گرماتجهیز

همانطور که می‌دانید دیگ بخاردارای تجهیزاتی کنترلی زیادی می‌باشد یکی از این تجهیزات کنترلی بسیار مهم در دیگ بخار که از خطرات پیش رو جلوگیری میکند سوپاپ اطمیناناست که در این مقاله به انواع،اجزا و کاربرد‌های این تجهیز مهم می‌پردازیم:
سوپاپ اطمینان دیگ بخاریک وسیله ایمنی بسیار مهم است که برای محافظت از دیگ بخار در برابر افزایش بیش از حد فشار طراحی شده است این سوپاپ به طور خودکار در صورت رسیدن فشار داخل دیگ به حد زیاد باز می‌شود باز می‌شود با تخلیه بخار فشار داخل دیگ را کاهش می‌دهد .همچنین باز شدن سوپاپ اطمینانمی‌تواند به عنوان یک هشدار دهنده برای اپراتور باشد که علت افزایش فشار را بررسی و رفع کند
سوپاپ اطمیناندیگ بخار ازاجزای مختلفی تشکیل شده است که هرکدام از آن‌ها وظیفه خاصی را بر عهده دارند :
1-بدنه:جزو اصلی سوپاپ اطمینانکه سایر اجزا بر روی آن یا داخل آن قرار می‌گیرد بدنه سوپاپ‌های اطمینان اکثرا از جنس فولاد ،چدن ،یا برنج ساخته می‌شود که مقاوت بالایی در برابر فشار و حرارت دارد
2-دیسک و سیت (نشیمنگاه):دیسک قطعه ایی است که بر روی سیت (نشیمنگاه )قرار می‌گیرد و با بسته شدن از خروج بخار جلوگیری میکند سیت سطحی است که دیسک بر روی آن قرار می‌گیرد و جریان بخار را مسدود می‌کند .
جنس دیسک و سیت معمولا از جنس استنلس استیل می‌باشد که مقاومت زیادی در برابر نشتی آب و خوردگی دارد
3-فنر:در سوپاپ‌های اطمینان فنر نیوی لازم برای نگه داشتن دیسک به روی سیت را فراهم می‌کند با افزایش فشار داخل دیگ فنر فشرده شده و زمانی که زور فشار دیگ از فنر بیشتر شود سوپاپ باز می‌شود
4-اهرم و وزنه:اهرم برای اعمال نیرو به دیسک و تنظیم فشار باز شدن سوپاپ کاربرد دارد و وزنه نیروی لازم برای نگه داشتن دیسک بر روی سیت را فراهم می‌کند
5-نازل :دهانه ایی است که بخار از طریق آن وارد سوپاپ می‌شود
سوپاپ‌های اطمینان دیگ بخار انواع مختلفی دارند که بر اساس عملکرد و کاربرد دسته بندی می‌شوند :
• سوپاپ اطمینانوزنه ای: این نوع سوپاپ از یک وزنه و اهرم برای تنظیم فشار باز شدن استفاده می‌کند که با افزایش فشار داخل دیگ نیرو بر اهرم وارد شده و زمانی که از نیروی وزنه بیشتر شود سوپاپ باز شده و بخار تخلیه می‌شود این نوع سوپاپ در دیگ‌های بخار با فشار پایین استفاده می‌شود.
• سوپاپ اطمینانفنری: در این نوع سوپاپ از یک فنر برای تنظیم فشار باز شدن استفاده می‌شود که با افزایش فشار فنر فشرده شده و زمانی که فشار از نیروی فنر بیشتر شود سوپاپ باز می‌شود سوپاپ‌های اطمینان فنری دقت بالاتری نسبت به نوع وزنه‌‌‌ای دارند و برای دیگ‌های بخار با فشار متوسط و بالا مناسب هستند.
• سوپاپ اطمینانتعادلی : این نوع سوپاپ برای کاهش اثرات فشار در سیستم‌های با فشار متغیر طراحی شده است
• سوپاپ اطمینانمعمولی : این نوع سوپاپ با رسیدن فشار به حد تنظیم شده به طور ناگهانی باز شده و بخار را تخلیه می‌کند
• سوپاپ اطمینانتناسبی :این نوع سوپاپ به صورت تدریجی و متناسب با افزایش فشار باز می‌شود که با افزایش اندک فشار سوپاپ کمی‌باز شده و با افزایش بیشتر فشار بیشتر باز می‌شود.
• سوپاپ اطمینانپایلوت دار: سوپاپ از یک پایلوت برای باز کردن سوپاپ اصلی استفاده می‌کند پایلوت با رسیدن فشار به حد تنظیم شده باز شده و باعث باز شدن سوپاپ اطمینان می‌شود این نوع سوپاپ برای سیستم‌های با فشار بالا و ظرفیت بالا مناسب است

