بویلر چیست ؟

بویلر چیست ؟ بویلرها تجهیزات بسیار پرکاربرد و حیاتی در صنایع گوناگون هستند که تقریبا برای واحد تولیدی در صنایع غذایی٬ دارویی و نفت گاز وپتروشیمی و …مورد نیاز هستند.

با توجه به اهمیت این تجهیزات ما تلاش کردیم تا مقاله ای را تحت عنوان بویلر چیست که در آن ابعاد مختلفی از این تجهیزات از جمله انواع بویلرها٬تجهیزات مورد نیاز بویلرها و کاربردهای آنها را مورد بررسی قرار دادیم تا شما بتوانید با آگاهی بیشتری این محصولات را خریداری کنید. در ادامه به بررسی بویلر چیست ؟ می پردازیم با شیرجه استور همراه باشید.

کاربرد بویلر چیست ؟

در بررسی موضوع اینکه کار بویلر چیست و اساسا این تجهیز چه کار مهمی را انجام می دهد که کاربرد بسیار گسترده ای در صنایع دارد باید بگوییم که وظیفه بویلر تولید آب داغ و یا بخار است که بویلرهای آب داغ برای مصارف domestic، گرمایش تجاری و یا تامین آب داغ، آب را داغ می‌کنند.

کاربردهای مختلفی برای بویلرها وجود دارد. به عنوان مثال در صنایع غذایی و دیگر تولیدات که برای انجام پروسه تولید نیاز به گرمایش توسط بویلر دارند.

برای تولید نیرو و دیگر کاربردهای گرمایشی در صنعت، بویلرهای بخار مورد استفاده قرار می‌گیرند و بخار را تولید می‌کنند. بویلرها گرما و نیرو را برای طیف گسترده‌ای از سیستم‌ها و کاربردها، از جمله بخاردهی خاک کشاورزی، توربین‌ها (تقویت برق)، تولید سیمان، سرامیک، پالایش و کوره‌ها (گرمایش) و غیره تامین می‌کنند.

بویلرها بخار تولید می‌کنند تا توربین‌ها را برای تولید برق و سایر کاربردهای گرمایش صنعتی به قدرت برسانند. برای تجسم اثرات تولید بخار با استفاده از بویلر، به بخاری فکر کنید که انرژی یک توربین را تامین می‌کند. هنگامی که بخار از میان پره‌های یک توربین عبور می‌کند، نیرو پره‌ها را می‌چرخاند و توربین را شتاب می‌بخشد.

زمانی که بخار از توربین عبور می‌کند، نیرو موجب حرکت توربین می‌شود. بخار حاوی مقدار زیادی انرژی است، بنابراین توربین را بسیار کارآمد می‌کند.

با گرم شدن آب و بالارفتن دما، فشار آن به واسطه انبساط افزایش پبدا کرده و بخار تولید می‌شود. این بخار به عنوان انرژی مولد در فرآیندها به کار می‌رود. برای اینکه دیگ بخار بتواند بخار تولید و شرایط آن را کنترل کند نیاز به تجهیزات ابزاردقیق دارد. به طور کلی گیج فشار، گیج دما و شیر کنترلی برای کنترل سیال فرآیند آب مورد استفاده قرار می‌گیرد.

اجزای اصلی بویلر چیست ؟

• مشعل

یکی از مهم ترین قسمت های 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 فراهم می‌کند.

مشعل حرارت ورودی را با احتراق یک منبع گرما فراهم می‌کند. به عبارت دیگر، واکنش احتراق را در دیگ آغاز می‌کند. نحوه عملکرد این قطعه خاص به این صورت است که ترموستات‌ها زمانی 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 – معمولاً یک مخزن سوخت مجاور – به دیگ بخار پمپ می‌شود. یک نازل روی مشعل، این سوخت را به یک اسپری ریز تبدیل می‌کند و آن را مشتعل می‌کند که واکنش را در محفظه احتراق ایجاد می‌کند.

