دیگ بخار چیست؟ چگونه فرآیندهای تولید را بهبود می دهند؟

دیگ های بخار دارای انواع مختلفی هستند که در صنایع مختلف برای ایجاد انرژی موردنیاز تجهیزات صنعتی یا حتی مصارف خانگی مانند پخت و پز استفاده می شوند.

دیگ بخار (بویلر) چیست؟

گرما در زندگی روزمره ما حیاتی است. از گرما برای گرم کردن محیط اطراف، برای طبخ غذا و … استفاده می کنیم. آب و بخار حامل های مناسب و مهم گرما هستند که به محیط زیست نیز آسیب نمی رسانند.

یک دیگ بخار یک مخزن بسته است که در آن آب یا دیگر مایع مناسب برای تولید بخار آب یا بخار گرم می شود. سپس بخار از آن خارج می شود و برای اهداف مختلف مانند فرآیند های گرمایشی (گرمایش آب، گرمایش مرکزی) و تولید برق مبتنی بر دیگ بخار استفاده می شود. حتی برای پخت و پز و اهداف دیگر که می تواند خانگی یا صنعتی باشد نیز کاربرد دارد.

قرن هاست که ما از بویلر ها در اشکال مختلف برای گرم کردن آب یا تولید بخار استفاده می کنیم. انواع دیگ های خانگی و صنعتی هر چند کاربرد متفاوتی دارند، اما جنبه عملیاتی مشابهی دارند.

اساس کار دیگ های بخار از مفهوم زودپز پیروی می کند اما در مقیاسی بزرگ تر. از بویلرها در مکان های مختلف از مصارف خانگی گرفته تا فعالیت های صنعتی استفاده می شود. در بویلر ها به طور کلی سیال در یک سیستم گنجانده می شود و برای تامین بخار از طریق احتراق سوخت و آب کار می کند. دیگ ها بر اساس کاربردشان انواع مختلفی دارند. در حالی که انواع خانگی کوچک هستند و برای کارهای روزمره خانه استفاده می شوند، دیگ های صنعتی امروزه نقش بزرگی در فرآیندهای تولیدی دارند. بویلرهای صنعتی خوب، به دلیل بهره وری انرژی و تولید گرمای انبوه خود که توانایی اجرای فرآیندهای تولیدی را دارند، شناخته شده اند. از لوکوموتیوهای بخار گرفته تا موتورهای احتراق خارجی و نیروگاه ها همگی برای مصارف مختلف از دیگ های صنعتی استفاده می کنند.

اگر سوخت مورد استفاده گاز طبیعی یا سایر انواع سوخت های غیر مضر باشد، دیگ های صنعتی نیز می توانند دوستدار محیط زیست باشند. آن ها نه تنها عملکرد مطلوبی را ارائه می دهند، بلکه به صنایع کمک می کنند تا آلاینده های سمی را که به بدترین شکل ممکن به محیط زیست آسیب می زند، کنترل کنند.

دیگ های بخار صنعتی

اهمیت بویلرهای صنعتی برای شرکت های تولیدی ناشناخته نیست. آن ها از بویلرهای صنعتی برای مزایای بسیاری که دارد، استفاده می کنند. یکی از این مزایا صرفه جویی در هزینه استفاده از انرژی الکتریکی برای کل فرآیند است. برق در صورت استفاده در مقیاس بزرگ، هزینه بسیاری دارد اما بویلرهای صنعتی به کنترل هزینه اضافی کمک می کنند. بویلرها حداکثر بازده و حداقل خطر را ارائه می دهند. مانند دردسرهای کمتر در حمل و نقل و وابستگی به انرژی الکتریکی.

امروزه فناوری دیگ بخار کارآمد بسیار مهم تر از قبل شده است. انرژی گرمایی کارایی تجهیزات را بهبود می بخشد. در حال حاضر بسیاری از صنایع از بخار تحت فشار برای راه اندازی ماشین آلات استفاده می کنند. این فناوری نه تنها در افزایش تولید کارآمد است، بلکه از بسیاری جهات سازگار با محیط زیست است. طبق مقاله ای که در سال ۲۰۱۵ منتشر شد، دیگ های بخار در وهله اول، صنایع را از مصرف بی رویه برق نجات داد. صنایع چیزی در حدود سه میلیارد واحد برق را هدر دادند.

