تاریخچه دیگ بخار
دیگ بخار ( Steam Boiler) یک مخزن بسته است که آب درون آن توسط گرمای ناشی از احتراق سوخت به بخار تبدیل می شود. و اصلی ترین بخش سیستم های تولید بخار می باشد. امروزه استفاده و کاربرد دیگ های بخار در تولید انرژی الکتریکی در نیروگاه ها، تاسیسات. گرمایشی، فرایند های پالایشی، شیمیایی ، پتروشیمی و صنایع غذایی به حدی فراوان است. که طراحی و ساخت دیگ های بخار جایگاه ویژه ای در صنعت پیدا کرده است.
دیگ های بخار ماشین سازی بخار شعله خراسان از ظرفیت 60 کیلو گرم تا 500 کیلو گرم در ساعت. به صورت عمودی و از ظرفیت 300کیلو گرم تا ظرفیت 15 تن در ساعت. به صورت افقی سه پاس wet back ، افقی سه پاس Dry Back و دو پاس کوره برگشتی تولید می گردد.
دیگ های بخار در این واحد تولیدی بر مبنای. استاندارد بین المللی BS2790 و استاندارد ملی isiri 4231 توسط متخصصین. فنی طراحی و تحت نظارت مهندسین واحد نظارت بر ساخت محصولات. با بالاترین دقت و با بهره گیری از بهترین متریال تولید می شوند.که با در نظر گرفتن ماکزیمم سطح حرارتی در طراحی و ایزولاسیون مناسب و استاندارد ، دارای بالاترین راندمان حرارتی می باشند.
دیگ بخار چیست؟
متخصصین و مهندسین بخار شعله با بهره گیری از دانش روز. دنیا و تجهیزات پیشرفته برای ظرفیت های 5 تن در ساعت و بالاتر جهت افزایش طول عمر بویلرها، بالا بردن راندمان ، صرفه جویی در مصرف سوخت، کاهش آلودگی هوا و حفظ محیط زیست اقدام به ساخت دیگ های سه پاس فول وت بک با کوره اصلی تمام کاروگیت نموده اند.
جیمزوات مخترع اسکاتلندی که اغلب از او به عنوان مخترع ماشین بخار یاد میشود چهره اصلی انقلاب صنعتی است. وات در واقع اولین سازنده ماشین بخار نیست. هرو او آلکساندریا در قرن اول میلادی ابزارهای مشابهی را توصیف کرده بود. در سال ۱۶۹۸ توماس ساوری ماشین مشابهی را به ثبت رساند که برای تلمبه کردن آب از آن استفاده می‌شد و در ۱۷۱۲ توماس نیوکومن نوع پیشرفته‌تری از آن را به ثبت رساند. با وجود این ماشین ساخته شده توسط نیوکومن کارایی بسیار کمی داشت و آن را فقط برای خارج کردن آب از معادن زغال سنگ به کار می‌گرفتند. تاریخچه دیگ بخار
وات با اینکه فقط یک دوره کارآموزی یکساله را در زمینه ابزارسازی گذرانده بود ولی از استعداد ابداع و نوآوری فراوانی برخوردار بود. وی در سال ۱۷۶۴ هنگامی که مشغول تعمیر یک مدل از ماشین‌های نیوکومن بود به ماشین بخار علاقه‌مند شد. وات اصلاحاتی آنچنان مهم و ارزنده در ماشین اختراعی نیوکومن به عمل آورد که می‌توان او را مخترع اولین ماشین بخار دانست.
تاریخچه دیگ بخار
اولین تغییر مهم وات که در سال ۱۷۶۹ به ثبت رساند اضافه کردن یک محفظه جداگانه تراکم بخار بود. او همچنین با عایق‌بندی، سیلندر بخار را مجزا کرد و در سال ۱۷۸۲ ماشین دوطرفه را اختراع نمود. تمام این‌ها همراه با چند فقره تغییرات و اصلاحات کوچک‌تر به کارایی بیشتر ماشین‌های بخار منتج شد. این ازدیاد کارایی عملاً به معنای تفاوت بین یک ابزار ماهرانه ولی نه چندان قابل استفاده با وسیله‌ای با توان صنعتی فراوان بود. وات در سال ۱۷۸۱ با اختراع یک سری چرخ‌دنده حرکت تناوبی موتور را به حرکت دورانی تبدیل کرد.
