انواع دیگ بخار

دیگ بخار اصولاً به مخزن تحت فشار بسته ای گفته می شود که در داخل آن سیال آب برای تغییر فاز و جذب انرژی و استفاده در خارج از آن مخزن، حرارت می بیند. در عمل این حرارت توسط احتراق سوخت های فسیلی (جامد، مایع، گاز) یا توسط انرژی هسته ای یا برق تولید می شود. در ادامه به بررسی تکنولوژِی انواع دیگ بخار می پردازیم.

دسته بندی انواع دیگ بخار:

دسته اول: دیگ های بخار پرفشار (High Pressure Steam Boiler)

این بویلر ها طوری ساخته می شوند که بخار آب را در فشار های بالاتر از ۱۵psig تولید نماید. در پایین تر از فشار مذکور دیگ در گروه دیگ های بخار کم فشار قرار می گیرد.

دیگ های کوچک پرفشار در گروه دیگ های کوچک قرار می گیرند. لذا مطابق بخش یک آیین نامه دیگ و مخازن تحت فشار مربوط به انجمن آمریکایی مهندسین مکانیک یا به طور اختصار ASME، دیگ پرفشار کوچک به دیگ پر فشاری اطلاق می گردد که از محدوده های زیر خارج نشود :

۱-قطر داخلی پوسته ۱۶ اینچ , حجم کلی بدون روکش و عایقکاری ۳۵ فوت, و فشار ۱۰۰psig

چنانچه دیگ از هریک از محدوه های مذکور تجاوز نماید، به آن دیگ بخار نیرو گاهی یا قدرت می گویند.

مقرارت مربوط به جوشکاری در اینگونه دیگ های کوچک به سختی دیگ های بزرگ نیست.

دیگ های بخار نیروگاهی یا پر قدرت چیست؟

این نوع از بویلرهای بخار، یک دیگ بخار آب یا بخار می باشد که در بالاتر از فشار ۱۵psig کارکرده و ابعادش از ابعاد دیگ بخار نوع کوچک تجاوز نماید.

دسته دوم: دیگ های بخار بازیافت حرارتی (De Heat Recovery Steam Boiler)

استفاده از حرارت مازاد در سیستم های حرارتی بزرگ و تولید بخار از قدیم مورد توجه طراحان بویلر و دیگ بخار بوده است

بکارگیری و بازیافت حرارتی در خیلی از فرآیند های حرارتی صنعتی از قبیل : گازهای داغ ناشی از کوره بلند کارخانه ذوب آهن ، یا محصولات ناشی از احتراق خروجی از یک توربین گازی، یا محصولات فرعی یک فرآیند صنعتی، همه از مواردی می باشند که مورد توجه می باشند.

لذا در این سیستم دیگ بخار ،حرارت مازاد از روی مبدل های حرارتی مخصوص یا سطوح تبادل کننده گرما ، عبور نموده و آبگرم یا بخار آب تولید می گردد. برای ساخت این نوع دیگ های بخار ، همان مقررات ساخت آیین نامه ASME استفاده شده برای دیگ های آتشی بکار برده می شوند.

قطعات کمکی و ایمنی مربوط به این دیگ ها بطور معمول مطابق آیین قطعات در دیگ های بخار دیگر می باشند.

دسته سوم: دیگ های بخار یکپارچه

این سری از بویلر های بخار به دیگ هایی گفته می شود که بطور کامل در کارخانه ساخته و سوار شده باشد.

این دیگ و بویلر های بخار دارای انواع لوله آبی (Water Tube Steam Boiler)و لوله دودی (Fire Tube Steam Boiler) می باشد که در آنها دستگاه های احتراق یا مشعل، تجهیزات کنترل و ایمنی را بطورکامل به همراه خود دارد.

دیگ های فولادی بخار می توانند از نوع پرفشار یا کم فشار باشند و امروزه بطور معمول از ساختمان جوشی برخوردار هستند.

این دیگ ها به گروه های زیر تقسیم می شوند:

۱- دیگ بخار لوله دودی:

که در آنها محصولات احتراق از داخل لوله ها عبور می کنند در حالیکه آب پیرامون لوله ها را دربر می گیرد.

۲- دیگ بخار لوله آبی :

که در آنها آب از داخل لوله ها و محصولات احتراق از اطراف آنها عبور خواهد کرد.

دیگ های بخار طرح لوله دودی بطور معمول تا ظرفیت ۷۰۰۰۰lb/hr و تا فشار ۳۰۰psig ساخته می شوند.

در شرایط بالاتر از این حدود، دیگ های لوله آبی مورد استفاده قرار می گیرند. دیگ های لوله دودی به دیگ های پوسته ای(Shell Steam Boiler)نیز معروفند.

در اینجا، آب و بخار آب درون پوسته محبوس می باشند. این نوع دیگ حجم بخاری را که دیگ می تواند تولید نماید محدود می کند. در رابطه با فشار پوسته های بزرگ، ضخامت بسیار زیادی را احتیاج خواهد داشت و این موضوع ساخت آنها را گران می نماید.

لازم بذکر است که دیگ بخاری که در کارخانه ساخته شده و سوار می شود نسبت به دیگ مشابه ای که دارای همان ظرفیت بخاردهی بوده و در خارج از کارخانه و در محل بهره برداری، نصب و سوار می شود، ارزانتر است.

همچنین گرچه دیگ بخار ساخته و سوار شده در کارخانه به طور معمول حاضر و آماده تحویل نمی باشد، ولی نسبت به دیگی که در محل بهره برداری ساخته و سوار می شود دارای زمان ساخت و تحویل کمتری است.

دسته سوم : دیگ های بخار سوپر هیت یا فوق بحرانی

این نوع از بویلر های بخار، به دیگی اطلاق می شود که در فشاری بالاتر از فشار بحرانی یعنی ۳۲۰۶٫۲psig و دمای اشباع ۷۰۵٫۴۰F کار کند.

بخار آب و خود آب دارای فشار بحرانی ۳۲۰۶٫۲psig می باشند. در این فشار، بخار آب، دارای جرم ویژه یکسانی هستند و به معنای این است که بخار، تا حد آب فشرده شده است.

هنگامی که این مخلوط در بالاتر از دمای اشباع ۷۰۵٫۴۰F دما ببیند، بخار خشک فوق داغ تولید شده که برای کار در فشارهای بالا مناسب می باشد لذا این بخار خشک به ویژه برای به حرکت در آوردن مولدهای توربینی مناسب است.