دیگ بخار

دیگ بخار (Steam Boiler) یا بویلریک مخزن بسته است که در آن یک سیال (معمولاً آب) به جوش می آید. در واقع سیال تبخیر شده توسط دیگ برای استفاده در فرآیند ها یا کاربرد های گرمایشی مختلف مانند مبدل حرارتی، گرمایش مرکزی یا تولید برق در نیروگاه های حرارتی استفاده می شود. بویلر ها جزء ضروری ترین تجهیزات در نیروگاه های حرارتی محسوب می شوند.

اهمیت گرما در زندگی روزمره هر فردی کاملاً محسوس است. در واقع، چه گرما برای گرم کردن محیط اطراف باشد، چه برای پختن غذا و چه برای راه اندازی یک توربین ژنراتور نیروگاه، همه ما تا حدودی از آن برای فعالیت های روزانه خود استفاده می کنیم. آب و بخار حامل های گرمایی فوق العاده خوبی هستند و به محیط زیست آسیبی نمی رسانند. نقطه جوش آب در فشار اتمسفریک برابر 100 درجه سانتیگراد یا 212 درجه فارنهایت است. با تحت فشار قرار دادن سیالات، مي توانيم نقطه جوش آنها را افزايش دهيم. به عنوان مثال، زمانی که آب تحت فشار 1 اتمسفر قرار می گیرد، نقطه جوش از 100 درجه به 121 درجه سانتیگراد افزایش می یابد.

دیگ بخار صنعتی چگونه کار می کند؟

اصول اولیه عملکرد دیگ بخار صنعتی بسیار ساده و قابل درک است. دیگ بخار در اصل یک مخزن بسته است که آب در داخل آن ذخیره می شود. سوخت (به عنوان مثال زغال سنگ) در محفظه احتراق سوزانده می شود و گاز های داغ تولید می شود. این گاز ها در تماس با مخزن آب قرار می گیرند که در آنجا گرمای آن به آب منتقل می شود و در نتیجه بخار در دیگ تولید می شود.

دیگ های بخار صنعتی می توانند در فشار های بسیار بالا آب را به بخار تبدیل کنند. سیستم های دیگ بخار صنعتی اغلب با جوش دادن صفحات فولادی ضخیم به یک دیگر ساخته می شوند که امکان ایجاد فشار های بسیار بالا را فراهم می کند. بویلر ها برای تحمل فشار های بالا باید به صورت فوق العاده مستحکم ساخته شوند، زیرا عدم انجام این کار منجر به انفجار دیگ می شود.

وظیفه دیگ بخار یا همان بویلر، تولید آب گرم یا بخار می باشد. دیگ های آب گرم برای تامین آب گرم خانگی و یا صنعتی مورد استفاده و بهره برداری قرار می گیرد. در واقع اين تجهيزات آب گرم صنايع مختلف را تامين مي كنند.

انواع دیگ بخار

انواع مختلفی از دیگ های بخار وجود دارند که برای اهداف مختلف مانند راه اندازی یک واحد تولیدی، ضد عفونی کردن برخی از مناطق و تجهیزات، استریل کردن، گرم کردن محیط اطراف و . . . مورد استفاده قرار می گیرند. بر این اساس می توان بویلر ها را به دو دسته کلی تقسیم بندی کرد، که عبارتند از:

• بویلر فایبر تیوب
• بویلر واتر پیوب

در دیگ فایر تیوب تعدادی لوله وجود دارد که گاز های داغ از آن ها عبور می کند و آب اطراف این لوله ها را احاطه می کند. در این تجهیزات، از آن جایی که آب و بخار هر دو در یک مخزن قرار دارند، دیگ نمی تواند بخار را با فشار بسیار بالا تولید کند. دیگ واتر تیوب برعکس دیگ فایر تیوب است. در این دیگ ها، آب در داخل لوله ها گرم می شود و گاز های داغ اطراف این لوله ها را احاطه می کنند. عملکرد این دیگ ها برعکس عملکرد دیگ های فایر تیوب می باشد که در آن گاز های داغ از داخل لوله هایی عبور می کنند که توسط آب احاطه شده اند.

