انتخاب دیگ بخار لوله آتشی-فایر تیوب

انتخاب نوع دیگ:

انتخاب نوع دیگ مورد نیاز جهت کاربری خاص بستگی به عوامل زیادی دارد که از آن جمله می توان از محدودیت عمده طرح های موجود از نظر ظرفیت، فشار و دمای بخار نام برد. این محدودیت ها در سطح گسترده ای در بین سازنده ها متفاوت است و بستگی به تخصص آنها در تولید انواع دیگ های بخار دارد.

بنابراین هر نوع محدودیتی که در این فصل به آن اشاره می شود در ارتباط با مسائل کلی صنعت است (جدول ۲-۱) به طور نمونه ممکن است سازنده ای برای مورد خاصی، دیگ بخار لوله – آبی کوچکی را معرفی نماید. هزینه ها نیز ممکن است بین یک سازنده و سازنده دیگر فرق کند و امر انتخاب را مشکل سازد.

مقایسه هایی که در این فصل شده با این فرض است که همه انواع دیگ و بویلرها توسط یک سازنده ساخته شده است. شاید عامل عمده در تاسیس یک کارخانه، هزینه اولیه آن است. با رسیدن پیشنهادات مختلف قیمت ها و تولیدات یکسان، بایستی به ارزیابی شاخصه های مهندسی پرداخت و بهترین طرح را انتخاب نمود و به نکات زیر توجه نمود:

مصرف نیروی برق لوازم کمکی، سهولت پاک کردن دیگ، مقدار انتقال حرارت قطعات مختلف دیگ (بویلر)، کیفیت آب تغذیه مورد نیاز و توانایی کارکنان عملیاتی موجود کارخانه.

انواع دیگ های موجود مورد نیاز صنایع از این قرار است:

– لوله – آتشی یا شل (SHELL)

– ترکیبی (ترکیب لوله – آتشی و لوله – آبی)

– لوله – آبی

دیگ های لوله – آبی از نظر شیوه ساخت از این قرار هستند:

– مونتاژ در کارخانه

– مدولار (ساخت قطعات یک پارچه و وصل آنها در محل)

– مونتاژ در محل

دیگ لوله – آتشی چیست؟

این دیگ و بویلرها به اشکال عمودی و اکثرا افقی ساخته می شوند، گرچه پیشرفت های اخیر احتراق در بسترهای سیال باعث استقبال از دیگ های عمودی به خاطر فضای کافی بالای بستر احتراق موجود در کوره شده است.

یکی از عوامل محدود کننده ظرفیت دیگ های عمودی به ۳.۵ mw محدودیت فضای آزاد شدن بخار (در مخزن بخار) است. عامل دیگر مساله قرار دادن سطوح داغ در درون یک پوسته عمودی است.

نمونه ای از دیگ لوله – آتشی افقی در شکل ۲-۱ نشان داده شده است.

این دیگ بخار شامل کوره افقی با قطر ۰.۵ m تا ۱.۸m بسته به ظرفیت تولید آن است. برای ظرفیت های بالاتر از ۱۰mw (با سوخت نفت یا گاز) و ۶mw (با سوخت زغال) دو کوره مجاور هم در نظر گرفته شده است.

دیگ های لوله – آتشی را به صورت از قبل طراحی شده در ظرفیت های استاندارد می سازند. ولی در موارد ویژه دیگ های خاص نیز ساخته می شوند.

چون تمامی سطوح انتقال حرارت، از جمله مخزن آب و مخزن بخار، همه بایستی در یک پوسته (SHELL) قرار گیرند، حج پوسته نسبت به ظرفیت کلی دیگ نسبتا بزرگ است، که امکان جواب گویی تولید فوق العاده بخار را در ساعات اوج مصرف فراهم می سازد.

در واقع می توان با افزایش فوق العاده ظرفیت پوسته، سطوح حرارتی زیادتری را در آن جای داد و این امر اساس دیگ های ذخیره حرارتی را تشکیل می دهد.

محدودیت دیگ لوله – آتشی

اندازه و ظرفیت

در انگلستان حمل بار در جاده ها محدود به عرض ۴.۳m می شود، که البته این امر بستگی به وضعیت مسیر انتخاب شده دارد. این محدودیت باعث محدود شدن طراحی ظرفیت تولیدی به ۲۰mw (سوخت های نفت یا گاز) و ۱۲mw (سوخت زغال) برای هر دیگ لوله – آتشی گردیده است.

برای قراردادهای خاص، می توان تسهیلات ویژه ای از اداره کل ترابری در اعمال محدودیت ها کسب کرد.

