جزواتی درباره بویلر ها ( Boilers) «فایرتیوب ـ واترتیوب» – مهندس ایران

بویلرها (Boiler)

ﺻﻨﺎﯾﻊ ﺷﯿﻤﯿﺎﯾﯽ ﻣﻨﺎﺑﻊ اﻧﺮژی زﯾﺎدی را ﻣﺼﺮف ﻣﯿﮑﻨﻨﺪ ﺗﺎ ﺑﺘﻮاﻧﻨﺪ اﻧﺮژی ﻣﻮرد ﻧﯿﺎز ﺧﻮد را ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر اﻧﺠﺎم ﺑﺴﯿﺎری ﮐﺎرﻫﺎ از ﺟﻤﻠﻪ بکار اندازی تجهیزات فرآیندی، ﺗﺎﻣﯿﻦ اﻧﺮژی ﺣﺮارﺗﯽ ﻣﻮرد ﻧﯿﺎز ﺑﺮای ﮔﺮم ﮐﺮدن ﻣﻮاد و ﻏﯿﺮه ﺗﺎﻣﯿﻦ ﻧﻤﺎﯾﻨﺪ.  ﻣﻨﺎﺑﻊ اﻧﺮژی حال حاضر در جهان عمدتاٌ شامل سوحتهای فسیلی، آب و باد، انرژی گرمایی و انرژی هسته ای هستند. از این میان سوخت های فسیلی بیش از سایر منابع انرژی برای تهیه حامل های انرژی مورد استفاده قرار می گیرند. ﻣﻌﻤﻮﻻ در ﺻﻨﺎﯾﻊ ﺷﯿﻤﯿﺎﯾﯽ ﺣﺎﻣﻞ ﻫﺎی اﻧﺮژی ﺑﺮق و ﺑﺨﺎر ﻣﯿﺒﺎﺷﻨﺪ ﺑﻬﺘﺮﯾﻦ راه ﺑﺮای آﻧﮑﻪ ﺑﺘﻮان از اﻧﺮژی ﺳﻮﺧﺖ ﻫﺎی ﻓﺴﯿﻠﯽ ﺑﺮای ﺗﻮﻟﯿﺪ ﺑﺮق و ﺑﺨﺎر اﺳﺘﻔﺎده ﮐﺮد ﺳﻮزاﻧﺪن آن اﺳﺖ در ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﺳﻮﺧﺘﻦ اﻧﺮژی دروﻧﯽ ﺑﻪ ﺻﻮرت ﺣﺮارت آزاد ﻣﯿﺸﻮد و ﺑﻪ ﺷﮑﻞ ﺗﺎﺑﺶ و ﺟﺎﺑﺤﺎﯾﯽ ﺑﻪ ﻣﺤﯿﻂ اﻧﺘﻘﺎل ﻣﯽ ﯾﺎﺑﺪ. بویلرها و ﺗﻮرﺑﯿﻨﻬﺎی ﮔﺎزی ﺗﺠﻬﯿﺰاﺗﯽ ﻫﺴﺘﻨﺪ ﮐﻪ ﻣﻌﻤﻮﻻ  ﺑﺮای ﺗﻮﻟﯿﺪ ﺑﺨﺎر و ﺑﺮق از ﻃﺮﯾﻖ ﺳﻮزاﻧﺪن ﺳﻮﺧﺖ ﻫﺎی ﻓﺴﯿﻠﯽ ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار ﻣﯽ ﮔﯿﺮﻧﺪ. ﺑﺨﺎر ﻓﺎز ﮔﺎزی ﻣﺎﯾﻊ آب است. درواﻗﻊ ﭼﻨﺎﻧﭽﻪ آب در ﻓﺸﺎر اﺗﻤﺴﻔﺮﯾﮏ ﮔﺮﻣﺎ ﺟﺬب ﮐﻨﺪ ﺷﺮوع ﺑﻪ ﺟﻮﺷﺶ و ﺗﻮﻟﯿﺪ ﺑﺨﺎر ﻣﯿﻨﻤﺎﯾﺪ ﺑﺎ ﺗﺒﺪﯾﻞ آب ﺑﻪ ﺑﺨﺎر ﺣﺠﻢ آن ﺗﻘﺮﯾﺒﺎ ۱۶۰۰ ﺑﺮاﺑﺮ ﻣﯿﺸﻮد و اﻧﺮژی درونی آن ﻧﯿﺰ ﺣﺪاﻗﻞ ﺑﻪ ﻣﯿﺰان ۶ ﺑﺮاﺑﺮ در ﺣﺎﻟﺖ اﺷﺒﺎع اﻓﺰاﯾﺶ ﻣﯽ ﯾﺎﺑد. ﮔﺎز ﺑﺮ ﺧﻼف ﻣﺎﯾﻊ ﺗﺮاﮐﻢ ﭘﺬﯾﺮ اﺳﺖ و ﺑﻪ راﺣﺘﯽ ﻣﯿﺘﻮان آﻧﺮا ﻓﺸﺮده ﻧﻤﻮد. اﯾﻦ ﺧﺼﻮﺻﯿﺎت ﺑﺎﻋﺚ ﺷﺪه ﺗﺎ ﺑﺮای اوﻟﯿﻦ ﺑﺎر ﺟﯿﻤﺰ وات از ﺑﺨﺎر ﺑﺮای ﺗﻮﻟﯿﺪ ﮐﺎر ﻣﮑﺎﻧﯿﮑﯽ اﺳﺘﻔﺎده ﮐﻨ. اﯾﻦ اﺑﺪاع آﻏﺎزی ﺑﺮای اﺳﺘﻔﺎده ﺑﺴﯿﺎرﮔﺴﺘﺮده ﺑﺨﺎردرﺻﻨﻌﺖﺑﻮده است.

