دیگ بخار چیست ؟ آراز صنعت

دیگ بخار چیست؟

دیگ موتورخانه یا دیگ بخار یکی از تجهیزات حیاتی در صنعت است که به طور گسترده در بخش‌های مختلف مانند نیروگاه‌ها، کارخانه‌ها، پتروشیمی، صنایع غذایی، صنعت فولاد و بسیاری از سایر صنایع استفاده می‌شود. وظیفه اصلی دیگ بخار تولید بخار با فشار و دمای مورد نیاز برای مصارف مختلف است.دیگ بخار در حالت کلی برای تولید بخار از منابع مختلف انرژی استفاده می‌کند. این منابع می‌توانند سوخت‌های فسیلی مانند ذغال سنگ، گازوئیل، گاز طبیعی، نفت و غیره و یا منابع انرژی پاک مانند خورشید، باد، آب و انرژی هسته‌ای باشند. عملکرد دیگ بخار با آراز صنعت همراه باشید.

نحوه عملکرد دیگ بخار

عملکرد دیگ بخار بر اساس اصل عملیاتی سوخت سوزی است. در داخل محفظه احتراق دیگ، سوخت (مانند گازوئیل، گاز طبیعی، مازوت و سوختهای فسیلی دیگر) با هوا مخلوط می‌شود و در حضور یک منبع اشتعال احتراق می‌کند. حرارت تولید شده در این فرایند باعث انتقال حرارت به آب موجود در لوله‌های حرارتی دیگ می‌شود. آب به دلیل تماس با دیواره گرم لوله‌ها و تأثیر حرارتی سوخت سوخته شده به صورت بخار تبدیل می‌شود.

بخار تولید شده در دیگ بخار به منظور مصارف مختلف مانند تأمین انرژی برای توربین‌ها و ژنراتورها در نیروگاه‌ها، تأمین حرارت در فرآیندهای صنعتی، گرمایش و سرمایش سیستم‌ها، تأمین بخار در فرآیندهای شیمیایی و غیره استفاده می‌شود. دیگ بخارها می‌توانند به صورت تک‌گذر یا بازگشتی باشند و با توجه به نوع و سیستم تأسیسات، می‌توانند دارای سیستم‌های کنترلی پیشرفته‌ای برای تأمین نیازهای مختلف باشند.

در انتخاب و طراحی یک دیگ بخار، نیازمندی‌های مختلف مانند فشار، دما، نوع سوخت، کارایی، اندازه و هزینه‌های بهره‌برداری در نظر گرفته می‌شوند. همچنین، برای بهره‌برداری بهینه از دیگ بخار، نگهداری و عملیات پیشگیرانه، تعمیر و نگهداری منظم و رعایت استانداردها و مقررات ایمنی از اهمیت بالایی برخوردارند.

نحوه عملکرد دیگ بخار به صورت مستقیم

نحوه عملکرد دیگ بخار به صورت مستقیم شامل موارد زیر است:

• تامین سوخت: سوخت مصرفی مانند گازوئیل، گاز طبیعی یا ذغال سنگ وارد دیگ می‌شود.
• احتراق: سوخت به همراه هوا در محفظه احتراق دیگ مخلوط می‌شوند و سوخت در حضور یک منبع اشتعال احتراق می‌کند.
• انتقال حرارت: حرارت تولید شده در احتراق به آب منتقل می‌شود. آب در لوله‌های حرارتی یا نازل‌های حرارتی عبور می‌کند و حرارت آتش به آب منتقل می‌شود.
• تبدیل به بخار: آب به دلیل تماس با دیواره‌های گرم لوله‌ها یا نازل‌های حرارتی و تأثیر حرارتی سوخت، به صورت بخار تبدیل می‌شود.
• تولید بخار: بخار تولید شده در دیگ بخار به صورت فشاری قوی از دیگ خارج می‌شود و در ادامه برای مصارف مختلف در صنایع و سیستم‌های تأسیساتی استفاده می‌شود.

