که سپس می‌تواند در انواع کاربردها مورد استفاده قرار گیرد.دیگ بخار از نظر جنس بدنه به دیگ فولادی آبگرم و دیگ چدنی تقسیم بندی میشوند.
دیگ بخار به طور عمومی از سه بخش اصلی تشکیل شده است:
- بخش آب تغذیه: این بخش مسئول تامین و پمپاژ آب به دیگ بخار است که بعداً در فرایند احتراق به آب داغ یا بخار تبدیل می‌شود.
- بخش بخار: در این بخش، آب داغ تولید شده توسط سوخت به بخار تبدیل می‌شود و برای استفاده در انواع فرآیندها و کاربردهای گرمایشی آماده می‌شود.
- بخش سوخت: این بخش وظیفه احتراق سوخت (مثل گاز یا نفت) را دارد تا گرما تولید شود و به آب منتقل شود تا به بخار یا آب داغ تبدیل شود.
این سه بخش اصلی در عملکرد و عملیات دیگ بخار نقش مهمی ایفا می‌کنند و برای تولید گرما و بخار در بسیاری از صنایع و فرآیندهای صنعتی بسیار حائز اهمیت هستند.
اجزای اصلی دیگ بخار
در این بخش قصد داریم تا به بررسی اجزای سیستم بویلر بپردازیم. اجزای سیستم بویلر به طور کلی شامل تجهیزات زیر است:
دستگاه گرم کننده تغذیه آب (Feedwater Heater):
توزیع آب دیگ بخار یک فرآیند مهم در صنایع مختلف مانند تولید برق، صنایع نفت و گاز، و صنعت‌های شیمیایی است. برای انجام این فرآیند، از پیش گرمایش استفاده می‌شود. در این مرحله، آب تغذیه به دیگ بخار گرم می‌شود تا به حالت بخار تبدیل شود. این کار به کاهش برگشت‌ناپذیری تولید بخار کمک می‌کند، یعنی از اتلاف انرژی جلوگیری می‌کند.
با پیش گرمایش، کارایی ترمودینامیکی سیستم نیز بهبود می‌یابد. این به معنای بهره‌وری بیشتر در تبدیل آب به بخار و انتقال حرارت است. این بهبود کارایی به کاهش هزینه‌های عملیاتی منجر می‌شود، زیرا کمک به افزایش بهره‌وری و صرفه‌جویی در مصرف انرژی می‌کند. همچنین، این فرآیند به جلوگیری از وارد شدن شوک حرارتی به دیگ بخار کمک می‌کند، که می‌تواند به خرابی و آسیب به تجهیزات منجر شود. به طور کلی، پیش گرمایش از مهمترین مراحل در توزیع آب دیگ بخار است که به بهبود عملکرد و کاهش هزینه‌های مرتبط با آن کمک می‌کند.
دی اریتور (Deaerator):
دی اریتور دستگاهی است که برای حذف اکسیژن و گازهای حل شده در آب استفاده می‌شود و نقش مهمی در بهبود کیفیت آب که در دیگ‌های بخار استفاده می‌شود، ایفا می‌کند. این دستگاه به عنوان یک واحد تصفیه آب عمل می‌کند. اکسیژن حل شده در آب دیگ بخار می‌تواند به طور جدی به سیستم آسیب بزند. این اکسیژن به دیواره‌های فلزی لوله‌ها و تجهیزات دیگ‌ها چسبیده و باعث تشکیل اکسید (زنگ) می‌شود که می‌تواند به خوردگی و آسیب به تجهیزات منجر شود.
همچنین، کربن دی‌اکسید که در آب حل شده است، با این آب واکنش داده و اسید کربنیک تولید می‌کند که می‌تواند خوردگی را تشدید کند. بنابراین، حذف اکسیژن به میزان کمتر از 7 ppb در واحد جرم و همچنین حذف کلی کربن دی‌اکسید از آب ضروری است تا به خوردگی و خسارت به تجهیزات دیگ‌های بخار جلوگیری شود. این فرآیند تصفیه آب باعث بهبود عملکرد دیگ‌های بخار می‌شود و از خرابی و سایر مشکلاتی که به عنوان نتیجه وجود اکسیژن و کربن دی‌اکسید در آب می‌آید، محافظت می‌کند.
