کاربرد دیگ بخار در نیروگاه ها از اهمیت بالایی برخوردار است. نیروگاه های تولید برق را می توان به نیروگاه های آبی، گازی، خورشیدی، بادی، هسته ای و زمین گرمایی تقسیم بندی نمود. در میان این نیروگاه ها، نیروگاه های بخار چه در جهان و چه در ایران از اهمیت بالایی برخوردار است. حدود 65 درصد از انرژی الکتریسیته ایران از طریق نیروگاه های بخار تولید می شود. در نیروگاه های بخار، دیگ بخار به عنوان قلب سیستم وظیفه تولید بخار را بر عهده دارد که در ادامه به آن پرداخته می شود.

طرز کار نیروگاه بخار (کاربرد دیگ بخار در نیروگاه ها)

نحوه کارکرد نیروگاه بخار را بصورت کامل در بخش نیروگاه ها بیان نمودیم لذا در این قسمت بصورت مختصر به آن می پردازیم. در این نیروگاه ابتدا آب به داخل بویلر پمپاژ می شود. بویلر (دیگ بخار) وظیفه تبدیل آب به بخار را بر عهده دارد. لذا کوره موجود در دیگ بخار با ایجاد گاز های داغ آب پمپاژ شده در سیستم را به بخار اشباع تبدیل می نماید. جهت آشنایی با نحوه کارکرد دیگ بخار به مقاله ای با همین نام مراجعه نمایید. البته به منظور افزایش راندمان سیستم ابتدا در اکونومایزر آب به مقدار مناسبی پیش گرم می شود. اکونومایزر از یک لوله سری تشکیل شده که در مسیر گاز های داغ خروجی قرار میگیرد. از این رو گرمای که قرار است هدر رود را مجددا استفاده می کنند. پس از آن بخار اشباع تولیدی به بخش سوپر هیتر منتقل می شود.

سوپر هیتر نیز از لوله های موازی که در مسیر گاز های داغ کوره قرار دارند تشکیل شده است. پس از عبور بخار اشباع از سوپر هیتر به بخار فوق اشباع تبدیل می شود. سپس بخار فوق اشباع به توربین منتقل شده و انرژی حرارتی به انرژی مکانیکی تبدیل می شود. از چرخش پره های توربین توسط ژنراتور برق مورد نیاز تولید می شود. سپس بخار رد شده از توربین به بخش برج های خنک کن و کندانسور ها منتقل شده تا به حالت مایع تبدیل شود. آب تقطیر شده جهت انجام یک چرخه دیگر در سیستم به جریان می افتد.

تجهیزات نیروگاه بخار (کاربرد دیگ بخار در نیروگاه ها)

با توجه به توضیحاتی که در قسمت طرز کار نیروگاه ها گفتیم، می توان تجهیزات نیروگاهی را به بخش های زیر تقسیم بندی نمود.

• بویلر (دیگ بخار)
• بویلر کمکی
• ژنراتور (مولد برق)
• توربین
• سیستم خنک کننده (کندانسور و برج های خنک کننده)
• اکونومایزر
• سوپر هیتر
• ری هیتر
• فن ها
• دودکش

وظیفه بویلر در نیروگاه بخار (کاربرد دیگ بخار در نیروگاه ها)

دو نوع دیگ بخار در سیستم های نیروگاهی استفاده می شود از این رو می توان کاربرد دیگ بخار در نیروگاه را شامل این دو بخش دانست.

• دیگ بخار اصلی
• دیگ بخار کمکی

دیگ بخار اصلی

دیگ بخار اصلی وظیفه تولید بخار پر فشار و فوق اشباع را بر عهده دارد. این دیگ ها معمولا در دسته بندی انواع دیگ های بخار از نوع دیگ بخار واتر تیوب (لوله آبی) هستند. بدین صورت که آب خروجی از اکونومایزر وارد لوله های آتشخوار موجود در دیگ بخار می شود. این لوله ها در محفظه آتش (کوره) قرار دارند. گازهای خروجی از بخش های دیگر و یا مشعل موجود در دیگ بخار آب را درون لوله به بخار تبدیل می کند. از این رو می توان این دیگ ها را به دو دسته بندی دیگ های دارای درام و دیگ های یک بار گذر تقسیم بندی نمود.

در دیگ های بخار دارای درام، آب موجود در درام از درون لوله هایی که در مجاورت گاز های داغ هستند عبور کرده و باعث تبدیل شدن آن ها به بخار می شوند. در این روش سیرکولاسیون آب به دو صورت طبیعی و اجباری انجام می شود. بویلر یکبار گذر، آب را مستقیما وارد لوله می کنند و پس از طی نمودن مسیر لوله به صورت بخار از آن خارج می نمایند. لذا این دیگ ها بصورتی طراحی می شوند که آب قبل از خروج از لوله بصورت بخار در آید. در این روش سیرکولاسیون آب بصورت اجباری است.

دیگ بخار کمکی

این دیگ در زمان استارتاپ (آغاز بکار) سیستم مورد استفاده قرار می گیرند. در زمان آغاز بکار دیگ بخار اصلی نیاز به مقداری بخار دارد. این دیگ بخار وظیفه تامین نمودن بخار در هنگام شروع بکار سیستم را بر عهده دارد. همچنین این بویلر ها برای سیستم های گرمایش، تهویه، تهویه مطبوع، تصفیه خانه، گرمایش مخازن سوخت و سیستم خلا مورد استفاده قرار میگیرند.