دیگ‌های بخار : راهنمای کامل و نکات نگهداری
دیگ بخار یکی از تجهیزات حیاتی در صنایع مختلف، ساختمان‌ها و تأسیسات حرارتی است. این دستگاه با تبدیل آب به بخار، انرژی حرارتی تولید کرده و در فرآیندهای گرمایشی و صنعتی استفاده میشود. در این مقاله، به بررسی انواع دیگ‌های بخار، نحوه عملکرد، مزایا، و نکات مهم در نگهداری آن‌ها می‌پردازیم.
انواع دیگ‌های بخار
- دیگ بخار فایرتیوب (Fire-Tube Boiler): در این مدل، گازهای داغ از داخل لوله‌های دیگ عبور کرده و آب اطراف این لوله‌ها گرم شده و به بخار تبدیل میشود. این نوع دیگ بیشتر در کاربردهای کم‌فشار استفاده میشود.
2.دیگ بخار واترتیوب (Water-Tube Boiler): در این مدل، آب درون لوله‌ها جریان دارد و توسط گازهای داغ احاطه شده و به بخار تبدیل میشود. این نوع دیگ معمولاً در فشارهای بالا و صنایع بزرگ به کار می‌رود.
3.دیگ بخار برقی: این دیگ‌ها بدون نیاز به سوخت‌های فسیلی، از انرژی الکتریکی برای تولید بخار استفاده می‌کنند و معمولاً در محیط‌هایی که نیاز به آلودگی کم دارند، استفاده می‌شوند.
نحوه عملکرد دیگ بخار
عملکرد دیگ بخار به این صورت است که آب درون مخزن دیگ گرم شده و به بخار تبدیل میشود. این بخار می‌تواند برای گرمایش، راه‌اندازی توربین‌های بخار، استریلیزاسیون و بسیاری از فرآیندهای صنعتی دیگر استفاده شود. تنظیم دما و فشار در دیگ بخار اهمیت بالایی دارد تا کارایی و ایمنی سیستم حفظ شود.
مزایای استفاده از دیگ‌های بخار
- کارایی بالا در تولید انرژی حرارتی
- قابلیت استفاده در صنایع مختلف مانند نیروگاه‌ها، صنایع غذایی، پتروشیمی و تأسیسات گرمایشی و بیمارستان ها
- امکان استفاده از انواع سوخت‌ها مانند گاز طبیعی، گازوئیل، مازوت و برق
- بازدهی بالا و کاهش مصرف انرژی با عایق‌کاری مناسب
قطعات مختلف دیگ بخار
- بدنه دیگ: شامل پوسته و لوله‌ها است که آب و بخار را در خود نگه می‌دارد.
2.مشعل (Burner): وظیفه تأمین انرژی گرمایی برای تبخیر آب را بر عهده دارد.
3.عایق بدنه (Refractory): لایه‌ای از مواد مقاوم در برابر حرارت که باعث کاهش اتلاف انرژی میشود.
4.لوله‌های انتقال حرارت: در دیگ‌های فایرتیوب و واترتیوب برای تبادل حرارت استفاده می‌شوند.
5.مخزن بخار: بخار تولید شده در قسمت بالای دیگ جمع میشود و از شیر خروجی دستگاه برای مصرف ارسال میشود.
6.پمپ تغذیه: وظیفه تأمین آب دیگ را دارد و فشار لازم را برای ورود آب به دیگ فراهم می‌کند.
لوازم کنترلی دیگ بخار
- کنترل‌کننده سطح آب (Water Level Controller): برای حفظ سطح مناسب آب در دیگ استفاده میشود.
2.شیر اطمینان (Safety Valve): در صورت افزایش بیش از حد فشار، بخار اضافی را تخلیه می‌کند تا از خطرات احتمالی جلوگیری شود.
3.مانومتر (Pressure Gauge): مقدار فشار بخار داخل دیگ را نمایش می‌دهد.
4.ترموستات دودکش (Thermostat):برای کنترل دمای دودکش در دیگ استفاده میشود.
5.پرشر سوئیچ فشار: (Pressure switch)وظیفه پرشر سوئیچ کنترل فشار دیگ بخار و قطع و وصل کردن مشعل می باشد.
6.رله مشعل یا کنترل باکس: وظیفه این قطعه کنترل مشعل و شعله می باشد.
7.شیر تخلیه (Blowdown Valve): برای حذف رسوبات و آلودگی‌های آب از دیگ بخار تعبیه شده است.
8.شیشه آبنمای دیگ بخار: سطح اب دیگ را از طریق این قطعه میشود مشاهد کرد.
