دیگ آب گرم (Hot Water Boiler) یا بویلر آبگرم و دیگ بخار ، یک مخزن تحت فشار می باشد که در آن سیال عامل تحت فشار، گرم شده و مورد استفاده قرار می گیرد.
آب به عنوان سیال عامل بیش تر بویلرها با ظرفیت حرارتی بالا توان ذخیره انرژی مورد نیاز را دارد.
دیگ های آبگرم در سیستم های گرمایشی مورد استفاده قرار می گیرد و با جاسازی آن در موتورخانه ساختمان می توان گرمایش محیط را تامین کرد.
دیگ های آبداغ نیز از انواع دیگر بویلر ها هستند که در فشار های بالاتر آب بالای 100 درجه سانتی گراد تولید می کنند.
بازه استفاده از دیگ های آبگرم
دیگ های آبگرم معمولا از ظرفیت 80,000 کیلوکالری بر ساعت تا 16,000,000 کیلوکالری بر ساعت تولید می شود.
دیگ های آبگرم و آب داغ از فشار 2 بار تا 20 بار تولید می شود. و معمولا در سیستم های گرمایش مرکزی (موتورخانه) برای تولید آبگرم رادیاتور، فن کویل، یونیت هیتر، گرمایش از کف و ... مورد استفاده قرار می گیرد.
مشابه این نوع از دیگ بخار در ظرفیت پایین می توان از پکیج های دیواری نام برد و در ظرفیت های بالا نیز سیستم موتورخانه مرکزی با بخار به عنوان روشی دیگر برای گرمایش ساختمان مطرح می شود.
همواره نیاز به جابه‌جایی مایعات علی‌الخصوص آب از دغدغه‌های مهم بشر از قدیم الایام بوده است
اختراع پیچ ارشمیدس جهت انتقال آب از رودخانه به زمینهای کشاورزی اطراف اولین پاسخ به این دغدغه بوده و انواع تلاشها برای طراحی و ساخت وسیله مکانیکی جهت انتقال مایعات از آن پس صورت پذیرفته است.
پمپ و الکتروپمپ ، وسیله مکانیکی است که انرژی مکانیکی، را به سیال منتقل نموده و فشار آن را بالا می برد تا این فشار برای غلبه بر اصطکاک‌های سیال با بدنه لوله، شیرآلات، دیواره کانال، ... مصرف شود وسیال به محل مورد نظر منتقل شود.
با توجه به گستردگی نوع مایعات و نیازهای مختلف انتقال انواع مختلفی از جمله گریز از مرکز( سانتریفیوژ) جابه‌جایی مثبت، دنده‌ای ، دوزینگ، پیستونی، پلانجری، دیافراگمی، لجن‌کش، کف‌کش، چند‌طبقه مولتی استیج، پرستالتیک طراحی و ساخته شده است.
ارزیابی قیمت پمپ:
پمپ هایی که دارای برند شناخته شده با کارایی و راندمان بالا در الکتروپمپ ،با حداقل سر و صدای تولید شده با بالاترین خدمات پس از فروش و قطعات یدکی مربوطه و همچنین گارانتی قطعات مکانیکی و برقی می باشند مناسبترین انتخاب می باشند.
یک از اولین تصمیمات درطراحی یک سیستم انتخاب ارتفاع و دبی و الکتروپمپ است تا بتوانیم اندازه پمپ را تعیین کنیم. انتخاب ابعاد لوله نیز موثر می باشد.
یک دیگر از راههای انتخاب پمپ نوع سیال می باشد به طور مثال:
آیا سیال خورنده است؟
آیا ساینده است؟
آیا حامل ذرات جامد می باشد؟ اگر چنین می باشد اندازه و درصد آنها چیست؟
آیا مایع ویسکوز است ؟ ویسکوزیته آن چقدر است؟ فشار بخارآب چقدر است؟
آیا درمقابل درجه حرارت حساس است؟
اگر مایع سرد و آب آشامیدنی تمیز باشد شرایط انتخاب در فرایند پمپ تاثیر ندارد.
در نتیجه باید موارد زیر را جهت حداقل اطلاعات مورد نیاز برای انتخاب پمپ سانتریفوژ مناسب فرایند، مورد رسیدگی قرار داد تا سرویس مورد نظر درخواست شود. مایعی که باید در الکتروپمپ ،پمپ شود
دبی مورد نیاز
ارتفاع کلی دینامیک
ارتفاع مکشی مثبت خالص در دسترس
درجه حرارت بهره برداری
چگالی مخصوص
طبیعت مایع
تجربه عملیاتی
یکی از محدودیت های استفاده از بویلرهای فایرتیوب این است که استفاده از سوخت های جامد در آنها با مشکلات فراوانی همراه است و معمولاً برای استفاده از سوخت های جامد به بویلر های واترتیوب و دیگ بخار رجوع می شود.
ضریب انتقال حرارت به وسیله ی جریان گاز درون لوله، کمتر از زمانی است که گاز در بیرون لوله ها جریان دارد. لذا بویلرهای فایرتیوب در ظرفیت مشابه، بزرگ تر از بویلرهای واترتیوب هستند.
به دلیل حجم زیاد آب اطراف لوله های آتش در این بویلرها، راه اندازی و وارد خط شدن آنها بیشتر از بویلرهای واترتیوب طول می کشد.