نحوه عملکرد دیگ بخار به صورت غیرمستقیم

تولید بخار از طریق توربین گازی: در این روش، سوخت (مانند گاز طبیعی یا گازوئیل) در توربین گازی احتراق می‌کند و حرارت تولید شده توسط گازهای احتراقی به توربین منتقل می‌شود. توربین با دور زدن محور خود، به یک ژنراتور متصل شده است که انرژی مکانیکی تولید شده توسط توربین را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند. در این فرایند، حرارت اضافی تولید شده توسط گازهای خروجی از توربین، می‌تواند برای تولید بخار در دیگ بخار استفاده شود.

بازیافت حرارت ائتلافی: در برخی فرایندها و تجهیزات صنعتی، حرارتی که به صورت پسماند تولید می‌شود، می‌تواند به عنوان منبع برای تولید بخار در دیگ بخار مورد استفاده قرار بگیرد. به عنوان مثال، حرارت پسماندهای تولیدی در پروسه‌های صنعتی مانند حرارت خروجی از یک کوره، حرارت تولید شده در یک راکتور شیمیایی و غیره، می‌تواند با استفاده از یک دیگ بخار بازیافت شده و به بخار تبدیل شود.

در هر دو حالت مستقیم و غیرمستقیم، دیگ بخار به عنوان یک سیستم انتقال و تبدیل انرژی عمل می‌کند و انرژی حاصل از سوخت یا حرارت پسماندها را به بخار تبدیل می‌کند تا برای استفاده در فرآیندها و سیستم‌های مختلف مصرف شود.

انواع دیگ بخار

دیگ‌های بخار به دو دسته اصلی آتش در لوله و آب در لوله تقسیم می‌شوند:

دیگ بخار آتش در لوله (Fire Tube Boiler): در این نوع دیگ، سوخت در یک لوله محفظه احتراق قرار می‌گیرد و گازهای احتراقی از طریق لوله‌هایی که درون آب قرار دارند عبور می‌کنند. حرارت از گازهای احتراقی به آب منتقل شده و بخار تولید می‌شود. این نوع دیگ بخار معمولاً برای کاربردهای کوچکتر و صنایع کوچک مورد استفاده قرار می‌گیرد.

عملکرد تولید بخار  در دیگ بخار آتش در لوله (Fire Tube Boiler)، به صورت زیر است:

• سوخت ورودی: سوخت مانند گاز، گازوئیل، گاز طبیعی، ذغال سنگ یا چوب وارد دیگ می‌شود.
• محفظه احتراق: سوخت در محفظه احتراق درون دیگ قرار می‌گیرد و با استفاده از هوا یا اکسیژن، احتراق می‌شود. در این محفظه، گازهای حاصل از احتراق (آتش) تولید می‌شود.
• لوله‌های آب: لوله‌هایی که درون آب را حمل می‌کنند، در داخل دیگ قرار دارند. گازهای حاصل از احتراق از طریق لوله‌های پاس دوم و سوم عبور می‌کنند.
• انتقال حرارت: هنگامی که گازهای حاصل از احتراق از طریق لوله‌های پاس دوم و سوم عبور می‌کنند، حرارت خود را به بدنه لوله‌ها و کوره انتقال می‌دهند. این حرارت، آب موجود در لوله‌ها را گرم می‌کند.
• تبدیل به بخار: با انتقال حرارت از گازهای حاصل از احتراق به آب موجود در لوله‌ها، آب به صورت تدریجی به بخار تبدیل می‌شود.
• بخار تولید شده: بخاری که به دست می‌آید، از طریق یک خروجی به خارج از دیگ منتقل می‌شود و می‌تواند برای استفاده در سیستم‌های گرمایشی، تأسیسات صنعتی، و سایر فرآیندهای مصرف بخار مورد استفاده قرار گیرد.
• دیگ بخار آتش در لوله عموماً برای کاربردهای صنعتی کوچکتر و فشار بخار پایین‌تر (معمولاً تا 25 بار) استفاده می‌شود. این نوع دیگ بخار در صنایع مختلف مانند صنایع غذایی، قند، بیمارستان‌ها و صنایع لاستیک‌سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

دیگ بخار آب در لوله (Water Tube Boiler): در این نوع دیگ، آب در لوله‌هایی قرار دارد که توسط یک محفظه احتراقی احاطه شده است. سوخت در محفظه احتراق آتش می‌گیرد و گازهای احتراقی از طریق لوله‌هایی که درون آب قرار دارند، عبور می‌کنند. در این فرایند، حرارت از گازهای احتراقی به آب منتقل می‌شود و بخار تولید می‌شود. دیگ بخار آب در لوله برای کاربردهای صنعتی بزرگتر و تولید بخار به مقدار بیشتر استفاده می‌شود.

