دیگ های بخار با توجه مقاله انواع دیگ بخار به لحاظ حرکت سیال به دو دسته دیگ بخار فایر تیوب (دیگ بخار لوله آتش) و دیگ بخار واتر تیوب (لوله آبی) تقسیم بندی میشود. در این مقاله سعی شده است به صورت کامل به بررسی دیگ بخار فایر تیوب، انواع آن، مزایا و معایب آن پرداخته شود.

  scotch-marine-cross-section steam boiler دیگ بخار لوله آتشی اسکاچ مارین

مقدمه

دیگ بخار فایر تیوب بر اساس حرکت گاز های داغ (دود) حاصل از مشعل که در کوره تولید می شود توانایی گرم نمودن آب و تبدیل آن به فاز بخار را دارد. در این کوره ها آب درون محفظه اصلی (درام) قرار گرفته و با برخورد به لوله های داغ عملیات انتقال حرارت انجام می شود.

در این روش معمولا 3/4 دیگ از آب پر شده و 1/4 آن را بخار تشکیل می دهد. لذا از این دیگ بخار می توان برای تولید بخار با ظرفیت 50 کیلوگرم تا 30 تن بر ساعت تا فشار 25 بار و آبگرم به مقدار انرژی 100 هزار تا 16 میلیون کیلوکالری با راندمان حرارتی در حدود 80 درصد استفاده نمود.

این دیگ ها به دلیل مزایای فراوانی که دارند از محبوبیت بالایی برخوردار بوده و بیشتر از دیگر دیگ های بخار تولید و مورد استفاده قرار می گیرد. این دیگ ها به مدت 80 سال بصورت مستمر مورد استفاده قرار گرفته اند. (تاریخچه دیگ بخار)

انواع دیگ بخار فایر تیوب

دیگ های بخار فایر تیوب را مانند دیگر دیگ ها می توان بر اساس روش های مختلف دسته بندی نمود. این دسته بندی ها می تواند براساس حالت قرارگیری بویلر، شکل انتهای کوره و تعداد پاس ها تقسیم بندی شود. در ادامه به انواع این روش ها پرداخته می شود.

بویلر فایر تیوب بر اساس حالت قرار گیری

دیگ های بخار فایرتیوب را بر اساس حالت قرارگیری به دو صورت افقی (خوابیده) و عمودی (ایستاده) تقسیم بندی نمود. دیگ های بخار عمودی به دلیل راندمان و طرفیت پایین کمتر مورد استفاده قرار می گیرند. از این دیگ ها به دلیل محدودیتی که دارند فقط در شرایطی که فضای نصب کافی برای بویلرهای افقی مناسب نباشد استفاده می شود. کاربرد دیگهای بخار عمودی در مکان هایی مانند کارواش ها به چشم می خورد.

article 8 vertical firetube boiler دیگ بخار فایرتیوب عمودی

از سوی دیگر دیگ های بخار افقی به دلیل ظرفیت و راندمان تولید بالا از محبوبیت خوبی برخوردار هستند که در ادامه به بررسی آن ها پرداخته شده است.

article 8 sectional view of firetube boiler نمای قطاعی از دیگ بخار فایر تیوب

بویلر فایر تیوب بر اساس شکل انتهای کوره

دیگ بخار لوله آتشی بر اساس نوع انتهای کوره به دسته بندی زیر تقسیم می شوند.

  • بویلر لوله آتشی عقب تر (Wet back)
  • بویلر لوله آتشی عقب خشک (Dry back)

گاز های داغ حاصل شده از مشعل در بویلر های لوله آتشی عقب تر پس از طی مسیر، در فضای پشت کوره در یک محفظه با قطر بزرگتر قرار گرفته و علاوه بر انتقال حرارت با آن قسمت از محفظه که با آب در تماس است وارد پاس دوم لوله می شود. در این حالت به دلیل چرخش گاز ها در فضایی که با آب در تماس است راندمان افزایش می یابد. همچنین به دلیل وجود آب در محفظه تنش حرارتی کمتری به لوله ها وارد شده که عمر مفید دیگ بخار را افزایش می دهد.

از سوی دیگر در بویلر های عقب خشک، انتهای کوره در خارج از درام قرار گرفته و گاز با درجه حرارت بالا تری وارد لوله های پس بعدی می شود. این روش به دلیل تماس کمتر آب با قسمت های گرم از راندمان پایین تری برخوردار است. همچنین به دلیل قرار نگرفتن در آب تنش حرارتی در آن کنترل نشده و ممکن است به لوله های آسیب وارد شود.

لذا برای اطمینان از بالا رفتن طول عمر لوله ها تعمیر نگهداری از این سیستم ها به مراتب مهم تر و همچنین در فاصله زمانی نزدیک تر باید انجام شود.  این روش به دلیل هزینه تولید پایینی که دارند مورد بهره برداری قرار میگیرند که البته با توجه به تعمیرات زیادیی که نیاز دارند کمتر مورد استفاده قرار می گیرند.

