دیگ بخار چیست؟

یکی از تجهیزات مهم در تاسیسات صنعتی، دیگ بخار است که وظیفه تولید بخار برای مصارف صنعتی و بعضی از سیستم‌های تاسیساتی را بر عهده دارد. دیگ بخار یک سیستم انتقال یا تبدیل انرژی محسوب می‌شود که در آن، انرژی ذخیره شده در سوخت‌های فسیلی مانند گاز یا گازوئیل به انرژی حرارتی تبدیل می‌گردد.

به طور کلی، دیگ یک ظرف بسته است که در آن مایع (معمولا آب) گرم می شود. سیال لزوما به جوش نمی‌آید، بلکه سیالِ گرم شده یا تبخیر شده، برای استفاده در فرآیندهای مختلف یا کاربردهای گرمایشی از دیگ خارج می‌شود. برخی از این کاربردهای دیگ بخار عبارت‌اند از: گرمایش آب، گرمایش مرکزی، تولید برق مبتنی بر دیگ بخار، پخت و پز و سرویس بهداشتی.

اجزای اصلی دیگ بخار

1. مشعل دیگ بخار

یکی از مهم‌ترین قسمت‌های دیگ بخار، مشعل است. اینجاست که اختلاط هوا با منبع سوخت اتفاق می‌افتد و در نتیجه احتراق ایجاد می‌شود که گرمای لازم برای گرم کردن سیال را به وجود می‌آورد. مشعل، حرارت ورودی را با احتراق یک منبع گرما فراهم می‌کند. به عبارت دیگر، واکنشِ احتراق را در دیگ آغاز می‌کند.

نحوه عملکرد این قطعه خاص به این صورت است که ترموستات هنگامی که سیستم نیاز به تولید گرما داشته باشد، پیام‌ها را به صورت الکترونیکی به مشعل ارسال می‌کند. سپس، سوخت توسط مکانیزم فیلتر، از یک منبع بیرونی به دیگ بخار پمپ می‌شود. یک نازل روی مشعل، این سوخت را به یک اسپری ریز تبدیل می‌کند و آن را مشتعل می کند که واکنش را در محفظه احتراق به وجود می‌آورد.

۲. محفظه احتراق دیگ بخار

همانطور که از نام آن پیداست، محفظه احتراق، بخشی از دیگ بخار است که در آن ترکیب سوخت/هوا می‌سوزد. به همین دلیل، محفظه احتراق معمولا چدنی است و دمای داخل آن تا چند صد درجه افزایش می‌یابد. این فرآیند معمولا در مدت زمان بسیار کوتاهی رخ می‌دهد. پس از احتراق، گرمای تولید شده در این محفظه، به مبدل حرارتی دیگ منتقل می‌شود.

۳. مبدل حرارتی دیگ بخار

 جزئی از دیگ بخار است که اجازه می‌دهد تا گرما بین دو سیال یا ماده، معمولا آب و گاز، مبادله شود، بدون اینکه مواد با هم مخلوط شوند. مبدل حرارتی دیگ، به گرمای مشعل اجازه می‌دهد تا آب سیستم را گرم کند. وظیفه مبدل حرارتی، انتقال حرارت از مشعل به آب و بدون تماس مستقیم با آب است. این ایده شبیه به جوشاندن آب در یک قابلمه است.

اجزای جانبی دیگ بخار

بسته به نوع و عملکرد سیستم دیگ بخار، ممکن است برخی یا همه اجزای زیر را مشاهده کنید. توجه به این نکته ضروری است که شاید بعضی از این اجزای اضافی در همه انواع دیگ وجود نداشته باشند. اجزای دیگ بخار شامل موارد زیر می‌شوند:

۱. ترموستات

ترموستات یکی‌دیگر از اجزای دیگ بخار است که وظیفه دارد سیگنال مناسب را در زمان توقف یا شروع فرآیند به مشعل ارسال کند. آنها بر اساس دمای سیال در دیگ، زمان مناسب این فرآیند را خود به خود تشخیص می‌دهند.

۲. شیر جریان برگشتی

شیر جریان برگشتی به عنوان یک واحد ایمنی عمل می‌کند و اجازه می‌دهد تا سیال فقط در یک جهت جریان یابد.

۳. پمپ سیرکولاتور

یکی دیگر از اجزای دیگ بخار، پمپ سیرکولاتور است که آب گرم را از طریق خطوط تغذیه به رادیاتورها یا سایر خطوط توزیع خارج می‌کند. این پمپ نقش مهمی در عملکرد دیگ ایفا می‌کند و باید به خوبی نگهداری شود تا اطمینان پیدا کنید که سیستم تا حد امکان کارآمد است و عملکرد درستی دارد.