طبقه بندی دیگ های بخار با توجه به تعداد لوله ها

با توجه به شماره لوله ها، دیگ ها به دو دسته دیگ بخار تک لوله ای و دیگ های چند لوله ای تقسیم بندی می شوند.

• دیگ های تک لوله ای

بویلر هایی که حاوی یک لوله آتشی یا لوله آب هستند، دیگ بخار تک لوله ای نامیده می شوند.

• دیگ چند لوله ای

بویلر هایی که دارای دو یا چند لوله آب یا آتشی هستند، بویلر های چند لوله ای نامیده می شوند.

طبقه بندی بویلر ها با توجه به جنس دیگ

• دیگ های بخار فولادی، شامل آب در لوله و آتش در لوله
• بویلر های چدنی

دسته بندی دیگ های بخار با توجه به فشار کاری

• دیگ بخار کم فشار
• دیگ بخار پر فشار

طبقه بندی بویلر ها با توجه به نوع سیال

• آب
• بخار

دسته بندی دیگ های بخار با توجه به استفاده از گرمای دود

• دیگ چگالشی
• دیگ غیر چگالشی

طبقه بندی بویلر های بخار با توجه به نوع مشعل

• بویلر اتمسفریک
• بویلر مکانیکی

سوخت مورد استفاده در بویلر ها

احتراق فرایند سوزاندن منبع سوخت است. برای ایجاد این واکنش، باید منبع سوخت، گرما و یک عامل اکسید کننده وجود داشته باشد. دیگ های بخار را می توان برای سوزاندن یک سوخت خاص، با استفاده از فناوری های مختلف طراحی کرد، اما جزء اصلی که در اینجا باید در نظر گرفته شود منبع تولید گرما یا سوخت است. سوخت یکی از مهم ترین ملزومات دیگ بخار محسوب می شود و در واقع همان چیزی است که در داخل دیگ می سوزد تا گرما ایجاد کند.

منابع سوختی مختلفی وجود دارد که می توان از آن ها برای سوختن در دیگ های بخار استفاده کرد. زغال سنگ یک منبع سوخت استاندارد است. از برق نیز می تواند به عنوان یک منبع گرما برای گرم کردن کویل های گرمایشی یا واحد های الکترود استفاده کرد.

راندمان و بازده دیگ بخار

نسبت گرمای خروجی توسط بخار به کل گرمای تولید توسط سوخت (زغال سنگ) را بازده دیگ بخار می گویند. این راندمان شامل بازده حرارتی، راندمان احتراق و راندمان سوخت به بخار است. راندمان دیگ بخار بستگی به اندازه دیگ بخار مورد استفاده دارد. راندمان معمولی دیگ بخار 80 تا 88 درصد می باشد. در واقع تلفاتی مانند احتراق ناقص و تلفات تشعشعی از دیواره اطراف دیگ بخار رخ می دهد. این عوامل باعث می شوند که بویلر راندمان 100 درصدی نداشته باشد.

مشکلات دیگ های بخار

رایج ترین مشکلاتی که ممکن است در دیگ بخار با آن ها روبرو شوید، عبارتند از:

اگر دیگ بخار دارید، احتمالاً به طور روزانه از آن استفاده می کنید. بنابراین، استفاده های مکرر می تواند مشکلاتی برای بویلر به همراه داشته باشد. بسته به شدت مشکل، فعالیت های شما ممکن است متوقف گردد یا ممکن است از افزایش سرسام آور قبض های آب و برق متعجب شوید. در صورت هرگونه مشکل در سیستم، می توانید با شرکت های تعمیر دیگ بخار تماس بگیرید. آن ها می توانند به خوبی شما را راهنمایی کنند. به یاد داشته باشید که اگر دیگ خود را به طور منظم تعمیر و نگهداری کنید، می توانید شانس خود را برای پرداختن به تعمیرات جدی کاهش دهید.

• مشکل کمبود آب گرم

یکی از رایج ترین مشکلاتی که ممکن است در مورد دیگ خود با آن مواجه شوید کمبود آب گرم است. شما از بویلر به عنوان یک سیستم تامین کننده آب گرم استفاده می کنید تا بتوانید عملیات خود را سامان دهی نمایید. اگر دیگ بخار، آب گرم تولید نمی کند، در واقع با یک مشکل جدی مواجه شده اید. دلایل مختلفی وجود دارد که چرا دیگ شما ممکن است آب گرم تولید نکند. این مورد باید در طول بازدید های دوره ای مورد بررسی قرار گیرد.