نکات مهم در نگهداری دیگ‌های بخار
نگهداری صحیح دیگ بخار باعث افزایش طول عمر تجهیزات، کاهش هزینه‌های تعمیرات و بهبود عملکرد سیستم میشود. همچنین، رعایت استانداردهای ایمنی و کنترل منظم اجزای دیگ بخار از بروز حوادث ناشی از افزایش فشار و دمای بیش از حد جلوگیری می‌کند.
نکات کلیدی در نگهداری دیگ بخار
1. بررسی و کنترل فشار و دما
- کنترل مداوم فشار و دمای دیگ بخار
- تنظیم دقیق فشار برای جلوگیری از افزایش بیش از حد آن
- اطمینان از عملکرد صحیح ترموستات،پرشرسوئیچ و شیرهای کنترلی سطح آب
- زیرآب‌زنی (Blowdown) فرآیندی است که برای حذف رسوبات، ذرات معلق، و ناخالصی‌های محلول در آب دیگ بخار انجام میشود. این کار باعث بهبود راندمان حرارتی، کاهش خوردگی و افزایش عمر مفید دیگ بخار میشود.آب خروجی از دیگ در مرحله اول به تانک بلودان رفته و بعد از سرد شدن تخلیه میگردد.
اصول زیرآب‌زنی دیگ بخار
زیرآب‌زنی بر اساس معیارهای زیر انجام میشود:
الف کنترل میزان (TDS)کل مواد جامد محلول در آب
- با افزایش تبخیر در دیگ بخار، غلظت مواد محلول در آب افزایش یافته و باعث تشکیل رسوب و کف در دیگ میشود. مقدار TDS باید در محدوده مجاز (معمولاً بر اساس استانداردهای تولیدکننده دیگ) حفظ شود.
ب جلوگیری از تشکیل رسوبات و کف
- اگر میزان نمک‌های محلول مانند کلسیم، منیزیم و سیلیکات افزایش یابد، رسوب در لوله‌های دیگ ایجاد شده و راندمان حرارتی کاهش می‌یابد. زیرآب‌زنی به حذف این مواد کمک می‌کند.
پ حفظ کیفیت بخار تولیدی
- در صورت بالا بودن میزان ناخالصی‌ها، بخار آلوده شده و باعث ایجاد مشکلاتی در تجهیزات مصرف‌کننده بخار (مانند توربین‌ها، مبدل‌های حرارتی و خطوط بخار) میشود.
انواع زیرآب‌زنی
زیرآب‌زنی پیوسته (Continuous Blowdown):
- به‌طور مداوم مقدار کمی از آب دیگ بخار تخلیه میشود تا سطح مواد محلول در محدوده مطلوب حفظ شود.
- این روش در دیگ‌هایی که به تولید بخار با کیفیت بالا نیاز دارند (مانند نیروگاه‌ها و صنایع حساس) کاربرد دارد.
زیرآب‌زنی تناوبی (Intermittent Blowdown):
- در بازه‌های زمانی مشخص و به‌صورت ناگهانی مقداری از آب تخلیه میشود.
- این روش برای حذف رسوبات و لجن‌هایی که در پایین دیگ بخار جمع شده‌اند استفاده میشود.
نحوه انجام زیرآب‌زنی
- بررسی میزان TDS و تعیین مقدار آب موردنیاز برای تخلیه
- باز کردن شیر تخلیه آب و تخلیه ناخالصی ها
- تنظیم دوره‌های زمانی زیرآب‌زنی بر اساس کیفیت آب ورودی و میزان رسوب‌گذاری
- استفاده از سیستم‌های اتوماتیک کنترل زیرآب‌زنی در دیگ‌های بخار پیشرفته
- 2. کیفیت آب تغذیه دیگ بخار
آب تغذیه دیگ بخار نقش حیاتی در عملکرد، راندمان و طول عمر تجهیزات دارد. کیفیت نامناسب آب می‌تواند باعث تشکیل رسوب، خوردگی، کاهش بازدهی و افزایش هزینه‌های نگهداری شود. در این مقاله، به بررسی ویژگی‌های آب مناسب برای دیگ‌های بخار و روش‌های بهبود کیفیت آن می‌پردازیم.
ویژگی های آب تغذیه دیگ بخار
آب ورودی به دیگ بخار باید دارای شرایط استاندارد زیر باشد:
- سختی پایین (Hardness):
- یون‌های کلسیم (Ca) و منیزیم (Mg) عامل اصلی ایجاد رسوب در لوله‌ها هستند.
