بویلر چگونه کار میکند؟

در دیگ فایرتیوب، منبع سوخت قابل احتراق در داخل لوله ای قرار دارد که توسط یک ظرف پر از آب احاطه شده است. این لوله به تدریج آب اطراف خود را گرم می کند و در نهایت بخار تولید می کند.

در دیگ‌های فایرتیوب، آب درون لوله‌های متعددی قرار می‌گیرد و گرمای منبع سوخت قابل احتراق به بیرون لوله‌ها برای تولید بخار اعمال می‌شود.

ساختار یک سیستم بویلر

مخزن تحت فشار: یک مخزن تحت فشار حاوی گازها یا مایعاتی در دماهای بالا، معمولاً تحت فشار بالا است. در دیگ بخار، مخزن تحت فشار از یک ماده با مقاومت بالا، اغلب فولاد ساخته شده است.

مشعل: مشعل با احتراق سوخت و اکسیژن گرمای دیگ را تامین می کند. منابع سوخت شامل گاز طبیعی، پروپان کم فشار، نفت شماره 2، زغال سنگ و سایر سوخت ها است.

لوله‌ها: در دیگ‌های واترتیوب، لوله‌های فلزی واقع در داخل دیگ حاوی آب بوده و از خارج گرم می‌شوند. در دیگ های فایرتیوب، گاز گرم شده از یک یا چند لوله عبور می کند و آب اطراف لوله ها را گرم می کند.

اکونومایزر: اکونومایزر مکانیزم تبادل حرارتی است که انرژی گرمایی از دست رفته در گازهای خروجی را منتقل می کند و از آن انرژی برای گرم کردن آب ورودی به دیگ استفاده می کند. در نتیجه، انرژی اضافی کمتری برای گرم کردن آب ورودی مورد نیاز است و دیگ بخار را کارآمدتر می کند.

مخزن دی ایراتور: دی ایراتورها مخازن آب تغذیه تحت فشار هستند که از فشار و گرما برای حذف اکسیژن و سایر گازهای محلول (به ویژه دی اکسید کربن) از آب وارد شده به دیگ استفاده می کنند. در غیر این صورت اکسیژن و دی اکسید کربن محلول می تواند باعث خوردگی جدی دیگ شود.

مبدل حرارتی: مبدل حرارتی گرما را از یک ماده به ماده دیگر منتقل می کند بدون اینکه آن مواد مستقیماً برهم کنش داشته باشند. در دیگ بخار، گرمای گاز داغ از طریق مبدل حرارتی به آب منتقل می شود.

کنترل پنل: کنترل پنل اپراتورها را قادر می سازد تا تنظیمات بویلر مانند دما و فشار را کنترل کنند. تابلوهای کنترل دیگ های تجاری و صنعتی شامل تجزیه و تحلیل دقیق هستند.

مخزن آب تغذیه: مخزن آب تغذیه یک مخزن جمع آوری است که آب مصرفی دیگ برای ایجاد بخار را تامین می کند. مخزن آب تغذیه جایی است که آب تصفیه شده جمع آوری شده و سپس به داخل دیگ پمپ می شود. مواد شیمیایی بویلر که اکسیژن را حذف می کند و از فلزات داخل دیگ محافظت می کند، در مخزن آب تغذیه تزریق و مخلوط می شود. تاسیسات با خطوط برگشت میعانات می توانند آب میعانات را از بخاری که به زیر نقطه دیگ بخار می ریزد جمع آوری کرده و دوباره به سیستم برگرداند تا آب تصفیه شده را دوباره بگیرد.

سیستم احتراق: سیستم احتراق با ترکیب هوا و سوخت و سپس مشتعل کردن مخلوط برای تولید گرما کار می کند. اطمینان از تعادل صحیح هوا و سوخت جزء مهم سیستم احتراق دیگ بخار است.

سیستم اسمز معکوس: اسمز معکوس با استفاده از یک پمپ فشار بالا برای افزایش فشار در سمت آب خام RO و فشار دادن آب به غشای RO نیمه تراوا، کار می کند و تقریباً تمام (حدود 95٪ تا 99٪) باقی می ماند. ناخالصی های حل شده در پشت جریان رد.

سیستم های نظارت شیمیایی: افزودن مواد شیمیایی با دقت کنترل شده می تواند عملکرد دیگ بخار را بهبود بخشد. سیستم‌های مانیتورینگ شیمیایی دقیقاً سطوح شیمیایی را پایش می‌کنند و تجزیه و تحلیل مداوم را ارائه می‌دهند.