• بویلر به ترموستات پاسخ نمی دهد.

یکی دیگر از مشکلات احتمالی که ممکن است با آن مواجه شوید این است که دیگ به درستی به ترموستات پاسخ نمی دهد. دیگ با توجه به بازخوردی که از ترموستات دریافت می کند، دمای خود را تغییر می دهد. اگر ترموستات به درستی کار نکند، دیگ بخار در دمای مناسبی قرار نخواهد گرفت.

ترموستات ها وسایل کوچکی هستند که می توانند هر از گاهی دچار اختلال شوند. در صورت بروز این مشکل، شما به یک متخصص نیاز دارید که بتواند به ترموستات نگاهی بیندازد تا بفهمد چه مشکلی به وجود آمده است. سپس در صورت بررسی مشکل در ترموستات، متخصص این امر می تواند آن را تعمیر یا تعویض کند.

• شنیدن صدا های عجیب و غریب از بویلر

شنیدن صدا های عجیب و غریب از دیگ بخار می تواند نشان دهنده بروز یک مشکل جدی باشد. اگر صدای کوبیدن یا سوت از دیگ می شنوید، این صدا هشداری است که باید به سرعت به آن توجه کنید. با وجود این که مشکلات زیادی می تواند این صدا ها را ایجاد کند، اما همه آن ها نشانه این است که دیگ بخار بیشتر از توان خود، کار می کند. شما باید بفهمید که چرا این اتفاق رخ می دهد. اگر دیگ به کار خود ادامه دهد، ممکن است به سرعت خراب شود. حتی ممکن است مجبور شوید کل سیستم را تعویض کنید. حتماً با یک متخصص تماس بگیرید تا دیگ را بررسی کند و بفهمد که این مسائل از کجا به وجود آمده اند.

• وجود نشتی در بویلر

یکی از رایج ترین مشکلاتی که تاسیسات با آن مواجه هستند، نشتی بویلر است. اگر نشتی از دیگ خود مشاهده کردید، باید به سرعت به آن توجه کنید. نشتی دیگ بخار می تواند قبض های آب و برق شما را بالا ببرد و می تواند نشانه ای از خرابی دیگ باشد. دلایل زیادی وجود دارد که چرا دیگ شما ممکن است نشتی داشته باشد. شاید دیگ مورد استفاده شما بیش از حد ممکن کار می کند. شاید شکافی در دیگ ایجاد شده باشد. این نقص باید در اسرع وقت بر طرف گردد. هر چه بویلر سریع تر تعمیر و مشکل آن برطرف گردد، سریع تر می توانید دیگ بخار خود را به چرخه برگردانید.

• تماس با یک شرکت معتبر

مشکلات زیادی وجود دارد که ممکن است برای دیگ بخار شما اتفاق بیفتد. اگر مشکلی در بویلر دارید، باید در اسرع وقت با یک تعمیرکار حرفه ای تماس بگیرید. حتی اگر فکر می کنید که مشکل به خودی خود بر طرف می شود، بهتر است همیشه در مورد موقعیت پیشگیرانه عمل کنید. اگر مشکل را حل نکنید، ممکن است وضع بدتر شود و منجر به افزایش هزینه برای کل سیستم گردد.

بهترين نوع تصفيه آب مورد استفاده براي تصفيه آب خوراك ديگ بخار

به طور سنتي، دو روش اصلي براي تصفيه آب خوراك ديگ بخار وجود دارد. اين روش ها عبارتند از: روش هاي شيميايي تصفيه آب و يا طيف گسترده اي از تجهيزات تصفيه آب صنعتي. ميزان نياز به تصفيه آب به متغير هاي مختلفي همانند کیفیت آب خام مصرفي و فشار عملياتي خود ديگ بستگي دارد. در ديگ هاي بخار كم فشار، تجربه تشكيل رسوب كربنات كلسيم يك مشكل رايج است. از سوي ديگر، ديگ هاي بخار فشار قوي فقط مي توانند از بالا ترين خلوص آب غير معدني استفاده كنند. استفاده كمتر از آب خالص حتي با سطوح ناچيز آلاينده ها مي تواند باعث رسوب و خوردگي شود.