- سختی کل آب باید تا حد امکان نزدیک به صفر باشد.
- میزان کل مواد جامد محلول (TDS – Total Dissolved Solids):
- افزایش TDS باعث ایجاد کف، گرفتگی لوله‌ها و کاهش کیفیت بخار میشود.
- مقدار مجاز TDS بسته به نوع دیگ بخار متفاوت است، اما معمولاً در محدوده ۵۰ تا ۳۵۰۰ ppm قرار دارد.
- میزان اکسیژن محلول:
- اکسیژن در آب باعث خوردگی شدید در مخزن و لوله‌های دیگ بخار میشود.
- استفاده از دی اریتور (Deaerator) و مواد شیمیایی مانند سدیم سولفیت (Na₂SO₃) برای حذف اکسیژن ضروری است.دی اریتور دو وظیفه اصلی دارد، یک جدا سازی اکسیژن و گازهای محلول در آب، دو گرم کردن آب تغذیه دیگ و جلوگیری از شک دمایی.
- pH مناسب:
- آب دیگ بخار باید دارای pH بین ۸.۵ تا ۱۰.۵ باشد.
- pH پایین باعث خوردگی و pH بالا باعث تشکیل رسوبات نامطلوب میشود.
- قلیائیت کنترل‌شده (Alkalinity):
- قلیائیت بیش از حد منجر به تشکیل کف و مشکلات در تولید بخار میشود.
- مقدار مناسب ۴۰۰ تا ۶۰۰ ppm است.
- سیلیس (Silica):
- سیلیس در فشارهای بالا می‌تواند روی سطح تبادل حرارتی رسوب کند و باعث کاهش راندمان شود.
- مقدار مجاز سیلیس معمولاً زیر ۱۵ ppm است.
روش‌های بهبود کیفیت آب تغذیه دیگ بخار
- استفاده از سختی‌گیر (Softener):
- برای حذف کلسیم و منیزیم از رزین‌های تبادل یونی استفاده میشود.
- فیلتراسیون و تصفیه آب:
- استفاده از فیلترهای شنی و کربنی برای حذف ذرات معلق و کلر اضافی.
- استفاده از مواد شیمیایی:
- تزریق مواد ضد خوردگی (مانند سدیم سولفیت) و کنترل pH با مواد قلیایی (مانند هیدروکسید سدیم).
- کنترل و مانیتورینگ مداوم:
- انجام آزمایش‌های دوره‌ای برای کنترل سختی، TDS، pH و سایر پارامترهای مهم.
بررسی و سرویس مشعل و سیستم احتراق
- تنظیم صحیح مشعل برای بهینه‌سازی مصرف سوخت و کاهش آلاینده‌ها
- بررسی وضعیت شعله و اطمینان از عملکرد پایدار سیستم احتراق
- تمیزکاری مشعل و رفع هرگونه آلودگی یا انسداد در نازل‌ها
تمیزکاری و رسوب‌زدایی منظم
- رسوب‌زدایی لوله‌ها و سطوح داخلی دیگ برای افزایش راندمان حرارتی
- استفاده از مواد شیمیایی مناسب برای حذف رسوبات و جلوگیری از زنگ‌زدگی
- بررسی و تمیزکاری شیر تخلیه برای خروج آب‌های آلوده و رسوبات
بررسی و تست قطعات ایمنی
- کنترل عملکرد شیر اطمینان برای جلوگیری از افزایش بیش از حد فشار
- آزمایش عملکرد سیستم‌های کنترلی و اتوماسیون
- اطمینان از عملکرد صحیح سنسورها و سیستم‌های هشداردهنده
برنامه‌ریزی برای تعمیرات دوره‌ای و بازدیدهای منظم
- انجام سرویس‌های دوره‌ای توسط تکنسین‌های متخصص
- ثبت و تحلیل داده‌های عملکرد دیگ بخار برای تشخیص مشکلات احتمالی
- تعویض قطعات فرسوده و جلوگیری از خرابی ناگهانی سیستم
نتیجه‌گیری
دیگ‌های بخار نقش مهمی در تأمین انرژی حرارتی در صنایع مختلف دارند. انتخاب نوع مناسب دیگ بخار، نگهداری صحیح و اجرای نکات ایمنی، باعث افزایش بهره‌وری و کاهش هزینه‌های عملیاتی خواهد شد. برای کسب اطلاعات بیشتر و دریافت خدمات مرتبط با تعمیر و نگهداری دیگ‌های بخار، می‌توانید با تیم تخصصی Control Pooya در ارتباط باشید.