از آﻧﺠﺎﺋﯿﮑﻪ آﺑﯽ ﮐﻪ ﺑﺮای ﺗﻮﻟﯿﺪ ﺑﺨﺎر اﺳﺘﻔﺎده ﻣﯿﺸﻮد ﺑﺎﯾﺪ ﻋﺎری از ﻧﺎﺧﺎﻟﺼﯽ ﻫﺎ ﺑﺎﺷﺪ. ﻫﺰﯾﻨﻪ زﯾﺎدی ﺑﺮای ﺗﻮﻟﯿﺪ آن ﺻﺮف ﻣﯿﺸﻮد. ﺑﻪ ﻫﻤﯿﻦ دﻟﯿﻞ ﺑﺨﺎر ﮐﻨﺪاﻧﺲ ﺷﺪه را دوﺑﺎره وارد ﺳﯿﺴﺘﻢ آب ﺑﻮﯾﻠﺮ ﻣﯿﻨﻤﺎﯾﻨﺪ ﺗﺎ ﻣﺠﺪداٌ ﺑﻪ ﺑﺨﺎر ﺗﺒﺪﯾﻞ شود.به عبارت دﯾﮕﺮ ﻗﺴﻤﺖ زﯾﺎدی از ﺗﻮﻟﯿﺪ ﺑﺨﺎر و ﻣﺼﺮف آن در واﺣﺪﻫﺎی ﺷﯿﻤﯿﺎﯾﯽ ﺑﺼﻮرت ﺳﯿﮑﻞ ﺑﺴﺘﻪ اﺳﺖ. ﯾﻌﻨﯽ ﺑﺨﺎر در ﺑﻮﯾﻠﺮﻫﺎ ﺗﻮﻟﯿﺪ ﻣﯿﺸﻮد و در ﺗﻮرﺑﯿﻦ ﻫﺎی ﺑﺨﺎر و ﻣﺒﺪﻟﻬﺎی ﮔﺮﻣﺎﯾﯽ و ﻏﯿﺮه ﻣﺼﺮف ﺷﺪه و ﭘﺲ از ﮐﻨﺪاﻧﺲ ﺷﺪن ﺑﻪ ﺑﻮﯾﻠﺮ ﺑﺎز ﻣﯿﮕﺮدد. 