مفهوم و نحوهکارکرد دیگ بخار
در دیگ بخار، گازهای داغ حاصل از احتراق سوخت از داخل لوله‌ها عبور کرده و با آب محفظه بیرونی لوله‌ها تماس پیدا می‌کنند. این فرآیند باعث انتقال حرارت از گازهای داغ به آب شده و در نتیجه بخار تولید می‌شود.

در این سیستم، سوخت (عموماً گازوئیل، گاز طبیعی یا زغال سنگ) در محفظه احتراق دیگ سوزانده می‌شود و گازهای حاصل از احتراق از طریق لوله‌های داخل دیگ عبور می‌کنند. این لوله‌ها در داخل محفظه‌ای پر از آب قرار دارند که گرمای حاصل از گازها به آب منتقل می‌شود. در نهایت، بخار تولید شده به سیستم‌های دیگر یا برای استفاده در فرآیندهای صنعتی ارسال می‌شود.

اجزای دیگ بخار

1. محفظه احتراق
- محفظه‌ای است که در آن سوخت سوزانده می‌شود و گازهای داغ تولید می‌گردند. این محفظه معمولاً به شکل افقی یا عمودی است و معمولاً از فولاد مقاوم به حرارت ساخته می‌شود.

2. لوله‌های فایر تیوب
- لوله‌های داخلی که گازهای داغ از داخل آن عبور می‌کنند. این لوله‌ها معمولاً در داخل محفظه‌ای از آب قرار دارند که حرارت گازها را جذب کرده و بخار تولید می‌شود.

3. کنترلرها و سنسورها
- برای نظارت بر دما، فشار، و سطح آب در دیگ بخار استفاده می‌شوند. این سنسورها برای جلوگیری از شرایط خطرناک مانند فشار بیش از حد و یا کمبود آب ضروری هستند.

4. مشعل
- وظیفه احتراق سوخت و تولید حرارت را دارد. مشعل‌ها می‌توانند از نوع گازی، دیزلی یا دوگانه‌سوز باشند.

5. شیرهای ایمنی
- برای جلوگیری از فشار بیش از حد و جلوگیری از بروز مشکلاتی مانند انفجار دیگ در اثر فشار زیاد استفاده می‌شوند.

6. سیستم‌های تصفیه آب
- به منظور حذف ناخالصی‌ها از آب ورودی به دیگ بخار، از سیستم‌های تصفیه استفاده می‌شود. این کار برای جلوگیری از ایجاد رسوب در لوله‌ها و آسیب به اجزای دیگ ضروری است.

7. درپوش‌ها و درب‌ها
- برای دسترسی به داخل دیگ بخار جهت تعمیرات و نظافت استفاده می‌شوند.

کاربردهای دیگ بخار

دیگ‌های بخار به دلیل طراحی ساده و مؤثر خود در بسیاری از صنایع به کار می‌روند. برخی از کاربردهای رایج این دیگ‌ها عبارتند از:

1. نیروگاه‌ها و تولید برق
- در نیروگاه‌های حرارتی برای تولید بخار و تبدیل آن به انرژی مکانیکی استفاده می‌شود.