۴. کنترل ها

کنترل‌های سیستم دیگ بخار، به کاربر اجازه می‌دهد تا دمای آب، مخلوط‌های تامین هوا و سوخت، فشار داخلی و احتراق را تنظیم کند. کنترل‌ها تعداد دفعات روشن شدن مشعل، کیفیت مخلوط سوخت و اکسیژن، سرعت استفاده از سوخت و گرم شدن آب را تنظیم می‌کنند. از طرفی، کنترل‌ها بخش مهمی از سیستم ایمنی دیگ نیز به حساب می‌آیند.

بخار کنترل نشده و پرفشار می‌تواند فوق‌العاده خطرناک باشد. کنترل‌های سیستمی که به خوبی نگهداری می‌شوند، به ایمن نگه داشتن دیگ بخار کمک می‌کنند. با اطمینان از اینکه فشارهای داخل آن خیلی زیاد نمی‌شود، آب در محدوده دمایی مطمئن باقی می‌ماند و سیستم به درستی به کار خود ادامه می‌دهد.

۵. کندانسور

هواگیر یا کندانسور، دستگاهی است که اکسیژن و سایر گازهای محلول را از مایعات خارج می‌کند. در همین حال، کندانسور، یک مبدل حرارتی است که گرمای نهان را از دودکش خارج می‌کند تا متراکم شده و دوباره وارد دیگ شود. مخازن هواگیر و کندانسورها فقط در سیستم های دیگ بخار استفاده می‌شوند و در دیگ های آب گرم و روغن داغ استفاده نمی‌شوند. زیرا در مخازن دیگ بخار، سیال همیشه به صورت مایع است.

۶. دودکش دیگ بخار

مانند بسیاری از تجهیزات صنعتی دیگر، در اینجا نیز دودکش، دود سوخت مصرف شده را با خیال راحت از نمای بیرونی ساختمان خارج می‌کند. این دودکش ممکن است شبیه یک دودکش آجری سنتی یا از جنس لوله فلزی باشد.

۷. مواد نسوز

این مواد برای پر کردن شکاف‌ها یا منافذی که ممکن است در اطراف آتش دیگ بخار باشند، به کار می‌روند. این کمک می‌کند تا اطمینان حاصل شود که آتش در محفظه باقی می‌ماند.

۸. خطوط بازگشت

هنگامی که آب یا بخار، سرد می‌شود و بخار به آب تغییر حالت می‌دهد، خطوط برگشت این آب را برای گرم شدن مجدد به دیگ برمی‌گردانند. خطوط برگشت وظیفه دارند سیال خنک شده یا بخار خنک شده را به دیگ برگردانده تا دوباره گرم شود.

۹. سوپرهیتر

سوپرهیتر یکی از اجزای دیگ بخار است که حتما باید وجود داشته باشد و در مسیر گازهای داغ دودکش، قرار می‌گیرد. گرمای بازیابی شده از گازهای دودکش، در بخارِ قبل از ورود به توربین استفاده می‌شود. هدف اصلی سوپرهیتر، افزایش دمای بخار اشباع، بدون افزایش فشار آن است.

۱۰. نشانگر سطح (آبنما)

آبنما وظیفه نمایش سطح آب داخل دیگ را بر عهده دارد. بسته به ظرفیت و استاندارد دیگ، تعداد آبنماهای دیگ بخار یک یا دو عدد خواهد بود. نشانگرهای سطح آب به دو صورت مغناطیسی یا شیشه‌ای ساخته می‌شوند که هر کدام مزایا و معایبی دارند.

از آنجایی که نظارت بر سطح آب توسط اپراتور بسیار مهم است، شیشه‌های محافظ و لوله‌های شیشه‌ای آبنما باید همیشه تمیز باشند. برای اطمینان از عملکرد صحیح و تمیز کردن محفظه آبنما، لازم است به طور دوره‌ای دریچه تخلیه زیر آبنما باز شود تا رسوبات محفظه از بین روند.

۱۱. مانومتر

مانومتر یا فشار سنج که بر روی کلکتور دستگاه‌های کنترلی نصب می‌شود، وظیفه نشان دادن فشار بخار دیگ را بر عهده دارد. پیشنهاد می‌شود عملیات کالیبراسیون سالیانه را به طور منظم انجام دهید تا از عملکرد مناسب و نمایش دقیق فشار توسط مانومتر مطمئن شوید.

۱۲. شیر اطمینان

وظیفه شیر اطمینان، کاهش مکانیکی فشار دیگ است. بسته به ظرفیت و استاندارد دیگ، نصب یک یا دو شیر اطمینان بر روی دیگ الزامی است. شیر ایمنی می‌تواند تک فنر یا دو فنر باشد.