بویلر بخار
دیگ بخار محفظه ای است که در درون آن آب ، به کمک یک منبع گرمایی به بخار تولید می شود. اولین دیگ های بخار متشکل از پوسته ای ساده با یک لوله تغذیه و یک خروجی بخار بود که روی آن با آجر پوشیده می شد، سوخت در داخل پوشش دیگ سوزانده می شد و گرمای آزاد شده از روی سطح پایینی پوسته که شبیه کتری بود عبور داده می شد.
تحقیقات صورت گرفته نشان داد که گرم کردن یک منبع بزرگ آب بازده کمی دارد. پس این بار محصولات داغ احتراق را از میان لوله هایی که در پوسته دیگ بخار قرار داشتند و آب آنها را احاطه کرده بود عبور دادند که نه تنها سطح تماس آب با گرما را افزایش داد، بلکه کمک کرد تا تشکیل بخار از آب توزیع یکنواخت تری پیدا کند. سپس دیگ هایی طراحی شد که در آنها آب از درون لوله ها و آتش از بیرون آنها عبور می کرد. هر چه تعداد این لوله ها بیشتر و اندازه آنها کوچکتر می بود بازده بیشتری داشتند.
اجزای تشکیل دهنده دیگ بخار :
یک دیگ بخار در حالت کلی دارای پوسته یا بدنه یا شل ، کوره اصلی و فرعی و لوله های پاس های حرارتی و اجزا و اتصالات دیگر می باشد.
انواع دیگ بخار :
دیگ های بخار اصولاً در سه نوع واترتیوب و فایرتیوب و طرح ترکیبی ساخته می شوند. انواع دیگ بخار واترتیوب یا لوله آبی اکثراً در صنایع تامین نیرو مانند نیروگاه های تولید برق مورد استفاده قرار می گیرد و دیگ های بخار لوله آتشین یا فایرتیوب در صنایعی که بیشتر نیاز به تولید بخار اشباع دارند مانند صنایع غذایی مورد استفاده قرار می گیرند.
ساختمان بدنه دیگ بخار :
بدنه خارجی دیگ بخار
کوره و اتاقک احتراق
لوله ها
تمیزکاری و کنترل دیگ
نصب دستگاه های خارجی دیگ بخار
اجزا دیگ های بخار :
کنترل مدوله فشار
تنظیم دستگاه کنترل فشار
کلید حد فشار
قراردادن حد فشار در اندیکاتور اصلی
کنترل سطح آب دیگ بخار
کنترل کننده پمپ تغذیه و نخستین مرحله کمبود سطح آب و اعلام خطر
کنترل مدوله سطح آب
محفظه شناور
شیر کنترل مدوله
جعبه کنترل
بالا آمدن سطح آب در داخل دیگ (کاهش نسبت تبخیر)
پائین آمدن سطح آب در داخل دیگ بخار ( افزایش نسبت تبخیر)
کنترل کننده دوتائی سطح آب
کنترل کننده سطح آب خیلی کم
دیگ بخار استاندارد
به طور کلی دیگ بخار استاندارد به دیگ بخاری گفته می شود که تحت نظارت مستقیم موسسه استاندارد ایران و یکی از شرکت های بازرسی مورد تایید سازمان استاندارد و از همه مهمتر توسط یکی از تولید کنندگان دارای پروانه که صلاحیت فنی آنها توسط سازمان استاندارد مورد تایید قرار گرفته است تولید گردد.
اتصالات بویلر بخار :
آب مورد نیاز دیگ بخار بوسیله پمپ تغذیه تأمین می شود. آب ورودی بویلر بخار از طریق شیر تغذیه عبور می کند. موقعیکه سطح آب به حد نرمال یعنی نزدیک به وسط آب نمای شیشه ای رسید، پمپ تغذیه بوسیله کنترل کننده دو حالته متوقف می شود. و بالعکس وقتیکه سطح آب از حد نرمال پائین تر رفت، کلید کنترل استارت پمپ را جهت جبران کمبود آب و رساندن آن به حد نرمال روشن می کند.
فشار بخار بویلر را، کنترل کننده مدوله فشار اندازه گیری می کند. ازدیاد فشار باعث تحریک پتانسیومتر شده و دریچه بطور خودکار از طریق مدلیشن موتور سوخت و هوای مشعل را کم می کند. و آن را از حالت زیاد به حالت کم تبدیل می نماید و در صورت کمبود مصرف بخار مشعل را خاموش می سازد. چنانچه مقدار بخار کمتری مورد نیاز باشد مشعل خاموش می شود. وقتی فشار بخار به حداقل خود رسید، کنترل کننده پتانسیومتری فشار، مجددا مشعل را روشن می نماید.
