دیگ بخار چیست و چه کاربردی دارد؟
دیگ بخار یا بویلر (Boiler) دستگاهی است که در آن آب با استفاده از حرارت ناشی از احتراق سوخت یا انرژی هسته‌ای به بخار تبدیل می‌شود. این بخار سپس برای کاربردهای مختلف صنعتی، حرارتی، مکانیکی و الکتریکی استفاده می‌شود. دیگ بخار از اجزای اصلی نیروگاه‌های بخار، حرارت و ترکیبی است. در این مقاله به معرفی اجزای و عملکرد دیگ بخار، انواع و مزایای دیگ بخار و روش‌های بهینه سازی آن برای سئو می پردازیم.
اجزای و عملکرد دیگ بخار
دیگ بخار از سه بخش اصلی تشکیل شده است: سیستم آب تغذیه، سیستم بخار و سیستم سوخت. شکل زیر نمای کلی از چگونگی قرار گیری این بخش‌ها را نشان می‌دهد.سیستم آب تغذیه: این سیستم آب مورد نظر را به داخل دیگ بخار هدایت می‌کند تا با دریافت حرارت به بخار تبدیل شود. این سیستم شامل قطعات زیر است:
- Feedwater Heater: این قطعه با استفاده از حرارت بازگشت داده شده از توربین چرخان، آب را پس از عبور از کندانسور گرم می‌کند تا راندمان دستگاه را افزایش دهد.
- Deaerator: این قطعه با حذف هوا و گازهای محلول در آب، خوردگی لوله‌ها و قطعات را کاهش می‌دهد.
- Feed Pump: این قطعه با فشار دادن آب، آن را به داخل دستگاه هدایت می‌کند.
- Economizer: این قطعه با استفاده از حرارت گاز خروجی دستگاه، آب را قبل از ورود به دستگاه گرم می‌کند تا مصرف سوخت را کم کند.
سيستم بخار: اين سيستم با دريافت حرارت، آب را به بخار تبديل كرده و آن را به كاربردهاي خود هدايت مي كند. اين سيستم شامل قطعات زير است:
- Furnace: اين قطعه جائي است كه فرآيند احتراق سوخت صورت مي گيرد و حرارت توليدي به لوله ها منتقل مي شود.
- Superheater: اين قطعه با استفاده از حرارت گذشت كننده، درجه حرارت و فشار بخار را به حالت فوق حرج (Superheated) مي رساند.
- Turbine: اين قطعه با دريافت جريان فشرده ي بخار، حالت دوراني پيدا كرده و توربين را چرخانده و نيروي الكتريكي توليد مي كند.
- Condenser: اين قطعه با خنك كردن جريان خروجي توربين، بخار را به آب تغديه تبديل كرده و به سيستم آب تغديه باز مي گرداند.
انواع و مزایای دیگ بخار
دیگ‌های بخار را می‌توان بر اساس نوع و سطح تماس سیالات، جهت جریان سیالات، مکانیسم انتقال حرارت و ساختار مکانیکی دسته‌بندی کرد. در اینجا به برخی از رایج‌ترین انواع دیگ‌های بخار اشاره می‌کنیم:
دیگ بخار لوله‌ای
این نوع دیگ بخار از دو لوله گسترده تشکیل شده است که یک لوله کوچک در داخل لوله بزرگ قرار گرفته است. سطح جامد جداسازنده دو سطح، لولۀ داخلي است
دیگ بخار صفحه‌ای
این نوع دیگ بخار از تعداد زیادی صفحات فلزی تشکیل شده است که با فواصل منظم به هم چسبیده‌اند. هر صفحه دارای چندین لوله است که به صورت چروکیده شده‌اند تا سطح تماس با سیال را افزایش دهند. سیالات با جابجایی عمود بر صفحات، در لوله‌های مجاور به هم عبور می‌کنند و حرارت را به هم منتقل می‌کنند. این نوع دیگ بخار دارای راندمان بالا، جابجایی حرارت قابل تنظیم، نصب آسان و تعمیرپذیر بودن است.
دیگ بخار تماس مستقیم
این نوع دیگ بخار، سیال سرد و گرم را به صورت مستقیم تماس حاصل می‌کند (بدون وجود دیواره جداساز) و تبادل انرژی یا حرارت را انجام می‌دهد. در دیگ تماس مستقیم، جریان‌ها، دو مایع غیر قابل اختلاط یا یک گاز و یک مایع هستند. این دستگاه‌ها معمولا دارای راندمان حرارتی بالاتر هستند. نمونه‌ای از این دستگاه‌ها، برج‌های خنک کن، کولر‌های آبی و گرم کن‌های Open Feed Water Heater هستند که در نیروگاه‌ها مشاهده می‌شوند.