ﺑﺮای ﺗﻮﻟﯿﺪ ﺑﺨﺎر، در ﻣﺸﻌﻞ ﻫﺎی ﺑﻮﯾﻠﺮﻫﺎ ،  انرژی تاﺑﺸﯽ از ﺷﻌﻠﻪ ﺑﻪ ﺳﻄﻮح داﺧﻠﯽ ﻣﺤﻔﻈﻪ اﺣﺘﺮاق اﻧﺘﻘﺎل ﻣﯽ ﯾﺎﺑﺪ و از ﺗﻤﺎس ﮔﺎزﻫﺎی ﺣﺎﺻﻞ از اﺣﺘﺮاق ﺑﺎ ﺑﺨﺸﻬﺎی دﯾﮕﺮ ﺑﻮﯾﻠﺮ ﺣﺮارت ﺑﺼﻮرت ﺟﺎﺑﺠﺎﯾﯽ ﺑﻪ ﻟﻮﻟﻪ ﻫﺎ و ﻧﻬﺎﯾﺘﺎٌ آب درون آنها انتقال می یابد.

ﻋﻠﻞ اﺳﺘﻔﺎده از آب ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﺣﺎﻣﻞ اﻧﺮژی درﺻﻨﻌﺖ و ﮐﺎرﺑﺮدﻫای ﺑﺨﺎر در ﺻﻨﺖ.

ﺑﻪ  دﻻﯾﻞ زﯾﺮ آب ﻣﻌﻤﻮﻟﺘﺮﯾﻦ ﺳﺮد ﮐﻨﻨﺪه ﻫﺎست:

•  ﻣﻘﺪار زﯾﺎد و ارزان در دﺳﺘﺮس ﻣﯽ ﺑﺎشد.
• ﺑﻪ آﺳﺎﻧﯽ آب را ﻣﯽ ﺗﻮان ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار داد.
•  ﻗﺪرت ﺳﺮد ﮐﻨﻨﺪﮔﯽ آب ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ اﮐﺜﺮ ﻣﺎﯾﻌﺎت (درﺣﺠﻢ ﻣﺴﺎوی) ﺑﯿﺸﺘﺮ اﺳت. 
• اﻧﻘﺒﺎض و اﻧﺒﺴﺎط آب ﺑﺎ ﺗﻐﯿﯿﺮ درﺟﻪ ﺣﺮارت ﺟزئی است.

بخار فاز گازی مایع آب آب است. در واقع چنانچه آب در فشار اتمسفریک گرما جذب کند، شروع به جوشش و تولید بخار می نماید. با تبدیل آب به بخار، حجم آن تقریباٌ ۱۶۰۰ برابر می شود و انرژی درونی آن نیز حداقل به میزان ۶ برابر در حالت اشباع افزایش می یابد. گاز برخلاف مایع تراکم پذیر است و به راحتی می توان آنرا فشرده نمود. این خصوصیت باعث شده تا برای اولین بار جیمز وات از بخار برای تولید کار مکانیکی استفاده کند. این ابداع برای استفاده بسیار گسترده بخار در صنعت بوده است.

انواع بویلرها

معیارهای زیادی برای تقسیم بویلرها وجود دارد، مهمترین معیار تقسیم بندی بویلرها براساس محتویات داخل لوله ها می باشد. بویلرهای فایرتیوب و واترتیوب دو نوع از این تقسیم بندی مهم هستند:

بویلرهای فایرتیوب

عموما بویلرهای فایرتیوب از یک محفظه احتراق و دیگ تشکیل شده اند. دیگ حاوی لوله هایی است که از یک طرف به آن وارد و از طرف دیگر خارج می گردند، بدین ترتیب بخشی از فضای دیگ توسط لوله ها اشغال شده و باقی فضای موجود برای آب در نظر گرفته شده است. 

بویلرهای واترتیوب

عموماٌ بویلرهای واترتیوب  ، از محفظه احتراق، لوله های بالا رونده، پایین رونده، مخازن بخار و لجن تشکیل شده اند و تفاوت عمده آنها با نوع فایر تیوب در این است که آب داخل لوله ها جریان داشته و جرین گاز گرم در خارج لوله ها می باشد. واترتیوب ها ساختمان پیچیده تری نسبت به نوع فایرتیوب دارند و براساس نوع لوله ها، تعداد و نحوه قرار گیری مخازن بخار و لجن ساختارهای متنوعی را شامل می شوند. این بویلرها به چندین روش دسته بندی می گردند.

کاربران گرامی سایت مهندس ایران برای دریافت کامل جزواتی درباره بویلر ها( Boilers)  شامل  «شستشوی بویلرها»، «محاسبات بویلرها» و «تست بویلرها» به بخش دانلود مراجعه نمایید…