چنانچه به علتی کنترل کننده پتانسیومتری فشار عمل نکند یا خراب شده باشد، فشار در داخل دیگ بالا رفته تا به حد طراحی برسد .در این موقع شیر اطمینان بویلر عمل کرده و بخار اضافی دیگ را تخلیه نموده و فشار بخار را به حد مجاز می رساند و با این عمل از خطرات فشار اضافی درون دیگ جلوگیری می شود.لرزش ها فشار درون بویلر از شیر بخار و دستگاههای کنترل کننده فشار به عقربه مانومتر منتقل می شود.
چنانچه به علتی آب تغذیه به دیگ نرسد و سطح آب دیگ از حد معمول پائین تر باشد. تخلیه دو حالته ضمن خاموش کردن مشعل، زنگ مشعل و چراغ اعلام خطر سطح آب کم است را روشن می کند. و فقط در صورت رسیدن آب به حد نرمال چراغ سطح آب کم است خاموش می شود و مشعل بطور اتوماتیک شروع به کار می نماید.
در صورت ادامه نزول سطح آب و رسیدن آن به زیر سطح نرمال زنگ و چراغ سطح آب خیلی کم است شروع به کار کرده و مشعل را خاموش می سازد. تا زمانیکه آب به سطح نرمال برسد مشعل شروع به کار نخواهد کرد. فقط با استفاده از کلید دستی می توان مشعل را مجددا روشن کرد. با باز کردن شیر تخلیه آب می توان با خارج کردن آب دیگ مقداری از غلظت نمک های موجود کاست. شیر هواگیری جهت تخلیه هوای دیگ زمان پر کردن با آب و نیز جهت تخلیه خلع موجود در موقع خاموش نمودن دیگ به کار می رود. وقتی دیگ در حال کاری است، این شیر باید بسته باشد.
جهت تامین آب مورد نیاز جهت آزمایش کیفیت آب دیگ از شیر کنترل املاح آب یا شیر نمونه برداری استفاده می شود. صافی ورودی آب برروی لوله مکنده پمپ تغذیه نصب می گردد. در دیگ هایی که در زمان های مشخصی کار می کنند می توان با نصب کلید نگهدارنده شعله، مشعل را تا رسیدن به فشار لازم در روی شعله کم نگهداری نمود. در صورت افت سریع فشار دیگ می توان یک عدد شیر ضد مکش در لوله پمپ تغذیه نصب کرده یا این عمل از پر شدن بیش از حد دیگ در اثر اختلاف سطح مخزن تغذیه (که در ارتفاع بالاتری قرار دارد) جلوگیری نمود. فشار پمپ تغذیه بایستی بیش از فشار ضد مکش باشد. در غیر این صورت بایستی از پمپ بزرگتر استفاده شود.
اجزا کمکی بویلر های بخار :
کنترل مدوله سطح آب : این کنترل کننده جهت جبران کمبود سطح آب متناسب با بخار تولیدی طراحی شده است و بر حسب بار حرارتی موجود کمبود سطح آب بویلر بخار را برطرف می کند. کنترل کننده سطح آب از سه قسمت زیر تشکیل شده است.
شناور : که در روی سطح آب دیگ در سطح بخاری مورد نیاز نصب می شود.
شیر کنترل مدوله: یک عدد شیر کنترل مدوله آب تغذیه در مدار آب تغذیه جهت رفع کمبود آب دیگ نصب می گردد.
جعبه کنترل: یک عدد جعبه کنترل در روی بدنه سطح منبع نصب شده است.
محفظه شناور : محفظه شناور شامل یک شناور و میله آهنی محرک است. میله محرک درون لوله ضدزنگ بطور آزاد در سمت بالا و پائین حول کوئیل حرکت می کند. حساسیت القائی کوئیل با حرکت میله فلوتر باعث جبران کمبود سطح آب دیگ می گردد.
شیر کنترل مدوله : شیر مدوله با یک محرک و کوئیل حساس نصب شده است. ضریب القائی حساسیت کوئیل بوسیله حرکت هرزگرد شیر کنترل مدوله تغییر می کند. جریان آب تغذیه ورودی به دیگ بخار بوسیله سرپوش پیستون گازی شیر مدوله کنترل می شود. که بوسیله دو عدد شیر برقی نصب شده در شیر مدوله تحریک می گردد.
شیر برقی ورودی آب را در خط تغذیه می پذیرد و سپس در سیلندر فشرده و پیستون کاهش دهنده شیر مدوله را باز می کند. شیر برقی تخلیه آب را از سیلندر پیستون آزاد کرده (یک کمک فنر موجود ) باز شدن شیر مدوله را افزایش می دهد. شیر مدوله وقتیکه هر دو شیر برقی بسته باشند به طریق هیدرولیکی بسته می شود. جعبه کنترل جعبه کنترل شامل یک مدار چاپی و بلوک ترمینال ها ورودی وسایل زیر می باشد.
شیر های برقی.
کوئل های حساس.
اولین آلارم کمبود سطح آب.
اتصالات قطع مشعل به علت کمبود سطح آب
جعبه کنترل اعمال مختلف در تعادل بین کوئل القائی و شیر کوئل و نیز سیگنال جای متناسب جهت باز شدن شیر را انجام می دهد.
بالا آمدن سطح آب در داخل دیگ ( کاهش نسبت تبخیر ) : با بالا آمدن فلوتر تحریک کننده میله فلوتر ضریب القائی کوئل را عوض می کند. جعبه کنترل تعویض ضریب القائی را حس کرده و شیر برقی ورودی راباز می کند (شیر برقی تخلیه به حالت بسته باقی می ماند). سپس شیر برقی ورودی فشار پمپ تغذیه را سری پیستون باز کرده و سرپوش شیر مدوله را به طرف پائین می راند و با این عمل آب ورودی دیگ کم می شود. بسته شدن شیر مدوله تا تساوی ضریب القائی کوئیل با ضریب القائی کوئیل ادامه پیدا می کند. جعبه کنترل، شیر برقی ورودی را بسته و قفل شیر مدوله را در حالت جدید می بندد یا با بالا رفتن سطح آب اعمال فوق تکرار می شود. شیر مدوله با کمترین توقف به نسبت بخار تبخیر شده باز می شود.
بویلر بخار
دیگ بخار محفظه ای است که در درون آن آب ، به کمک یک منبع گرمایی به بخار تولید می شود. اولین دیگ های بخار متشکل از پوسته ای ساده با یک لوله تغذیه و یک خروجی بخار بود که روی آن با آجر پوشیده می شد، سوخت در داخل پوشش دیگ سوزانده می شد و گرمای آزاد شده از روی سطح پایینی پوسته که شبیه کتری بود عبور داده می شد.
تحقیقات صورت گرفته نشان داد که گرم کردن یک منبع بزرگ آب بازده کمی دارد. پس این بار محصولات داغ احتراق را از میان لوله هایی که در پوسته دیگ بخار قرار داشتند و آب آنها را احاطه کرده بود عبور دادند که نه تنها سطح تماس آب با گرما را افزایش داد، بلکه کمک کرد تا تشکیل بخار از آب توزیع یکنواخت تری پیدا کند. سپس دیگ هایی طراحی شد که در آنها آب از درون لوله ها و آتش از بیرون آنها عبور می کرد. هر چه تعداد این لوله ها بیشتر و اندازه آنها کوچکتر می بود بازده بیشتری داشتند.
اجزای تشکیل دهنده دیگ بخار :
یک دیگ بخار در حالت کلی دارای پوسته یا بدنه یا شل ، کوره اصلی و فرعی و لوله های پاس های حرارتی و اجزا و اتصالات دیگر می باشد.
انواع دیگ بخار :
دیگ های بخار اصولاً در سه نوع واترتیوب و فایرتیوب و طرح ترکیبی ساخته می شوند. انواع دیگ بخار واترتیوب یا لوله آبی اکثراً در صنایع تامین نیرو مانند نیروگاه های تولید برق مورد استفاده قرار می گیرد و دیگ های بخار لوله آتشین یا فایرتیوب در صنایعی که بیشتر نیاز به تولید بخار اشباع دارند مانند صنایع غذایی مورد استفاده قرار می گیرند.
ساختمان بدنه دیگ بخار :
بدنه خارجی دیگ بخار
کوره و اتاقک احتراق
لوله ها
تمیزکاری و کنترل دیگ
نصب دستگاه های خارجی دیگ بخار
اجزا دیگ های بخار :
کنترل مدوله فشار
تنظیم دستگاه کنترل فشار
کلید حد فشار
قراردادن حد فشار در اندیکاتور اصلی
کنترل سطح آب دیگ بخار
کنترل کننده پمپ تغذیه و نخستین مرحله کمبود سطح آب و اعلام خطر
کنترل مدوله سطح آب
محفظه شناور
شیر کنترل مدوله
جعبه کنترل
بالا آمدن سطح آب در داخل دیگ (کاهش نسبت تبخیر)
پائین آمدن سطح آب در داخل دیگ بخار ( افزایش نسبت تبخیر)
کنترل کننده دوتائی سطح آب
کنترل کننده سطح آب خیلی کم
دیگ بخار استاندارد
به طور کلی دیگ بخار استاندارد به دیگ بخاری گفته می شود که تحت نظارت مستقیم موسسه استاندارد ایران و یکی از شرکت های بازرسی مورد تایید سازمان استاندارد و از همه مهمتر توسط یکی از تولید کنندگان دارای پروانه که صلاحیت فنی آنها توسط سازمان استاندارد مورد تایید قرار گرفته است تولید گردد.
اتصالات بویلر بخار :
آب مورد نیاز دیگ بخار بوسیله پمپ تغذیه تأمین می شود. آب ورودی بویلر بخار از طریق شیر تغذیه عبور می کند. موقعیکه سطح آب به حد نرمال یعنی نزدیک به وسط آب نمای شیشه ای رسید، پمپ تغذیه بوسیله کنترل کننده دو حالته متوقف می شود. و بالعکس وقتیکه سطح آب از حد نرمال پائین تر رفت، کلید کنترل استارت پمپ را جهت جبران کمبود آب و رساندن آن به حد نرمال روشن می کند.
فشار بخار بویلر را، کنترل کننده مدوله فشار اندازه گیری می کند. ازدیاد فشار باعث تحریک پتانسیومتر شده و دریچه بطور خودکار از طریق مدلیشن موتور سوخت و هوای مشعل را کم می کند. و آن را از حالت زیاد به حالت کم تبدیل می نماید و در صورت کمبود مصرف بخار مشعل را خاموش می سازد. چنانچه مقدار بخار کمتری مورد نیاز باشد مشعل خاموش می شود. وقتی فشار بخار به حداقل خود رسید، کنترل کننده پتانسیومتری فشار، مجددا مشعل را روشن می نماید.
چنانچه به علتی کنترل کننده پتانسیومتری فشار عمل نکند یا خراب شده باشد، فشار در داخل دیگ بالا رفته تا به حد طراحی برسد .در این موقع شیر اطمینان بویلر عمل کرده و بخار اضافی دیگ را تخلیه نموده و فشار بخار را به حد مجاز می رساند و با این عمل از خطرات فشار اضافی درون دیگ جلوگیری می شود.لرزش ها فشار درون بویلر از شیر بخار و دستگاههای کنترل کننده فشار به عقربه مانومتر منتقل می شود.
چنانچه به علتی آب تغذیه به دیگ نرسد و سطح آب دیگ از حد معمول پائین تر باشد. تخلیه دو حالته ضمن خاموش کردن مشعل، زنگ مشعل و چراغ اعلام خطر سطح آب کم است را روشن می کند. و فقط در صورت رسیدن آب به حد نرمال چراغ سطح آب کم است خاموش می شود و مشعل بطور اتوماتیک شروع به کار می نماید.
در صورت ادامه نزول سطح آب و رسیدن آن به زیر سطح نرمال زنگ و چراغ سطح آب خیلی کم است شروع به کار کرده و مشعل را خاموش می سازد. تا زمانیکه آب به سطح نرمال برسد مشعل شروع به کار نخواهد کرد. فقط با استفاده از کلید دستی می توان مشعل را مجددا روشن کرد. با باز کردن شیر تخلیه آب می توان با خارج کردن آب دیگ مقداری از غلظت نمک های موجود کاست. شیر هواگیری جهت تخلیه هوای دیگ زمان پر کردن با آب و نیز جهت تخلیه خلع موجود در موقع خاموش نمودن دیگ به کار می رود. وقتی دیگ در حال کاری است، این شیر باید بسته باشد.