• اتاق سوخت یا محفظه احتراق

محفظه احتراق جزء دیگ بخار است که در آن سوخت برای گرم کردن آب، سوزانده می‌شود. محفظه شامل مشعل است و به گونه‌ای طراحی شده که یک منطقه بسیار امن برای احتراق سوخت فرار در دمای بالا ایجاد می‌کند. معمولاً از فولاد یا چدن یا فلز سنگین دیگری تولید می‌شود که می‌تواند با دمای چند صد درجه مقابله کند. این قسمت دیگری از دیگ است که نیاز به سرویس دهی به طور منظم دارد، زیرا واحدهای قدیمی ممکن است دچار خوردگی یا ترک شوند و این امر آنها را ناامن می‌کند.

• مبدل حرارتی

مبدل حرارتی قطعه‌ای است که حرارت تولیدی توسط مشعل‌های داخل محفظه احتراق را به آب موجود در دیگ انتقال می‌دهد. مبدل‌های حرارتی می‌توانند از عناصر مختلفی از جمله بسته‌های لوله‌های فولادی، خطوط چدنی یا مسی ساخته شوند. عناصر باید از مواد بسیار محکمی ساخته شوند که قادر به مقاومت در برابر درجه حرارت بالا، ماندگاری طولانی و انتقال موثر گرما باشند.

• کنترل‌ها

کنترل‌های سیستم به کاربر اجازه می‌دهد دمای آب، مخلوط‌های تامین هوا و سوخت، فشار داخلی و احتراق را تنظیم کند. کنترل‌ها تعداد دفعات آتش گرفتن مشعل، کیفیت مخلوط سوخت و اکسیژن، سرعت استفاده از سوخت و گرم شدن آب را تنظیم می‌کنند. کنترل‌ها نیز بخش مهمی از سیستم ایمنی دیگ شما هستند. بخار کنترل نشده و پرفشار می‌تواند فوق العاده خطرناک باشد و کنترل‌های سیستمی که به خوبی نگهداری می‌شوند با اطمینان از اینکه فشار داخلی دیگ شما خیلی بالا نمی‌رود، آب در محدوده دمایی ایمن باقی می‌ماند، به ایمنی کامل دیگ شما کمک می‌کند. سیستم به درستی به کار خود ادامه می‌دهد.

• خطوط تامین و خطوط برگشت

خطوط تامین از دیگ بخار منتهی می‌شود و آب یا بخار گرم را به نقاط توزیع اطراف ساختمان شما مانند رادیاتور یا بخاری می‌رساند. هنگامی که آب خارج شده در این نقاط، سرد می‌شود، یا بخار خنک می‌شود و دوباره به آب تبدیل می‌شود، خطوط برگشت آب را قبل از ارسال مجدد به دیگ بخار، جایی که دوباره گرم می‌شود، بازمی‌گرداند.

• پمپ سیرکولاتور

پمپ سیرکولاتور جزئی است که آب گرم را از طریق خطوط تغذیه به رادیاتورها یا سایر خطوط توزیع خارج می‌کند. همچنین مسئول بازگرداندن آن از طریق خطوط برگشت است. پمپ گردش خون نقش مهمی در عملکرد دیگ شما ایفا می‌کند و باید به خوبی نگهداری شود تا اطمینان حاصل شود که سیستم تا حد امکان کارآمد است.

• پشته اگزوز

پشته اگزوز – که گاهی اوقات به عنوان دودکش شناخته می‌شود – به گونه ای طراحی شده که سوخت مصرفی را به طور ایمن از فضای بیرونی خارج کند. یک پشته اگزوز ممکن است شبیه یک دودکش آجری سنتی باشد یا ممکن است یک سری لوله‌های فلزی باشد. پشته اگزوز باید به گونه‌ای ساخته شود که گازهای خطرناکی مانند مونوکسید کربن از فضای شما منحرف شود.

دسته‌بندی انواع بویلرها

بویلرها بر اساس مکان تولید بخار (در داخل یا خارج از لوله‌های بویلر) به دو دسته اصلی، یعنی بویلرهای فایر تیوب (Fire tube) و بویلرهای واتر تیوب (Water tube) تقسیم می‌شوند. اما بویلرها را می‌توان با توجه به ویژگی‌های دیگری نیز دسته‌بندی کرد. در زیر به چند مدل از این دسته‌بندی‌ها اشاره می‌کنیم.

