دیگ بخار چیست و انواع آن

آیا می‌دانستید دیگ بخار نقش مهمی در تأمین انرژی صنایع دارد؟ امروزه اهمیت این دستگاه در بخش‌های مختلف صنعتی بر کسی پوشیده نیست.

دیگ‌ بخار با کاهش مصرف برق، به صرفه‌جویی در هزینه‌ها کمک می‌کنند و با تأمین بخار تحت فشار برای ماشین‌آلات، هم بهره‌وری را افزایش می‌دهند و هم با محیط زیست سازگارتر هستند. در این مقاله با نحوه عملکرد و انواع آن آشنا می‌شوید.

دیگ بخار چیست؟

دیگ بخار یک مخزن تحت فشار است که در آن آب یا مایعات دیگر برای تولید بخار گرم می‌شوند. بخار حاصل برای مصارفی همچون گرمایش، تولید برق، فرآوری مواد غذایی و دیگر کاربردهای صنعتی و خانگی استفاده می‌شود.

بیشتر بخوانید: افزایش راندمان دیگ بخار

این سیستم شامل مجموعه‌ای از لوله‌ها برای انتقال حرارت، بخش تأمین سوخت، سیستم هوای احتراق، آب تغذیه و تخلیه گازهای خروجی است. با افزایش ظرفیت، ساختار آن پیچیده‌ تر می‌شود.

سوخت مصرفی دیگ‌ ها شامل گاز طبیعی، سوخت‌های فسیلی، زغال‌سنگ و حتی انرژی الکتریکی است. استفاده از سوخت‌های پاک مانند گاز طبیعی، علاوه بر بازده بالا، باعث کاهش آلاینده‌های زیست‌محیطی می‌شود و آن را به گزینه‌ای سازگار با محیط زیست تبدیل می‌کند.

انواع دیگ بخار

انواع دیگ های بخار به صورت های مختلف، بر اساس میزان فشاری که می توانند ایجاد کنند، ظرفیت نگهداری سوخت و آب، نوع سوخت مورد استفاده و … طبقه بندی می شوند که شامل؛

فایرتیوب (Fire tube)

در این نوع گازهای حاصل از احتراق از درون لوله‌ها عبور کرده و حرارت خود را به آبی که در فضای بین لوله‌ها و پوسته خارجی قرار دارد منتقل می‌کنند.

این دیگ‌ها معمولاً بر اساس تعداد پاس‌های حرارتی (Passes) دسته‌بندی می‌شوند. نواحی چرخش می‌توانند از نوع Dryback یا Waterback باشند؛ در طراحی Dryback، ناحیه چرخش با مواد نسوز پوشانده می‌شود، در حالی که در طراحی Waterback، این ناحیه توسط آب خنک شده و نیازی به پوشش نسوز ندارد.

این نوع، در صنایع کوچک و متوسط کاربرد گسترده‌ای دارد و برای تولید بخار با فشار کم تا متوسط مناسب است. ظرفیت بخاردهی آن‌ها تا ۲۲۰۰ اسب بخار می‌رسد، اما در عین حال خطر انفجار بالایی دارند.

دیگ بخار لوله‌آبی (Water tube)

در این نوع دیگ بخار، آب از درون لوله‌ها عبور کرده و گازهای احتراق از بیرون آن‌ها جریان می‌یابند. از آنجا که لوله‌ها توان تحمل فشار بالاتری نسبت به پوسته دارند، این دیگ‌ها برای تولید بخار با فشار بالا (۳۰۰۰ psi یا بیشتر) مناسب‌اند.

آن‌ها با راندمان بالا قادر به تولید بخار اشباع یا فوق گرم هستند و به همین دلیل در صنایعی مانند تولید برق با توربین بخار، صنایع شیمیایی، کاغذسازی و پالایشگاه‌ها کاربرد گسترده‌ای دارند.