در این سیستم ها کیفیت بخار تولیدی پایین است، زیرا در آنها از درام استفاده نمی شود.(درام محفظه ای است که از آن برای جدا کردن آب و بخار از یکدیگر استفاده می شود). لذا این بویلرها در مواقعی استفاده می شوند که از بخار آنها برای مصارف حساس استفاده نشود.
زمانی که قصد داریم بخار سوپرهیت تولید کنیم، بویلرهای واترتیوب برای این کار مناسب تر هستند. در بویلر های فایرتیوب نیز امکان نصب سوپر هیتر وجود دارد اما در این حالت، فضای در دسترس برای نصب سوپرهیترها محدود شده و امکان نصب آنها تنها در بین پاس های لوله های آتش خوار فراهم می باشد که در این حالت یا دمای گازها خیلی بالاست و یا خیلی پایین و نمی توان یک سوپرهیتر ایده آل را طراحی نمود. لذا در این بویلرها نصب سوپرهیتر دشوار بوده و آنها معمولاً بخار اشباع تولید می کنند (معمولاً زیر 30 بار).
در فشارهای بالا، ضخامت جدار ی موج دار کوره ی مرکزی این بویلرها (کوره کورّه گیت)، باید افزایش یابد که با بالا رفتن این ضخامت، ایجاد موج روی بدنه ی آنها دشوار می شود. این موج ها باعث کنترل انبساط حرارتی بین کوره و لوله های کوچک تر در پاس های دوم و سوم می شود.
لازم به ذکر است که صفحه ی در بر گیرنده ی لوله های دیگ بخار ، در انتهای کوره ثابت شده است و بدون این انعطاف پذیری، در زمان انقباض و انبساط، تنش های بزرگی به لوله ها و صفحه ی دربردارنده ی آنها وارد می شود. تعداد پاس های لوله ها به نظر سازنده بستگی دارد (معمولاً سه یا چهار پاس استفاده می شود).
سوخت های هیدروکربنی عمده ترین بخش انرژی سیستم های صنعتی را تشکیل می دهد .
با افزایش هزینه اینگونه سوخت ها توجه روز افزونی به کاهش مصرف انرژی معطوف شده و در طراحی دستگاههای مصرف کننده انرژِی اصلاحاتی صورت گرفته است .
در صنایع شیمیایی و پالایش نفت حدود 75 درصد انرژی بصورت سوخت هیدرو کربنی در کوره ها و بویلر ها و دیگ بخار به مصرف می رسد . کاهش انرژی صرف وقت و نیروی فکری قوی جهت بررسی معیارهای طراحی و روش های ساخت کوره ها می باشد .
در این پروژه سعی شده است تا در مورد نقش حیاتی تولید بخار در کار خانه ها و خصوصیات بخار و اصول تبدیل آب به بخار توضیحاتی گنجانده شود .
بخار آب دارای مشخصه های ویژه ای است که با توجه به آنها استفاده از بخار را مقرون به صرفه می کند .
1- بخار آب قادر است که مقادیر زیادی انرژی حرارتی را با خود حمل نماید و آنرا به تمام نقاط کارخانه ها برساند .
2- مقدار کمی از آب به حجم خیلی زیاد از بخار تبدیل می شود ( یک حجم آب به 1600 برابر بخار تبدیل می شود )
3- بخار آب در اثر تغییر درجه حرارت و تغییر فشار ، حجمش تغییر می کند .
بخار آب با درجه حرارت و فشار بالا جهت راه اندازی توریبن های بخار بکار می رود و یکی دیگر از خصوصیات بخار آب
این است که می شود به آن حرارت زیادی منتقل کرد و به بخار سوپر هیت تبدیل نمود .این بخار در صنعت مزایای زیادی بخصوص در راه اندازی توربین ها دارد . در هر صورت تحت چنین خصوصیات با ارزشی ، کاربرد های مفیدی در صنعت چون مشتعل نمی شود و به اشتعال هم کمک نمی کند .
تولید بخار در دیگهای بخار
استفاده و کاربرد دیگ بخار در تولید انرژی الکتریکی در نیروگاهها و فرآیند شیمیایی و پالایشی و پتروشیمی در مجتمع های مربوط و نیز در تاسیسات گرمایشی به حدی فرآوان است که امروزه طراحی و ساخت آنها جایگاه خاصی در صنعت سنگین پیدا کرده است و این بخش از صنعت و تکنولوژی آن تا یک دهه گذشته بطور کامل در اختیار کشورهای پیشرفته صنعتی و محدود کشورهای در حال توسعه بوده و اکنون کشورهای دیگر از جمله ایران توانسته اند
به تکنولوژِی طراحی و مهندسی و عملیات ساخت دیگهای بخار سنگین و نیمه سنگین دست یابند و تلاش برای دستیابی به تکنولوژی طراحی و مهندسی و ساخت دیگهای بخار فوق سنگین که از نوع
( (once through یا(super critical pressure) میباشند نیزباید مورد توجه قرار گیرد .
آنچه که سبب گسترش این صنعت می گردد ، توسعه صنعتی کشورها و نیز تعدد و تنوع محصولات جدید در بخشهای پتروشیمی ، پالایشی ، شیمیایی و سلولزی است و نیز افزایش روز افزون نیاز به انرژیِ الکتریکی با توسعه نیروگاههای جدید حرارتی و استفاده از بویلر می باشند .
تولید بخار در دیگهای بخار در شرایط خشک و داغ (super Heated steam) عمدتا برای چرخش توربین های بخاری و تولید انرژی مکانیکی است و تولید بخار بصورت اشباع ( saturated ) عمدتا برای استفاده در پروسس می باشد .