بویلر فایر تیوب بر اساس تعداد مسیر های عبور دود

دیگ بخار لوله آتشی تک پاس

article-8-single-pass-firetube-boiler دیگ بخار تک لوله اتشی پاس

این دیگ ها از اولین دیگ های ابداعی فایر تیوب بودند. در این مدل گاز حاصل از احتراق در کوره پس از یک بار گذر از مسیر کوره از دودکش خارج می شود. این روش به دلیل بهینه نبودن مصرف انرژی (اگزرژی) از راندمان بسیار پایینی برخوردار بوده و امروزه از آن ها استفاده نمی شود. سوخت مورد استفاده در این بویلر ها معمولا از نوع زغال سنگ بوده است.

دیگ بخار فایر تیوب دو پاس

article 8 2 passes firetube boiler wetback دیگ بخار فایر تیوب دو پاس عقب خیس

این مدل به دو صورت عقب خشک و عقب تر مورد استفاده قرار میگیرد. دراین روش گازهای حاصل از احتراق پس از طی مسیر کوره توسط فضای پشت آن به پاس دوم لوله ها وارد شده و مسیر طی شده را دوباره بر می گردد. و در نهایت توسط دودکش از مسیر سیستم خارج می شود. این روش نیز به نسبت مقدار راندمان بسیار پایینی دارد و امروزه کمتر از آن استفاده می شود.

بویلر لوله آتشی برگشتی

article-8-returning-firetube دیگ بخار فایرتیوب کوره برگشتی

این نوع از دیگ بخار فایر تیوب را می توان مشابه دیگ بخار دو پاس در نظر گرفت با این تفاوت که در این روش گاز های داغ پس از طی مسیر به سمت انتهای کوره به درب پشتی بویلر برخورد کرده و مجددا در کوره مسیر را بر میگردند. سپس از لوله های آتشخوار قرار گرفته در بالای کوره مسیر را دوباره طی نموده تا از طریق دودکش خارج شوند. این روش نسبت به روش دو پاس از بازدهی بالاتری بر خوردار بوده که در حدود 70 الی 80 رصد است.

بوبلر فایر تیوب سه پاس

article 8 3 passes firetube boiler دیگ-بخار-سه-پاس

نسل نوین دیگ های بخار لوله آتشی، دیگ های بخار با لوله های سه پاس است. این روش به دلیل بازدهی بالا و عملکرد مناسب از محبوبیت بالایی برخوردار است. همچنین به میان قابل توجهی در جهان تولید می شود. در این روش لوله ها پس از عبور از پاس دوم که مشابه روش دو پاس می باشد از یک محفظه عقب خشک وارد پاس سوم می شوند. پس از عبور گاز ها از پاس سوم از طریق دودکش گاز ها خارج می شوند. معمولا پاس سوم بازدهی را به تنهایی به مقدار 11 درصد افزایش می دهد.

دیگ بخار فایرتیوب چهار پاس

article 8 3 passes firetube boiler دیگ-بخار-چهار-پاس

این دیگ ها تا مرحله سوم و طی مسیر پاس سوم مشابه دیگ بخار سه پاس عمل میکند. پس از آن گاز های عبوره از روش عقب خشک وارد پاس چهارم شده و از آن عبور می کنند و پس از طی مسیر از طریق دودکش خارج می شوند.

در پاس آخر به دلیل افت فشار و همچنین کاهش بیش از حد دما گاز خروجی ممکن است تغییر فاز داده و باعث خوردگی لوله ها شوند. لذا در این روش نیز باید تعمیر نگهداشت بصورت بازه های نزدیک به هم انجام شود. از این رو این روش کمتر مورد قبول قرار گرفته و از محبوبیت پایینی برخوردار است.

article 8 4 passes firetube boiler 2 دیگ-بخار-چهار-پاس

نحوه کارکرد دیگ بخار لوله آتش

نحوه کارکرد دیگ بخار بصورت جامع در قسمت نحوه کار کرد بویلر ها بیان شده است. در دیگ بخار فایر تیوب ابتدا آب از طریق پمپ تغذیه به درون درام هدایت شده و به مقدار 3/4 آن را پر می کند. این مقدار توسط کنترلر سطح مایع بررسی و تنظیم می شود. سپس گاز های داغ درون کوره که توسط مشعل تولید شده است به پاس دوم لوله ها وارد می شود. بر همین اساس بر اساس نوع دیگ و تعداد پاس، گاز ها از آن عبور کرده و از دودکش خارج می شود.

