بويلر(دیگ ) های تركيبی

طراحی و انتخاب نوع بویلر

مجله صنعت تاسيسات

بویلر چیست؟

بویلر دستگاهی است برای تولید آبگرم ، مایع دو بخار اشباع وبخار سوپرهیت ، بنابراین از پكیج های خانگی گرفته تا راكتورهای اتمی در این دسته بندی قرار می گیرند ، ولی بطور عام بویلر وسیله ای است برای تولید بخار به منظور ایجاد توان گرمایی وتولید بخار آب جهت انتقال حرارت.

اما در صنعت وقتی از بویلر نام برده می شود ، منظور همان تجهیزاتی است كه برای تولید بخار آب بطور عام ، وتولید برق در نیروگاهها بطور خاص مورد استفاده قرار می گیرد.بویلرها طوری طراحی می شوند كه عمل انتقال حرارت از یك منبع گرمایی كه عموما گرمای حاصل از احتراق سوختهای فسیلی می باشد ، به یك سیال سرد بخوبی صورت می گیرد.

مجله صنعت تاسیسات

 

دریك بویلر مقدار بخار خروجی یا آب داغ تولید شده در ساعت به عوامل زیر بستگی دارد:

  • مدت زمان احتراق سوخت در كوره بویلر
  • چگونگی سطوح انتقال حرارت(در انواع مكانیزمهای مختلف تشعشع ، جابجایی وهدایت)
  • چگونگی مسیر گردش آب یا بخار ومحصولات حاصل از احتراق

درطبقه بندی بویلرها فاكتورهای زیر در نظر گرفته می شود:

  1. كاربرد
  2. فشار
  3. جنس مواد بكار رفته در ساخت بویلر
  4. ابعاد واندازه
  5. محتویات داخل لوله
  6. شكل لوله ها ومحل قرارگیری
  7. احتراق
  8. منبع حرارتی ونوع سوخت مصرفی
  9. سیركولاسیون ومسیرهای جریان سیالهای مختلف
  10. محل قرارگیری كوره
  11. نوع كوره
  12. شكل كلی بویلر
  13. دیگر مشخصات معرفی شده توسط كارخانه سازنده

با توجه به فاكتورهای ذكر شده ، بویلرها در انواع مختلفی طبقه بندی می شوند كه بنا به ضرورت در این مقاله تنها به دو نوع كلی از بویلرهای فولادی اشاره می كنیم.

بویلر های بخار و بویلر فولادی آبگرم بواسطه محتویات داخل لوله های آنها به دو دسته واترتیوب و فایرتیوب تقسیم بندی می شوند كه مشخصات آنها به قرار زیر می باشد:

الف) بویلر های بخار فایرتیوب (Fire tube Boilers):

در داخل لوله های این نوع بویلر شعله های آتش و گازهای حاصل از احتراق جریان دارد.این لوله ها غالبا مستقیم بوده واطراف آنها را آب احاطه كرده است.

در این نوع بویلر با بالا رفتن فشار وظرفیت محدودیت ومشكلاتی ایجاد می شود كه از آن جمله افزایش ضخامت پوسته جهت تحمیل فشار می باشد.كاربرد این بویلرها معمولا تا فشار۳۰bar وظرفیت۳۰ ton/h در صنعت می باشد.

ب)بویلرهای بخار واترتیوب (water tube Boilers) :

برخلاف بویلرهای فایرتیوب از داخل لوله ها آب و بخار حركت می كند واطراف لوله شعله وگازهای حاصل از احتراق جریان دارد.این نوع بویلرها عموما در فشارهای بالاتر از ۱۵۰psi وظرفیت های بالاتر از ۱۵۰۰۰ پوند بخار در ساعت مورد استفاده قرار می گیرند.بطور كلی در مورد این بویلر محدودیتی از نظر فشار وظرفیت وجود ندارد.

در طراحی و انتخاب نوع بویلر ، پارامترهای زیر در نظر گرفته می شوند:

  1. بار بویلر ( ظرفیت ، فشار ، ودمای بخار)
  2. مشخصات سوخت ونحوه احتراق
  3. افت فشار ناحیه هوا ومحصولات احتراق
  4. حجم هوای مصرفی
  5. بازدهی
  6. محاسبات احتراق
  7. تجزیه گازهای حاصل از احتراق
  8. مسائل زیست محیطی

در بعضی موارد با در نظر گرفتن پارامترهای مذكور بین انتخاب نوع بویلر تداخل بوجود می آمد كه می بایست یكی از دوگزینه فایرتیوب و واتر تیوب انتخاب می شد.

در این مواقع لازم بود از بعضی خواسته ها چشم پوشی شود كه پاسخگوی نیاز مشتری نبود.لذا متخصصین وطراحان را بر آن داشت كه حالت تركیبی از این دوبویلر را بوجود آورده وبعنوان”بویلر تركیبی” به مشتریان عرضه نمایند.