پمپ تغذیه آب (Feedwater Pump):
پمپ‌های مخصوص برای انتقال آب به دیگ‌های بخار یک نوع ویژه از پمپ‌ها هستند که برای پمپاژ آب تغذیه به دیگ‌های بخار مورد استفاده قرار می‌گیرند. این آب می‌تواند به دو صورت مختلف عرضه شود:
عرضه همزمان: در این حالت، آب به همان زمان که دیگ بخار در حال عملکرد است، به صورت مستقیم به دیگ تغذیه می‌شود. برای این کار، نیاز به پمپ‌های با فشار و ظرفیت مناسب است تا بتوانند آب را به دیگ منتقل کنند.
عرضه برگشتی: در این حالت، آب به صورت چگال شده از تولید بخار توسط دیگ بخار به عنوان نتیجه‌ای از چگالش بخار تولید می‌شود. این آب باید به دیگ برگشتی شود تا دوباره در فرآیند تبدیل به بخار مورد استفاده قرار گیرد.
برای این منظور، پمپ‌های معمولاً با فشار بالا طراحی میشوند تا بتوانند آب را از سیستم بازگشتی جذب و به دیگ برگشتی کشید. این پمپ‌ها می‌توانند از دو نوع مختلف باشند: پمپ‌های گریز از مرکز که از دور مرکز چرخش می‌کنند و پمپ‌های جابجایی مثبت که با جا به جا کردن مایع به دیگ برگشتی کمک می‌کنند. این پمپ‌ها نقش حیاتی در تأمین و توزیع آب به دیگ‌های بخار دارند و از آسیب به تجهیزات و بهبود کارایی آنها جلوگیری می‌کنند.
اکونومایزر (Economizer) ها در دیگ بخار:
اکولایزرها و اکونومایزرها دستگاه‌های مبدل حرارتی هستند که عمدتاً برای افزایش بهره‌وری و کارایی دیگ‌های بخار مورد استفاده قرار می‌گیرند. این دستگاه‌ها با استفاده از گرمای خروجی از دیگ بخار به منظور پیش گرمایش آب سردی که به عنوان آب تغذیه به دیگ بخار می‌رسد، کار می‌کنند.
به طور عمومی، آب تغذیه به دیگ بخار نیاز به گرمایش دارد تا به دمای مورد نیاز برای تبدیل به بخار برسد. اکولایزرها به عنوان واسطه‌ای عمل می‌کنند که از گرما و انرژی گرمایی خروجی از دیگ بخار استفاده می‌کنند. این گرمای خروجی نسبت به دمای نقطه جوش مایع کمتر است. به عبارت دیگر، اکولایزرها از آنتالپی جریان مایع داغ‌تری که از دیگ بخار خارج می‌شود، بهره می‌برند و از آن برای پیش گرمایش آب تغذیه به دیگ استفاده می‌کنند.
در نتیجه، این فرآیند باعث افزایش کارایی و بهره‌وری دیگ بخار می‌شود و به توصیه انرژی کمک می‌کند. همچنین، از آنجایی که گرمای خروجی دیگ بخار بهره‌وری بیشتری دارد، باعث افزایش بهره‌وری انرژی و کاهش مصرف سوخت مورد نیاز برای تولید بخار می‌شود. به طور خلاصه، اکونومایزرها و اکولایزرها به دیگ‌های بخار کمک می‌کنند تا با مصرف کمتر انرژی بهره‌وری بیشتری داشته باشند و به تأمین انرژی اقتصادی‌تر و موثرتر کمک می‌کنند.
سوپرهیتر (Superheater):
سوپر هیتر یک واحد مبدل حرارتی است که برای تغییر دمای بخار اشباع به حالت مافوق گرم مورد استفاده قرار می‌گیرد. این واحد توانایی افزایش دمای بخار اشباع را به فراتر از دمای اشباع آن دارد. این افزایش دما به تاخیر افتادن تا رسیدن به دمای مورد نیاز برای فرآیند مورد استفاده کمک می‌کند و بنابراین از افزایش بهره‌وری و بهبود کارایی سیستم‌های بخاری می‌گردد.
واحد سوپر هیتر معمولاً در جریان گازهای حاصل از دیگ بخار قرار می‌گیرد و به علت توانایی آن در افزایش دما، در مسیر جلوتر از بقیه واحدها در سیستم‌های بخاری قرار داده می‌شود.
