انواع دیگ های بخار (Boilers)

[parichehr]

مقدمه ای درباره بویلرها:
بشر از قرنها پیش به قدرت بخار پی برده بود ولی استفاده صنعتی از دیگهای بخار از سال 1712 میلادی توسط (ساوری و نیوکامن) با ساخت اولین دیگ بخار با پوشش سربی یا چوبی و با فشار کمی بالاتر از فشار اتمسفر آغاز گردید. در سال 1725 میلادی ( هیستک بویلر) با صفحات فولاد پرچ شده و با فشار نسبی (( مورد استفاده قرار گرفت.


با گذشت زمان مشخص گردید که تنها شکل عملی استفاده از دیگ بخاری مدور ساختن آنهاست که در سال 1795 با بوجود آمدن صفحات نوردی دیگ بخار بصورت مدور ساخته شد. از سال 1873 دیگهای بخار بصورت لوله آبی (Water Tube) طراحی گردید(شکل بالا). در لوله های مایل این نوع دیگ آب جریان پیدا کرده و توسط جداره لوله ها حرارت جذب می شود. با توجه به افزایش سطحی انتقال حرارت به بهترین وجه صورتمی گیرد.
با افزودن اجزایی چون سوپر هیتر، دی هیتر، اکونومایزر و گرمکنهای هوا و ... ، صورت اولیه دیگهای بخار به تدریج بصورت بویلرهای با ظرفیت بیشتر امروزی تبدیل شد.سیر پیشرفت و تکامل بویلر به صورت زیر بوده است:
1- افزایش درجه حرارت
2- افزایش فشار
3- افزایش تناژ بخار خروجی از بویلر
4- افزایش راندمان
5- سهولت کنترل
6-کاهش هزینه های ساخت، بهره برداری و تعمیرات
7-افزایش طول عمر بویلر

انواع بویلر:
وظیفه بویلر تبدیل مایع (آب) زیر اشباع به بخار فوق اشباع می باشدی ولی در صنعت به کلیه وسایل تولید بخار از مرحله مایع اشباع تا بخار سوپر هیت، بویلر گفته می شود.
بویلرها به واحدهای تولید بخار جهت مصارف همگانی، برق و مصارف صنعتی تقسیم می شوندکه بسته به نوع طراحی، می توانند سوخت هسته ای، ذغال سنگ، نفت کوره(مازوت) نفت گاز و گاز طبیعی مصرف کنند.
بویلرها بر اساس پارامترهای مختلف تقسیم بندی می شوند که بطور کلی عبارتند از:

بویلرها با سوخت هسته ای(راکتور)
استفاده از سوخت هسته ای برای تولید بخار فاقد عواقب نامطلوب سوخت فسیلی می باشد، ولی نیروگاههای هسته ای مقداری پرتو رادیو اکتیو در محیط آزاد می کنند که با این حال این امر قابل کنترل بوده و برای کارکرد عادی نیروگاههای هسته ای، مقدار این مواد بسیار پایینتر از حدی است که برای انسان و محیط زیان آور باشد. علاوه بر این نفت و گاز را می توان برای تولید مواد پتروشیمی و بسیاری از فراورده های صنعتی دیگر به کار برد و نباید این ماده را تنها بعنوان سوخت مصرف کرد. نیروگاههای هسته ای از راندمان بالایی برای تولید انرژی حرارتی برخوردارند. انرژی که می توان برای تولید برق از آن استفاده کرد. در تاسسیسات نیروگاههای هسته‌ای، یک سیال ثانویه بین راکتور و بویلر جریان می یابد و در بویلر، حرارت از سیال ثانویه به آب منتقل می‌شود. بخار حاصل نیز در یک سیکل بخار معمولی جریان می یابد.
بویلرهای نیروگاههای هسته ای در انواع مختلف طراحی می‌گردند که مهمترین آنها راکتور آب سبک تحت فشار(راکتور آب جوشان-Boiling Water Reactor ) و راکتور با آب سنگین می باشد.

