هدف اصلی انواع دیگ بخار تبدیل انرژی شیمیایی سوخت به انرژی حرارتی است که میتواند برای تولید بخار یا آب گرم مورد استفاده قرار بگیرد. در داخل محفظه احتراق دو مرحله بنیادی برای رسیدن به این هدف باید اتفاق بیوفتد.
در مرحله اول سوخت باید با اکسیژن کافی مخلوط شود و پس از آن گازهای گرم تولید شده توسط فرآیند احتراق باید پس از انتقال انرژی حرارتی به آب یا بخار تبدیل شوند. اجزای مختلف دیگ بخار باید توانایی لازم جهت ایجاد احتراق کارآمد و انتقال درست حرارت را داشته باشند. طراحی آنها به عواملی مانند نوع سوخت و روش انتخاب شده برای انتقال انرژی بستگی دارد.
انواع دیگ بخار و طبقه بندی آنها
روش های بسیاری برای طبقه بندی انواع دیگ بخار وجود دارد که در ادامه به شرح آن ها میپردازیم:
1. بویلرها معمولاً به دو نوع واترتیوب و فایرتیوب تقسیم میشوند.
2. بویلرها گاه بر اساس منابع گرمایش طبقه بندی میشوند؛ به عنوان مثال دیگ بخار کوره نفتی، گازی، زغال سنگی یا سوخت جامد.
3. بویلرها میتوانند بر اساس روش ساخت دسته بندی شوند.
دیگ های بخار فایرتیوب
یکی از انواع دیگ بخار ، دیگ بخار فایرتیوب میباشد. دیگ بخار فایرتیوب شامل یک سری لولههای مستقیم است که درون یک پوسته بیرونی پر از آب قرار گرفتهاند. این لولهها طراحی شده اند تا گازهای داغ حاصل از احتراق از طریق آنها جریان پیدا کند.
گازهای گرم حین حرکت خود به آبی که بیرون لوله ها در جریان است، حرارت انتقال می دهند. برای جلوگیری از نیاز به پوسته بیرونی ضخیم، دیگهای بخار فایرتیوب برای استفاده در فشار پایین تولید میشوند.
دیگ های بخار واترتیوب
دیگهای بخار واترتیوب به منظور به گردش در آوردن گازهای داغ در اطراف لولههای پر از آب طراحی شدهاند.لولهها بین یک هدر بالا به نام درام بخار و یک یا چند هدر پایین قرار گرفتهاند. در مدلهای قدیمی لولهها مستقیم و یا دارای خمهای ساده بودند و در مدلهای جدیدتر دارای خمهای پیچیده و متنوع میباشند.
از آنجا که فشار در داخل لوله ها محدود است؛ دیگهای بخار واتر تیوب میتوانند در اندازههای بزرگ ساخته شده و در برنامههای کاربردی با فشار بالا استفاده شوند. تقریباً هر سوخت جامد، مایع یا گاز طبیعی میتواند در تولید دیگ بخار واترتیوب استفاده شود.
تفاوتهای دیگ بخار واترتیوب و فایرتیوب
1. ساختار: در ساختار هر دو مدل تعدادی لوله و پوسته وجود دارد؛ در دیگ بخار واترتیوب در داخل لوله ها آب در جریان است در حالی که در دیگ بخار فایرتیوب در داخل لوله ها گازهای داغ جریان دارد.
2. فشار بخار: محدوده فشار بخار در دیگ فایرتیوب ۲۰ تا ۳۰ بار است ولی در دیگ واترتیوب فشار بخار لوله ها بسیار بیشتر است.
3. خروجی واحد: خروجی واحد دیگهای بخار عمدتاً به محدودیتهای طراحی بستگی دارد. خروجی واحد دیگ بخار فایرتیوب حدود ۲۰ مگاوات و دیگ بخار واتر تیوب نامحدود است.
4. سوخت: در هر دو مدل هر نوع سوخت میتواند برای تولید حرارت استفاده شود. در دیگ بخار لوله آتشین عمدتاً از سوخت تجاری استفاده میشود و در دیگ بخار لوله آبی هر نوع سوختی را میتوان مورد استفاده قرار داد.
5. بهره وری: راندمان طبیعی دیگ بخار لوله آتشین حدود ۸۰ تا ۸۵ درصد است، اما با استفاده از لوازم جانبی مختلف می توان آن را افزایش یا کاهش داد. کارایی دیگ بخار لوله آبی بیش از دیگ بخار لوله آتشین است و در محدوده ۸۵ تا ۹۰ در صد قرار دارد. کارایی دیگ بخار لوله آبی نیز میتواند با استفاده از لوازم جانبی مختلف افزایش یابد.
6. کاربرد: دیگ بخار لوله آتشین معمولاً برای اهداف گرمایشی مورد استفاده قرار میگیرد؛ در حالی که دیگ بخار لوله آبی برای تأمین برق و حرارت استفاده میشود.
7. الزامات بازرسی: دیگ بخار لوله آتشین نسبت به دیگ بخار لوله آبی به بازرسی منظم تری نیاز دارد.
8. نصب: دیگ بخار لوله آتشین بسته بندی شده و آماده برای کار در محل کار است ولی دیگ بخار لوله آبی نیاز به مونتاژ و نصب دارد.
