چگونه می توان بویلر و دیگ بخار لوله آتشی انتخاب کرد ؟

ديگ لوله – آتشي چيست ؟
اين ديگ و بويلر ها به اشكال عمودي و اكثرا افقي ساخته مي شوند، گرچه پيشرفتهاي اخير احتراق در بسترهاي سيال باعث استقبال از ديگ هاي عمودي به خاطر فضاي كافي بالاي بستر احتراق موجود در كوره شده است . يكي از عوامل محدود كننده ظرفيت ديگ هاي عمودي به 3.5 mw محدوديت فضاي آزاد شدن بخار (در مخزن بخار) است. عامل ديگر مساله قرار دادن سطوح داغ در درون يك پوسته عمودي است.
اين ديگ بخار شامل كوره افقي با قطر 0.5 m تا 1.8m بسته به ظرفيت توليد آن است . براي ظرفيتهاي بالاتر از 10mw (با سوخت نفت يا گاز) و 6mw (با سوخت زغال) دو كوره مجاور هم در نظر گرفته شده است.
ديگهاي لوله – آتشي را به صورت از قبل طراحي شده در ظرفيتهاي استاندارد مي سازند. ولي در موارد ويژه ديگهاي خاص نيز ساخته مي شوند. چون تمامي سطوح انتقال حرارت، از جمله مخزن آب و مخزن بخار، همه بايستي در يك پوسته (SHELL) قرار گيرند، حج پوسته نسبت به ظرفيت كلي ديگ نسبتا بزرگ است ، كه امكان جواب گويي توليد فوق العاده بخار را در ساعات اوج مصرف فراهم مي سازد. در واقع مي توان با افزايش فوق العاده ظرفيت پوسته، سطوح حرارتي زيادتري را در آن جاي داد و اين امر اساس ديگ هاي ذخيره حرارتي را تشكيل مي دهد).

محدوديت ديگ لوله – آتشي
اندازه و ظرفيت
در انگلستان حمل بار در جاده ها محدود به عرض 4.3m مي شود، كه البته اين امر بستگي به وضعيت مسير انتخاب شده دارد . اين محدوديت باعث محدود شدن طراحي ظرفيت توليدي به 20mw (سوختهاي نفت يا گاز) و 12mw (سوخت زغال) براي هر ديگ لوله – آتشي گرديده است . براي قرار دادهاي خاص، مي توان تسهيلات ويژه اي از اداره كل ترابري در اعمال محدوديتها كسب كرد.

فشار
كوره استوانه اي شكل ديگ بخار لوله – آتشي در معرض متلاشي شدن و در هم پيچيده شدن بر اثر فشارهاي خارجي وارده بر آن است . افزايش ضخامت ديواره ي كوره باعث افزايش حرارتي ناشي از شيب حرارتي دو ظرف فلزي مي گردد.
از طرف ديگر استانداردهاي ملي حداكثر ضخامت جداره كوره را 22mm تعيين كرده و طبق فرمولي فشار عملي ايمن را مي توان محاسبه نمود. در عمل اين فشار بين 30 bar براي كوره هاي كوچك تا 18 bar براي كوره هاي بزرگ متغير است. بنابراين كوره عامل اصلي محدود كننده فشار در ساخت ديگ و بويلرهاي بخار لوله – آتشي به شمار مي رود. از طرف ديگر كوره هاي (بازيافت) ضايعات حرارتي كه نيازي به كوره ندارند، براي تهيه فشارهاي بالاتر كاربرد دارند. از اين نوع كوره ها در ديگهاي تركيبي هم استفاده مي شود. (شكل 1-12)