2. صنعت غذا و نوشیدنی
- برای تأمین بخار مورد نیاز در فرآیندهای تولید، استریل کردن و پخت مواد غذایی.

3. صنعت داروسازی
- در فرآیند استریل کردن تجهیزات و مواد خام دارویی از بخار استفاده می‌شود.

4. صنایع شیمیایی و پتروشیمی
- برای تأمین حرارت و انرژی در فرآیندهای شیمیایی.

5. گرمایش ساختمان‌ها
- برای سیستم‌های گرمایش مرکزی در ساختمان‌ها و هتل‌ها.

6. صنعت نساجی
- برای فرآیندهای بخاردهی و رنگرزی در صنعت نساجی و پارچه‌بافی.

مزایا:
1. سادگی طراحی و نگهداری
- دیگ بخار فایر تیوب طراحی ساده‌ای دارد و نگهداری آن نسبت به سایر انواع دیگ‌های بخار کمتر پیچیده است.

2. کارایی بالا
- این نوع دیگ‌ها به دلیل ساختار ساده و مؤثرشان می‌توانند بخار با دمای بالا و فشار مناسب تولید کنند.

3. قیمت مناسب
- دیگ‌های بخار فایر تیوب معمولاً نسبت به دیگ‌های واتر تیوب یا سایر انواع دیگ‌های بخار ارزان‌تر هستند و مقرون به صرفه‌تر به نظر می‌رسند.

4. انعطاف‌پذیری در سوخت‌سوزی
- این دیگ‌ها می‌توانند با انواع مختلف سوخت مانند گاز، گازوئیل یا زغال‌سنگ کار کنند.

5. سرعت بالای تولید بخار
- دیگ‌های فایر تیوب می‌توانند بخار را در مدت زمان نسبتاً کوتاهی تولید کنند.

تمامی‌دیگ‌های بخار تولید شده باید زیر نظر اداره بازرسی و استاندارد ایران باشند

دیگ بخار به دلیل طراحی ساده، قابلیت اعتماد بالا، هزینه نگهداری پایین و کاربردهای گسترده در صنایع مختلف از اهمیت زیادی برخوردار است. این نوع دیگ بخار برای مصارف با فشار و ظرفیت متوسط مناسب است و می‌تواند به طور مؤثری در صنایع تولید انرژی، شیمیایی، غذایی، دارویی و سایر بخش‌ها استفاده شود. البته محدودیت‌هایی در زمینه فشار و ظرفیت دارند که در موارد خاص باید از دیگ‌های دیگر استفاده شود.

با رعایت استانداردهای طراحی و نگهداری، می‌توان به بهره‌برداری بهینه و ایمن از این دیگ‌ها دست یافت.