بر اساس فشار کاری

• بویلرهای فشار پایین تا متوسط
• بویلرهای فشار بالا
• بویلرهای فشار فوق بحرانی

بر اساس محل کاربرد

• بویلرهای صنعتی: برای مصارف صنعتی و تولید برق
• بویلرهای گرمایشی: برای گرمایش ساختمان‌ها و فضاهای مسکونی
• بویلرهای پخت و استریل کردن مواد
• بویلرهای حمل و نقل: برای اندازه‌های کوچک و متوسط که در وسایل نقلیه مورد استفاده قرار می‌گیرند.

بر اساس نوع سوخت مصرفی

• بویلرهای سوخت جامد
• بویلرهای سوخت مایع
• بویلرهای سوخت گازی: معمولاً از گاز طبیعی استفاده می‌کنند.

بر اساس تعداد پاس‌های گذر دود

• بویلرهای دو پاس
• بویلرهای سه پاس
• بویلرهای چهار پاس

بر اساس تماس آب با پشت دیگ

• بویلرهای وت بک (Wet back): با راندمان بالاتر و اتلاف حرارتی کمتر.
• بویلرهای درای بک (Dry back): که امروزه کمتر استفاده می‌شوند.

با توجه به نیازها و شرایط مختلف، انتخاب نوع مناسب بویلر بسیار مهم است و باید به دقت انجام گیرد تا عملکرد بهینه و اقتصادی حاصل گردد.

فرق بویلر و دیگ بخار:

دیگ بخار و بویلر هر دو یک مخزن سربسته هستند که وظیفه تولید بخار و آب گرم را به عهده دارند، این دو نمونه از نظر کارایی هیچ گونه تفاوتی با یکدیگر ندارند، تفاوت این دو نمونه تنها در میزان خروجی آنها می باشد و البته ممکن است که در میان حرارت تولیدی هم با یکدیگر متفاوت باشند.

دیگ بخار توانایی دارد تا حجم مشخصی بخار را روزانه تولید نماید، البته بویلر ها به دلیل قدرت بالا می توانند بخار و آب گرم بیشتری را تولید نمایند که این برای شرکت ها و کارخانه های بزرگ صنعتی مناسب می باشد و کاربرد دارد. در بازار ها و در میان مصرف کنندگان همواره بویلر را همان دیگ بخار می دانند، پس بدانید که بویلر و دیگ بخار هر دو یک وسیله هستند که با نام های مختلفی شناخته می شوند.

معایب بویلرها

بویلرها به فضای زیادی نیاز دارند. آنها به یک استوانه آب گرم احتیاج دارند که می تواند فضای زیادی را به خود اختصاص دهد.

بویلرها میزان آب گرم محدودی تولید می کنند. مقدار آب گرم تولیدی به میزان حجم مخزن شما بستگی دارد. وقتی آب گرم تمام شود باید منتظر بمانید تا مخزن دوباره گرم شود.

آنها همچنین گرما را از دست می دهند. یک مخزن آب گرم در صورت عایق بندی نشدن صحیح می تواند گرما را از بین ببرد و ناکارآمد باشد.

تاریخچه بویلر

استفاده از بویلر بخار در طول تاریخ: جیمز وات اختراع کننده اسکاتلندی که اکثر زمان ها از وی تحت عنوان اختراع کننده ماشین بخار یاد می‌شود چهره اصلی انقلاب صنعتی می باشد. وات در اصل او‌لین آفریننده ماشین بخار نمی باشد. هرواو آلکساندریا در قرن یک میلادی ابزارهای مشابهی را ابداع نموده بود و در سال 1698 توماس ساوری توانست ماشین مشابهی را به ثبت برساند که برای تلمبه کردن آب از آن استعمال می شد و همینطور در سال 1712 توماس نیوکومن مدل توسعه یافته‌تری از آن را به ثبت رساند.

وات با اینکه تنها یک دوره کارآموزی یک ساله را در زمینه ابزارسازی گذرانده بود اما از استعداد نوآوری و ابتکار فراوان برخوردار بود. او در سال 1764 زمانی که سرگرم تعمیر یک مدل از ماشین‌های نیوکومن بود به ماشین بخار علاقه‌مند شد. وات در ماشین اختراعی نیوکومن چنان اصلاحات ارزنده و مهمی به کار گرفت که می‌توان او‌ را اختراع کننده اولیه ماشین بخار نامید. او‌لین تغییر ‌و تحول مهم وات که آن را در سال 1769 به ثبت رسانید افزودن یک محیط غیر وابسته تراکم بخار بود.