دیگ بخار صنعتی چیست؟ دیگ بخار صنعتی چه کاربردی دارد؟ دیگ بخار یا بویلر (Boiler) یک مخزن بسته است که در آن بخار آب در خارج از سیستم جهت گرمایش آب یا تولید برق استفاده می شود. دیگ بخار صنعتی شامل دو بخش مهم مجزا است که یکی آتش و دیگری آب است و بخش های مختلف دیگ از جنس آلیاژهای آهنی می باشند. دیگ های بخار به دو دسته چدنی و فولادی تقسیم بندی می شوند. دیگ بخار چدنی بیشتر برای تولید بخار کم فشار مناسب است و اغلب در سیستم های گرمایش مرکزی مورد استفاده قرار می گیرد. دیگ بخار صنعتی نقش مهمی در فرآیندهای تولید دارند.
نحوه کار دیگ بخار صنعتی
یک دیگ بخار به وسیله قطعه ای به نام مشعل کار می کند. وظیفه اصلی مشعل ایجاد حرارت و شعله مورد نیاز برای به جوش آوردن آب است. در دیگ بخار ابتدا آب سرد توسط لوله ها به دیگ چدنی یا فولادی می رسد و به کمک حرارت ناشی از مشعل گرم می شود سپس بخار تولید شده به یک مخزن انتقال داده می شود.
تجهیزات مورد استفاده در دیگ بخار
تجهیزات مورد استفاده در دیگ بخار نقش مهمی در نحوه عملکرد آن دارند برخی از تجهیزات مهم در دیگ بخار عبارتند از:
- پمپ آب به منظور مکش آب در لوله ها
- شیرهای اطمینان مخزن به منظور تعادل بخار در بویلر
- مشعل به منظور ایجاد حرارت
- تجهیزات لوله به منظور رساندن آب به دیگ
- مخزن دیگ که می تواند از جنس فولاد یا چدن باشد
- فشار سنج به منظور نمایش فشار آب
- پرشر سوئیچ
- بدنه و مغزی بویلر
- کلکتور
- نمایش دهنده آب (آبنما)
- سنسور دمای اگزوز
- سختی گیر مغناطیسی یا دستگاه سختی گیر آب
- شیر تخلیه کنترل سطح
- شیر تخلیه
- دریچه لایروبی
- دیسک و چک ولو
- تابلو برق
- دودکش
- شیر ونت
- دریچه آدم رو
- شیر خروج بخار
- شاسی دیگ
- دریچه head hole
بسته به اینکه دیگ بخار در مصارف کوچک و خانگی باشد و یا در مصارف صنعتی و بزرگ هر یک از این تجهیزات می توانند متفاوت باشند. به عنوان مثال در مصارف کوچک از سختی گیر مغناطیسی برای حذف املاح آب از جمله کلسیم و منیزیم استفاده می شود. اما این سختی گیر برای مصارف صنعتی و مهم تر مناسب نیست و در صنایع تولیدی تصفیه آب صنعتی اهمیت بیشتری دارد. به همین دلیل، لازم است برای بهره وری بیشتر از دستگاه سختی گیر قبل از سیستم دیگ بخار استفاده شود. این دستگاه با عبور آب سخت از بستر رزین سختی گیر باعث تصفیه املاح آب می شوند و مانع رسوب در بویلر و تجهیزات وابسته می گردند.
کاربردهای مختلف دیگ بخار صنعتی
دیگ بخار یا بویلر در صنایع مختلف کاربردهای زیادی دارد. هر کدام از صنایع تولید به منظور خاصی از دیگ بخار یا بویلر استفاده می کنند. به عنوان مثال در صنایع تولید کاغذ بخار خروجی از بویلرها برای پخت ورقه های چوبی و مواد شیمیایی استفاده می شوند. بخار به مخزن خشک کن فرستاده می شود تا رطوبت ورقه ها را بگیرد زیرا دستگاه پرس و وکیوم به تنهایی قادر به خشک کردن ورقه ها نیستند.
در برخی صنایع دیگر از بویلر برای چربی زدایی و تمیز کردن قطعات استفاده می شود. در برخی از صنایع دیگر از بویلرها برای تولید برق و تبدیل به الکتریسیته استفاده می شود. اما مهم ترین کاربردهای مختلف دیگ بخار در صنایع عبارتند از:
- پالایشگاهها
- صنایع شیمیایی
- کارخانجات تولید قطعات صنعتی
- صنایع پتروشیمی
- صنایع نساجی
- تولید سوسیس و کالباس
- کارگاه های مرغداری و دامداری ها
- صنایع خودروسازی
- تولید رب گوجه فرنگی
- کارخانجات نبات، آب نبات و شکلات
- کارخانجات شیر و فراوردههای لبنی
- کارخانجات تولید کیک، کلوچه و نان
- سالنهای پرورش قارچ
- صنایع سلولزی و تولید کاغذ
- صنایع لاستیک سازی
- و…
انواع دیگ بخار صنعتی
دیگ های بخار بر اساس نوع کاربرد و وظایف شان در انواع مختلفی دسته بندی می شوند که عبارتند از:
- دیگ لوله آب: مکانیسم این مدل دیگ های بخار به گونه ای است که آب از لولههایی عبور می کند و توسط گازهای داغ در سطح خارجی لوله ها گرما داده می شوند. مزیت دیگ های لوله آبی امکان افزایش ظرفیت ساخت آنها تا نیم تن در ثانیه بخار با فشار ۱۶۰ اتمسفر و دمای۵۵۰ درجه سانتیگراد است.
