دیگ بخار را شاید بتوان اصلی ترین یا همان قلب تپنده در صنعت دانست. در واقع می توان گفت هر کارخانه و پالایشگاه و یا هر بخش صنعتی که در حال کار است، به بویلر ها وابستگی دارد. دلیل اصلی این امر را می توان به ضرورت بخار و کاربرد ها آن در صنعت مرتبط دانست. با توجه به اهمیت بالای بویلر ها در این مقاله سعی نموده ایم که یک تعریف جامع و دقیق از دیگ بخار ارائه داده و سپس به اهمیت و کاربرد بخار و بویلر ها می پردازیم و در نهایت دسته بندی، مزایا و معایب و همچنین اجزای تشکیل دهنده دیگ بخار را به صورت مفصل بررسی می نماییم.

دیگ بخار چیست؟

دیگ بخار (steam boiler) به هر گونه وسیله ای که با استفاده از انرژی گرمایی بتوناد آب را از حالت مایع به بخار تبدیل کند گفته می شود. این تعریف بسیار کلی بوده و شاید مناسب دیگ های موجود در صنعت نباشد.

از این رو پیش از تعریف دقیق دیگ بخار به بررسی چند مورد می پردازیم. به این دیگ ها با توجه به این که اقدام به جوش آوردن آب و تبخیر آن می کنند در انگلیسی Boiler گفته می شود که معادل جوشاننده در فارسی است. از این رو در زیان فارسی نیز واژه بویلر به همین صورت به کار می رود.

شاید بتوان تعریف اصلی دیگ بخار را به صورت این صورت تعریف نمود. بویلر ها دستگاه هایی هستند که با بازدهی بالا و همچنین ایمن بتوانند آب را با استفاده از انرژی گرمایی حاصل از اشتعال، از حالت مایع به بخار تبدیل نماید. از این رو خیلی از دستگاه های تولید بخار را به دلیل نداشتن این پارامتر ها می توان از دسته بندی بویلر ها جدا نمود.

حال که با مفهوم بویلر آشنا شدیم شاید این سوال پیش بیاید که چرا از بخار در صنایع به منظور انتقال انرژی گرمایی استفاده می شود. برای پاسخ دادن به این سوال ابتدا باید با مفهوم بخار، اهمیت، کاربرد و خصوصیات فیزیکی آن آشنا شوید. از این رو در بخش بعدی به بررسی این موارد می پردازیم.

بخار در صنعت چه اهمیتی دارد؟

بخار به حالت سوم از حالت فیزیکی آب گفته می شود. در این حالت مولکول های آب به صورت آزادانه و با فاصله از همدیگر می توانند حرکت نمایند. ما در مقاله ای جدا به صورت کامل به تعریف بخار، خصوصیات آن پرداخته ایم که می توانید در مقاله بخار آن را مطالعه نمایید.

در حالت کلی به منظور تغییر حالت آب از مایع به بخار به انرژی بسیار زیادی نیاز داریم. این انرژی را انرژی نهان تبخیر می نامند. به دلیل جذب بسیار بالای انرژی در این حالت، بخار دارای انرژی بسیار زیادی می شود از این رو می تواند آن انرژی را با خود حمل نموده و به اجسام دیگر انتقال دهد. از این رو می توان گفت یکی از اهمیت های اصلی بخار در صنایع انتقال حرارت با استفاده از انرژی بالای آن ها می باشد.

از سوی دیگر در بعضی موارد از بخار به منظور یک ماده اولیه، تغلیظ یا رقیق کننده و … استفاده می شود. این حالت یکی از موارد استفاده مستقیم از بخار می باشد. از این نوع از بخار معمولا در صنایع غذایی و لبنیاتی به وفور استفاده می شود که به منظور تامین این سب باید از بخار تمیز استفاده نمود.

در حالت کلی می توان گفت با توجه به انرژی بالا موجود در بخار، قابلیت جابجایی، تمیز بودن و همچنین کنترل فرآیند های عملیاتی، بخار یکی از گزینه های مناسب و اولیه در صنایع مختلف می باشد. همچنین با توجه به فراوانی آب به عنوان ماده اولیه، بخار به محبوب ترین و در دسترس ترین وسیله انتقال انرژی تبدیل شده است.

انواع بویلر

دیگ بخار را می توان در دسته بندی های مختلفی تقسیم بندی نمود. این دسته بندی ها می تواند بر اساس شکل ظاهری، جهت گیری، متریال سازنده و همچنین نحوه عملکرد بویلر ها باشد. ما در مقاله ای جدا به دسته بندی انواع دیگ بخار پرداخته ایم. از این رو در این بخش به توضیح مختصر در مورد مهم ترین دسته بندی که بر اساس نحوه عملکرد و عبور گاز های داغ است می پردازیم. در این حالت دسته بندی بویلر ها به دو صورت فایر تیوب و واتر تیوب می باشد.

دیگ بخار فایر تیوب

بویلر فایرتیوب یا همان لوله آتش به بویلر هایی اتلاق می شود که در آن گاز های داغ حاصل از مشعل، از درون لوله های آتشخوار عبور کرده و آب درون درام اصلی قرار میگیرد. در این حالت بسته به تعداد پاس های عبوری، گاز داغ درون لوله ها حرکت می کند و انرژی خود را به آب انتقال می دهد. در نهایت نیز گاز داغ از دودکش موجود در انتهای مسیر خارج می شود.

این نوع از بویلر ها به دلیل سادگی در عملیات و همچنین هزینه مقرون به صرفه ای که دارند معمولا در صنایع کوچک، انواع کارخانه های تولیدی مورد استفاده قرار میگیرند. هر چند در این حالت میزان بخار دهی، فشار و همچنین زمان رسیدن به بخار نسبت به بویلر های واتر تیوب دارای محدودیت هایی می باشد.

بویلر واتر تیوب

دیگ بخار واتر تیوب بر خلاف بویلر های فایرتیوب، آب از درون لوله ها عبور می کند. آب عبوری را با استفاده از گاز های داغ حاصل از مشعل گرم می کنند و سپس تبدیل به بخار می کنند. این بویلر ها از دو درام یکی در پایین به منظور تامین آب و دیگر در بالا که نگه دارنده بخار می باشد استفاده می شود. در این بویلر ها آب به سرعت تبدیل به بخار و قابل بهره برداری است.

همچنین از این بویلر ها می توان در فشار و دمای بالا و همچنین حجم بالای بخار استفاده نمود. از این رو در صنایع بزرگ مانند پالایشگاه ها، نیروگاه برق و از این دست موارد بیشتر استفاده می شود. از معایب این بویلر ها می توان به اپراتوری پیچیده و همچنین هزینه بالای آن ها اشاره نمود. برای استفاده از این دستگاه ها باید از اپراتور های با تجربه و یا افرادی که دوره های خاص تعمیر و نگه داری دیگ بخار گذرانده اند استفاده نمود.

کاربرد بویلر ها در صنعت

بویلر ها می توانند بر اساس نوع دسته بندی که دارند در بخش های گوناگونی استفاده شوند. معمولا در صنایع بزرگ مانند نیروگاه ها (کاربرد دیگ بخار در نیروگاه)، پتروشیمی و یا پالایشگاه ها که نیاز به میزان بخار با حجم بالا و فشار بالا دارند از دیگ بخار واتر تیوب استفاده می شود. از سوی دیگر در صنایع کوچک مانند صنایع غذایی (کاربرد دیگ بخار در صنایع غذایی)، تولید قارچ، لبنیات، لاستیک، تولید قیر، نساجی و رنگرزی نیز از این بویلر ها استفاده می شود.

در بعضی موارد نیز از این بویلر ها علاوه بر خاصیت انتقال حرارت، از بخار مستفیم به عنوان بخشی از عملیات استفاده می شود. این بخار می تواند در بیمارستان ها به منظور استرلیزه کردن، صنایع غذایی و لبنی به عنوان یک ماده اولیه و یا در صنایع چوب سازی جهت حرارت دهی مستقیم و ساخت ترموود استفاده نمود.

مزایا دیگ بخار

دیگ های بخار دارای مزایای بیشماری در صنایع می باشند. از مهم ترین مزیت های آن ها می توان به تمیزی، سهولت در استفاده، امکان افزایش فشار و تولید حجم نامحدود اشاره نمود. همچنین با توجه به دسترسی بالای آب، ارزان بودن و همچنین فراوانی آن به راحتی توسط صنایع قابل تامین بوده و می توانند از بدون نگرانی از تامین آب برای تولید بخار از این دستگاه ها استفاده نمایند.

معایب بویلر ها

مانند هر دستگاه دیگر در کنار مزایای بیشمار این دیگ ها، آن ها با محدودیت هایی نیز مواجه هستند. از مهم ترین معایب دیگ بخار می توان فشار بالای آن ها اشاره نمود. تعداد بیشماری گزارش در زمینه انفجار دیگ بخار وجود دارد که به دلیل سهل انگاری، عدم رعایت موارد ایمنی و استاندارد ممکن است مشکلاتی بوجود آید. هر چند با انجام تست های به موقع و رعایت موارد ایمنی و همچنین خرید دیگ بخار از شرکت های معتبر این احتمال می تواند به صفر درصد تقلیل یابد.

از دیگر معایب آن ها انتقال پذیری سخت بخار می باشد. در خط های طولانی بخار امکان کندانس شدن و تبدیل بخار به مایع وجود دارد که در این حالت حرکت بخار در این خطوط با مشکل مواجه می شود. از این رو در این موارد باید طراحی دیگ بخار خاص و عایق بندی های ویژه صورت گیرد تا از مشکلات حاصل از کندانس زود و هنگام جلوگیری شود. همچنین با این روش می توان مدیریت انرژی در دیگ بخار را به نحوه احسنت اعمال نمود.

در مواردی که از بویلر واترتیوب استفاده شود، پیچیدگی استفاده از آن ها و همچنین قیمت بالا از دیگر معایب این سبک از دیگ بخار می باشد. برای بویلر های فایرتیوب نیز محدودیت در تولید بخار و فشار از جمله معایب آن ها می باشد.

فرق دیگ بخار و دیگ روغن داغ چیست؟

با توجه به نام هر دو دستگاه، تفاوت عمده آن ها در سیال مورد استفاده می باشد. در دیگ روغن داغ، روغ در سیستم گردش می کند و انتقال حرارت صورت می گیرد. این حالت نیز مانند بویلر بخار امکان انتقال حرارت بر اساس نیاز را فراهم می کند. هر چند در دیگ روغن داغ، به دلیل استفاده از سیال روغنی امکان ایجاد کثیفی در سیستم وجود دارد در صورتی که در سیستم بخار این مشکلات وجود ندارد. از سوی دیگر در دیگ روغن داغ، انتقال پذیری با استفاده از پمپ و با کنترل صورت میگیرد و به دلیل عدم وجود فشار بالا، خطرات سیستم کاهش می یابد.

اجزای دیگ بخار

اجزای تشکیل دهنده دیگ بخار می تواند بر اساس نوع آن متفاوت باشد. در ادامه اجزای بویلر فایرتیوب به صورت کامل برای شما بررسی نمودیم. به منظور آشنایی با هریک از این بخش ها به مقاله اجزای دیگ بخار مراجعه نمایید.

بخش های مختلف دیگ بخار پدیده صنعت بخار به شرح زیر است:

• مشعل بکوارد (Backward burner)
• درب جلو (Front Door)
• بدنه استیل (Steel Cover)
• نشانگر سطح (Level Indicator)
• کنترل کننده سطح (Level Control)
• شیر تغذیه (Feed Valve)
• پمپ تعذیه (Feed Pump)
• دریچه بازدید (Inspection Hole)
• شیر تخلیه (Drain Valve)
• تابلو برق (Control Panel)
• درب عقب(Rear Door)
• اگزوز خروجی (Exhaust)
• شیر اطمینان(Safety Valve)
• شیر بخار (Steam Valve)
• دریچه منهول (Manhole)
• پایه و نردبان (Skid Row)
• کوره کاروگیت (Corrugated Furnace)
• مانومتر (Pressure Gauge)
• سوئیچ فشار (Pressure Switch)

کلام آخر

دیگ های بخار یکی از بخش های اصلی و مهم در صنایع می باشد. استفاده از بخار به منظور تامین انرژی کمک می کند که بویلر ها همواره به عنوان قلب هر مجموعه عمل نمایند. به دلیل همین اهمیت و کاربرد بویلر ها، انواع گوناگونی از آن ها وجود دارد. نکته حائز اهمیت در زمینه بویلر ها، ایمنی و کیفیت ساخت آن ها می باشد که خریداران باید به استاندارد های موجود در این زمینه توجه نمایند. در این میان شرکت پدیده صنعت بخار سازنده انواع دیگ بخار این افتخار را دارد که بویلر های با کیفیت، ایمن و با استاندارد های روز دنیا را به شما عرضه نماید. برای آشنایی با انواع بویلر های ما می تواند به صفحه محصولات شرکت پدیده صنعت بخار مراجعه نمایید. با ما بهترین ها را تجربه کنید.