بویلر چیست ؟

بویلر یا دیگ بخار چیست ؟ برای پاسخ به این سوال از اینجا آغاز میکنیم ؛ یکی از تجهیزاتی که در موتورخانه مرکزی جهت تهویه مطبوع، مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ دیگ فولادی یا همان بویلر می‌باشد‌. این دستگاه، همراه با چیلرهای دیگر از جمله چیلر تراکمی و چیلر جذبی، شرایط مطلوب را جهت تامین آسایش کاربران مهیا می‌کند.  از جمله وظایف بویلرها می‌توان به گرمایش و تامین آب مصرفی مجتمع‌ ها اشاره کرد. آبگرم‌های تولید شده توسط دیگ بخار، از طریق پمپ‌های سیرکولاتور، به واحدهای توزیع فن کویل و هواساز انتقال داده می‌شوند. برخی از مجتمع‌ها برای به جریان انداختن آبگرم تولید شده، از کویل آبگرم داکت اسپلیت‌ها استفاده می‌کنند. در این صورت از سیستم گرمایش مرکزی گازسوز و سیستم سرمایش برقی بهره‌مند خواهند شد. وکیوم دیگ بخار، جزء جدیدترین نوع  دیگ فولادی محسوب می‌شود.

مصرف سوخت سبب ایجاد حرارت شده که این حرارت از طریق بویلر یا دیگ بخار به سیال انتقال داده می‌شود. دیگ بخار، از محفظه‌ای بسته تشکیل شده‌است. تمامی قسمت‌های دیگ فولادی به جهت قرار گرفتن در برابر حرارت، از آلیاژ آهنی ساخته شده‌اند. داخل محفظه دیگ بخار، از دو بخش تشکیل شده‌است؛ که یکی محل قرار گیری سیال حرارت و دیگری محل جاری شدن سوخت می‌باشد. حرارت‌های تولید شده از بخش سطحی به سیال انتقال داده می‌شوند.

بویلرها از لحاظ جنس به دو دسته فولادی و چدنی تقسیم بندی می‌شوند.

دیگ‌های چدنی یکی از گزینه‌های مناسب برای تولید بخار با فشار کم هستند. اما در مجموع اغلب دیگ‌های بخار از جنس فولاد می‌باشند. دیگ‌های فولادی امکان مشخص کردن فشار بخار را به شما می‌دهند.

بویلر چگونه کار میکند ؟

بویلر ها با دریافت گازهای ناشی از احتراق سوخت، به تدریج سبب گرم شدن سیال درون محفظه می‌شوند. در طی این عمل، سیال به بخار تبدیل می‌شود. همواره با رشد فناوری، تغییراتی در ساختار دیگ‌های بخار به وجود آمده، که سبب تغییر نحوه عملکرد آن‌ها نیز شده‌است. اما در نهایت، کلیت عملکرد این محصول، در تمامی  دیگ‌های بخار یکسان می‌باشد. بویلرهایی که به صورت جداگانه طراحی شده‌اند. دارای دو بخش مجزا می‌باشند. یک بخش مختص به آب‌های شناور و بخش دیگر مختص به حرارت می‌باشد. میزان بازدهی در این نمونه بسیار کم و رو به کاهش می‌باشد. با توجه به این موضوع، در طرح‌های جدید به افزایش سطح تماس حرارت با سیال توجه بیشتری شده‌است. از جمله دیگ‌های فولادی که این امر در آن‌ها به خوبی رعایت شده، می‌توان به بویلرهای لوله‌ای اشاره کرد. در بویلرهای لوله‌ای، لوله‌ها به شکل موازی در داخل دیگ بخار قرار می‌گیرند. در این صورت احتمال رخ دادن دو حالت وجود داشته که در ادامه به بررسی آن‌ها می‌پردازیم.

واترتیوب

در نوع اول، درون لوله‌ها آب در حال جریان بوده و لوله‌های موجود حاوی سیال می‌باشند. در ادامه سطح لوله با حرارت برخورد کرده و با فشار زیاد در محفظه پخش می‌شود. این Boiler  به واترتیوب یا لوله آبی معروف هستند. همزمان با ارائه گسترده این محصول، ساخت بویلرهای قدیمی به دلیل ایمنی پایین و احتمال انفجار متوقف شد.

