بویلر چیست؟
بویلر یا دیگ بخار یکی از انواع مخزن تحت فشار است و به نوعی از مهم‌ترین تجهیزات در تأسیسات صنعتی بزرگ به شمار می‌رود. این نوع مخزن که به آن مخزن بخار نیز می‌گویند، در واقع سیستم انتقال یا تبدیل انرژی است که وظیفه آن، تبدیل سوخت‌های فسیلی مانند گازوئیل یا مازوت به انرژی گرمایی است.
این مخازن می‌توانند انواع سوخت‌های فسیلی را به انرژی گرمایی تبدیل کنند و کاربردهای بسیاری دارند که منحصر در تأسیسات صنعتی نیست. از دیگ بخار در ساختمان‌های مسکونی با تعداد طبقات و واحدهای زیاد نیز می‌توان استفاده نمود؛ زیرا این مخازن مزایای بی‌شماری دارند. همچنین در تولید مواد غذایی و مواد خوراکی نیز قابل استفاده هستند. در این مقاله از تانکر سازی رستاک، به بررسی کامل و جامع دیگ بخار خواهیم پرداخت و انواع آن را معرفی خواهیم نمود.
تاریخچه دیگ بخار
شاید شما هم مانند خیلی از افراد فکر می‌کنید که جیمز وات، مخترع اسکاتلندی، همان کسی است که ماشین بخار را اختراع کرد؛ اما باید بگوییم این یک تصور اشتباه است. هرچند که این مخترع، یکی از چهره‌های مطرح در انقلاب صنعتی است، اما او کسی نیست که دیگ بخار را اختراع کرد.
این اختراع در توصیفات هرو او آلکساندریا که در قرن اول میلادی می‌زیست، ثبت شده بود. در سال 1698 میلادی، توماس ساوری ماشین مشابه توصیفات آلکساندریا را ساخت. این ماشین برای تلمبه کردن آب کاربرد داشت. 14 سال بعد، توماس نیوکومن نوع پیشرفته‌تری از آن را ساخت که کاربرد آن، استخراج آب از معدن زغال سنگ بود.
این ماشین سال‌ها کار خود را در این زمینه ادامه داد تا اینکه در سال 1764، جیمز وات که تنها یک سال دوره کارآموزی ابزارسازی را گذرانده بود و در حال تعمیر یک مدل از ماشین‌های بخار بود، به این ماشین علاقه‌مند شد.
او سپس با اصلاحات مهم خود، ماشین بخار را تبدیل به دیگ بخار کرد و در سال 1782 موفق به اختراع بویلر یا همان مخزن بخار گردید. این ماشین نقش اصلی را در انقلاب صنعتی ایفا نمود. امروزه از مخزن بخار در صنایع بسیار زیادی استفاده می‌کنند. این مخزن در انواع و ظرفیت‌های مختلف تولید می‌شود.
کاربرد انواع دیگ بخار
بویلرها کاربرد بسیار گسترده‌ای در صنایع مختلف دارند و فقط برای تأسیسات صنعتی نیستند. از نیروگاه‌های حرارتی و توربین‌های بادی تا بیمارستان‌ها و صنایع غذایی به کمک دیگ بخار احتیاج دارند. در ادامه کاربردهای مخزن بخار را معرفی می‌کنیم.