جهت تامین آب مورد نیاز جهت آزمایش کیفیت آب دیگ از شیر کنترل املاح آب یا شیر نمونه برداری استفاده می شود. صافی ورودی آب برروی لوله مکنده پمپ تغذیه نصب می گردد. در دیگ هایی که در زمان های مشخصی کار می کنند می توان با نصب کلید نگهدارنده شعله، مشعل را تا رسیدن به فشار لازم در روی شعله کم نگهداری نمود. در صورت افت سریع فشار دیگ می توان یک عدد شیر ضد مکش در لوله پمپ تغذیه نصب کرده یا این عمل از پر شدن بیش از حد دیگ در اثر اختلاف سطح مخزن تغذیه (که در ارتفاع بالاتری قرار دارد) جلوگیری نمود. فشار پمپ تغذیه بایستی بیش از فشار ضد مکش باشد. در غیر این صورت بایستی از پمپ بزرگتر استفاده شود.
اجزا کمکی بویلر های بخار :
کنترل مدوله سطح آب : این کنترل کننده جهت جبران کمبود سطح آب متناسب با بخار تولیدی طراحی شده است و بر حسب بار حرارتی موجود کمبود سطح آب بویلر بخار را برطرف می کند. کنترل کننده سطح آب از سه قسمت زیر تشکیل شده است.
شناور : که در روی سطح آب دیگ در سطح بخاری مورد نیاز نصب می شود.
شیر کنترل مدوله: یک عدد شیر کنترل مدوله آب تغذیه در مدار آب تغذیه جهت رفع کمبود آب دیگ نصب می گردد.
جعبه کنترل: یک عدد جعبه کنترل در روی بدنه سطح منبع نصب شده است.
محفظه شناور : محفظه شناور شامل یک شناور و میله آهنی محرک است. میله محرک درون لوله ضدزنگ بطور آزاد در سمت بالا و پائین حول کوئیل حرکت می کند. حساسیت القائی کوئیل با حرکت میله فلوتر باعث جبران کمبود سطح آب دیگ می گردد.
شیر کنترل مدوله : شیر مدوله با یک محرک و کوئیل حساس نصب شده است. ضریب القائی حساسیت کوئیل بوسیله حرکت هرزگرد شیر کنترل مدوله تغییر می کند. جریان آب تغذیه ورودی به دیگ بخار بوسیله سرپوش پیستون گازی شیر مدوله کنترل می شود. که بوسیله دو عدد شیر برقی نصب شده در شیر مدوله تحریک می گردد.
شیر برقی ورودی آب را در خط تغذیه می پذیرد و سپس در سیلندر فشرده و پیستون کاهش دهنده شیر مدوله را باز می کند. شیر برقی تخلیه آب را از سیلندر پیستون آزاد کرده (یک کمک فنر موجود ) باز شدن شیر مدوله را افزایش می دهد. شیر مدوله وقتیکه هر دو شیر برقی بسته باشند به طریق هیدرولیکی بسته می شود. جعبه کنترل جعبه کنترل شامل یک مدار چاپی و بلوک ترمینال ها ورودی وسایل زیر می باشد.
شیر های برقی.
کوئل های حساس.
اولین آلارم کمبود سطح آب.
اتصالات قطع مشعل به علت کمبود سطح آب
جعبه کنترل اعمال مختلف در تعادل بین کوئل القائی و شیر کوئل و نیز سیگنال جای متناسب جهت باز شدن شیر را انجام می دهد.
بالا آمدن سطح آب در داخل دیگ ( کاهش نسبت تبخیر ) : با بالا آمدن فلوتر تحریک کننده میله فلوتر ضریب القائی کوئل را عوض می کند. جعبه کنترل تعویض ضریب القائی را حس کرده و شیر برقی ورودی راباز می کند (شیر برقی تخلیه به حالت بسته باقی می ماند). سپس شیر برقی ورودی فشار پمپ تغذیه را سری پیستون باز کرده و سرپوش شیر مدوله را به طرف پائین می راند و با این عمل آب ورودی دیگ کم می شود. بسته شدن شیر مدوله تا تساوی ضریب القائی کوئیل با ضریب القائی کوئیل ادامه پیدا می کند. جعبه کنترل، شیر برقی ورودی را بسته و قفل شیر مدوله را در حالت جدید می بندد یا با بالا رفتن سطح آب اعمال فوق تکرار می شود. شیر مدوله با کمترین توقف به نسبت بخار تبخیر شده باز می شود.
منبع کویل دار