
دیگ بخار چیست – بویلر چیست
در این مقاله سعی میکنیم با توضیحات کامل در مورد دیگ بخار پاسخ مناسبی برای پرسش دیگ بخار چیست پیدا کنیم.
تاریخچه دیگ بخار
جیمزوات مخترع اسکاتلندی که اغلب از او به عنوان مخترع ماشین بخار یاد میشود چهره اصلی انقلاب صنعتی است. وات در واقع اولین سازنده ماشین بخار نیست. هرو او آلکساندریا در قرن اول میلادی ابزارهای مشابهی را توصیف کرده بود. در سال ۱۶۹۸ توماس ساوری ماشین مشابهی را به ثبت رساند که برای تلمبه کردن آب از آن استفاده میشد و در ۱۷۱۲ توماس نیوکومن نوع پیشرفتهتری از آن را به ثبت رساند. با وجود این ماشین ساخته شده توسط نیوکومن کارایی بسیار کمی داشت و آن را فقط برای خارج کردن آب از معادن زغال سنگ به کار میگرفتند. وات با اینکه فقط یک دوره کارآموزی یکساله را در زمینه ابزارسازی گذرانده بود ولی از استعداد ابداع و نوآوری فراوان برخوردار بود. وی در سال ۱۷۶۴ هنگامی که مشغول تعمیر یک مدل از ماشینهای نیوکومن بود به ماشین بخار علاقهمند شد. وات اصلاحاتی آنچنان مهم و ارزنده در ماشین اختراعی نیوکومن به عمل آورد که میتوان او را مخترع اولین ماشین بخار دانست. اولین تغییر مهم وات که در سال ۱۷۶۹ به ثبت رساند اضافه کردن یک محفظه جداگانه تراکم بخار بود. او همچنین با عایقبندی، سیلندر بخار را مجزا کرد و در سال ۱۷۸۲ ماشین دوطرفه را اختراع نمود. تمام اینها همراه با چند فقره تغییرات و اصلاحات کوچکتر به کارایی بیشتر ماشینهای بخار منتج شد. این ازدیاد کارایی عملاً به معنای تفاوت بین یک ابزار ماهرانه ولی نه چندان قابل استفاده با وسیلهای با توان صنعتی فراوان بود. وات در سال ۱۷۸۱ با اختراع یک سری چرخدنده حرکت تناوبی موتور را به حرکت دورانی تبدیل کرد. با استفاده از این ابزار بر موارد استفاده از موتور بخار به شکل چشمگیری افزوده شد. وات که خود فاقد استعداد لازم در کارهای تجاری بود، در سال ۱۷۷۵ به اتفاق ماتیو بولتون که مهندسی چیرهدست و معاملهگری توانا بود شرکتی تأسیس کرد، طی ۲۵ سال بعد شرکت وات – بولتون تعداد زیادی موتورهای بخاری تولید و به بازار عرضه کرد که در نتیجه ثروت سرشاری نصیب آن دو گردید. در باب اهمیت ماشین بخار مبالغه و گزافهگویی نمیشود. درست است که بسیاری از اختراعات دیگر در انقلاب صنعتی نقش داشتهاند؛ ولی هیچیک از آنها بهتنهایی نمیتوانستند برای انقلاب صنعتی حیاتی باشند. قبل از آن اگر چه از نیروی آب و باد برای به گردش درآوردن چرخ آسیابها استفاده میشود ولی منبع اصلی نیرو همواره عضلات انسان بود. استفاده از این عامل ظرفیت تولید صنعتی را به کلی محدود میکرد. با اختراع ماشین بخار این محدودیت بر طرف شد. پس از آن انرژی بسیار زیادی برای تولید در دسترس بود و مرتباً نیز به میزان آن افزوده میشد.