این کاربردها عبارت است از:
- تولید برق
- پارچه بافی و منسوجات
- چرم‌سازی
- صنعت چاپ
- صنایع تولید کاغذ
- صنایع فرآوری مواد غذایی در فرآیندهای انجماد، تخمیر، تقطیر و کنسرو سازی
- پرورش گیاهان مختلف از جمله قارچ
- آماده‌سازی قیر
- صنایع شیمیایی و داروسازی
- نیروگاه‌های حرارتی
- دریانوردی
- صنایع پلاستیک سازی از جمله ساخت ظروف، بطری‌ها و گلدان
- صنایع لاستیک سازی و تولید کامپوزیت
- در کارکرد موتورهای بخار
- در بهره‌برداری از توربین‌های بخار
- فرآیندهای صنعتی در مهندسی شیمی
- تأمین فشار آب در ساختمان‌های مسکونی
- گرمایش و سرمایش ساختمان‌ها
- صنعت چوب و الوار
- استریل کردن اتاق عمل بیمارستان و تجهیزات آن
- تولید بخار تمیز برای اهداف آزمایشگاهی و تحقیقاتی
- تأمین رطوبت برای اورژانس در جهت حفظ شرایط مطلوب برای مراقبت از بیمار
- پشتیبانی از عملیات خشک‌شویی صنعتی برای شستشو و ضدعفونی ملحفه در بیمارستان‌ها
- کمک به تهیه غذا برای سفره‌خانه‌ها و نیز آشپزخانه‌های بیمارستانی
- تأمین گرمای بیمارستان‌ها از جمله اتاق بیماران و اتاق‌های اداری
- کارکرد پمپ‌های رفت و برگشتی
- تعمیر لوله‌های زیرزمینی
- گرمایش استخر
- ساخت بتن
- تزریق بخار به میدان‌های نفتی
- پرورش دام و طیور
- سونای بخار
- نظافت فروشگاه‌ها، رستوران‌ها و دیگر مراکز
- ساخت لوازم آرایشی
- شستشوی خودرو
بنابراین بر خلاف تصور عموم، دیگ بخار فقط برای تأسیسات صنعتی و نیروگاه‌های حرارتی نیست و در بسیاری از مکان‌ها می‌توان از آن‌ها استفاده نمود. چنانچه شما هم در کسب و کار خود نیاز به یک سیستم دیگ بخار دارید، می‌توانید با تانکر سازی رستاک تماس بگیرید. این تانکر سازی علاوه بر ساخت تانکر، در زمینه ارائه مشاوره تخصصی به مشتریان عزیز نیز فعال است.
نحوه عملکرد مخزن بخار
نحوه عملکرد دیگ بخار، به نوع آن بستگی دارد؛ یعنی هر نوع از انواع مخزن بخار ممکن است عملکرد متفاوتی داشته باشد. با این حال طرز کار تمامی آن‌ها به‌طور کلی شبیه به هم است و در حقیقت یک کار واحد را انجام می‌دهند.
در تمامی انواع مخزن بخار، آب از طریق پمپ‌ها به سمت مشعل هدایت می‌شود. مشعل‌ها به کمک سوخت‌های فسیلی نظیر گاز، گازوئیل و مازوت، حرارت تولید می‌کنند و آن را به آب منتقل می‌نمایند.
بر اثر گرمای زیاد، آب کم‌کم به بخار تبدیل می‌شود. بخار حاصل، در قسمت گنبدی شکل مخزن جمع می‌شود. این بخار، به کمک فشار از طریق خروجی‌ها، به مخزن نگهداری انتقال می‌یابد. مخزن نگهداری بخار نیز نوعی مخزن تحت فشار است؛ زیرا بخار آب نیز نوعی گاز است و تحت دمای متفاوت، حجم آن تغییر می‌کند. از این بخار می‌توان در صنایع بسیاری از جمله صنایع غذایی، گرمایش ساختمان‌ها، تأسیسات و فرآیندهای صنعتی گوناگون استفاده کرد.
انواع بویلر یا مخزن بخار
زمانی که درباره انواع دیگ بخار صحبت می‌کنیم، تقسیم‌بندی‌های متعددی وجود دارد که می‌توان درباره آن‌ها توضیح داد. اینکه ماده اولیه ساخت بویلر چه ماده‌ای باشد، حجم و اندازه آن چقدر باشد، قرار است در چه کاری مورد استفاده قرار گیرد، موقعیت آب و بخار آب کجاست و…، عواملی هستند که می‌توانند انواع مختلفی از مخزن بخار را به وجود بیاورند.