با استفاده از این ابزار بر موارد استفاده از موتور بخار به شکل چشمگیری افزوده شد. وات که خود فاقد استعداد لازم در کارهای تجاری بود، در سال ۱۷۷۵ به اتفاق ماتیو بولتون که مهندسی چیره‌دست و معامله‌گری توانا بود شرکتی تأسیس کرد، طی ۲۵ سال بعد شرکت وات – بولتون تعداد زیادی موتورهای بخاری تولید و به بازار عرضه کرد که در نتیجه ثروت سرشاری نصیب آن دو گردید.
تاریخچه دیگ بخار
در باب اهمیت ماشین بخار مبالغه و گزافه‌گویی نمی‌شود. درست است که بسیاری از اختراعات دیگر در انقلاب صنعتی نقش داشته‌اند؛ ولی هیچ‌یک از آنها به‌تنهایی نمی‌توانستند برای انقلاب صنعتی حیاتی باشند. قبل از آن اگر چه از نیروی آب و باد برای به گردش درآوردن چرخ آسیاب‌ها استفاده میشود ولی منبع اصلی نیرو همواره عضلات انسان بود. استفاده از این عامل ظرفیت تولید صنعتی را به کلی محدود می‌کرد. با اختراع ماشین بخار این محدودیت بر طرف شد. پس از آن انرژی بسیار زیادی برای تولید در دسترس بود و مرتباً نیز به میزان آن افزوده می‌شد.تاریخچه دیگ بخار
اولین دیگ بخارمتشکل 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 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 کوچکترمی 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 ، دریچه های بازدید و تجهیزات کنترلی می باشد.
انواع دیگ بخار
دیگ های بخار اصولا در سه نوع واترتیوب و فایرتیوب و طرح ترکیبی ساخته می شوند.
دیگ لوله آبی (Water Tube)
تاریخچه دیگ بخار
همگام با توسعه صنعت در قرن گذشته، استفاده از دیگ بخاربا فشار بالا ضرورت پیدا کرد و بنا به دلایلی، گاهی نیز انفجارهای مصیبت باری به همراه داشته است. آن روزها دیگهای بخار شامل ظروف تحت فشار با قطرهای زیادی بود که تحت فشار داخلی، دچار تنشهای انبساطی در دیواره‌های این ظروف می‌گردید. مقدار این تنش به نام تنش حلقه‌ای معروف است.
بهترین راه برای جلوگیری از بروز این مشکل کاهش قطر ظرف تحت فشار است که این امر اساس کار دیگهای لوله– آبی است. در این دیگ‌ها آب، درون لوله‌ها جاری است و گازهای داغ در سطح خارجی لوله‌ها جریان دارند. دیگهای لوله آبی متشکل از ظروفی به نام درام هستند که توسط لوله به یکدیگر متصل شده‌اند. آب در درون لوله‌ها گردش کرده و گازهای داغ از اطراف لوله‌ها عبور می‌کنند. مهمترین مزیت دیگهای لوله آبی آزادی در افزایش ظرفیت ساخت آنهاست.
دیگهای لوله آبی می‌توانند تا ظرفیت نیم تن در ثانیه بخار با فشار ۱۶۰ اتمسفر و دمای۵۵۰ درجه سانتی‌گراد تولید کنند. البته دیگهای لوله آبی به صورت پکیج و در ابعاد کوچک‌تر نیز ساخته می‌شوند که در صنایع نفت و پتروشیمی کاربرد فراوان دارند.
دیگ لوله آتشی (Fire Tube)
این نوع دیگ بخارمعمولاً، شامل بدنه اصلی، صفحه – لوله‌های جلو و عقب، کوره و اتاقک برگشت میباشد که پس از مونتاژ و جوشکاری ابتدا کامل مورد آزمایش‌های غیر مخرب (پرتونگاری، اولتراسونیک، مایع نافذ و…) قرار گرفته و سپس عملیات تنش‌گیری آنها در کوره مخصوص انجام می‌گیرد.