بویلرها با سوخت فسیلی:
در تمام بویلرهای صنعتی از سوخت فسیلی استفاده می شود. همچنین اکثر برق تولیدی در نیروگاههای کشورمان از سوخت فسیلی بخصوص مواد نفتی حاصل می گردد.
استفاده از سوخت فسیلی برای تولید برق، گازکربنیک زیادی تولید می کند. دلیل این امر آن است که مقدار گرمایی که از سوختن سوخت فسیلی حاصل می شود، بیش از سه برابر انرژی الکتریکی تولیدی است. مقدار گازکربنیکی که از نیروگاههای فسیلی آزاد می شود متناسب با مقدار گرمایی است که در اثر احتراق حاصل می شود. بنابر این تولید برق در نیروگاههای با سوخت فسیلی یکی از منابعی است که سبب تولید می شود.
با توجه به تاثیرات منفی سوخت فسیلی در زندگی بشر و محیط زیستی لازم است به هر وسیله ممکن در کاهش استفاده ازآن برای تولید برق اقدام شود.

انواع بویلرهای فسیلی عبارتند از:
1-بویلرهای مخزنی:
این نوع بویلرها شامل یک مخزن سربسته می باشند که انتقال حرارت در خارج از آنها صورت گرفته و آب در داخل مخزن به بخار تبدیل می شود.
2-بویلرها با لوله های آتش(Fire tube): در این نوع بویلرها اطراف لوله ها از آب پوشانیده شده است و گازهای حاصل از احتراق از داخل لوله ها عبور کرده و انتقال حرارت مابین آب و محصولات انجام می گیرد.
3-بویلرها با لوله های آب جداری(Water Tube Boiler):در انواع مختلف این نوع بویلرها(شکل زیر)، انتقال حرارت بر اثر برخورد گازهای حاصل از احتراق با سطح خارجی لوله های محتوی آب و بخار به روشهای تشعشعی، جابجایی و هدایت صورت می گیرد. مزیت آنها نسبت به بویلرهای فایرتیوب، کم بودن قطر لوله های آب و بخار می باشد که باعث می شود تنشهای حرارتی کمتری به سطح لوله ها وارد شده و در نتیجه می توان این بویلرها را برای فشارها و ظرفیتهای بالا مورد استفاده قرار داد.






mehdighadamgahi.blogfa.com

[parichehr]

انواع مختلف بویلرهای مورد استفاده در صنعت:

1-هیترهای گازی غیر مستقیم(Indirect Heater):
ازنوع fire tube میباشند و یکی از موارد استفاده آنها گرم نمودن گاز طبیعی پس ازفشارشکن(گاز شهری) است.

2-هیترهای گازی مستقیم (Direct Heater):
که به کوره پالایشگاهی نیزمعروف بوده و از نوعWater Tubeهستند.لوله ها بطور مستقیم درمعرض شعله وحرارت هستند(تشعشع صورت می گیرد) و بخش کویل گونه که درمعرض انتقال حرارت جابجایی می باشند.

3-بویلرهای واکنش شیمیایی(راکتور):
بویلر بازیاب حرارتی (Recovery Boiler) واستوانه ای شکل می باشند که در مجتمع های پتروشیمی مورداستفاده قرار می گیرند و کوپلهای حرارتی آنها بصورت مارپیچی در صفحه می باشند.

4-بویلرهای سیکل ترکیبی: (Heat Recovery Steam Generator)
این بویلرها از نوع بازیاب می باشند و جهت استفاده ازانرژی گازهای خروجی نیروگاه گازی(توربین گازی) استفاده میشوند(شکل پایین). نیروگاه سیکل ترکیبی در واقع ترکیبی است بین نیروگاه بخار و توربین گاز جهت افزایش راندمان کلی سیستم، در این نوع، بخش توربین گاز می تواند از سیستم جدا شده و خود مستقل کار کند.

بویلر سیکل ترکیبی

5-بویلرهای بازیافت(Recovery Boiler):
که در بخش کوره های ذوب مورد استفاده قرار میگیرند. این بویلرها درمجتمع های ذوب فلزات درمسیر مستقیم مدار ذوب نصب می شوند وامکان جدایش آنها از سیستم در حال کار وجود ندارد.

6-بویلرهای زباله سوز(Incinerator Boiler)
هدف اصلی ازبین بردن زباله های شهری و خانگی می باشد ضمن اینکه با این عمل برق نیز تولید میشود. این بویلرها به تجهیزات اضافی قبل و بعد از بویلر نیاز دارند(جهت انباشت زباله و تخلیه خاکستر).

7-بویلرهای ذغال سنگ سوز(Coal Boiler):
دراین بویلرها نیز به دلیل استفاده از ذغال سنگ به عنوان سوخت به تجهیزات جانبی قبل و پس از بویلر نیاز می باشد.