از این رو انواع مختلفی از دیگ بخار وجود دارد که می‌توان آن‌ها را با توجه به عوامل مختلف، تقسیم‌بندی و معرفی نمود. به‌طور کلی انواع بویلر در یکی از دسته‌های زیر قرار دارند:
1. موقعیت آب و گازهای داغ
اولین تقسیم‌بندی که بسیار رایج است و اکثر افراد دیگ بخار را در این دسته‌ها می‌شناسند، تقسیم‌بندی بر اساس سیال در حال جریان در لوله‌ها است. بر این اساس، بویلر در یکی از این دو گروه جای می‌گیرد:
- دیگ فایر تیوب یا آتش در لوله: در این نوع از مخزن بخار، گازهای حاصل از احتراق سوخت‌های فسیلی از لوله‌ها عبور می‌کنند و گرمای خود را به آب می‌دهند. به همین دلیل به آن، دیگ بخار فایر تیوب می‌گویند. به عبارتی این‌طور به نظر می‌رسد که آتش در لوله‌ها در جریان است و آب را گرم می‌کند.
- دیگ واتر تیوب یا آب در لوله: در این نوع مخزن بخار، آب درون لوله‌ها جریان می‌یابد و گرمای حاصل از احتراق سوخت را دریافت می‌کند. از این رو به آن‌ها، دیگ بخار وایر تیوب می‌گویند؛ یعنی آب در حال عبور از لوله‌ها است.
در مقالات بعدی به بررسی این دو مورد خواهیم پرداخت.
2. شکل ظاهری و اندازه
نوع دیگری از تقسیم‌بندی، شکل ظاهری و اندازه بویلر را در نظر دارد. می‌دانید که مخزن بخار معمولاً به‌صورت استوانه‌ای ساخته می‌شود. این استوانه‌ها به‌صورت افقی و یا عمودی بر روی زمین یا پایه مخصوص قرار می‌گیرند؛ بنابراین دیگ بخار را می‌توان به یکی از شکل‌های زیر یافت:
- دیگ افقی
- دیگ عمودی
- دیگ بخار کوچک
- دیگ بزرگ
حجم و شکل ظاهری بویلر با توجه به کاربرد آن تعیین می‌شود.
3. موقعیت دیگ
موقعیت دیگ، ابزار دیگری برای دسته‌بندی بویلر است. اینکه ظرف نگه‌دارنده بخار، در کجا قرار بگیرد، می‌تواند نوع مخزن بخار را تعیین کند. به‌طور کلی مخازن به سه صورت تولید می‌شوند:
- دیگ بخار خارجی
- دیگ بخار داخلی
- سیستم کاهش فشار
4. اندازه فشار
از دیگر ویژگی‌های مخزن بخار، میزان فشار آن است که انواع مختلفی دارد. این انواع عبارت است از:
- دیگ کم فشار
- دیگ فشار قوی
دیگ‌های کم فشار را معمولاً از چدن و دیگ‌های فشار بالا را از فولاد می‌سازند.
5. روش گردش
دیگر مبنای بررسی انواع دیگ بخار، بررسی روش گردش آب در آن است. آب به دو روش در بویلر به گردش درمی‌آید:
- گردش طبیعی: در این روش، آب با استفاده از جاذبه و دانسیته به گردش درمی‌آید. با افزایش دانسیته، فشار کاهش می‌یابد و حرکت آب نیز کم می‌شود. عکس این قضیه نیز برقرار است و سیستم بر اساس این دو، کار خود را ادامه می‌دهد.
- گردش اجباری: در این روش، آب توسط پمپ در سیستم جریان پیدا می‌کند و به چرخش درمی‌آید.
استفاده از فشار و دانسیته را گردش طبیعی و استفاده از پمپ را گردش اجباری می‌نامند.
6. کاربرد
دیگ بخار کاربردهای زیادی دارد. کاربردها مشخص می‌کنند که آیا می‌توان آن را به‌صورت ثابت در یک نقطه قرار داد یا لازم است آن را در موقعیت‌های مختلف جابه‌جا کنیم. از این رو دو نوع مخزن بخار وجود دارد:
- دیگ بخار سیار
- دیگ بخار ثابت
برای نصب بویلر در هر صورت، نیاز به نیروی متخصص وجود دارد و نمی‌توان نصب آن را به افراد غیرحرفه‌ای سپرد. برای خرید و نصب دیگ بخار می‌توانید با تانکرسازی رستاک تماس بگیرید.