انواع سوخت: سوخت احتراق منبع نهایی گرمای دیگ است. گاز، نفت و زغال سنگ منابع متداول سوخت هستند. هنگامی که از زغال سنگ استفاده می شود، اغلب برای بهبود کارایی آن را خرد و حرارت می دهند. معمولاً ممکن است از زیست توده مانند خرده چوب یا سایر مواد طبیعی استفاده شود.

تصفیه آب: آب مصرفی دیگ ها قبل از ورود به دیگ باید تصفیه شود تا عمر دیگ افزایش یابد. نرم‌کننده‌های آب و  سختی گیر  با حذف مواد جامد محلول مانند کلسیم و منیزیم به آماده‌سازی آب کمک می‌کنند تا پتانسیل تشکیل رسوب در دیگ را کاهش دهند. مخازن آب تغذیه نیز بخشی از تصفیه آب هستند زیرا از گرما برای کاهش تعداد گازهای محلول در آب استفاده می کنند که می تواند به اکسیداسیون و خوردگی در دیگ بخار کمک کند.

فایرتیوب در مقابل بویلرهای واترتیوب

همانطور که قبلا ذکر شد، دو نوع اصلی دیگ بخار که امروزه در بازار پیدا خواهید کرد، دیگ های فایرتیوب و دیگ های واترتیوب هستند. بیایید عمیق تر به نحوه عملکرد هر نوع شیرجه بزنیم.

دیگ های فایرتیوب

همانطور که از نام آن پیداست، در دیگ های فایرتیوب، شعله از یک لوله محصور عبور می کند. شعله گاز محیط را گرم می کند. این گرما از طریق دیواره های لوله منتقل می شود و آب موجود در ظرف را تا حدی گرم می کند که بخار تولید شود.

دیگ های فایرتیوب تاریخچه زیادی دارند. به هر حال، آنها نیروگاه برخی از اولین لوکوموتیوهای بخار جهان را تامین کردند. به دلیل فشار ذخیره شده بسیار زیاد و ناکارآمدی های ذاتی، فرآیندهای صنعتی بیشتری برای ایمنی و کارایی بیشتر به دیگ های واترتیوب روی می آورند.

در دیگ های واترتیوب، یک کوره گاز را گرم می کند که لوله های حاوی آب را به گردش در می آورد. گرما از طریق دیواره های لوله منتقل می شود و آب داخل لوله ها را گرم می کند تا بخار تولید شود. بویلرهای واتر تیوب معمولاً نسبت به دیگ های فایرتیوب قادر به ایجاد فشار بسیار بیشتر هستند.

از آنجایی که دیگ های واتر تیوب حجم زیادی از آب را در بر نمی گیرند، خطر ذاتی آنها کمتر از دیگ های فایرتیوب است. بویلرهای واتر تیوب نیز بسیار کارآمدتر هستند و آنها را به انتخابی ارجح برای فرآیندهای صنعتی فشرده تبدیل می کند.

کاربردهای رایج دیگ بخار

دیگ های بخار برای طیف گسترده ای از کاربردهای مسکونی، تجاری و صنعتی استفاده می شود.

بویلرهای در نظر گرفته شده برای مصارف مسکونی و تجاری معمولا کمترین ظرفیت را دارند. آنها برای استفاده در ساختمان ها و تاسیسات با مقیاس کوچکتر که نیازی به قدرت بخار زیادی ندارند مناسب هستند.

بویلر صنعتی  می توانند طیف وسیعی از فرآیندهای صنعتی را که نیاز به اسب بخار بیشتری دارند، انجام دهند. دیگ های صنعتی را می توانید در تنظیمات مختلف از جمله بیمارستان ها، پردیس های دانشگاهی، کارخانه های شیمیایی، آبجوسازی ها، تاسیسات فرآوری مواد غذایی و کارخانه های تولیدی پیدا کنید. در کارخانه های تولید خودرو، بخار برای ولکانیزه کردن لاستیک تایرها و سایر کاربردها استفاده می شود.

در تولید و دم کردن مواد غذایی، فرآیندهای بیشماری به بخار نیاز دارند، هم در تولید مستقیم غذا و هم در تجهیزات و ظروف استریل کردن. بخار با دمای بالا نیز برای اطمینان از ایمنی مواد غذایی از طریق پاستوریزاسیون استفاده می شود.