فشار

کوره استوانه ای شکل دیگ لوله – آتشی در معرض متلاشی شدن و در هم پیچیده شدن بر اثر فشارهای خارجی وارده بر آن است. افزایش ضخامت دیواره ی کوره باعث افزایش حرارتی ناشی از شیب حرارتی دو ظرف فلزی می گردد.

از طرف دیگر استانداردهای ملی حداکثر ضخامت جداره کوره را ۲۲mm تعیین کرده و طبق فرمولی فشار عملی ایمن را می توان محاسبه نمود. در عمل این فشار بین ۳۰ bar برای کوره های کوچک تا ۱۸ bar برای کوره های بزرگ متغیر است.

بنابراین کوره عامل اصلی محدود کننده فشار در ساخت دیگ و بویلرهای بخار لوله – آتشی به شمار می رود. از طرف دیگر کوره های (بازیافت) ضایعات حرارتی که نیازی به کوره ندارند، برای تهیه فشارهای بالاتر کاربرد دارند. از این نوع کوره ها در دیگ های ترکیبی هم استفاده می شود. (شکل ۱-۱۲)

سوخت

کوره دیگ لوله- آتشی به علت محدودیت اندازه خود، در به کارگیری وسایل آتشکاری به خصوص احتراق سوخت های پرحجم نظیر ضایعات نخیلات و تفاله کارخانجات نیشکر، نیز محدود هستند ولی می توان از ادوات آتشکاری احتراق سوخت های فسیلی به خوبی استفاده کرد.

بنابراین برای بالا بردن ظرفیت به میزان بالاتر از توانمندی های شکل ۲-۲ بایستی از دیگ های ترکیبی یا لوله – آبی استفاده کرد. در سایر موارد می توان از دیگ های لوله – آتشی ارزان تر و آماده نصب استفاده نمود.

امروزه تصور کلی بر این است که دیگ های یکپارچه (پکیج) لوله – آتشی را می توان به راحتی حمل، نصب، وصل و در عرض چند روز آماده بهره برداری نمود.

تمام این مراحل البته شدنی است، ولی در موارد زیادی، موضوعاتی فرعی نظیر نیروهای کار خارجی و مقررات اداری موجب تاخیر چشمگیری می گردند، بنابراین هماهنگی بین مقاطعه کاران ضروری است.

دیگهای لوله – آتشی را می توان مجهز به داغ کننده های بخار یا اکونومایزرها یا هر دوی این وسایل نمود. از داغ کننده های بخار در موارد رساندن بخار به مصرف کننده ها در فواصل دور، یا نیروگاه های متوسط برق استفاده می شود.

از اکونومایزرها امروزه در سطح وسیعی در دیگ های گازسوز استفاده می شود، ولی در احتراق سوخت های مایع نفتی و زغالی احتمالی تقطیر مواد اسیدی وجود دارد. چنین مسایلی را می توان با طراحی دقیق، یا با اضافه کردن افزودنی های خنثی کننده به سوخت یا به جریان هوای احتراق حل نمود.

با استفاده از امکانات فوق می توان بازده دیگ های لوله – آتشی را تا حد بازده دیگ های لوله _ آبی، یعنی %۸۵ یا بالاتر (براساس ارزش حرارتی ناخالص سوخت) ارتقا داد.

دیگ های ترکیبی (شکل ۱-۱۲)

در این دیگ ها، قسمت لوله – آتشی دیگ فاقد لوله های قطور گازهای احتراق است و این امر مشکل عمده دیگ های لوله – آتشی یعنی محدودیت فشار و ظرفیت تولیدی آن ها را بر طرف می سازد.

ظرفیت دیگ (بویلر ) های ترکیبی وابسته به توانایی ساخت پوسته دیگ ها توسط سازندگان و مقررات حمل جاده ای می باشد. حداکثر فشار بخار با دمای صفحه – لوله کنترل می شود که این دما طبق استاندارد BS2790 مشخص شده است.

در مورد احتراق سوخت های جامد، این محدودیت ها تقریبا (۲۶mw (11kg s ^-۱ در فشار ۳۲bar و دمای ۴۰۰ ºc می باشد. قطعات دیگ های ترکیبی را معمولا به صورت مجزا یا مدول، به محل حمل می کنند و قطعات عمده ان شامل کوره و اجزاء دیگ لوله – آتشی است که در کارخانه مونتاژ شده اند.

منبع مطالب :کتاب تکنولوژی دیگ های بخار صنعتی تالیف David Gunn & Robert Horten و با ترجمه مهندس رفیعی پور

! کپی ممنوع * استفاده از مطالب این سایت فقط با ذکر نام منبع بلامانع می باشد * کپی ممنوع !