عملکرد تولید بخار در دیگ بخار واترتیوب (Water Tube Boiler)،  به صورت زیر است:

• سوخت ورودی: سوخت مانند گاز، گازوئیل، گاز طبیعی، ذغال سنگ وارد دیگ می‌شود.
  کوره: سوخت درون کوره احتراق می‌شود و همراه با تشعشعات حرارتی آن، انرژی حرارتی تولید می‌شود.
• لوله‌های رابط: لوله‌هایی که آب درون آنها جریان دارد، بین درام بالا (Steam Drum) و درام پایین (Mud Drum) قرار دارند. آب درون این لوله‌ها جریان دارد و با دریافت انرژی حرارتی ناشی از احتراق سوخت و جابجایی آن در سایر بخش‌ها، به بخار تبدیل می‌شود.
• جابجایی حرارت: تشعشعات حرارتی از کوره به لوله‌های رابط منتقل می‌شود. آب درون لوله‌ها، با دریافت حرارت، گرم می‌شود و به تدریج به بخار تبدیل می‌شود.
• بخار تولید شده: بخاری که در نتیجه جابجایی حرارت در لوله‌های رابط تولید می‌شود، به صورت جریان مستقیم به درام بالا انتقال می‌یابد.
• تنظیم فشار: درام بالا فشار بخار را کنترل می‌کند و بخار تولید شده را به سیستم‌های مصرفی یا توربین‌ها ارسال می‌کند.
• دیگ بخار واترتیوب به دلیل قدرت تولید بخار بالا و فشار کاری بالا، در صنایعی مانند پالایشگاه‌ها و نیروگاه‌ها که به ظرفیت‌های بالا (از 100 تن بخار در ساعت به بالا) و فشار کار بالا (تا 200 بار) نیاز دارند، استفاده می‌شود.

علاوه بر این دسته‌بندی، در صنعت و با توجه به نیازهای خاص، انواع دیگ بخار دیگری مانند دیگ‌های بخار سوپر هیت (Superheat Boiler) که در آن بخار با دمای بالاتری تولید می‌شود ،دیگ‌های بخار آب در لوله سوپر کریتیکال (Supercritical Water Tube Boiler) که در آن آب در فشار و دمای بالا قرار دارد و بخار تولید می‌شود، دیگ‌های بخار مبدل حرارتی (Heat Recovery Steam Generators) که از حرارت پسماندهای سیستم‌ها و فرایندهای صنعتی استفاده می‌کنند نیز وجود دارند.

اجزای تشکیل دهنده دیگ بخار

اجزای تشکیل دهنده یک دیگ بخار عموماً عبارتند از:

• بدنه اصلی بویلر: این بخش شامل بدنه بزرگ و ساختار اصلی دیگ بخار است که برای نگهداری و حفظ سایر اجزا و تحمل فشار و دمای بالا طراحی شده است.
• کوره (آتشدان) بویلر: این قسمت شامل محفظه احتراق است که سوخت در آن احتراق می‌شود و انرژی حرارتی تولید می‌شود.
• لوله‌های دود (پاس دو): این لوله‌ها بر روی کوره قرار دارند و سوخت سوخته و گازهای دودکش از طریق آنها عبور می‌کنند تا حرارت خود را به آب منتقل کنند.
• لوله‌های دود (پاس سه): این لوله‌ها ادامه لوله‌های دود (پاس دو) هستند و در آنها بخار تشکیل می‌شود.
• محفظه احتراق: این بخش شامل فضایی است که سوخت در آن سوخته می‌شود و انرژی حرارتی تولید می‌شود.
• اتاق دود: این بخش مکانی است که گازهای دودی که از آتشدان عبور می‌کنند، در آن جمع می‌شوند قبل از ورود به لوله‌های دود.
• اتاق دود پشتی: این بخش شامل فضایی است که گازهای دودی پس از عبور از لوله‌های دود در آن جمع می‌شوند و سپس از سیستم دیگ خارج می‌شوند.
• شاسی: شاسی دیگ بخار برای حمل و نقل و نصب دیگ استفاده می‌شود و از جنس مقاوم و پایدار است.
• پوسته: پوسته یا بسته خارجی دیگ بخار، لایه‌ای است که بر روی بدنه اصلی بویلر قرار می‌گیرد و از جنس مقاوم و عایق است.
• مشعل: مشعل برای احتراق سوخت در کوره استفاده می‌شود و انرژی حرارتی را تولید می‌کند.
• پمپ تغذیه: پمپی است که آب تغذیه را از منبع خارجی به دیگ بخار ارسال می‌کند.
• تغذیه آب ورودی: این بخش شامل سیستمی است که آب تغذیه را به دیگ می‌رساند و شامل مخازن آب و صمام‌های کنترلی است.
• شیر خروج بخار: این شیر برای کنترل جریان بخار تولید شده و خروج آن از دیگ استفاده می‌شود.
• سوپاپ اطمینان: سوپاپی است که فشار بالای داخل دیگ را کنترل کرده و در صورت لزوم، بخار را تخلیه می‌کند تا فشار را کنترل کند.
• لوله کنترل: این لوله برای اندازه‌گیری و کنترل جریان بخار و آب در دیگ استفاده می‌شود.
• شیر تک ضرب تخلیه: این شیر برای تخلیه آب بخار و آب دیگ به منظور تخلیه و تخلیه آب و ضد آب شدن دیگ بکار می‌رود.
• مجموعه ابزار دقیق: این شامل سنسورها، نمایشگرها و دستگاه‌های کنترلی است که برای نظارت و کنترل دیگ بخار استفاده می‌شوند.
• پرشر سوییچ: این دستگاه برای اندازه‌گیری و کنترل فشار در داخل دیگ بخار استفاده می‌شود.
• مانومتر: این دستگاه برای اندازه‌گیری فشار بخار در داخل دیگ استفاده می‌شود.

این اجزا تنها چند مثال از اجزای تشکیل دهنده دیگ بخار هستند و بسته به نوع و طراحی دیگ بخار، ممکن است اجزا دیگری نیز وجود داشته باشد.

صنایع دیگ بخار

دیگ بخار در بسیاری از صنایع و بخش‌های مختلف دیگر نیز استفاده می‌شود. به عنوان مثال:

• نیروگاه‌های بخار: دیگ‌های بخار به طور گسترده در نیروگاه‌های بخاری استفاده می‌شوند. در این نیروگاه‌ها، بخار تولید شده توسط دیگ‌های بخار برای تأمین انرژی به توربین‌های بخار استفاده می‌شود.
• صنعت پتروشیمی: در صنعت پتروشیمی، دیگ‌های بخار برای تأمین حرارت مورد نیاز در فرآیندهای تولید محصولات پتروشیمی مورد استفاده قرار می‌گیرند. بخار به عنوان منبع حرارتی در راکتورها و تجهیزات دیگر استفاده می‌شود.
• صنایع غذایی: در بخش صنایع غذایی، دیگ‌های بخار جهت پخت و پز، تهیه بخار مورد نیاز برای فرآیندهای ضدعفونی کردن و بسته‌بندی محصولات، استفاده می‌شوند. همچنین، در بخش تولید آرد، شیرینی‌پزی، شکلات‌سازی و صنایع دیگر نیز از دیگ‌های بخار استفاده می‌شود.
• صنعت بازیافت و دفع پسماندها: در صنعت بازیافت و دفع پسماندها، بخار به عنوان یک وسیله برای تصفیه و جداسازی مواد مورد استفاده قرار می‌گیرد. از دیگ‌های بخار برای تولید بخار مورد نیاز در فرآیندهای تصفیه آب، تصفیه پسماندها و تصفیه هوا استفاده می‌شود.
• صنعت کاغذسازی: در صنعت کاغذسازی، بخار به عنوان یک منبع حرارتی و برای تولید بخار مورد نیاز در فرآیندهای تهیه کاغذ استفاده می‌شود.
• صنعت نساجی: در صنعت نساجی، بخار برای عملیات نمودن و رطوبت دهی الیاف مورد استفاده قرار می‌گیرد. دیگ‌های بخار جهت تولید بخار مورد نیاز در فرآیندهای رنگبری، نمودن، نمودن الیاف و پرداخت الیاف استفاده می‌شوند.
• بخش خودروسازی: در بخش خودروسازی، بخار جهت تمیزکاری و تولید گرمای مورد نیاز در فرآیندهای نمودن و رنگ‌آمیزی قطعات خودرو استفاده می‌شود.