دیگ بخار یا steam boiler یکی از بویلر های متعارف در صنایع مختلف است که از معماری شبیه سایر بویلر ها برخوردار است.دیگ بخار محفظه ای است که در درون آن آب به کمک یک منبع گرمایی به بخارتبدیل می شود. اولین دیگ بخارمتشکل از پو سته ای ساده با یک لوله تغذیه و یک خروجی بخار بود که روی آن با آجر پوشیده می شد، سوخت در داخل پوشش دیگ سوزانده می شد و گرمای آزاد شده از روی سطح پایینی پوسته که شبیه کتری بود عبور داده می شد. تحقیقات صورت گرفته نشان داد که گرم کردن یک منبع بزرگ آب بازده کمی دارد. پس اینبار محصولات داغ احتراق را از میان لوله هایی که در پوسته دیگ قرار داشتند و آب آنها را احاطه کرده بود عبور دادند که نه تنها سطح تماس آب با گرما را افزایش داد،بلکه کمک کرد تا تشکیل بخار از آب توزیع یکنواخت تری پیدا کند. سپس دیگ هایی طراحی شد که در آنها آب از درون لوله ها و آتش از بیرون آنها عبور می کرد.هر چه تعداد این لوله ها بیشتر و اندازه آنها کوچکترمی بود بازده بیشتری داشتند .
اجزای تشکیل دهنده دیگ بخار
یک دیگ بخار در حالت کلی دارای پوسته یا بدنه یا شل ، کوره اصلی و فرعی و لوله های پاس های حرارتی و اجزا و اتصالات دیگر می باشد.
انواع دیگ بخار
دیگ های بخار اصولا در سه نوع واترتیوب و فایرتیوب و طرح ترکیبی ساخته می شوند.
دیگ لوله آبی
همگام با توسعه صنعت در قرن گذشته، استفاده از دیگ بخاربا فشار بالا ضرورت پیدا کرد و بنا به دلایلی، گاهی نیز انفجارهای مصیبت باری به همراه داشته است. آن روزها دیگهای بخار شامل ظروف تحت فشار با قطرهای زیادی بود که تحت فشار داخلی، دچار تنشهای انبساطی در دیوارههای این ظروف میگردید. مقدار این تنش به نام تنش حلقهای معروف است. بهترین راه برای جلوگیری از بروز این مشکل کاهش قطر ظرف تحت فشار است که این امر اساس کار دیگهای لوله– آبی است. در این دیگها آب، درون لولهها جاری است و گازهای داغ در سطح خارجی لولهها جریان دارند. دیگهای لوله آبی متشکل از ظروفی به نام درام هستند که توسط لوله به یکدیگر متصل شدهاند. آب در درون لولهها گردش کرده و گازهای داغ از اطراف لولهها عبور میکنند. مهمترین مزیت دیگهای لوله آبی آزادی در افزایش ظرفیت ساخت آنهاست. دیگهای لوله آبی میتوانند تا ظرفیت نیم تن در ثانیه بخار با فشار ۱۶۰ اتمسفر و دمای۵۵۰ درجه سانتیگراد تولید کنند. البته دیگهای لوله آبی به صورت پکیج و در ابعاد کوچکتر نیز ساخته میشوند که در صنایع نفت و پتروشیمی کاربرد فراوان دارند.
دیگ لوله آتشی
این نوع دیگ بخارمعمولاً، شامل بدنه اصلی، صفحه – لولههای جلو و عقب، کوره و اتاقک 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.
دستهبندی بویلرها
بویلرها بر حسب تعداد مسیری که گازهای ناشی از احتراق طی میکند تا وارد دودکش شوند به چند دسته تقسیم میشود.
-
تک پاس: نسل اول بویلرهای ذغال سنگ سوز لوکوموتیوهای بخار از این نوع بودهاند که در آنها گازهای ناشی از احتراق مسیر دیگ را یک بار طی میکند و بعد وارد دودکش میشود. این نوع از بویلرها دیگر ساخته نمیشوند.
-
دو پاس: (برای تولید آبگرم) گازهای ناشی از احتراق مسیر دیگ را دو بار طی میکند و بعد وارد دودکش میشود.
-
کوره برگشتی: گازهای ناشی از احتراق مسیر کوره را دوبار طی میکند و سپسس به پاس لولهها منتقل شده و به سمت دودکش حرکت میکند. راندمان بویلرهای کوره برگشتی از بویلرهای دو پاس بیشتر است.
-
سه پاس: (برای تولید آبگرم و بخار) گازهای ناشی از احتراق مسیر دیگ را سه بار طی میکند و بعد وارد دودکش میشود.