حداکثر دمایی که سوپر هیتر می‌تواند تولید کند، به ویژگی‌های ماده‌ای که دیواره‌های سوپر هیتر از آن ساخته شده‌اند، وابسته است. این مواد باید توانایی تحمل دمای بسیار بالا را داشته باشند. مواد مقرون به صرفه‌ای که امروزه در ساخت سوپر هیترها مورد استفاده قرار می‌گیرند، معمولاً می‌توانند تا دمای حدود 550-660 درجه سانتیگراد را تحمل کنند. این ویژگی‌های ماده‌ای که در ساخت سوپر هیتر استفاده می‌شود، تاثیر مهمی بر توانایی سیستم بخاری در ایجاد دمای مورد نیاز دارد و بهبود کارایی و بهره‌وری آن را تضمین می‌کند.
کندانسور (Condenser) یا چگالنده:
کندانسور یا چگالنده یکی از اجزای مهم واحد دیگ بخار است که در فرآیند تولید بخار نقش اساسی دارد. وظیفه اصلی کندانسور این است که بخار تولید شده در دیگ بخار را به مایع تبدیل کند و از آنجا انرژی گرمایی به مایع منتقل می‌شود. این انتقال انرژی حاصل از تبدیل بخار به مایع معمولاً به عنوان خنک‌سازی یا کندانسیشن شناخته می‌شود.
فرآیند کندانسیشن در کندانسور می‌تواند در دیگر واحدهای سیستم بخاری نظیر توربین‌ها اتفاق بیافتد. در اینجا، بخار از دیگ بخار به کندانسور منتقل می‌شود و در آنجا خنک شده و به مایع تبدیل می‌شود. این مایع معمولاً آب است.
کندانسور از اهمیت زیادی برای عملکرد بهینه دیگ بخار برخوردار است. زیرا تبدیل بخار به مایع در این واحد منجر به افزایش بهره‌وری و انتقال انرژی گرمایی به سیستم می‌شود. به عبارت دیگر، کندانسور به تبدیل انرژی حرارتی از بخار به مایع کمک می‌کند و از آن انرژی برای انجام کارهای مفید دیگر در سیستم بهره می‌برد. این فرآیند مهم در سیستم‌های تولید برق و سایر صنایع با استفاده از بخار جهت تولید انرژی به کار می‌رود.
الزامات یک بویلر یا دیگ بخار عالی
یک بویلر یا دیگ بخار عالی باید دارای مشخصات و ویژگی‌های مشابهی باشد تا به بهره‌وری و ایمنی مطلوب دست یابد. الزامات اصلی یک بویلر عالی عبارتند از:
مهارت و ساختار مناسب: دیگ بخار باید با استفاده از مواد مرغوب و ساختار ساده‌ای طراحی شود تا نیاز به تعمیرات زودهنگام کاهش یابد.
مخزن رسوب‌گیری: وجود مخزن رسوب‌گیری در دیگ بخار ضروری است تا تمام ناخالصی‌ها و رسوبات از آب دور شوند.
ظرفیت کافی: دیگ بخار باید دارای ظرفیت کافی برای جلوگیری از نوسانات غیرمطلوب در فشار بخار و سطح آب باشد.
سطح آب کافی: دیگ بخار باید دارای سطح آب مناسب باشد تا بتواند کافی بخار از آب جدا کند و از ایجاد کف در دیگ جلوگیری کند.
گردش آب استوار: باید تضمین شود که آب به طور ثابت و کامل در سراسر دیگ بخار جریان داشته باشد تا تمام قطعات در همان دما باقی بمانند.
تفکیک جریان و خنک‌سازی موثر: سطح گرمادهنده‌ها باید در زوایای مناسب نسبت به جریان گازهای گرم قرار بگیرد تا تفکیک جریان و استخراج کل گرمای موجود از گازهای بویلر به بهترین شکل انجام شود.
قطعات دسترسی‌پذیر: قطعات بویلر باید به راحتی قابل دسترسی برای تمیز کردن و تعمیرات باشند تا ایمنی و اقتصاد تضمین شود.
