دیگ فولادی آبگرم بهصورت یکپارچه در کارخانه و از ورق و لولهٔ فولادی آلیاژی آتشخوار تولید میشود و ستون فقرات گرمایش در صنایع، کارخانجات، ساختمانها و مجتمعهای مسکونی بزرگ است.
دو خانوادهٔ اصلی: Water Tube و Fire Tube
دیگهای فولادی به دو دستهٔ کلی تقسیم میشوند:
- آب در لوله (Water Tube): آب درون لولهها جریان دارد. طبق قوانین استوانههای جدارنازک، این ساختار توان تحمل فشارهای بسیار بالا را دارد و معمولاً در مواردی مانند نیروگاهها به کار میرود. راندمان این خانواده از سایر انواع بویلر آبگرم بالاتر است.
- آتش در لوله (Fire Tube): گازهای داغ احتراق از درون لولهها عبور میکنند و آبِ اطراف لولهها گرم میشود. این نوع در تأسیسات متداولتر است.
اجزای دیگ فولادی Fire Tube
اجزای اصلی یک دیگ آبگرم فولادی فایرتیوب عبارتاند از: بدنه، لولهها، صفحات نگهدارندهٔ لولهها، کوره، اتصالات لولهٔ رفتوبرگشت، اتصال لولهٔ انبساط، شیر اطمینان، شیر تخلیه، دریچههای بازرسی، محفظهٔ دود، دربهای جلو و عقب، اتصال دودکش، اتصالات نشاندهندهها، عایق، روکش (کاور) و شاسی.
مزایای دیگهای فولادی
- طول عمر بالاتر
- راندمان بیشتر دیگهای فولادی سهپاس نسبت به دیگهای چدنی
- ظرفیت تقریباً نامحدود (مناسب پروژههای بزرگ)
- قابلیت تحمل شوکهای حرارتی
- تحمل فشارهای بسیار بالا (مناسب ساختمانهای مرتفع)
- قابلیت تطابق با هر نوع سوخت
معایب دیگهای فولادی
- قیمت بالاتر نسبت به دیگهای چدنی
- حملونقل دشوار به دلیل ساخت یکپارچهٔ کارخانهای
- هزینهٔ تعمیر بالاتر در صورت خرابی
- ظرفیت ثابت و غیرقابل تغییر
محدودیتهای فنی بویلر Fire Tube
- بویلرهای فایرتیوب بهصورت استوانههای جدارنازک ساخته میشوند و نوعی مخزن تحت فشار به شمار میآیند؛ تحمل فشار بالاتر از 30 بار برای آنها امکانپذیر نیست و برای ظرفیت و فشار بالاتر باید از Water Tube استفاده شود.
- محدودهٔ متداول: از حدود 100 کیلوگرم تا 30 تن بخار در ساعت یا تولید آبگرم تا حدود 16 میلیون کیلوکالری بر ساعت.
- استفاده از سوختهای جامد در آنها با دشواری همراه است.
- به دلیل ضریب انتقال حرارت کمتر جریان گاز درون لوله، در ظرفیت مشابه بزرگتر از Water Tube هستند.
- به دلیل حجم زیاد آب اطراف لولهها، زمان راهاندازی طولانیتری دارند.
- کیفیت بخار تولیدی پایین است (فاقد درام جداکنندهٔ آب و بخار) و نصب سوپرهیتر در آنها دشوار است؛ معمولاً بخار اشباع (عموماً زیر 30 بار) تولید میکنند.
دستهبندی Fire Tube بر اساس محفظهٔ برگشت دود
- پشتتر (Wetback): محل چرخش گازهای داغ توسط آب پوشانده میشود؛ گازهای داغ با مواد نسوز انتهای بویلر برخورد نمیکنند. نتیجه: مشکلات نگهداری کمتر و راندمان بالاتر.
- پشتخشک (Dryback): راندمان پایینتر و هزینهٔ نگهداری مواد نسوز بالاتر؛ ساخت این نوع در دنیا رو به افول است.
دستهبندی Fire Tube بر اساس تعداد پاس
منظور از پاس، تعداد دفعات عبور گازهای داغ احتراق از درون بویلر است؛ محفظهٔ احتراق پاس اول محسوب میشود.
تکپاس
نسل اول بویلرهای قدیمی؛ گازهای احتراق مسیر دیگ را یک بار طی کرده و وارد دودکش میشوند. این نوع از رده خارج شده و دیگر ساخته نمیشود.
دوپاس
دارای یک کوره و یک مسیر برگشت لولهها؛ راندمان پایینتر، بیشتر در نمونههای Dryback به کار میرفت و تولید آن رو به اتمام است.
کورهبرگشتی
آتش دو بار مسیر کوره را در یک رفتوبرگشت طی میکند و سپس وارد پاس لولهها میشود. راندمان این نوع بین 70 تا 80 درصد است، بهندرت برای تولید بخار به کار میرود و بیشتر برای تولید آبگرم استفاده میشود. کاربرد اکونومایزر در این نوع رایج است و راندمان سیستم را تا 5 درصد افزایش میدهد.
سهپاس
رایجترین نوع بویلر فایرتیوب با راندمان تا 86 درصد. آتش با سه مسیر رفتوبرگشت هدایت میشود تا انرژی خود را به آب اطراف منتقل کند. در بویلرهای سهپاس از سه نوع کوره استفاده میشود: کورهٔ معمولی، کورهٔ هوپدار و کورهٔ کوروگیت.
چهارپاس
مشابه سهپاس با یک مسیر لولهٔ اضافه؛ اما صرفهٔ اقتصادی ندارد — نسبت راندمان به هزینهٔ تولید آن توجیهپذیر نیست و استفاده از اکونومایزر بهصرفهتر از ساخت بویلر چهارپاس است.
اکونومایزر در دیگهای آبگرم
دمای دود خروجی از دودکش دیگهای آبگرم معمولاً بالاتر از 150 درجهٔ سانتیگراد است؛ ورود این دود به محیط، عملاً اتلاف حرارتی است. با نصب یک مبدل حرارتی در مسیر دودکش — که درون لولههایش دود و در پوستهاش آب ورودی بویلر جریان دارد — میتوان این انرژی در حال اتلاف را بازیابی کرد. به این تجهیز اکونومایزر گفته میشود.
جمعبندی
دیگ فولادی، انتخاب مهندسی پروژههای با ظرفیت و فشار بالاست. در میان انواع آن، بویلر سهپاس Wetback پرکاربردترین پیکربندی در تأسیسات متداول است و افزودن اکونومایزر، راهکاری اقتصادی برای ارتقای راندمان محسوب میشود.
برای آشنایی با نسل بعدی فناوری بازیافت حرارت، مقالهٔ «دیگ چگالشی | راهنمای جامع کارکرد فناوری کندانسینگ» را مطالعه کنید.
