دیگ بخار چیست؟
دیگ بخار یا بویلر بخار (steam boiler) دستگاهی است که آب را به بخار تبدیل می کند ، این کار در دیگ های بخار برقی توسط المنت های برقی و در دیگ های بخار معمولی توسط مشعل گازی یا گازوئیلی صورت می گیرد ؛ که در آن آب توسط گرمای شعله مشعل تبخیر میشود. داخل دیگ بخار شامل دو بخش طرف آتش و طرف آب است. سطح گرمایی دیگ بخار به مجموع کلیه سطوح درطرف آتش دیگ بخار اطلاق میشود. تمام بخشهای داخلی و تحت فشار یک دیگ بخار از آلیاژهای آهنی ساخته میشود. دیگ‌های بخار از نظر نوع جنس به دودسته چدنی و فولادی تقسیم می‌شوند. دیگ بخار چدنی برای تولید بخار کم فشار ساخته می‌شوند و اصولا در کشورمان کاربرد ندارد و میتوان گفت تمامی دیگ‌های بخار موجود در ایران از نوع فولادی هستند . عایق‌بندی و روکش کاری دیگ بخار به صورت استاندارد است. برای ایزولاسیون دیگ از پشم سنگ فشرده و به ضخامت‌های استاندارد و رعایت اصول فنی بطوریکه شیب اختلاف درجه حرارت داخل بویلر و محیط به سمت صفر شدن تلفات حرارتی سوق یابد، پوشش داده میشود.
چرا دیگ بخار ؟
در بسیاری از پروسه های صنعتی یا تهویه مطبوع نیاز به دمای بیش از 100 درجه سانتی گراد می باشد اما دست یابی به این دما توسط دیگ آبگرم فولادی یا چدنی سخت یا غیر ممکن می باشد. دیگ آب داغ هم برای این دما نیاز به فشار بالا دارد . دیگ روغن داغ نیز نیازمند تجهیزات گران قیمت و نگهداری بسیار پرهزینه تری دارد.
طرز کار دیگ بخار
گرمای حاصل از احتراق مشعل در کوره دیگ بخار و لوله ها گرمای خود را به آب درون دیگ خواهد داد و باعث افزایش و در نهایت تبخیر آب می شود. بطور کلی هر دیگ بر اساس نوع آن طرز کار متفاوتی دارد ، به عنوان مثال در دیگ های بخار واتر تیوپ که دارای دو منبع یا درام هستند ؛ نوع تبخیر ، کیفیت بخار خروجی و کنترل کننده ها با دیگ بخار فایرتیوپ متفاوت می باشد . در توضیحات هر دو مدل دیگ سعی بر تشریح نوع عملکرد شده است.
انواع دیگ بخار
دیگ بخار دارای انواع و دسته بندی های مختلف می باشد و بر اساس کاربرد ، طرز قرارگیری ، نوع سوخت مصرفی ، نوع لوله ها ، عبور آتش و آب و... به چند گروه تقسیم می شود ، مهمترین انواع آن عبارت است از :
دیگ بخار ایستاده یا افقی
دیگ بخار فایرتیوپ (fire tube)
دیگ بخار واترتیوپ (water tube)
دیگ بخار برقی
دیگ بخار گازی یا گازوئیلی
شاید برخی از این گروه ها جزو دسته بندی های اصلی و مهم دیگ بخار نباشند اما جزو دیگ های بخار پرکاربرد می باشند.
دیگ بخار فایر تیوب(FIRE TUBE) چیست ؟
دیگ بخار فایر تیوب پر کاربردترین نوع دیگ بخار در ایران میباشد. در این دیگ ها آتش و شعله حاصل از مشعل در داخل لوله بوده، آب و بخار در اطراف این لوله ها در مخزن اصلی دیگ بخار می باشد. حجم آب در داخل بویلر بخار در حدود 3/4 دیگ میباشد کاهش یا افزایش این میزان که معمولا توسط شرکت سازنده تعیین می شود راندمان و قدرت تولید بخار دیگ را تغییر میدهد. دیگ بخار فایرتیوب قادر به تولید بخار مرطوب با فشار کمتر و با کیفیت پایین تر از دیگ های واتر تیوپ می باشد. ولی با نصب تجهیزات جانبی و اضافه می توان این نواقض را تا حدی زیادی برطرف نمود. هرچند که در اکثر شاخه های صنعت و بخصوص صنعت تهویه مطبوع نیازی به نصب این تجهیزات احساس نمی شود.
دیگ بخار فایر تیوب از نظر حالت استقرار به دو دسته تقسیم می شود:
دیگ بخار ایستاده
دیگ فایرتیوب افقی
در دسته بندی بعدی دیگ های فایر تیوب افقی به انواع وت بک و درای بک Wet Back – Dry Back تقسیم می شوند.