دسته‌بندی بویلرها
بویلرها بر حسب تعداد مسیری که گازهای ناشی از احتراق طی می‌کند تا وارد دودکش شوند به چند دسته تقسیم میشود.
- تک پاس: نسل اول بویلرهای ذغال سنگ سوز لوکوموتیوهای بخار از این نوع بوده‌اند که در آنها گازهای ناشی از احتراق مسیر دیگ را یک بار طی می‌کند و بعد وارد دودکش میشود. این نوع از بویلرها دیگر ساخته نمی‌شوند.
- دو پاس: گازهای ناشی از احتراق مسیر دیگ را دو بار طی می‌کند و بعد وارد دودکش میشود.
- کوره برگشتی: گازهای ناشی از احتراق مسیر کوره را دوبار طی می‌کند و سپس به پاس لوله‌ها منتقل شده و به سمت دودکش حرکت می‌کند. راندمان بویلرهای کوره برگشتی از بویلرهای دو پاس بیشتر است. تاریخچه دیگ بخار
- سه پاس: (برای تولید آبگرم و بخار) گازهای ناشی از احتراق مسیر دیگ را سه بار طی می‌کند و بعد وارد دودکش میشود.
- چهار پاس: دیگهای ۴ پاس صرفاً برای تولید بخار در تناژ بالا تولید میشود. گازهای ناشی از احتراق مسیر دیگ را چهار بار طی می‌کند و بعد وارد دودکش میشود
ویژگی های مختلف دیگ های بخار
برخی از ویژگیهایی یک دیگ بخار عبارتند از :
- هوا رسانی دیگ
- ساختمان بدنه دیگ بخار که شامل موارد زیر است:
- بدنه خارجی دیگ بخار
- کوره و اتاقک احتراق
- لوله ها
- تمیزکاری و کنترل دیگ
- نصب دستگاه های خارجی دیگ بخار
- تجهیزات و اتصالات دیگ بخار
- مشعل مایع سوز
- جرقه زن الکتریکی گازی
- اصول کار پمپ و عرضه سوخت
- روش کنترل مشعل خودکار
- مشعل های دو سوخته گاز و مایع
- کنترل هوا و سوخت
- سوئیچ های فشار گاز
- آزمایش شیرهای گاز توسط ازت به صورت خودکار
- وسایل کمکی دیگ های بخار:
- کنترل مدوله فشار
- تنظیم دستگاه کنترل فشار
- کلید حد فشار
- قراردادن حد فشار در اندیکاتور اصلی
- کنترل کننده پمپ تغذیه و نخستین مرحله کمبود سطح آب و اعلام خطر
- کنترل مدوله سطح آب
- محفظه شناور
- شیر کنترل مدوله
- جعبه کنترل
- کنترل سطح آب دیگ بخار
- 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
- پمپ های تغذیه
دیگ بخار استاندارد چیست؟
تولید کنندگان معتبر دیگ های بخار، طبق مصوبه سازمان استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران موظف به ساخت دیگ های بخار مطابق با استاندارد ملی isiri4231 و تحت نظارت مستقیم شرکت های بازرسی مورد تائید این سازمان می باشند. در حقیقت دیگ های بخار استاندارد علاوه بر داشتن نشان ملی استاندارد شرکت سازنده باید دارای گواهی و پلاک شرکت بازرسی ثالث نیز باشند.