بویلر تركیبی

این نوع بویلر (فایر تیوب با محفظه احتراق واترتیوب) علاوه بر مزایای بویلرهای مرسوم فایرتیوب دارای مزیتهای زیر نیز می باشد:

۱)با توجه به شكل خاص محفظه احتراق این نوع بویلر ؛ در دقایق ابتدایی كاركرد تولید بخار شروع خواهد شد تا به مرور به ظرفیت نسبی تولید برسد.اساسا رسیدن به ظرفیت اسمی این بویلر نیازمند زمان كمتری می باشد(نمودار۱)

 

مجله صنعت تاسیسات

 

 

 

این ویژگی مثبت برای تاسیساتی كه نوسان بار زیادی دارند وبه اجبار سیستم ، فشار یكنواختی را در مصرفهای مختلف طلب می كنند ، از اهمیت زیادی برخوردار است وتا اندازه ای نوسان فشار ناشی از تزریق ناگهانی آب سرد به دیگ را كاهش می دهد.

۲)امكان نصب سوپرهیتر در محفظه احتراق به دلیل دسترسی كافی بواسطه پایپینگ بكار گرفته شده در این منطقه كه در این صورت بیش از ۱۰۰ درجه سانتیگراد دمای بخار افزایش خواهد یافت وامكان دستیابی به بخار سوپرهیت با دمای بیش از ۳۰۰ درجه سانتیگراد فراهم می شود .

بنابراین می توان در كاربردهایی كه نیاز انرژی بخار بمیزان زیاد می باشد مانند دستگاههایی كه با نیروی مكانیكی بخار كار می كنند از این بویلرها استفاده نمود.

۳)با توجه به اینكه طول كوره وهمچنین طول لوله های جابجایی پاس دوم با طول شل (پوسته) برابر است.لذا در نواحی كوره ، لوله های پاس دوم ، وهمچنین محفظه احتراق هركدوم جداگانه حدود۲۰درصد سطح انتقال حرارت افزایش می یابد.این تغییر موجب می شود در این نواحی صورت گیرد كه در نهایت موجب افزایش راندمان وكاهش شوكهای حرارتی به سایر قسمتهای بویلر می شود.

۴)دو نكته مهم كه از طول بلند كوره نتیجه می شود این است كه اولا بخاطر كاهش دمای گازهای حاصل از احتراق خصوصا در سوخت گاز ، نشتی وترك در شبكه عقب بویلر ایجاد نخواهد شد وبه همین علت هزینه های گزاف ناشی از تعمیرات اساسی بویلر حذف خواهد شد.

ثانیا به دلیل افزایش حجم كوره ، شدت انتقال حرارت در كوره كم شده واین امر باعث كاهش تشكیل تركیبات اكسیدهای نیتروژن می گردد .از یك طرف چون این اكسیدها یكی از گلوگاههای طراحی این نوع تجهیزات می باشند.كاهش انها كمك شایانی به طراحان وسازندگان می كند واز طرف دیگر زیانهای وارده به محیط زیست نیز كاهش می یابد.

۵)به دلیل شكل خاص محفظه احتراق این نوع بویلر ، حركت اجباری آب داخل پوسته بویلر زیاد است كه این مزیت علاوه بر یكنواخت نمودن دمای آب در سرتاسر پوسته بویلر ، از ایجاد رسوبات وتمركز مواد شیمیایی در قسمتهایی كه سرعت آب كم ویا متوقف است جلوگیری می كند.

۶)در صورت نیاز ، تعمیر این نوع بویلر به دلیل وسعت بیشتر كوره ومحفظه برگشت شعله ، ساده تر از بویلرهای مرسوم با محفظه داخلی می باشد وآزادی عمل بیشتری به تعمیر كاران می دهد.

۷)از مزیتهای دیگر این نوع بویلر كاهش قیمت تمام شده ، در مقایسه با بویلرهای واترتیوب با همین ظرفیت است.

۸)عدم نیاز این نوع بویلر به دستگاه اسكرابر(Scrubber) در ناحیه درام ، به دلیل سطح جدایش كافی آب و بخار.

۹) با توزیع یكنواخت وكاهش تنش ناشی از انبساط لوله ها وهمچنین كوره بر تیوب پلیت های جلو وعقب ، عمر بویلر افزایش چشمگیری می یابد.

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

 

انواع دیگ های(بویلرهای) بخار مشهد بویلر انواع دیگهای(بویلرهای)روغن داغ مشهد بویلر انواع دیگ های(بویلرهای) آبگرم(آبداغ)-دیگ فولادی مشهد بویلر بخارشوی-كارواش-تجهیزات موتورخانه-روغن حرارتی-هیتر هوای گرم فیلترشنی-مبدل حرارتی-سختی گیر-موگیر و صافی-منبع كوئل دار مقاللات تخصصی بویلر(دیگ بخار)-نرم افزارهای تخصصی-استانداردهای فنی