سوخت
كوره ديگ لوله- آتشي به علت محدوديت اندازه خود، در به كارگيري وسايل آتشكاري به خصوص احتراق سوختهاي پرحجم نظير ضايعات نخيلات و تفاله كارخانجات نيشكر، نيز محدود هستند ولي مي توان از ادوات آتشكاري احتراق سوختهاي فسيلي به خوبي استفاده كرد.
بنابراين براي بالا بردن ظرفيت به ميزان بالاتر از توانمنديهاي شكل 2-2 بايستي از ديگهاي تركيبي يا لوله – آبي استفاده كرد. در ساير موارد مي توان از ديگهاي لوله – آتشي ارزان تر و آماده نصب استفاده نمود.
امروزه تصور كلي بر اين است كه ديگهاي يكپارچه (پكيج) لوله – آتشي را مي توان به راحتي حمل، نصب، وصل و در عرض چند روز آماده بهره برداري نمود. تمام اين مراحل البته شدني است، ولي در موارد زيادي ، موضوعاتي فرعي نظير نيروهاي كار خارجي و مقررات اداري موجب تاخير چشمگيري مي گردند، بنابراين هماهنگي بين مقاطعه كاران ضروري است.
ديگهاي لوله – آتشي را مي توان مجهز به داغ كننده هاي بخار يا اكونومايزرها يا هر دوي اين وسايل نمود. از داغ كننده هاي بخار در موارد رساندن بخار به مصرف كننده ها در فواصل دور، يا نيروگاه هاي متوسط برق استفاده مي شود. از اكونومايزرها امروزه در سطح وسيعي در ديگهاي گازسوز استفاده مي شود، ولي در احتراق سوختهاي مايع نفتي و زغالي احتمالي تقطير مواد اسيدي وجود دارد . چنين مسايلي را مي توان با طراحي دقيق ، يا با اضافه كردن افزودنيهاي خنثي كننده به سوخت يا به جريان هواي احتراق حل نمود. با استفاده از امكانات فوق مي توان بازده ديگهاي لوله – آتشي را تا حد بازده ديگهاي لوله _ آبي، يعني %85 يا بالاتر (براساس ارزش حرارتي ناخالص سوخت) ارتقا داد.

ديگ هاي تركيبي
در اين ديگها، قسمت لوله – آتشي ديگ فاقد لوله هاي قطور گازهاي احتراق است و اين امر مشكل عمده ديگهاي لوله – آتشي يعني محدوديت فشار و ظرفيت توليدي آن ها را بر طرف مي سازد. ظرفيت ديگ (بويلر ) هاي تركيبي وابسته به توانايي ساخت پوسته ديگها توسط سازندگان و مقررات حمل جاده اي مي باشد. حداكثر فشار بخار با دماي صفحه – لوله كنترل مي شود كه اين دما طبق استاندارد BS2790 مشخص شده است. در مورد احتراق سوختهاي جامد، اين محدوديتها تقريبا (26mw(11kg s -1 در فشار 32bar و دماي400ºc مي باشد.قطعات ديگهاي تركيبي را معمولا به صورت مجزا يا مدول، به محل حمل مي كنند و قطعات عمده ان شامل كوره و اجزاء ديگ لوله – آتشي است كه در كارخانه مونتاژ شده اند.

انتخاب نوع ديگ :

انتخاب نوع ديگ مورد نياز جهت كاربري خاص بستگي به عوامل زيادي دارد كه از آن جمله مي توان از محدوديت عمده طرحهاي موجود از نظر ظرفيت، فشار و دماي بخار نام برد. اين محدوديت ها در سطح گسترده اي در بين سازنده ها متفاوت است و بستگي به تخصص آنها در توليد انواع ديگ هاي بخار دارد. بنابراين هر نوع محدوديتي كه در اين فصل به آن اشاره مي شود در ارتباط با مسايل كلي صنعت است (جدول 2-1) به طور نمونه ممكن است سازنده اي براي مورد خاصي، ديگ بخار لوله – آبي كوچكي را معرفي نمايد. هزينه ها نيز ممكن است بين يك سازنده و سازنده ديگر فرق كند و امر انتخاب را مشكل سازد .

مقايسه هايي كه در اين فصل شده با اين فرض است كه همه انواع ديگ و بويلر ها توسط يك سازنده ساخته شده است . شايد عامل عمده در تاسيس يك كارخانه، هزينه اوليه آن است . با رسيدن پيشنهادات مختلف قيمتها و توليدات يكسان، بايستي به ارزيابي شاخصه هاي مهندسي پرداخت و بهترين طرح را انتخاب نمود و به نكات زير توجه نمود:

مصرف نيروي برق لوازم كمكي، سهولت پاك كردن ديگ، مقدار انتقال حرارت قطعات مختلف ديگ (بويلر) ، كيفيت آب تغذيه مورد نياز و توانايي كاركنان عملياتي موجود كارخانه. 

تولید و ساخت صنعتی