پیشنهاد مطالعه: مقاله منبع ذخیره اسید: انواع، ویژگی‌ها و مشخصات مخزن ذخیره اسید
7. تعداد درام
دیگر عامل تعیین کننده نوع دیگ بخار، تعداد درام آن است که ممکن است متفاوت باشد. به‌طور کلی این مخازن را به‌صورت زیر تقسیم‌بندی می‌کنند:
- مخزن بخار تک درام
- مخزن بخار چند درام
در حقیقت درام در بویلر شامل یک مخزن آب یا بخار آب است که در انتهای بالایی لوله‌های آب قرار می‌گیرد.
8. تعداد کوره
کوره یا آتشدان، محلی است که مشعل در آن قرار می‌گیرد. دیگ بخار می‌تواند یک یا چند مشعل داشته باشد؛ اما به‌طور کلی این مخازن در یکی از این دو دسته قرار دارند:
- دیگ تک کوره
- دیگ دو کوره
به کمک کوره، سوخت مشتعل می‌شود و انرژی گرمایی تولید می‌کند. این انرژی، آب را به بخار تبدلی می‌کند.
9. نوع سوخت
می‌دانید که مخزن بخار برای گرمایش، نیاز به سوخت دارد. در اکثر موارد، سوخت‌های فسیلی گرمایش را تأمین می‌کنند. انواع سوخت قابل استفاده در دیگ بخار عبارت است از:
- سوخت جامد
- سوخت مایع
- سوخت گازی
- سیستم بویلر ترکیبی
- دیگ برقی
- دیگ بخار نفتی
- بویلر WHRB
بنابراین اگر بخواهیم بگوییم چند نوع دیگ بخار داریم، می‌توانیم ترکیبی از این موارد را در نظر بگیریم. با این حساب شاید بتوان گفت ده‌ها نوع دیگ بخار مختلف وجود دارد که هر یک کاربردهای خاص خود را دارند؛ از این رو می‌توان از مخزن بخار استفاده‌های زیادی داشت.
انواع سوخت دیگ بخار
گفتیم که دیگ بخار می‌تواند سوخت‌های فسیلی را به گرما تبدیل کند و از این گرما برای تبدیل آب به بخار آب استفاده نماید؛ اما منظور از سوخت فسیلی، دقیقاً چه موادی است؟
بویلرها معمولاً از این مواد به‌عنوان سوخت استفاده می‌کنند که با ساختار مخزن بخار نیز سازگار است:
- الکتریسیته یا همان جریان برق
- مازوت
- گازوئیل
- چوب یا هیزم
- زغال سنگ
- LDO
- روغن کوره
- LPG (گاز مایع)
- LNG (گاز طبیعی مایع)
- CNG (گاز طبیعی فشرده)
- بریکت (مواد قابل سوختنی که فشرده و قالب‌گیری شده باشد، نظیر زغال چوب)
- کک نفتی (نوعی ماده جامد غنی از کربن که از فرآیند پالایش نفت به دست می‌آید.)
- پوسته برنج
بنابراین دیگ بخار از مواد مختلفی برای تأمین انرژی خود استفاده می‌کند که این خود می‌تواند یکی از مزایای این مخزن به شمار رود.
اجزای اصلی تشکیل دهنده بویلر
دیگ بخار خود جزء اصلی یک سیستم تولید است که شامل تأمین سوخت، سیستم هوای احتراق، سیستم آب تغذیه و سیستم تخلیه گازهای خروجی است. به‌طور کلی، اجزای اصلی و ساختار بویلرها شامل موارد زیر است:
- بدنه اصلی بویلر یا مخزن بخار
- مشعل
- آتشدان یا کوره
- محفظه احتراق
- اتاق دود
- شیر آب ورودی مخزن
- شیر خروجی بخار
- پمپ تغذیه
- کنترل‌ها
- هواگیر
- فن
- مبدل حرارتی
- ابزار دقیق
- مجموعه لوله‌ها
- و…
در ادامه چهار جزء مهم بویلر را بررسی می‌کنیم:
مشعل: مشعل شروع کننده واکنش احتراق در داخل دیگ است. مکانیزمی وجود دارد که پیام شروع فرآیند تولید گرما را به مشعل ارسال می‌کند. سوخت از سمت منبع سوخت به سمت مشعل، پمپ می‌شود. مشعل دارای یک نازل است که آن را مشتعل می‌کند تا عمل احتراق صورت بگیرد.