بیشتر بخوانید: محاسبه سوپرهیت و محاسبه سابکول در سیکل تبرید

دیگ بخار برقی (Electric)

این نوع به هیچ نوع سوخت فسیلی نیاز ندارد از این رو ردپای کربن کمتری بر جای می گذارد. هزینه نصب و سرو صدای کمتری داشته و نیز به فضای کمتری نسبت به سایر دیگ های بخار نیاز دارد با این حال بزرگترین عیب این دیگ های بخار، آن است که مصرف برق بالایی داشته و هزینه ها را افزایش می دهند.

دیگ چگالشی (Condensing)

این نوع از گاز طبیعی و دو مبدل حرارتی استفاده می کنند که آن را به کارآمدترین دیگ بخار تبدیل می کند. این دیگ ها گرما را از خروجی یا گازهای زائد استخراج کرده و به کاهش ضایعات کمک می کنند. قادر به دستیابی به راندمان حرارتی 98% هستند و در حاضر برای گرمایش مرکزی به کار می روند.

بیشتر بخوانید: 7 نکته برتر که باید در نصب سیستم گرمایش از کف بدانید

دیگ روغن داغ (Oil)

راندمان این نوع معمولاً حدود ۸۶ درصد است، اما در حالت چگالشی با سوخت نفت (دیگ بخار چگالشی نفتی) این عدد به ۹۰ درصد یا بیشتر می‌رسد. در این دیگ‌ها از نفت به‌عنوان سوخت استفاده می‌شود.

نفت در محفظه احتراق سوزانده شده و گرمای حاصل از آن توسط مبدل حرارتی به آب سرد منتقل می‌شود. این نوع دیگ‌ها بیشتر در مصارف خانگی برای گرم کردن آب مصرفی، شیرهای آب و رادیاتورها به‌کار می‌روند.

Natural gas

همانطور که از نامشان پیداست از گاز طبیعی به عنوان سوخت استفاده می کنند. در این نوع یک دماسنج برای کنترل دما و یک دستگاه ترموالکتریک برای کاهش هدر رفت سوخت وجود دارد. در مناطق روستایی اغلب از گاز پروپان استفاده می شود.

اجزای تشکیل دهنده دیگ بخار

بخش های مختلف یک دیگ بخار شامل موارد زیر است:

• مشعل
• کنترلر ها
• هواگیر
• فن
• مبدل حرارتی
• ابزار دقیق
• سوخت رسان (Stoker)
• لوله ها (Tubes)
• درام بخار و درام گل

مشعل، آغازگر فرآیند احتراق در دیگ بخار است و با دریافت فرمان شروع، عملیات تولید گرما را فعال می‌کند. گرمای ناشی از احتراق در محفظه‌ای چدنی با قابلیت افزایش سریع دما تولید شده و به مبدل حرارتی منتقل می‌شود.

مبدل حرارتی یا اکونومایزر (Economiser)، با استفاده از گرمای گازهای خروجی، راندمان دیگ را افزایش می‌دهد و پیش از گرم‌کن هوای ورودی (Air Heater) در مسیر گاز قرار دارد.

درام بخار، بخار تولیدشده را جمع‌آوری می‌کند، در حالی‌که درام کل (Blowdown Drum) که در پایین آن قرار دارد، ناخالصی‌ها و مواد جامد را ذخیره کرده و باید به‌طور منظم تخلیه شود.

پیش از خروج، بخار متراکم می‌شود تا فشار آن افزایش یابد و به نیروی محرکه‌ای کارآمد برای ماشین‌آلات تبدیل شود. همچنین، برای جلوگیری از خطرات ناشی از فشار بالا، دیگ‌های بخار به شیر اطمینان مجهز هستند.

سخن پایانی

با توجه به نقش دیگ های بخار در صنایع مختلف و حتی ساختمان های مسکونی، شناخت ویژگی های آن ها برای انتخاب مناسب با کاربری مورد نظر، اهمیت بسیاری دارد. شرکت فراسرد با پیشینه ای طولانی در صنعت تهویه مطبوع و برخورداری از کارشناسان مجرب آماده ارائه مشاوره در این زمینه است به این منظور می توانید با ما ارتباط برقرار کنید.

منابع:

www.abma.com

www.thermaxglobal.com

سوالات متداول