فایر تیوب

نوع دوم کاملا نقطه مقابل نوع اول یعنی واترتیوب می‌باشد. در حالت دوم درون لوله‌ها به جای آب، حرارت وجود دارد. در این حالت لول‌های موازی شکل که دارای حرارت می‌باشند؛ توسط جریان آب احاطه می‌شوند. در طی این فرایند، سیال گرما و حرارت را به بخار تبدیل می‌کند. به این نمونه از بویلرها، فایرتیوب یا لوله آتشی می‌گویند.

اجزای تشکیل دهنده بویلر ( دیگ بخار )

بویلر یا دیگ های بخار شامل بخش‌های مختلف بوده که ساختار بویلر با توجه به نوع آن‌ها متفاوت می‌باشد. هر کدام از این تجهیزات به نوبه خود، دارای وظیفه و کاربرد خاص می‌باشند. به منظور افزایش کیفیت و بهبود عملکرد در طول زمان، اجزای دیگری به این دستگاه متصل شد. در ادامه به بررسی اصلی ترین قسمت‌های دیگ فولادی خواهیم پرداخت.

بدنه دیگ فولادی ( Shell )

با توجه به نکات ذکر شده در ابتدای مطلب، اغلب دیگ‌های بخار از جنس فولاد می‌باشند. در طی فرایند تولید، ورق‌های فولادی برش داده شده که در ادامه با استفاده از دستگاه نورد به ورق‌ها جهت داده می‌شود.

پایه

از بخش‌های بیرونی دیگ فولادی، می‌توان به پایه یا شاسی اشاره کرد. این بخش علاوه بر نگهداری از دیگ، وزن دیگ را تحمل کرده و کمترین فشار را به دیگ وارد می‌کند. این ابزار، کمترین تنش را به بدنه وارد می‌کند.

مشعل ( Burner )

بیشتر دیگ های بخار، گرمای مورد نیاز خود را از طریق احتراق سوخت، بخ دست می‌آورند. از وظایف اصلی مشعل‌ها، می‌توان به تولید حرارت اشاره کرد. مشعل با اختلاط سوخت و هوا، موجب ایجاد حرارت در کوره می‌شود.

محفظه احتراق ( Combustion chamber )

محفظه احتراق از مهم‌ترین اجزای بویلر می‌باشد. محفظه بخشی از مشعل بوده که از طریق اتصال، با آن تبادل حرارتی برقرار می‌کند.

لوله های آبی ( Water Tube )

لوله‌های آبی، شامل لوله‌هایی می‌شود که آب در داخل آن‌ها جریان دارد. این لوله‌ها از داخل واترتیوب قرار گرفته‌اند. لوله‌های آبی در احاطه کامل حرارت قرار داشته که این عمل موجب گرم شدن آب‌های سیال می‌شود.

سایر تجهیزات بویلر

لوله های آتشی ( Fire Tube )

این لوله ها از داخل بویلر های فایرتیوب عبور می‌کند. لوله‌های آتشی همان طور که از نامشان پیداست، حامل گازهای داغ و حرارت می‌باشند. این لوله‌ها توسط سیال احاطه شده‌اند؛ و سیال دور تا دور لوله ها در جریان است. لوله های آتشی از طریق سیال، گرما را انتقال می‌دهد.

خطوط تغذیه

خطوط تغذیه با بهره‌گیری از لوله‌های مختلف، آبگرم و آب‌های داغ را بین مکان‌های مشخص شده، پخش می‌کند.

پمپ سیرکولاتور

پمپ سیرکولاتور از دیگر اجزای دیگ بخار است. این قطعه، جهت به گردش درآوردن و انتقال آب گرم مورد استفاده قرار می‌گیرد.

عایق بویلر

عایق‌ها‌ی آلومینیومی جهت افزایش بازدهی، بر روی سطوح خارجی دیگ بخار قرار می‌گیرند.

دستگاه گرمکن تغذیه آب ( Feed Water Heater )

این دستگاه آب ها را قبل از ورود به بویلر گرم می‌کند. این موضوع علاوه بر جبران آب های برگشت ناپذیر، موجب صرفه جویی در هزینه ها نیز می‌شود. با اجرای این کار اختلاف حرارت کمتر شده و به دنبال آن، عملکرد سیستم بهبود می‌یابد. 

دی اریتور

دی اریتور یکی از تجهیزات مهم برای حذف و کاهش میزان اکسیژن و کربن دی اکسید در آب است. این وسیله مانع از به وجود آمدن خوردگی شده و از اکسید شدن سطوح جلوگیری می‌کند. به همین خاطر استفاده از دی اریتور موجب افزایش عمر قطعات می‌شود.