تفاوت های کیفی دیگ های بخار
مهمترین تفاوت های موجود در تولید یک دیگ بخار توسط یک تولید کننده مجاز و معتبر با یک سازنده غیر مجاز در این موضوع است که معمولا سازنده های غیر مجاز دیگ های بخار هیچگونه ضمنانتی برای محصول خود نمی دهند. انجام فرآیندهای رایج توسط یک تولید کننده معتبر بویلر بخار (دارای پروانه استاندارد با شماره ردیابی ) عبارتند از:
- وجود نقشه فنی بررسی شده توسط شرکت بازرسی مورد تایید سازمان استاندارد
- کنترل صحت مواد اولیه بویلر بخار شامل ورق ها و لوله ها و مقاوم توسط بازرس از روی گواهی مواد و یا نتایج آزمایشگاه
- کنترل فرآیندهای تولید بویلر بخار از روی نقشه تایید شده
- انجام آزمون های غیر مخرب اجباری خواسته شده در استاندارد ملی4231
- نظارت بر تست هیدرولیکی با فشار یک ونیم برابر فشار طراحی توسط تیم شرکت بازرسی
- ارائه گواهی و پلاک توسط بازرس
مزایا و مشخصات فنی دیگ های بخار تولید شده در ماشین سازی بخار شعله خراسان
- ساختار این دیگ ها مطابق با استاندارد بین المللیBS2790 و استاندارد ملی isiri4231 میباشد.
- فولاد مصرفی در ساخت بدنه بویلرهای واحد صنعتی بخار شعله اعم از کوره ، محفظه برگشت و تیوب شیت ها از نوع ورق آتشخوار DIN17155-17Mn4 می باشد. تیوب های حرارتی از نوع آتشخوار بدون درز DIN17175-St35.8 بوده و دارای گواهینامه تأیید کیفیت (گواهی آنالیز شیمیایی و تست مکانیکی) میباشد.
- واحد صنعتی بخار شعله طراحی این محصول را مجهز به اکونومایزر و پیش گرم کن مخصوص آب ورودی به سیستم قرار داده تا با بهره گیری از این تجهیزات الحاقی راندمان افزایش یابد.
- با توجه به فایرتیوب بودن سیستم، عملیات بهسازی دیگ پس از سپری شدن عمر مفید آن،تنها با تعویض لوله ها و رسوب گیری محفظه صورت میپذیرد.
- الکترود های مصرفی از نوع E6010 و E7018 می باشد جوشکاری در پاسهای ریشه ایی با الکترود سلولزی 6010 و مراحل بعدی با الکترود قلیایی 7018 تحت پیش گرم مناسب با دمای 300-250 درجه سانتی گراد انجام میشود.
- این دیگ ها با ظرفیت های300 کیلوگرم تا 15 تن در ساعت قابل طراحی و ساخت میباشند.
-
فشارکار : 8 تا 18 بار
- مشعل بنا به خواست مشتری می تواند گازسوز، گازوئیل سوز و یا دوگانه سوز باشد.
- ایزولاسیون از پشم سنگ ROCK WOOL)) با دانسیته 80 می باشد
- پوشش نهایی از ورق استنلس استیل می باشد .
- مجهز به ابزار کنترلی دقیق و تمام اتوماتیک مدرن میباشد
- دارای استراکچر اپراتور برای دسترسی آسان به تجهیزات و شیرآلات
- کلیه جوشکاری ها توسط جوشکاران مجرب و تایید صلاحیت شده و بر اساس WPS و PQR مورد تایید اداره استاندارد انجام می شود.
- جوش ها در حین فرایند ساخت توسط واحد کنترل کیفیت و همچنین نماینده رسمی شرکت بازرسی ( مورد تایید اداره استاندارد) تحت بازرسی ( RT , MT , VT, UT ) قرار می گیرد. و در نهایت پس از تکمیل شدن مونتاژ و جوشکاری ، دیگ با فشار 1/5 برابر فشار طراحی توسط بازرس تست هیدرواستاتیک می شود. و پس از تایید نهایی گواهی و پلاک استاندارد برای دیگ صادر می گردد.
جهت مشاوره با تیم فنی بخار شعله خراسان تماس بگیرید:
09128978600
09152073141
05135415050
منابع:
- The Boiler Book By: Cleaver-Brooks
- Boiler Operators handbook By:Kenneth E.heselton
- مرجع کاربردی بویلرهای آبگرم و بخار صنعتی
- گروه مهندسین موفق
