ديگ بخار

ديگ بخار دستگاهي است كه آب را به بخار تبديل مي كند ، اين كار در ديگ هاي بخار برقي توسط المنت هاي برقي و در ديگ هاي بخار معمولي توسط مشعل گازي يا گازوئيلي صورت مي گيرد ؛ كه در آن آب توسط گرماي شعله مشعل تبخير مي‌شود. داخل بويلر بخار شامل دو بخش طرف آتش و طرف آب است. سطح گرمايي بويلر بخار به مجموع كليه سطوح درطرف آتش ديگ اطلاق مي‌شود. تمام بخش‌هاي داخلي و تحت فشار يك بويلر بخار از آلياژهاي آهني ساخته مي‌شود. ديگ‌ بخار از نظر نوع جنس به دودسته چدني و فولادي تقسيم‌ مي‌شوند. ديگ هاي بخار چدني براي توليد بخار كم فشار ساخته‌ مي‌شوند و اصولا در كشورمان كاربرد ندارد و مي‌توان گفت تمامي ديگ‌هاي بخار موجود در ايران از نوع فولادي هستند . عايق‌بندي و روكش كاري ديگ‌ هاي بخار به صورت استاندارد است. براي ايزولاسيون ديگ از پشم سنگ فشرده و به ضخامت‌هاي استاندارد و رعايت اصول فني بطوريكه شيب اختلاف درجه حرارت داخل بويلر و محيط به سمت صفر شدن تلفات حرارتي سوق يابد،‌ پوشش داده مي‌شود.

در ديگ‌هاي بخار اوليه براي بهره برداري از دماي گازهاي خروجي دودكش، از طريق انتقال آنها از  كوره به كانال‌هاي تعبيه شده در زير مخزن استوانه‌اي و در نهايت هدايت به سمت دودكش خروجي ديگ بخار اقدام به بالا بردن راندمان مي‌كردند وليكن با توجه به اينكه فلز مخزن زير كوره كه به دليل جمع شدن گل ولاي حاصل از آب و كاهش تماس آن با آب مخزن ديگ بخار داراي دماي بيشتري مي‌شد ، همان مشكل تغيير خاصيت فلز تاحدودي وجود داشت هرچند دماي گازهاي كانال خيلي كمتر از قبل بود.

در ادامه فرآيند پيشرفت توليد ديگ‌هاي بخار صنعتي، ديگ‌هاي معروف به لوله آتشي عقب خشك (FireTube & DryBack) طراحي و ساخته شدند كه در اين ديگ‌ها با قراردادن لوله‌هاي متعدد داخل مخزن ديگ بخار، گازهاي داغ انتهاي كوره را از داخل آنها عبور داده و در نهايت از قسمت دودكش ديگ بخار خارج مي‌شدند ولي از مشكلات اين ديگ‌ها وجود سطح عايقكاري شده در انتهاي كوره بود كه علاوه بر اتلاف انرژي حرارتي، حين كار و يا انتقال در اثر لرزش و ضربه‌هاي ايجاد شده در كوره باعث صدمه ديدن عايق كاري و در نتيجه سوختن فلز انتهاي كوره مي‌شود كه اين مشكل در نسل بعدي ديگ‌هاي بخار صنعتي با قرار دادن انتهاي كوره در داخل آب تا حدود زيادي مرتفع شد و سطح حرارتي ديگ افزايش يافت در اين طرح كه به نام طرح لوله آتشي و عقب‌تر (FierTube & WetBack) معروف است به طور معمول بسته به ظرفيت ديگ بخار از لحاظ انرژي حرارتي ورودي، به دو صورت دوپاس و سه پاس ، طراحي و ساخته مي‌شوند.

كاربرد ديگ بخار

براي درك درست از مفهوم ديگ بخار بايد ابتدا بدانيم هدف  استفاده از ديگ بخار چيست؟ صنايع مختلف ديگ بخار را به چه منظور استفاده مي نمايند؟ در صنايع مختلف براي انجام عمليات عادي خود نياز به حرارت و گرما و انرژي وجود دارد. اين عمليات مي تواند گرمايش و پخت مواد اوليه، ذوب نمودن، يا به حركت در آوردن باشد. طراحان در فرآيندهاي گوناگون با مزيتهاي استفاده از روش هاي حرارت دهي غيرمستقيم در مقابل روش هاي مستقيم واقف هستند. به همين دليل ترجيح مي دهند از طريق سيالات مختلف از قبيل آب، گاز يا روغن اين انرژي حرارتي را فراهم آورند.

در اين ميان بخار آب بعنوان سيالي كه شكل گاز دارد و حرارت آن بسيار بالاتر از آب داغ مي باشد و همچنين انرژي جنبشي بالايي دارد مورد توجه زيادي قرار گرفته است. انرژي جنبشي بخار در كارخانجات مختلف براي به گردش درآوردن توربين هاي محلي جهت توليد الكتريسيته مورد استفاده قرار مي گيرد. همچنين انرژي گرمايي بالاي بخار در صنايعي كه نياز گرمايشي دارند براي حرارت دهي و پخت و پز كاربرد دارد.

لذا ديگ بخار يكي از اصلي ترين و مهم ترين تجهيزات و ماشين آلات صنعتي است كه مورد استفاده كارخانجات مختلف در صنايع غذايي، نساجي، نفت، پتروشيمي، شيميايي، يونوليت، بتن سازي، توليد قارچ و …. قرار مي گيرد.

دسته ‌بندي بويلرها

بويلرها بر حسب تعداد مسيري كه گازهاي ناشي از احتراق طي مي‌كند تا وارد دودكش شوند به چند دسته تقسيم مي‌شود.

• تك پاس : نسل اول بويلرهاي ذغال سنگ سوز لوكوموتيوهاي بخار از اين نوع بوده‌اند كه در آنها گازهاي ناشي از احتراق مسير ديگ را يك بار طي مي‌كند و بعد وارد دودكش مي‌شود. اين نوع از بويلرها ديگر ساخته نمي‌شوند.
• دو پاس : (براي توليد آب‌گرم) گازهاي ناشي از احتراق مسير ديگ را دو بار طي مي‌كند و بعد وارد دودكش مي‌شود.
• كوره برگشتي : گازهاي ناشي از احتراق مسير كوره را دوبار طي مي‌كند و سپسس به پاس لوله‌ها منتقل شده و به سمت دودكش حركت مي‌كند. راندمان بويلرهاي كوره برگشتي از بويلرهاي دو پاس بيشتر است.
• سه پاس : (براي توليد آب‌گرم و بخار) گازهاي ناشي از احتراق مسير ديگ را سه بار طي مي‌كند و بعد وارد دودكش مي‌شود.
• چهار پاس : ديگ‌هاي ۴ پاس صرفاً براي توليد بخار در تناژ بالا توليد مي‌شود. گازهاي ناشي از احتراق مسير ديگ را چهار بار طي مي‌كند و بعد وارد دودكش مي‌شود