تولید کننده انواع دیگ بخار شرکت دما صنعت آرین(کارنو) فعالیت خود را در صنعت تاسیسات و انرژی با هدف طراحی ساخت و تولید انواع سیستم های گرمایشی آغاز نموده ، این شرکت با تکیه بر تجربه و دانش فنی نیرو انسانی زبده و مهندسین کارامد دور نمای بسیار روشنی برای استاندومارد های بین اللملی شامل
- dIN
- B.S 855
- B.S 2790
- EN 12953
- EN
- ۱-۹ ASME SEC
- CE Marking
- Din 17100 & Din17175
- Din17155
- ۲۵۷۶
و با دارا بودن گواهینامه بین المللی
- ISO-10002
- ISO-14001
- ISO-18001 OHSAS
- ISO-9001-2015
وظیفه دیگهای بخار
وظیفه دیگ بخار تولید بخار می باشد. ( مولد بخار) از لحاظ ترمودینامیکی در یک دیگ بخار، (حجم کنترل) فقط دما و فشار خروجی اهمیت دارد.
در داخل دیگ بخار آب در حال جوشش است و در صورتی که فشار دیگ بخار معلوم باشد، دما به
دست می آید .
اجزای اصلی مولد بخار عبارتند از Super Heater – Economizer
مشخصات آب ورودی به دیگ بخار
- فشار بالا جهت تزریق به دیگ بخار
- فشار ورودی می بایست از فشار دیگ بخار بالاتر بوده تا آب بتواند وارد دیگ بخار شود.
- Sub cool قرار داشتن در منطقه
- وجود بخار در آب ورودی به دیگ بخار موجب آسیب دیدگی لوله های انتقال آب می باشد. لذا آب ورودی به دیگ بخار نباید دو فازی باشد.r
فشار تزریق
در دیگ بخار ها فشار تزریق نمیتواند فشار داخل دیگ بخار را بالا ببرد، این فشار به سرعت تبدیل
وارد دیگ بخار می گردد. water jet میشود.
تقسیم بندی دیگ بخارها بر اساس چرخش آب
دیگ بخارها برحسب چرخش آب در درون آن به دو دستهی با چرخش و بدون چرخش تقسیم میشود
هستند، چرخش آب وجود ندارد. Drum که فاقد Supercritical به طور مثال در دیگ بخارهای که فاقد Supercritical که فاقد Drum هستند، چرخش آب وجود ندارد
دیگ بخارهایی که در شرایط دمایی و فشاری زیر مقادیر بحرانی هستند، به دو دسته دیگ بخارهای با چرخش طبیعی و دیگ بخارهای با چرخش اجباری تقسیم می شوند.
در شرایطی که فشار کاری دیگ بخار بالای ۱۶۰ اتمسفر باشد، چرخش اجباری ضروری است. در زیر این فشار چرخش طبیعی است
علت لزوم چرخش اجباری در دیگ بخارهای فشار بالا به آن دلیل است که اختلاف دانسیته سیال و
بخار در فشار های بالا کم است. لذا اختلاف دانسیته به تنهایی نمی تواند موجب ایجاد چرخش سیال
در دیگ بخار شود. اما در فشارهای پایین، اختلاف دانسیته به تنهایی برای ایجاد چرخش کافی است
سیکل باز و بسته
پمپ ،condenser ، در سیکل بسته سیال وارد دیگ بخار می شود. خروجی آن به ترتیب وارد توربین condenser ( پمپ ) و در نهایت مجدد وارد دیگ بخار می شود
در سیکل باز چرخه از کندانسور به بعد حذف می شود. یعنی سیال وارد توربین می شود و خروجی آن دیگر به داخل دیگ باز نمی گردد.
چرخه رانکین دیگ بخار
دیگ بخار
چرخه رانکین به عنوان چرخه استاندارد نیروگاه بخار پذیرفته شده است. چرخه ایدآل رانکین یک چرخه مایع بخار به شمار می آید.
چرخه رانکین دیگ بخار به صورت نمودار
علت وجود کندانسور در سیکل بسته دیگ بخار
چنانچه کندانسور از سیکل بسته حذف شود، سیال ورودی به پمپ دوفازی خواهد بود. از این رو سیال
دارای حجم مخصوص بالاتری بوده و پمپ بسیار بزرگی برای تامین فشار ورودی به دیگ بخار مورد نیاز
خواهد بود. لذا همیشه سیال را بعد از توربین سرد می کنند تا بتوان سیال تک فاز را با پمپ کوچکی
وارد دیگ بخار کرد.
مصرف کننده دیگ
در طراحی دیگ بخار مصرف کننده عامل بسیار مهمی است.
هرچه فشار مورد نیاز مصرف کننده بیشتر باشد، باید فشار دیگ بخار را بالاتر برد.
به علت محدودیت فشار نمیتوان تمامی دماها را از دیگ بخار انتظار داشت. چون با بالا رفتن دما، فشار
هم بالا میرود.
مهمترین عامل در نرخ انتقال حرارت دما است. (دما ↑ => نرخ انتقال حرارت ↑)
در صنعت اولین عامل تعیین کننده دما است. در واقع دمای مورد نیاز را میتوانیم تعیین کنیم اما فشار
از دست ما خارج است.
معایب دیگ روغن
- دیگهای روغن داغ کثیف هستند
- ضریب انتقال حرارت بسیار بد است و مجبور به استفاده از دبیهای بالا هستیم.
- در جاهایی که مشکل تامین آب داریم سراغ روغن میرویم.
دسته بندی دیگ ها
در دیگ بخارها یک منبع خارجی سوخت وظیفه ایجاد گرمایش را بر عهده دارد. اما در اواپراتور یک
سیال ثانویه حرارت مورد نیاز را تامین می کند.
Fire Tube
بهترین انتخاب برای سوختهای جامد هستند. مانند زباله های جامد دیگهای عمودی لوله دودی برای کشتی مناسب هستند. البته این دیگها وزن بالایی دارند.
در دیگ های لوله دودی هرچه فشار بالا تر برود ، باید محدودیتهایی در طراحی رعایت شوند. برای بالا بردن توان تولیدی باید تعداد لوله ها افزایش یابند. تعداد لوله ها نیز دارای محدودیت میباشند. به همین دلیل قدرت دیگهای لوله دودی محدود میشوند.
در ۸۰ تا ۹۰ درصد مصارف صنعتی همین دیگهای لوله دودی جوابگو هستند.
در دیگهای لوله دودی قسمت شعله همواره در معرض خوردگی قرار دارد. به علت تابش در این منطقه و این دلیل که در تابش تمرکز تنش وجود دارد.
چرخش آب
در دیگ بخار در تمامی لوله ها ۱۰۰ درصد آب به بخار تبدیل نمیشود. در برخی لوله ها ۱۰۰ درصد آب به بخار تبدیل شده و در برخی لولهها درصد کمی از آب به بخار تبدیل میشود. میانگین تبدیل بخار در دیگ بخار ۱۰ درصد میباشد.
با بالا بردن حرارت چرخش بیشتر میشود و درصد تبدیل آب به بخار نیز افزایش مییابد. اما به این دلیل که در برخی لوله ها ۱۰۰ درصد آب به بخار تبدیل میشود، با بالا بردن حرارت این لوله ها میسوزند. به همین دلیل باید چرخش وجود داشته باشد که به تدریج درصد زیادی از آب به بخار تبدیل
شود و از طرف دیگر لوله ها نسوزند.
در نمودار زیر دیده میشود که با بالا رفتن حرارت ورودی چرخش افزایش مییابد. اما از جایی به بعد چرخش به دلیل بالا رفتن اصطکاک کاهش مییابد. جایی که نمودار قطع شده است نیز محل سوختن لوله ها است.
ارتباط بین Circulation و Mass Balance عمومی دیگ بخار در دیگ بخار
همه آبی که وارد دیگ بخار میشود نمیتواند یک دفعه به بخار تبدیل شود (در شرایط زیر super critical مثلا اگر Circulation ratio
۱۰ باشد، ۱۰ درصد آب ورودی بخار شده و ۹۰ درصد آن مجدد برمیگردد و در چرخه Circulation قرار میگیرد. بنابراین میتوان گفت حجم آب داخل حجم آب داخل سیستم دیگ بخار برابر حجم بخار خروجی است که n برابر است با Circulation Ratio پس هرچه Circulation Ratio بیشتر باشد، حجم دیگ بخار بزرگتر خواهد بود.
تصاویری از Circulation
سیستم دیگ بخار
circulation در اثر رفتن بخار از لوله ( لوله های ) Riser و پایین آمدن آب در لوله Downcomer ایجاد می شود
در جاهایی که تعداد زیاد است برای محاسبه circulation از Average گیری استفاده می شود چون آب در لوله های مختلف درصدهای جوشش متفاوتی دارد ، در واقع تقسیم بندی بین لوله ها بر اساس میزان جوشش در انها بوده و مقدار جوشش عامل مهمی می باشد
جوشش در انها بوده و مقدار جوشش عامل مهمی می باشد
معمولا لوله های Down comer و Riser بین دو Drum بالا و پایین قرار میگیرد
لوله های – Down comer میتوانند پیش گرم Preheat شوند
دیگ Fire Tube
در نسل جدید دیگ بخارها به صورت آکاردئونی می باشد
به علت بالا رفتن فشار ، از فشار bar 14 به بالا دیگر محصولات مکانیکی جواب نمیدهد ، به علت درج بالایکوره در دیواره آن مقدار زیادی Expansion ایجاد می شود که با آکاردئونی کردن دیواره کوره تنش حرارتی ایجاد شده را جذب میکنند ( شکل صفحه بعد را ببینید)
در فشار های پایین تر از bar 14 کوره با دیواره صاف میتواند کاربرد داشته باشد
در فشار پایین تر از ۱۴ bar کوره با دیوار صاف میتواند کاربرد داشته باشد
در فشار های پایین تر از ۱۴ bar کوره با دیوار صاف میتواند کاربرد داشته باشد
در فشار های پایین تر از ۱۴ bar کوره با دیوار صاف میتواند کاربرد داشته باشد
در fire tube ها کوره به عنوان پاس اول (pass 1 ) محسوب میشود
محل عبور دود از pass2 به pass 3 با نسوز پوشانده می شود
دیگ های ۳ پاسه
دیگ های بخار سه پاسه دیگ های جدید هستند (۳ pass)
در انتهای کوره ( مقابل شعله ) صفحه ای وجود دارد که به واسطه یک سری لوله نگه داشته می شود یک سر این لوله ها به صفحه مذکور و سر دیگر به انتهای دیگ بخار متصل است
دیگ بخار
در تصویر بالا حدفاصل پاس ۲ به ۳ دیده می شود همانطور که نشان داده شده است تعداد لوله های پاس ۳ از پاس ۲ کمتر است ، چون دمای دود کاهش می یابد و دانسته کمتر می شود برای داشتن سرعت یکنواخت تعداد لوله های پاس ۳ کمتر می باشد
دیگ لوله مارپیچ
از این نوع دیگ ، به عنوان دیگ های روغن داغ استفاده می شود ، در واقع این دیگ ها از نوع water tube هستند
دیگ بخار
دیگ های بخار قطارها نیز از این نوع هستند به خاطر در حرکت بودن قطار ، در دیگ های Fire Tube لمبر ایجاد میشود که این باعث خاموش شدن دیگ بخار میشود ، لذا در قطارها از دیگ های Fire Tube نمیتوان استفاده کرد
دیگ های زباله سوز
شکل بالا طرح قدیمی دیگ های لوله دودی را نشان میدهد که برای زباله سوزها بسیار ایده آل هستند
دیگ های لوله دودی عمودی
نمایی از یک دیگ Fire Tube عمودی در شکل بالا دیده می شود ، دیگ های عمودی ۱ یا ۲ پاسه هستند دیگ های بخار کشتی ها از این نوع هستند