کارآیی و بهره‌وری: باید تناسب مناسبی با کارهایی که انجام می‌شود داشته باشد و بتواند با بهره‌وری بالا و بهترین میزان اقتصاد کار کند.
تجهیزات ایمنی: دیگ بخار باید با بهترین ابزارهای سنجش دریچه‌های ایمنی و سایر ابزارهای مرتبط مجهز باشد تا ایمنی کارکنان و سیستم تضمین شود.
این الزامات به منظور اطمینان از ایمنی، بهره‌وری، و عملکرد بهینه دیگ بخار بسیار مهم هستند و در طراحی و اجرای دیگ‌های بخار به دقت رعایت میشوند.
ترمونولوژی و نشانه های اختصاری دیگ بخار:
تعدادی اصطلاح و مفهوم مرتبط با دیگ بخار و عملکرد آن به شرح زیر توضیح داده شده‌اند:
- PH (پتانسیل هیدروژن): PH یک شاخص برای اندازه‌گیری درجه اسیدیته یا بازی آب است. این شاخص نمایانگر میزان یون‌های هیدروژن (H+) در آب می‌باشد و بر اساس مقدار غلظت آنتالپی یون هیدروژن (به مول بر لیتر) تعیین می‌شود.
مشعل پودرکننده سوخت: مشعلی در دیگ بخار که سوخت را به صورت پودر (ذرات ریز) تبدیل می‌کند تا احتراق سوخت در دیگ بخار انجام شود. سوخت توسط هوای متراکم به ذرات ریز تبدیل شده و با فشار زیاد در یک یا چند مسیر جریان پیدا می‌کند. - دیواره نسوز دیگ بخار: دیگ بخار دارای دیواره‌هایی است که توسط هوای خنک می‌شود. این دیواره‌ها در آن منافذی برای عبور هوا دارند و نقش حیاتی در سرمایه‌گذاری حرارت و ایمنی دیگ دارند.
- هوازدایی: فرآیندی است که میزان هوای موجود در محلول را تا حد ممکن یا درصد مورد نظر در کل حجم آب کاهش می‌دهد.
- محفظه هوای مشعل: محفظه‌ای اطراف مشعل که فشار هوای ثانویه را برای ایجاد توزیع و خروج هوای ثانویه ایجاد می‌کند. این محفظه از اهمیت برای ایمنی و کارکرد مشعل بهره می‌برد.
- دیگ بخار فولادی یکپارچه: یک نوع دیگ بخار که از لوله آتشی یکپارچه یا آب گرم لوله آتشی با تغییرات مهندسی اساسی بهره می‌برد. این دیگ توسط سازنده به طور کامل از نظر اجزاء، مشعل، کنترل کننده‌ها، تجهیزات و قطعات کمکی برای تامین مواد اولیه مورد آزمایش و تایید قرار می‌گیرد.
- سطح آب: ارتفاع سطح آب در دیگ بخار که مهم در کنترل و عملکرد دیگ بخار می‌باشد.
- سطح گرمادهنده: سطحی که گرمادهنده‌ها در آن قرار دارند و به تبدیل حرارت و انتقال گرما به موثری از گازهای بویلر کمک می‌کند.
- تخلیه: عملیتی که در آن بخشی از آب دیگ تخلیه می‌شود تا غلظت یا لجن کاهش یابد.
- کانال رابط: کانالی برای انتقال محصولات احتراق بین قسمت‌های مختلف واحد تولید بخار و دودکش.
- ضربه آب: افزایش ناگهانی فشار آب در اثر تبدیل سریع نیروی جنبشی به فشار.
این اصطلاحات و مفاهیم مرتبط با دیگ بخار و سیستم‌های مرتبط با آن استفاده میشوند تا عملکرد و کنترل دیگ بخار به بهترین شکل انجام شود.
خرید دیگ بخار
مجموعه آراز صنعت به عنوان تولید کننده انواع دیگ بخار، دیگ فولادی و تجهیزات گرمایشی موتورخانه و استخر است که امکان خرید انواع دیگ های بخار را با بهترین قیمت در فروشگاه سایت فراهم کرده است. جهت خرید دیگ بخار کافی است که با شماره پشتیبانی آراز صنعت تماس گرفته و انواع دیگ بخار را از سراسر ایران با قیمت مناسب سفارش دهید.