محفظه احتراق: محفظه‌های احتراق از جنس چدن هستند و می‌توانند در عرض چند دقیقه، به دمای چند صد درجه برسند. این محفظه سوخت را می‌سوزاند و گرما تولید می‌کند. این گرما به مبدل حرارتی منتقل می‌شود.
مبدل حرارتی: مبدل حرارتی که به آن اکونومایزر نیز می‌گویند، وظیفه افزایش راندمان دیگ را بر عهده دارد. مبدل حرارتی قبل از بخاری هوا در مسیر گاز سوخت قرار می‌گیرد.
درام بخار و درام گل: درام بخار، بخار را جمع‌آوری می‌کند. در حالی که درام گل زیر درام بخار قرار می‌گیرد و جامد را جمع می‌کند که به‌طور دوره‌ای خارج می‌شود.
عدم وجود هر یک از تجهیزات کوچک و بزرگ می‌تواند کارکرد مخزن بخار را مختل کند.
مزایای دیگ بخار
شاید در فعالیتی که دارید، به این فکر کنید که اصلاً چرا باید از دیگ بار استفاده کنیم؟ آیا راهی وجود ندارد که بدون استفاده از مخزن بخار، بتوان فعالیت مورد نظر را انجام داد؟ اینکه راهی وجود دارد یا خیر، کاملاً بستگی به نوع فعالیت شما دارد. با این حال شاید در فعالیت شما، بهترین گزینه، استفاده از بویلر باشد. هرچند که راه‌های متعددی وجود داشته باشد.
استفاده از دیگ بخار علاوه بر قدرتی که دارد، مزایایی را نیز به همراه دارد که شاید نتوان آن را از راه دیگری تأمین کرد. مزایای استفاده از دیگ بخار عبارت است از:
- استفاده از انواع سوخت‌ها برای تأمین انرژی و احتراق مخزن بخار
- تحمل فشار بالا و تأمین ایمنی محل کار و زندگی
- راندمان بالا در بویلرها
- تنوع در ظرفیت
- تنوع در فشار
- طول عمر بالا مخصوصاً در نمونه‌های فولادی آن
- صرفه‌جویی در مصرف انرژی
- کاربرد گسترده
از این رو بهترین راه، استفاده از دیگ بخار است تا علاوه بر رفع نیازهای کسب و کار، امنیت را نیز تأمین کند و از وقوع حوادث، جلوگیری نماید.
جنس بدنه مخزن بخار
با توجه به کارکرد و کاربرد دیگ بخار، لازم است جنس بدنه آن از مواد محکم و ایمن ساخته شود؛ بنابراین بر خلاف سایر مخازن که ممکن است بتوانیم آن را با هر مواد اولیه‌ای بسازیم، مخزن بخار را نمی‌توان با هر ماده‌ای ساخت.
جنس بدنه دیگ بخار را معمولاً از دو نوع ماده می‌سازند؛ فولاد و چدن. این مواد استحکام بالایی دارند که در کنار سایر خواصشان، برای تولید بویلر مناسب هستند.
مخزن بخار چدنی برای مواردی کاربرد دارد که نیاز به مخازن کم فشار وجود دارد. در سایر موارد، لازم است بویلر را از جنس فولاد بسازیم.
طول عمر بویلر چقدر است؟
ممکن است این سؤال برای شما هم پیش آمده باشد که عمر مفید یک دیگ بخار چند سال است. در جواب باید گفت که میانگین عمر یک مخزن بخار بر اساس عوامل مختلفی از جمله نوع دیگ، طراحی آن، شیوه‌های نگهداری و شرایط عملیاتی، متفاوت است. به‌طور معمول، بویلرهای صنعتی که به‌خوبی نگهداری می‌شوند، طول عمری بین 20 تا 30 سال دارند. با این حال، این برآورد یک تعمیم است و موارد دیگر، ممکن است متفاوت باشد.