همچنین دسته بندی دیگری مربوط به دیگ بخار افقی واتر تیوب است که به دو نوع ثقلی و تزریق با پمپاژ می باشد.
دیگ بخار ایستاده
دیگ‌های بخار ایستاده همانطور که از اسم آنها پیداست دارای ارتفاع بزرگ‌تر از قطر دیگ هستند. بویلر بخار ایستاده برای تولید بخار در فضاهای کوچک مانند سونا بخار، تولید قارچ، آشپزخانه‌های صنعتی کوچک،صنایع غذایی کوچک سایر جاهایی که محدودیت فضا وجود دارد استفاده می‌شوند.
طرز کار این دیگ بخار به این صورت میباشد که مشعل که در پایین دیگ قرار می‌گیرد آتش را وارد کوره دیگ می‌کنند و آتش از طریق پاس لوله‌های درون آن به بالای دیگ و دودکش هدایت میشود. از این طریق آب درون دیگ، دور لوله‌ها و کوره، گرم شده و به بخار تبدیل شده و از خروج بخار در بالای آن خارج میشود. این دیگ ها برای تولید بخار در فشارها و ظرفیت‌های کم است. که معمولا برای استفاده در استخرها، خشک‌شویی‌ها، برای ضد عفونی وسایل بیمارستانی (اتوکلاو)، در صنایع غذایی، صنایع چرم، بتن‌گیری و ...استفاده میشود. این نوع دیگ‌های بخار از ظرفیت 100 کیلوگرم بخار در ساعت تا 500 کیلوگرم بخار در ساعت تولید می‌شوند.
دیگ بخار فایرتیوب افقی
این نوع دیگ‌های بخار معمولا، شامل بدنه اصلی، صفحه – لوله‌های جلو و عقب، کوره و اطاقک برگشت میباشد که پس از مونتاژ و جوشکاری ابتدا کامل مورد آزمایش‌های غیر مخرب (پرتونگاری، اولتراسونیک، مایع نافذ و ...) قرار گرفته و سپس عملیات تنش‌گیری آنها در کوره مخصوص انجام می‌گیرد.
دیگ‌های فوق دارای دو پاس لوله‌اند که همراه کوره، جمعا دارای سه پاس حرارتی می‌باشند. پاس اول شامل کوره میباشد که به صفحه – لوله جلو دیگ و جلو محفظه برگشت جوشکاری شده است. پاس دوم شامل لوله‌هایی که از اطاقک برگشت به صفحه –لوله جلو دیگ و پاس سوم شامل لوله‌هایی از صفحه – لوله جلو به صفحه – لوله عقب میباشد. شعله در کوره تشکیل میگردد و مواد حاصل از احتراق با عبور از لوله‌های پاس 2و3 و جعبه دودهای جلو عقب، از طریق دودکش خارج میشود و در طی این مسیر، آب در اثر جذب انرژی گرمایی حاصل از احتراق سوخت، به بیشترین درجه حرارت ممکن می‌رسد.
در بدنه دیگ‌های بخار دریچه‌های دست رو (Hand hole)، آدم رو(Man hole) و لایروبی وجود دارند که هر کدام دارای یک درب متحرک بوده و توسط واشر گرافیکی آب‌بندی می‌گردند. جعبه دودهای جلو و عقب دیگ برای تعمیر، تعویض یا تمیز کاری لوله‌ها پیش‌بینی شده‌اند. لوله‌های پاس 2و3 با روش گشادکردن انتهای لوله‌ها (والسن زدن)، آب بندی می‌گردند و سپس دیگ را تحت آزمایش هیدرواستاتیک تا 1/5 برابر فشار طراحی قرار می‌دهند. پس از نصب دیگ روی شاسی و مونتاژ جعبه دودها، کلیه سطوح خارجی پس از سند بلاست با لایه‌ای از ضد زنگ نسوز پوشش داده میشود و سپس عایق کاری آن توسط پشم سنگ با ضخامتی حداقل برابر 30 میلی‌متر با لایه‌ای از ورق محافظ صورت می‌پذیرد.
پس از پایان این مراحل، بخشهای مختلف توسط واحدهای کنترل کیفی مورد بازرسی دقیق قرار میگیرند و تأییدیه لازم را دریافت می‌نمایند. در مراحل بعد،نصب شیرها، مشعل، سیستم برق و کنترل دیگ انجام میگردد و پس از آزمایش بخار (تست گرم) و تنظیم نهایی، دیگ رنگ‌امیزی میشود. نگهداری و تعمیرات دیگ به ویژه در قسمتهای که به آن اشاره خواهد شد دارای حساسیتی خاص بوده و لازم است در مراحل مختلف دقت لازم معمول گردد.