استفاده از فيلتراسیون و فرآيند هاي اسمز معكوس و يا دمينراليزاسيون مي تواند كيفيت و عملكرد ديگ بخار را چندين برابر كند. مزاياي اضافي استفاده از روش هاي تصفيه آب RO يا ديمينرالايزر این است که هم مواد شيميايي مورد نياز براي تصفيه آب تغذيه ديگ بخار را كاهش مي یابد و هم به ارائه آب با كيفيت ثابت، كمك مي كند.

آيا نرم كردن آب به تنهايي براي تصفيه آب خوراك ديگ بخار كافي است؟

نرم شدن آب به تنهايي در برخي مواقع مي تواند براي ديگ هاي بخار فشار پايين كافي باشد. علاوه بر املاح مواد معدني نظیر كلسيم و منيزيم، آب خام ديگ بخار اغلب حاوي رسوبات و مواد معدني ديگري است كه به طور موثر با فرآيند تبادل يوني يك دستگاه سختي آب از بين نمي رود. استفاده از يك سيستم فيلتراسيون RO، هرگونه مواد شيميايي مورد نياز را كاهش مي دهد و آب با كيفيت بالا را به ديگ بخار مي رساند.

دستگاه سختي گير آب براي سيستم هاي ديگ بخار

دستگاه سختي گير آب يكي از تجهيزات رايج جهت پيش تصفيه آب خوراك بویلر محسوب مي شود. آبي كه بيش از حد سخت است به سرعت اجزاي داخل ديگ را دچار رسوب گرفتگي مي كند و راندمان تبادل حرارتي را کم مي كند و در نهايت ديگ بخار را از كار مي اندازد. سختي گير هاي آب، هزينه هاي مربوط به تصفيه شيميايي را تا حد زيادي كاهش مي دهند يا به طور كامل از بين مي برند تا بويلر ها تميز نگه داشته شوند.

آب سخت چیست؟

سختي آب ناشي از مواد معدني مانند منيزيم و كلسيم است. آبي كه ميزان منيزيم و كلسيم آن بالا باشد، آب سخت تلقي مي شود. در واقع كلسيم و منيزيم منيزيم عامل اصلي سختي آب مي باشند. سختي آب يا آب سخت به مواد معدني خاصي اطلاق مي شود و باعث رسوب در آبگرمكن ها و ديگ هاي بخار مي شود. هر چه مواد معدني بيشتر باشد، آب سخت تر مي شود. آب نرم به عدم وجود اين مواد معدني اشاره دارد.

آب مناسب براي ديگ هاي بخار

انتخاب يك دستگاه سختي گير آب براي ديگ بخار بدون اطلاع از تركيب شيميايي آب خام به درستي انجام نمي شود. آب خام بايد از نظر سختي كل و pH مورد آزمايش قرار گيرد و براي منابع آب روستايي، ميزان آهن و منگنز نيز بايد آزمايش شود. به كيت هاي آزمايشي توجه داشته باشيد. آن ها خيلي دقيق نيستند و تفاسير زيادي از نتايج براي آزمايشگر باقي مي گذارند. كيفيت محلول تصفيه آب فقط مي تواند به اندازه كيفيت آزمايش آبي باشد كه براي ديگ بخار مناسب است.

قیمت دیگ بخار

برای تعیین قیمت این تجهیزات حرارتی، باید به پارامتر های مختلفی توجه کرد. قیمت نهایی دیگ بخار تا حد زیادی به ظرفیت آن بستگی دارد. از جمله عوامل موثر در تعیین قیمت بویلر می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• نوع انتخابی بویلر
• جنس بدنه دیگ
• کیفیت تجهیزات و قطعات مورد استفاده
• نوع مشعل
• سوخت مصرفی
• تعداد لوله ها
• مجهز بودن دستگاه به سیستم های تصفیه آب

برای کسب اطلاعات بیشتر و مشاوره در خصوص انواع دستگاه های بویلر با کارشناسان و مشاوران مجموعه تهویه یکتا تماس حاصل فرمایید.