با برخورد آب های که از طریق دیوار خارجی لوله ها با گاز های داغ تماس دارند انتقال حرارت صورت گرفته و آب ابتدا گرم شده و سپس از فاز مایه به گاز رفته و تبدیل به بخار می شود.

furnace and tube of firtube boiler نمایی از چیدمان لوله های اتشخوار و کوره دیگ بخار لوله آتشی

اجزا دیگ بخار فایر تیوب

در حالت کلی اجزا دیگ بخار در مقاله اجزای تشکیل دهنده دیگ بخار بر اساس نوع آن ها گفته شده است. در این قسمت به صورت اختصاصی اجزاء محبوب ترین دیگ بخار فایر تیوب که از نوع سه پاس عقب تر می باشد، بیان شده است.

firetube boiler part اجزا دیگ بخار فایر تیوب

  1. بدنه خارجی
  2. درب جلویی بویلر
  3. دریچه بازرسی
  4. مشعل
  5. محفظه نگهدارنده مشعل
  6. تابلو برق
  7. سوئیچ های  فشار
  8. لوله های آب تغذیه
  9. شاسی بویلر
  10. کوره
  11. محفظه برگشت
  12. درب عقب
  13. دودکش
  14. قلاب حمل و نقل
  15. عایق
  16. خروجی اصلی بخار
  17. پاس سوم لوله آتشخوار
  18. صفحه نگدارنده لوله ها

مزایای دیگ بخار لوله آتش

محدودیت های دیگ بخار لوله آتش

  • به دلیل کیفیت بخار پایین برای مصارف حساس نامناسب است.
  • استفاده از سوخت جامد میسر نیست.
  • ضریب انتقال حرارت پایین گاز در لوله
  • زمان راه اندازه بالا (به دلیل قرارگیری آب در درام)
  • به دلیل دشواری نصب سوپر هیتر امکان تولد بخار فو اشباع میسر نبوده و فقط می توان بخار اشباع تولید نمود.

گردآوری: پدیده نوین بخار

15 پاسخ

تعقیب

  1. […] اصلی ترین تقسیم بندی دیگ های بخار بر اساس بویلر های فایرتیوب (لوله آتش) و واترتیوب (لوله آبی) می باشد. این روش بر اساس نحوه حرکت […]

  2. […] از این رو ابتدا مختصرا به معرفی دیگ بخار واتر تیوب و دیگ بخار فایر تیوب پرداخته و سپس به مقایسه آن ها می […]

  3. […] از این رو ابتدا مختصرا به معرفی دیگ بخار واتر تیوب و دیگ بخار فایر تیوب پرداخته و سپس به مقایسه آن ها می […]

  4. […] بخار فوق اشباع و با کیفیت بالا را دارد. از سوی دیگر دیگ بخار فایر تیوب توانایی بخار اشباع را دارند و معمولا در جاهایی که به […]

  5. […] آموزش دیده باشند. در سیستم های با حجم کمتر که معمولا از دیگ های فایر تیوب استفاده شده است به صورت نیمه وقت و تمام وقت استفاده می […]

  6. […] های آتشخوار در دیگ های فایر تیوب وظیفه عبور گاز های داغ یا دوده را از درون لوله و آب از […]

  7. […] انجام می شود. چرخش آب برای هر دو نوع دیگ بخار واترتیوب و فایر تیوب صورت می پذیرد. البته به دلیل حجم بالای آب در درام و نیاز […]

  8. […] نمود. به عنوان مثال در طراحی دیگ بخار واتر تیوب نحوه چرخش آب از اهمیت بالایی برخوردار است. از این رو پارامتر طراحی […]

  9. […] بخار از پکیج های مختلفی تشکیل شده است. ایت پکیج ها شامل دیگ بخار فایر تیوب، دیگ بخار واتر تیوب، سوپر هیترها، اکونومایزر و هیتر […]

  10. […] مواردی که نیاز به بخار با فشار معمول و اقتصادی می باشد دیگ های بخار لوله آتشی مناسب […]

  11. […] بخار مخصوصا دیگ های بخار فایر تیوب در صنایع غذایی کاربرد زیادی دارند. (جهت مشاهده انواع […]

  12. […] این دسته بندی می توان گفت که دیگ های بخار به دو دسته دیگ های فایر تیوب و دیگ واتر تیوب تقسیم بندی می […]

  13. […] شد، دیگ بخار از لحاظ محتوی سیال درون لوله به دو بخش دیگ بخار فایر تیوب (لوله آتش) و دیگ بخار واترتیوب (دیگ بخار لوله آبی) تقسیم بندی می […]

  14. […] مورد توجه است. در این روش دیگ های بخار به سه دسته بندی لوله آتشی، لوله آبی و ترکیبی تقسیم بندی می شوند. اجزا تشکیل دهنده […]

  15. […] بویلرهای لوله آتش Fire-tube boiler […]

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *