۱۴۰۱ ۱۹شهریور

اجزا و ساختمان بویلرهای واترتیوب و وظیفه هر یک

در بویلرها به منظور تولید بخار، آب ابتدا وارد دستگاهی به نام هوازدا یا دی اریتور می شود. وجود گازهای نامحلول، مانند اکسیژن و دی اکسید کربن باعث ایجاد خورندگی در لوله های

بویلر می گردد، به همین دلیل باید این گازها را از جریان آب خارج نمود.

 

در مخزن بخار، آب بعد از مرحله هوازدایی، به سمت مخزن بخار یا Steam Drum و سپس به سمت مخزن ورودی به بویلر از طریق لوله های پایین رونده یا down come ها می رود.

آب وارد لوله های بالارونده می شود. لوله های بالارونده، بخش های مختلف محفظه احتراق شامل دیواره ها، کف و سقف را می سازند.

آب در لوله های بالا رونده در معرض حرارت قرار گرفته و بخشی از آن تبدیل به بخار می گردد.

 

مخلوطی از آب و بخار مجددا وارد مخزن بخار شده و در آنجا دو فاز بخار و آب از طریق عبور از مراحل جدا کننده آب و بخار از یکدیگر جدا می شوند.

فاز بخار با عبور از مراحل مختلفی که برای جداسازی ذرات آب از بخار در درون مخزن بخار در نظر گرفته شده اند، از آب جدا شده و از طریق خطی جداگانه از بالای مخزن بخار، خارج می گردد.

فاز مایع مجددا برای تبدیل شدن به بخار، مسیر قبلی را از لوله های پایین رونده، مخزن لجن، لوله های بالارونده و ورود مجدد به مخزن بخار طی می کند.

بخار خروجی از مخزن بخار به صورت بخار اشباع می باشد. در صورت نیاز به بخار سوپرهیت، بخار تولید شده را وارد بخش سوپرهیتر می کنند.

 

بخار اشباع در سوپرهیترها بوسیله گازهای حاصل از احتراق، گرم شده و به شکل سوپرهیت در می آیند.

سوپرهیترها باعث حذف ذرات رطوبت از بخار و افزایش دمای آن به دماهای بالاتر از دمای اشباع می گردند. بخار تولید شده در واحد بخار، پس از استفاده در واحدها، مجددا به واحد

بخار بازگشته و پس از کندانس شدن مجددا وارد سیکل تولید بخار می گردد.

 

در صنعت برای تولید انواع بخارهای اشباع و سوپرهیت مورد نیاز، از بویلرهای متفاوتی استفاده می گردد.

انواع اصلی دیگ آبگرم:

در این مورد بایستی به استانداردها و قوانین زیر توجه داشت:

– دیگ آبگرم DIN 4702

– کوره هوای گرم ثابت DIN 479

– کوره لعابی و همیشه سوز با سوخت جامد DIN 18890-18895

– دیگ های بخار TRD 702

– دستورالعمل سیستم های گرمایش (HeizAnlV)

– قانون جلوگیری از آلودگی هوای دولت آلمان (BimSchG)

 

DIN 4702 دیگ ها را به چند دسته تقسیم کرده است که بر اساس نوع سوخت و نیز شرایط کاربرد، این تقسیم بندی معتبر می باشد:

– دیگ آبگرم با سوخت مایع و سوخت گازی (دیگ مخصوص گازسوز/گازوئیل سوز ) مناسب برای سوخت های مایع و گازی مجهز به مشعل دمنده دار.

– دیگ مخصوص گاز سوز، مناسب برای سوخت های گازی، که به مشعل بی دمنده (مشعل اتمسفری) مجهز است.

– دیگ های با سوخت جامد، دیگ های مخصوصی هستند که فقط برای سوخت های جامد مناسب اند.

– دیگ های چندگانه سوز، برای استفاده از سوخت های جامد، مایع و گازی مناسب اند مجهز به مشعل دمنده داری هستند که برای تغییر سوخت آنها از جامد به مایع یا گاز و یا برعکس، نیازی به ایجاد تغییر در سیستم آنها نیست.

-دیگ های با مکش طبیعی دیگ هایی هستند که در محفظه احتراق آنها خلا وجود دارد، یعنی مکش (ناشی از دودکشی) بایستی برای غلبه بر افت فشارهای فضای احتراق، کافی باشد.

دیگ بخار واترتیوب

– دیگ های با فشار بالا دیگ هایی هستند که در محفظه احتراق آنها فشار بالاست، یعنی به کمک فشار بالایی که دمنده تامین می کند بر مقاومت های داخل دیگ چیرگی حاصل می شود.

به همین دلیل در این دیگ ها سرعت جریان بالاست (در نتیجه گرمادهی بهتر است) این فشار بالا بایستی در خروجی دود دیگ به صفر برسد (حذف ایستگاه بام).

این سیستم مستقل از مکش دودکش کار می کند.

دیگ بخار واترتیوب

 

مطابق دستورالعمل سیستم گرمایشی و DIN 4702 دیگ های آبگرم به شرح زیر دسته بندی می شوند:

• دیگ آبگرم استاندارد
• دیگ آبگرم کم دما
• دیگ چگالشی

همچنین مقادیر مشخصه دیگ ها تعریف شده اند، برای مثال:

• توان گرمایی QL مقدار گرمای مفیدی که دیگ در واحد زمان به سیال می دهد.

• توان گرمایی نامی QNL توان دائمی دیگ که سازنده مطابق DIN 4702 مشخص می کند.

• محدوده توان گرمایی، محدوده ای است که سازنده دیگ مطابق DIN 4702 مشخص می کند (دیگ در آن محدوده توانی قابل تنظیم است) بالاترین مقدار این محدوده، توان گرمایی نامی است.

• توان گرمایی احتراق QB مقدار گرمایی است که از سوخت به دیگ انتقال می یابد (گرمای حاصل از احتراق) و به ارزش گرمایی سوخت بستگی دارد. این کمیت به توان احتراق نیز معروف است.

• توان گرمایی نامی احتراق QNB، توان دائمی که سازنده مطابق DIN 4702 برای دیگ مشخص می کند.

• کارایی دیگ Kŋ عبارت است از نسبت مقدار گرمای مفید به مقدار گرمای داده شده.

• بازده استاندارد Kŋ یک مقدار استاندارد شده است که با آن میزان استفاده از انرژی و در نتیجه به صرفه بودن دیگ از لحاظ اقتصادی در یک دوره زمانی معین گرمایش بیان می شود.

مقادیر این کمیت در 5 نقطه کاری (63% 48% 39% 30% 13%) قرار می گیرند.

• دمای دود KU دمای اندازه گیری شده دود درداخل دودکش است.

• •اتلاف دود qA بخشی از گرماست که از طریق دود به هدر می رود

• اتلاف گرمای نهفته در دیگ qA بخشی از گرما، که برای حفظ دمای معینی در دیگ لازم است.

 

هوارسانی دیگ:

هوارسانی دیگ به وسیله یک فن الکتریکی تامین می­ شود. هوای ورودی دیگ بوسیله دمپر کنترل می­ گردد. هوای اولیه بوسیله فن تهیه و از طریق محفظه هوا فن اولیه سوار شده روی

شافت برسد و این فن حدود 7% هوای لازم جهت احتراق سوخت را تامین ­می ­نماید.

هوای ثانویه مستقیما از طریق محفظه باد تغذیه می­ شود. تنظیم دمپر و هوای اولیه و مقدار سوخت لازم بوسیله دمپر موتور و بادامک های مربوطه با اهرم های موجود انجام می شود.

 

ساختمان بدنه دیگ:

1- بدنه خارجی (شماره1):

بدنه خارجی دیگ ورقی است شکل استوانه که ضخامت نگهدارنده لوله های عقب و جلو در دو سر آن نصب شده است.

 

2- کوره و اتاقک احتراق (شماره 1و 4):

کوره شکل استوانه با اتصالات جوشی طولی و عرضی ساخته شده است که حاوی انحنای مقعری شکل ارتجاعی جهت انبساط کوره می­ باشد.

اطاقک احتراق میانی شامل ورق استوانه ای شکلی است که از دو طرف به وسیله دو صفحه محصور شده است.

کوره مابین دو صفحه نگهدارنده لوله های عقب و جلو قرار گرفته و اولین گذرگاه شعله و گاز را تشکیل می­ دهد.

صفحه عقبی اتاقک احتراق و صفحه نگهدارنده لوله ها با میلگردهای مقاوم بوسیله جوشکاری به هم متصل شده است.

 

3-لوله ها:

دو سری لوله مقاوم جهت عبور گاز مرحله دوم و سوم نصب شده که در دیگ­ هایی که فشار کاری آنها تا 79.13 بار (200 پوند بر اینچ مربع) هستند اکسپند شده و برای فشارهای کاری

بیشتر علاوه بر اکسپندکاری، جوشکاری نیز شده است.

 

4- تمیز کاری و کنترل دیگ:

دریچه آدم رو در بالای دیگ، دریچه مخصوص تخلیه رسوبات در پشت دیگ و دریچه ویژه بازدید اتاقک احتراق هر یک جهت تمیزکاری یا بازرسی و یا هر دو در قسمت های مختلف دیگ تعبیه شده است.

در جلو دیگ دو عدد درب آویزان بزرگ قرار گرفته که با باز کردن آن ها می­ توان ضمن بازدید از لوله های ویژه عبور گاز، آنها را تمیز نمود.

با باز نمودن درب های عقبی تعبیه شده در روی محفظه دود عقبی دیگ می­ توان صفحه نگهدارنده لوله های عقب دیگ را بازرسی کرد.

 

5-نصب دستگاه های خارجی دیگ بخار:

نصب قطعات اصلی و کمکی و وسائل کنترل کننده با لوله های مقاوم بوسیله جوشکاری روی بدنه انجام شده است.

 

6- وسائل و اتصالات دیگ:

آب مورد نیاز دیگ بخار بوسیله پمپ تغذیه تامین می­ شود. آب ورودی دیگ بخار از طریق شیر تغذیه عبور می­ کند. موقعی که سطح آب به حد نرمال یعنی نزدیک به وسط آبنمای

شیشه ­ای رسید، پمپ تغذیه بوسیله کنترل کننده دوحالته متوقف می ­شود.

و بالعکس وقتی که سطح آب از حد نرمال پایین تر رفت، کلید کنترل استارت پمپ را جهت جبران کمبود آب و رساندن آن به حد نرمال روشن می­ کند.

برای دیگ های بخار با ظرفیت (Kg/h8150 – Ib/h18000) و بالاتر به جای سیستم کنترل دوحالته کنترل تغذیه مدوله، با کلید شناوری، جعبه کنترل، توام با یک عدد شیر کنترل تغذیه

مدوله به کار می ­برند.

پمپ تغذیه دائما روشن می­ ماند ولی شیر کنترل مدوله تغذیه به اندازه آب مورد نیاز دیگ کم و یا زیاد می­ شود و کمبود سطح آب را جبران می­ کند.

 

فشار بخار داخل دیگ بوسیله مانومتر (سی تیرپ) نشان داده می­ شود. وقتی که فشار به حد کاری رسید می­ توان با باز کردن شیر اصلی بخار(شماره 6) بخار را جهت مصرف در کارخانه یا

استفاده در سیستم­ های گرمایش روانه ساخت.

 

فشار بخار دیگ را، کنترل کننده مدوله فشار اندازه گیری می­ کند. ازدیاد فشار باعث تحریک پتانسیومتر شده و دریچه به طور خودکار از طریق مدلیشن موتور سوخت و هوای مشعل را

کم می­ کند و آن را از حالت زیاد به حالت کم تبدیل می­ نماید و در صورت کمبود مصرف بخار مشعل را خاموش می ­سازد.

 

چنانچه بخار کمتری مورد نیاز باشد مشعل خاموش می­ شود. وقتی فشار بخار به حداقل خود رسید، کنترل کننده پتانسیومتری فشار، مجددا مشعل را روشن می ­نماید.

چنانچه به علتی کنترل کننده پتانسیومتری فشار عمل نکند یا خراب شده باشد، فشار در داخل دیگ بالا رفته تا به حد طراحی رسد.

در این موقع شیر اطمینان دیگ عمل کرده و بخار اضافی دیگ را تخلیه نموده و فشار بخار را به حد مجاز می رساند و با این عمل از خطرات فشار اضافی درون دیگ جلوگیری می شود.

لرزش ها فشار درون دیگ از شیر بخار و دستگاه های کنترل کننده فشار به عقربه مانومتر منتقل می شود.

 

چنانچه به علتی آب تغذیه به دیگ نرسد و سطح آب دیگ از حد معمول پائین تر باشد. تخلیه دوحالته ضمن خاموش کردن مشعل، زنگ مشعل و چراغ اعلام خطر سطح آب کم است را

روشن می ­کند و فقط در صورت رسیدن آب به حد نرمال چراغ سطح آب کم است خاموش می­ شود و مشعل به طور اتوماتیک شروع به کار می­ نماید.

 

در صورت ادامه نزول سطح آب و رسیدن آن به زیر سطح نرمال زنگ و چراغ سطح آب خیلی کم است شروع به کار کرده و مشعل را خاموش می سازد.

تا زمانی که آب به سطح نرمال برسد مشعل شروع به کار نخواهد کرد. فقط با استفاده از کلید دستی می توان مشعل را مجددا روشن کرد.

با باز کردن شیر تخلیه آب می توان با خارج کردن آب دیگ مقداری از غلظت نمک های موجود کاست.

شیر هواگیری جهت تخلیه هوای دیگ زمان پر کردن با آب و نیز جهت تخلیه خلاء موجود در موقع خاموش نمودن دیگ به کار می­ رود. وقتی دیگ در حال کاری است، این شیر باید بسته باشد.

 

جهت تامین آب مورد نیاز جهت آزمایش کیفیت آب دیگ از شیر کنترل املاح آب یا شیر نمونه برداری استفاده می شود.

صافی ورودی آب بر روی لوله مکنده پمپ تغذیه نصب می گردد.

در دیگ هایی که در زمان های مشخصی کار می کنند می توان با نصب کلید نگهدارنده شعله، مشعل را تا رسیدن به فشار لازم در روی شعله کم نگهداری نمود.

در صورت افت سریع فشار دیگ می توان یک عدد شیر ضد مکش در لوله پمپ تغذیه نصب کرده یا این عمل از پر شدن بیش از حد دیگ در اثر اختلاف سطح مخزن تغذیه (که در ارتفاع

بالاتری قرار دارد) جلوگیری نمود.

فشار پمپ تغذیه بایستی بیش از فشار ضد مکش باشد. در غیر اینصورت بایستی از پمپ بزرگتر استفاده شود.

 

برگرفته از سایت steemboiler.com