این تنها چند نمونه از کاربردهای دیگ بخار در صنایع و بخش‌های مختلف هستند. استفاده از بخار به دلیل قدرت بالا و کارآیی در انتقال حرارت، به عنوان یک منبع انرژی محیط‌زیستی و قابل تجدید، در صنایع مختلف بسیار رایج است.

مزایای دیگ بخار

در ادامه، به برخی از مزایای دیگ‌های بخار می‌پردازم:

• کارآیی بالا: دیگ‌های بخار، راندمان بسیار بالایی در تبدیل انرژی حرارتی به انرژی مکانیکی دارند. این بالاترین راندمان ممکن در مقایسه با سایر سیستم‌های گرمایی است. این به معنی بهره‌وری بیشتر و صرفه‌جویی در مصرف سوخت و انرژی است.
• انعطاف پذیری: دیگ‌های بخار، انعطاف پذیری بالایی در مورد نوع سوخت مورد استفاده و قابلیت تنظیم فشار و دما دارند. این امکان را به شما می‌دهد تا در مورد نیازهای خاص و محیط کار خود تنظیمات مناسب را انجام دهید.
• قدرت و عملکرد: دیگ‌های بخار، قدرت بالایی دارند و قادرند برای تأمین انرژی برای سیستم‌های بزرگ و نیازمند توان بالا، مناسب باشند. این قدرت و عملکرد بالا به شما امکان می‌دهد تا تجهیزات و ماشین‌آلات خود را به خوبی اجرا کنید.
• پایداری و دوام: دیگ‌های بخار، از جنس فولادی ساخته می‌شوند که آنها را قوی و پایدار می‌کند. این دیگ‌ها قادرند فشارهای بالا و شرایط سخت کاری را تحمل کنند و دوام و طول عمر آنها بالاست.
• انتشار کم آلاينده‌ها: از آنجایی که در دیگ‌های بخار سوخت مصرفی به صورت کامل سوخته می‌شود، انتشار آلاينده‌های محیط زیستی به حداقل می‌رسد. این مزیت مهم از لحاظ حفاظت از محیط زیست و کاهش آلودگی هوا است.
• با توجه به مزایای ذکر شده، دیگ‌های بخار به عنوان یک راهکار کارآمد برای تولید انرژی حرارتی و مکانیکی در صنایع مختلف و سیستم‌های نیروگاهی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

سخن پایانی

آراز صنعت به عنوان یکی از معتبرترین تولید کننده تجهیزات ساختمان و تجهیزات استخر، امکان خرید انواع دیگ های بخار را به همراه ضمانت و با قیمت مناسب برای متقاضیان عزیز فراهم کرده است. جهت کسب اطلاعات بیشتر و دریافت راهنمایی خرید دیگ بخار میتوانید از طریق شماره پشتیبانی با کارشناسان آراز صنعت تماس بگیرید.

پشتیبانی فروش : ۰۹۰۳۸۰۰۸۰۵ (مشاوره و فروش)
آدرس شرکت آراز صنعت :کرج، محمدشهر، عباس آباد، انتهای جاده عباس آباد، نبش سه راه کانال، آراز صنعت