دیگ بخارفایرتیوب یا FIRE-TUBE BOILER نوعی دیگ بخاراست که در آن شعله و حرارت داغ شده حاصل از احتراق سوخت فسیلی مشعل از داخل لوله‌ها عبور می‌کند که توسط آب داخل محفظه دیگ دربرگرفته شده اند به این ترتیب حرارت حاصل از سوختن به آب منتقل شده و آب را به بخار تبدیل می‌کند
اجزا دیگ بخارفایرتیوب :
1. بدنه : استوانه ایی از جنس ورق فولادی سیاه که می‌تواند از نوع 17MN4 یا معادل آن ورق A516 GR70 باشد‌‌‌ای نوع ورق‌ها مقاومت بالایی در برابر خوردگی ، فشار و حرارت دارند.
2. لوله‌ها : لوله‌ها وظیفه انتقال حرارت را به داخل محفظه پر آب دیگ بخاررا دارند لوله‌های آتشخوار باید از نوع ST35.8 بدون درز باشد
3. کوره : محلی است که سوخت در آن می‌سوزند و گاز‌های داغ تولید شده در آن به لوله‌ها انتقال می‌یابد و در قسمت جلویی دیگ قرار دارد
4. محفظه احتراق : به فضایی گفته می‌شود که سوختن در آن کامل شده و گاز‌ها یکنواخت می‌شوند
5. صفحات عقب و جلو : صفحاتی دایره ایی هستند که به لوله‌ها متصل می‌شوند و دیگ را می‌بندند
6. دودکش : مسیری برای خروج گاز‌های حاصل از احتراق سوخت را به بیرون منتقل می‌کند و باید ارتفاع زیادی داشته باشد تا گاز‌ها به داخل خط تولید و کارگاه راه نیابند
7. تجهیزات و اتصالات : مانند پرشر سوئیچ ،پمپ،آبنما،مانومتر،ترمومتر ، مشعل و شیر‌های کنترلی .
نحوه عملکرد دیگ بخارفایرتیوب:
سوخت فسیلی مانند گاز،گازوئیل و یا ذغال سنگ در کوره می‌سوزد و حرارت زیادی از خود ساطع می‌کند سپس وارد محفظه احتراق می‌شود . این گاز از داخل لوله‌هایی که داخل محفظه دیگ قرار دارد عبور می‌کند که بیرون این لوله‌ها آب وجود دارد که با گرم شدن لوله آب نیز گرم می‌شود و سپس آب را به بخار تبدیل می‌کند تا در قسمت بالای دیگ جمع شود و از خروجی به سمت محل مصرف بخار هدایت شود
گازهای سرد شده نیز از طریق دودکش با ارتفاع زیاد به هوا منتقل می‌شود
مراحل ساخت دیگ بخارفایرتیوب:
1. طراحی و محاسبات :بر اساس نیاز مشتری به مقدار فشار ، ظرفیت و نوع سوخت یک طرح اولیه از دیگ بخارطراحی می‌شود که در آن ابعاد دیگ ، تعداد لوله‌ها ،طراحی کوره و سایر اجزا نمایش داده می‌شود

2. تهیه متریال ساخت:تهیه ورق‌های فولادی ، لوله‌های آتشخوار و تجهیزات کنترلی

3. ساخت بدنه دیگ بخار:تهیه ورق‌های فولادی طبق ابعاد مشخص شده در طرح برشکاری می‌شود و سپس ورق‌ها به شکل استوانه نورد شده و با بهره گیری از جوشکارانی با مدارک معتبر جوشکاری به یکدیگر متصل می‌شوند تا از عدم وجود هرگونه درز و نقض روی بدنه دیگ اطمینان حاصل شود

4. ساخت صفحات لوله و کوره :صفحات لوله با دستگاه CNC برش و سوراخ‌های لوله‌های آتشخوار را به روی آن به وجود می‌آیند . پس از مرحله جاگذاری لوله‌ها نوبت به ساخت کوره از ورق‌های فولادی مقاوم می‌شود

5. نصب اتصالات ،تجهیزات و عایق کاری بدنه: شیر‌های ورودی و خروجی آب ، شیر‌های کنترلی،خروجی بخار ،گیج‌های فشار و ... تمامی‌تجهیزات روی دیگ نصب می‌شوند و سپس بدنه دیگ بخاربا استفاده از مواد عایق حرارتی مانند پشم شیشه و پشم سنگ عایق کاری می‌شود تا از تلاف حرارت جلوگیری کند.پس از رنگ آمیزی و صدور مجوز‌های و پلاک استاندارد دیگ بخار فایر تیوبآماده بارگیری و استفاده می‌شود .
• مزایا دیگ بخارفایر تیوب :
• هزینه اولیه پایین تر
• ساخت و طراحی ساده تر
• نیاز به تخصص کم ‌تر
• تحمل نوسانات بار
• فضای کم‌ تر
• مناسب برای ظرفیت ‌های پایین و متوسط