نکات مهم برای نگهداری و عملکرد بهتر بویلر
در تمامی تجهیزات صنعتی، نگهداری و مراقبت خوب، کمک می‌کند تا علاوه بر عملکرد بهتر، طول عمر تجهیزات نیز افزایش یابد. این مسئله در مورد دیگ بخار نیز اهمیت دارد و کارایی آن را بهبود می‌بخشد. در این بخش چند نکته مهم در راستای افزایش طول عمر و کارکرد بهتر مخزن بخار را معرفی می‌کنیم:
بررسی‌های ایمنی در فواصل زمانی منظم برای نگهداری دیگ بخار بسیار مهم است. در این راستا، مخازن را به‌صورت دوره‌ای و منظم بازرسی کنید و در صورت مشاهده هرگونه خطر، مشکل و آسیب هرچند جزئی، به رفع آن اقدام نمایید. سهل انگاری در رفع مشکلات، می‌تواند خطرات جدی به همراه داشته باشد.
دمای مخزن بخار باید تحت کنترل دقیق باشد. گرمای بیش از حد می‌تواند یکی از دلایل خرابی بویلرها باشد.
سطح سوخت دیگ بخار را به‌طور منظم کنترل کنید و اجازه ندهید سرریز و یا کمبود سوخت، عملکرد سیستم را تحت تأثیر منفی قرار دهد.
یک بویلر همیشه باید دارای آشکارسازهای دود، هشدار برای کاهش سوخت و فشار کم باشد تا عملکرد ایمن‌تری ارائه دهد. به عبارتی هر نوع خلأ و خلل باید توسط هشدار دهنده‌ها آشکار شود.
برای بهره‌وری بهتر، لازم است دودکش‌ها، دریچه‌ها و خروجی‌ها را به‌طور منظم تمیز کنید.
توجه به این نکات می‌تواند در طول عمر مخزن و عملکرد هرچه بهتر آن موثر باشد.
قیمت بویلر
در بسیاری از موارد، افراد می‌خواهند بدانند قیمت دیگ بخار مد نظر آن‌ها چقدر است. حقیقت این است که با توجه به نوسانات بازار در بخش‌های مختلف، تهیه یک لیست از قیمت انواع مخزن بخار، امکان‌پذیر نیست؛ بنابراین برای استعلام قیمت بویلر، لازم است با تانکر سازی و یا فروشگاه مد نظر خود تماس بگیرید و قیمت را استعلام بگیرید.
در این راستا نیاز است ابتدا بررسی کنید که به کدام مخزن بخار و چه ویژگی‌هایی نیاز دارید. از جمله مواردی که در هنگام خرید لازم است به آن‌ها توجه کنید، عبارت است از:
- حجم مخزن
- کاربرد مد نظر شما
- نوع مخزن
- میزان فشار
- نوع سوخت
- شکل ظاهری
- جنس بدنه
- و…
در اغلب موارد، بررسی همه موارد کار دشواری خواهد بود. از این رو لازم است با یک متخصص در این زمینه مشورت نمایید. تانکرسازی رستاک با بیش از 30 سال سابقه در زمینه ساخت انواع مخزن و تانکر، آماده ارائه مشاوره رایگان به مشتریان عزیز است. کافی است با این تانکر سازی تماس بگیرید.
جمع‌بندی و سخن پایانی
در این مقاله از تانکر سازی رستاک، دیگ بخار یا بویلر را معرفی و کاربردهای آن را بررسی نمودیم. مخزن بخار در مکان‌های مختلفی قابل استفاده است و می‌تواند کارهای زیادی را انجام دهد. برای مثال گرمایش ساختمان‌ها، ضدعفونی تجهیزات پزشکی، تأمین انرژی مورد نیاز برای تأمین برق و بسیاری از کارهای دیگر. از این رو می‌توان گفت دیگ بخار امروزه کاربردهای زیادی دارد. این مخازن می‌توانند فشار بالا را تحمل کنند و در عین حال، ایمنی محل را نیز تأمین کنند. از طرفی به کمک این مخازن می‌توان در مصرف انرژی نیز صرفه جویی نمود. چنانچه به یک دیگ بخار و یا هر مخزن دیگری نیاز دارید، می‌توانید با تانکر سازی رستاک تماس بگیرید.