سوخت مورد استفاده برای بویلرها اغلب گازهای طبیعی و سایر سوخت های فسیلی، زغال سنگ و غیره است. بنابراین، بسیار مهم است که دیگ بخار مناسبی را انتخاب کنید که گرمای تولید شده را هدر ندهد. هم چنین نسبت به دیگر منابع، انرژی بیشتری تولید نماید. برای مثال، برخی از بهترین تولیدکنندگان دیگ بخار، راه‌حل‌های بازیابی گرمای اتلاف شده را نیز ارائه می‌کند. از جمله این تولید کنندگان Thermax است که تضمین می کند تمام گرمایی که معمولاً به عنوان گاز خروجی از دست می رود، تا حداکثر پتانسیل خود استفاده می شود. طراحی های پیشرفته و نوآوری های مداوم به تولید بهترین بویلر ها کمک می کند.

در فیلم زیر بویلر و نحوه عمل آن معرفی و نشان داده شده است.

اجزای اصلی تشکیل دهنده بویلر های صنعتی

• مشعل

مشعل آغاز کننده واکنش احتراق درون دیگ بخار است. مکانیسمی وجود دارد که پیام را برای شروع روند تولید گرما ارسال می کند. نازل در مشعل، سبب احتراق سوخت ارسال شده از منبع سوخت می شود.

• محفظه احتراق

محفظه های احتراق از چدن ساخته شده اند و می توانند در عرض چند دقیقه دمای چند صد درجه ای داشته باشند. این محفظه ها، سوخت را می سوزاند و گرما تولید می کند که به مبدل حرارتی منتقل می شود.

• مبدل حرارتی

هم چنین به عنوان پیش گرم کن نامیده می شود، مسئول افزایش کارایی دیگ بخار است. مبدل حرارتی قبل از هیتر هوا در مسیر سوخت گاز قرار می گیرد.

• درام بخار و درام گل

درام بخار، بخار را جمع آوری می کند در حالی که درام گل زیر درام بخار قرار می گیرد و مواد جامد را که به طور دوره ای خارج می شود، جمع می کند.

• منابع سوخت مورد استفاده

سوخت می تواند از انواع مختلفی باشد. از زغال سنگ و نفت سفید تا گازهای طبیعی.

دیگ های بخار صنعتی، مخازن حاوی آب هستند که گرما را با کمک یک منبع سوخت تولید می کنند. سپس بخار داغ تولید شده به لوله های مختلف متصل به تجهیزات صنعتی مختلف منتقل می شود. انرژی بخار برای راه اندازی ماشین آلات استفاده می شود و به صنایع یک روش مقرون به صرفه برای تولید انرژی مورد نیازشان ارائه می دهد.

نحوه عمل بویلرها به پیچیده گی که فکر می کنیم نیست. درواقع ترکیبی از علوم پایه و آخرین نوآوری است. بخش های جداگانه سیستم در نقاط مختلف قرار می گیرند.

منبع گرما و مخزن آب در بخش های مختلف قرار می گیرند. میله های فلزی به مخزن آب متصل می شوند و سپس گرما به تولید بخار کمک می کند. سپس بخار در یک محفظه جمع آوری می شود تا آن را قبل از انتشار آن از دیگ بخار کندانس کند. این امر فشار بخار را افزایش می دهد و انرژی تولید شده کمک می کند تا فرایندهای تولید افزایش یابند.

اغلب برای اهداف ایمنی، دیگ های بخار با یک دریچه ایمنی ساخته می شوند تا احتمال بروز خطر به صفر برسد. بسته به نوع مصرف و استفاده، انواع مختلفی از بویلرها وجود دارد:

• بویلرهای فایرتیوب
• بویلرهای واترتیوب
• بویلرهای الکتریکی
• بویلرهای متراکم کننده
• بویلر روغن
• بویلرهای گاز طبیعی