- دیگ برقی: دیگ های برقی همانطور که از نامشان پیداست با برق کار می کنند و هیچ دود و آلایندگی ندارند. مزیت آنها داشتن هزینه نصب و سر و صدای کمتر است. علاوه بر این فضای کمتری اشغال می کنند.اما مشکل این روش مصرف برق بالاست.
- دیگ چگالشی: دیگ چگالشی از گاز طبیعی استفاده می کند و دارای دو مبدل حرارتی است که گرما را از اگزوز یا گازهای زائد خارج می کند. راندمان حرارتی در این دیگ ها 98 درصد است.
- دیگ روغن داغ: مکانیسم دیگ روغن به گونه ای است که ابتدا روغن در مخزن احتراق مشتعل می شود و سپس توسط مبدل حرارتی آب سرد به آب گرم تبدیل می شود. راندمان بویلرهای نفتی معمولاً 86 درصد است در حالی که بویلرهای چگالشی روغن 90 درصد می باشد.
- دیگ گاز طبیعی: دیگ های گاز طبیعی از گاز طبیعی به عنوان سوخت استفاده می کنند. در این بویلرها از یک دستگاه ترموالکتریک برای کاهش هدر رفت سوخت استفاده می شود.
- دیگ فولادی : در یک نوع دیگ آب درون لوله ها جریان پیدا می کند و با آتشی که از بیرون به سمت لوله ها هدایت می شود گرم می شود.
هر کدام از این دیگ ها بر اساس نوع منبع مصرف سوخت که می تواند برق، گاز یا موراد دیگر باشد متفاوت است. علاوه بر این، بویلرها بر اساس نحوه ساخت به دو دسته تقسیم بندی می شوند که عبارتند از واتر تیوپ و فایر تیوپ است.
نکات مهم برای انتخاب دیگ بخار
باید برخی از نکات مهم را برای انتخاب دیگ بخار در نظر داشته باشید که عبارتند از:
- ساخت دیگ بخار باید مطابق استانداردهای ISIRI 4231 – ISIRI 7911 – BS2790 – BS855- IV- ASME
- دیگ بخار بایستی دارای عقربه آب نما و فشار سنج عقربه ای مدور برای کنترل بویلر داشته باشد.
- بدنه دیگ باید با عایق مناسب (پشم سنگ یا شیشه) به ضخامت حداقل 4 اینچ عایق کاری شده باشد. در پوشش نهایی عایق باید با ورق فولادی سیاه با رنگ کوره ای محافظت شود.
- دیگ باید مجهز به شیر اطمینان باشد و خروجی این شیر باید به گونه ای باشد که بدون هیچ گونه مانعی به بیرون از فضای موتورخانه هدایت شود.
- هر دیگ باید یک شیر زیر کشی برای کنترل سختی آب داشته باشد.
- دیگ باید روی یک فونداسیون بتنی نصب شود. فوندانسیون باید به گونه ای باشد که در سمت دستگاه 30 سانتی متر و در طرف مشعل 90 سانتی متر امتداد داشته باشد. ارتفاع فونداسیون باید حداقل 4 اینچ معادل 10 سانتی متر باشد و لبه های آن با کلاف نبشی تقویت شود.
- هر دیگ بخار باید دارای پلاک مشخصات باشد که به تایید موسسات ذی ربط رسیده باشد. به بیان ساده تر بویلر انتخابی باید آزمایشات و گواهینامه های معتبر دریافت کرده باشد.
- فاصله گذاری مناسب در اطراف دیگ برای سرویس ها، تعمیرات، بازرسی ها و تعویض لوله های دیگ باید در نظر گرفته شود.
- باید ترموستات مناسب روی دودکش نصب شود تا در زمان مناسب فرمان قطع سوخت و خاموشی مشعل صادر شود.
- بویلرهایی با قطر پوسته 1.5 متر و بیشتر لازم است دریچه آدم رو داشته باشند و برای دیگ هایی با قطر 800 تا 1500 میلی متر وجود یک دریچه سر رو الزامی است. ابعاد دریچه آدم رو باید کمتراز 300 *400 میلی متر نباشد.
- هر دیگ بخار باید 2 عدد پرشر سوئیچ و 2 عدد کنترل کننده سطح بالای آب و 2 عدد کنترل کننده سطح پایین آب داشته باشد.
- جنس لوله ها در سیستم بویلر لازم است از نوع آتش خوار بدون درز و مطابق استانداردهای ST 35.8 و جنس بدنه، کوره، اتاق احتراق از ورق فولاد مقاوم به آتش طبق 17MN4 یا A 516-GR70 باشد که الکترودهای مصرفی آن از نوع 6010 و 7018 تعبیه شده اند.
- سطح حرارتی دیگ بخار به ازاء هر اسب بخار (BTU/H 33450) باید 3 تا 5 فوت مربع باشد.