-
چهار پاس: دیگهای ۴ پاس صرفاً برای تولید بخار در تناژ بالا تولید میشود. گازهای ناشی از احتراق مسیر دیگ را چهار بار طی میکند و بعد وارد دودکش میشود
ویژگی های مختلف دیگ های بخار
برخی از ویژگیهایی یک دیگ بخار عبارتند از :
-
هوا رسانی دیگ
-
ساختمان بدنه دیگ بخار که شامل موارد زیر است:
-
بدنه خارجی دیگ بخار
-
کوره و اتاقک احتراق
-
لوله ها
-
تمیزکاری و کنترل دیگ
-
نصب دستگاه های خارجی دیگ بخار
-
-
تجهیزات و اتصالات دیگ بخار
-
مشعل مایع سوز
-
جرقه زن الکتریکی گازی
-
اصول کار پمپ و عرضه سوخت
-
روش کنترل مشعل خودکار
-
مشعل های دو سوخته گاز و مایع
-
کنترل هوا و سوخت
-
سوئیچ های فشار گاز
-
آزمایش شیرهای گاز توسط ازت به صورت خودکار
-
وسایل کمکی دیگ های بخار:
-
کنترل مدوله فشار
-
تنظیم دستگاه کنترل فشار
-
کلید حد فشار
-
قراردادن حد فشار در اندیکاتور اصلی
-
کنترل سطح آب دیگ بخار
-
کنترل کننده پمپ تغذیه و نخستین مرحله کمبود سطح آب و اعلام خطر
-
کنترل مدوله سطح آب
-
محفظه شناور
-
شیر کنترل مدوله
-
جعبه کنترل
-
بالا آمدن سطح آب در داخل دیگ (کاهش نسبت تبخیر)
-
پائین آمدن سطح آب در داخل دیگ بخار ( افزایش نسبت تبخیر)
-
کنترل کننده دوتائی سطح آب
-
کنترل کننده سطح آب خیلی کم
-
-
پمپ های تغذیه
دیگ بخار استاندارد چیست
به طور کلی دیگ بخار استاندارد به دیگ بخاری گفته می شود که تحت نظارت مستقیم موسسه استاندارد ايران و یکی از شركت های بازرسي مورد تایید سازمان استاندارد و از همه مهمتر توسط يكی از تولید کنندگان داراي پروانه که صلاحيت فني آنها توسط سازمان استاندارد مورد تایید قرار گرفته است تولید گردد.
تفاوت های کیفی دیگ های بخار
مهمترین تفاوت های موجود در تولید یک دیگ بخار توسط یک تولید کننده مجاز و معتبر با یک سازنده غیر مجاز در این موضوع است که معمولا سازنده های غیر مجاز دیگ های بخار هیچگونه ضمنانتی برای محصول خود نمی دهند. انجام فرآیندهای رایج توسط یک تولید کننده معتبر دیگ بخار (دارای پروانه استاندارد با شماره ردیابی ) عبارتند از:
-
وجود نقشه فنی بررسی شده توسط شرکت بازرسی مورد تایید سازمان استاندارد
-
کنترل صحت مواد اولیه بویلر بخار شامل ورق ها و لوله ها و مقاوم توسط بازرس از روی گواهی مواد و یا نتایج آزمایشگاه
-
کنترل فرآیندهای تولید دیگ بخار از روی نقشه تایید شده
-
انجام آزمون های غیر مخرب اجباری خواسته شده در استاندارد ملی4231
-
نظارت بر تست هیدرولیکی با فشار یک ونیم برابر فشار طراحی توسط تیم شرکت بازرسی
-
ارائه گواهی و پلاک توسط بازرس
منابع:
-
The Boiler Book By: Cleaver-Brooks
-
Boiler Operators handbook By:Kenneth E.heselton
-
مرجع کاربردی بویلرهای آبگرم و بخار صنعتی
مقاله خوبی بود . با تشکر
خوشحالیم که این مقاله مورد توجه شما قرار گرفت،چنان چه نظر ،پیشنهاد ،در جت تکمیل مقاله مد نظرتان است ارسال بفرمایید.با تشکر
نوشته خوبی بود. مقالات آکروپارس در مورد دیگ بخار رو هم خوندم اطلاعات خوبی داشت.
سپاسگذارم
بسیار خرسند شدیم که مطالب مورد توجه شما قرار گرفت .
ممنون از اطلاعات مفیدتون
گروه مهندسین موفق