آنچه در این مطلب خواهید خواند
دیگ بخار
یکی از تجهیزات اصلی تأسیسات صنعتی، دیگ بخار است که وظیفۀ تولید بخار برای مصارف صنعتی و بعضی از سیستم‌های تأسیساتی را به‌عهده دارد. دیگ بخار در واقع یک ماشین انتقال یا تبدیل انرژی است که در از انرژی نهفته در سوخت‌های فسیلی مانند گاز، گازوئیل یا مازوت به انرژی گرمایی تبدیل می‌کند. این دستگاه شامل محفظۀ احتراق بسته‌ای است که مایعات در آن تحت دما و فشارقوی قرار می‌گیرند و با فشاری قوی به بخار با فشاری قوی می‌شوند. دیگهای بخار در صنایع مختلف با دما و فشار و کاربردهای متنوع استفاده می‌شوند.
دیگ های بخار با ظرفیت های ۲۴۷۰ – ۳۵۲۰ – ۴۴۰۰ – ۱۰۰۰۰ -۱۴۰۰۰ – ۱۶۰۰۰ – ۱۸۰۰۰ – ۲۲۵۰۰ – ۲۵۰۰۰ – ۳۰۰۰۰ و ۳۵۰۰۰ پوند بر ساعت با فشار ۱۵۰ PSI ۲۰۰ و PSI ۲۵۰ از نوع فایر تیوپ شعله درون لوله است که طبق استاندارد ۲۷۹۰ BS به صورت یک سوخته (oil) و دو سوخته (gas – oil) طراحی‌شده اند.
مراحل ساخت به شرح ذیل میباشد.
بدنه اصلی دیگ بخار
ورق به ابعاد لازم بریده و جوشکاری می‌شود. تیوپ پلیت جلو و عقب در، دوطرف، کوره در وسط بدنه و میله‌های مقاوم به تیوپ پلیتها جوش می‌شود، محل‌های جوشکاری شده توسط اشعۀ X بازرسی صورت گیرد، سپس عمل تنش‌گیری در کوره‌های مربوطه انجام می‌گیرد. دیگهای بخار سه پاس لوله دارند که عبارت‌اند از:
- پاس اول شامل کوره بوده که به تیوپ پلیت جلو و عقب جوشکاری شده است.
- پاس دوم شامل لوله‌هایی از اطاقک احتراق به جعبۀ دود جلوی دیگ است.
- پاس سوم شامل لوله‌هایی از جعبۀ دود جلو به جعبۀ دود عقب است.
سیستم پاس‌ها برای بالابردن راندمان حرارتی دیگ درنظرگرفته‌شده است.
نحوۀ عملکرد دیگ بخار به این صورت است که شعلۀ تشکیل‌شده در پاس اول به‌صورت مخلوط هوا و مواد حاصل از احتراق در درجۀ حرارت بالا از لوله‌های پاس دو و سه عبور و به جعبۀ دود عقب وارد می‌شود و از آنجا از طریق دودکش خارج می‌شود. در طی این مسیر، آب حداکثر حرارت ممکن را از سوخت محترق دریافت می‌کند. در بدنه دیگهای بخار، دریچه‌های هندهول و منهول و مدهول وجود دارد که هرکدام درب متحرک دارند و توسط واشر گرافیتی آب‌بندی می‌گردند.در بهائی در جلو و عقب دیگ بخار برای پاک‌کردن دود و لوله‌ها پیش‌بینی‌شده است.
بعد از کامل‌شدن مراحل بالا، لوله‌های پاس دو و سه توسط اکسپند آب‌بندی می‌گردند. بعد از اکسپند لوله‌ها، دیگ بخار تحت تست هیدرولیک قرار می‌گیرد؛ بدین‌صورت که دربهای منهول هندهول و مدهول را بازکرده، داخل دیگ را کاملاً شستشو می‌نمایند. بعد از بستن و آب‌بندی کردن درب ها، دیگ را پر از آب می‌کنند و تا ۵/۱ برابر فشار طراحی، تحت آزمایش هیدروستاتیک قرار می‌دهند و سپس تمام بخش‌های دیگ را بادقت کامل کنترل می‌کنند تا از نبود نشتی در بخش‌های مختلف دیگ، به‌ویژه در محل‌هایی که لوله‌ها اکسپند شده است، اطمینان حاصل کنند.
وسایل جانبی نصب دیگ بخار
در این مرحله دیگ برای نصب روی شاسی و همچنین نصب جعبۀ دود آماده‌شده است. بعدازاین عمل، برای جلوگیری از خوردگی، ضدزنگ زده می‌شود و سپس عایق‌کاری با پشم سنگ با ضخامت ۵۰میلی متری انجام می شود.پس از اتمام این بخش، رویۀ دیگ توسط ورق آلومینیم پوشش داده می‌شود. در پایان هر بخش، از کنترل کیفی کارگاه، تأیید بازرسی دریافت می‌شود.
در مراحل بعدی، مونتاژ شیرآلات و مشعل و سیستم برق و کنترل دیگ انجام می‌شود و پس از تست و تنظیم نهایی دیگ رنگ می‌شود و به انبار محصولات ارسال می‌گردد. سپس بنابه‌درخواست مشتری، دیگ تحویلش می‌گردد. با توجه به حساسیتی که دیگ خریداری‌شده دارد، باید در نگهداری و تعمیر به مواردی که در بخش‌های بعد به آن‌ها اشاره‌شده است، دقت کامل انجام داد.
محل و شرایط نصب دیگ بخار
ابعاد دیگ خانه BOILER HOUSE باید با درنظرگرفتن ابعاد دیگ بادرب های باز و وسایل لازم، مانند دستگاه سختی گیر، منبع تغذیۀ آب، نصب کلکتور و شیرآلات و غیره و هوای لازم برای سیستم طراحی شود. دیگ باید در محلی نصب شود که فضای کافی برای تمیزکردن لوله‌ها و نگهداری وسایل کنترل و تجهیزات جانبی داشته باشد. به همین دلیل، در دیگ خانه فوندانسیونی متناسب با وزن و ابعاد دیگ که در جدول شمارۀ یک ذکر شده است، با متعلقات آن انتخاب شود. فونداسیون بایستی حداقل ۳۰ سانتی‌متر از طول و عرض دیگ بیشتر از هر طرف ۱۵ سانتی‌متر و ۱۵ سانتی متر از کف دیگ خانه بلندتر باشد. اطراف فونداسیون کانالی برای هدایت آب کف دیگ خانه به چاه فاضلاب در نظر گرفته شود.
حوضچه‌ای در نزدیکی شیر تخلیه دیگ آماده شود که همواره درون آن آب باشد و قسمت بالای آن به چاه یا کانال خروج آب راه داشته باشد و لولۀ تخلیه دیگ جهت خفه شدن بخار به داخل حوضچه هدایت و درب حوضچه به صورت متحرک پوشانده شود (شکل ۱). اگر کابل‌کشی لازم داخل کانال انجام‌گرفته باشد، برای جلوگیری از هرگونه اشکال الکتریکی، نکات ایمنی به‌طور کامل رعایت شود. پوشش روی کانال سبک و مقاوم در برابر وزن‌های سنگین احتمالی باشد، بهتر است دیگ روی فونداسیون به نحوی قرار گیرد که جلو دیگ به‌سمت درِ ورودی دیگ خانه .باشد حتماً وسیله اطفاء حریق در دیگ خانه پیش بینی گردد.
شرایط نصب دودکش
دیگ بدون دودکش می‌تواند کار کند؛ ولی مواد حاصل از احتراق باید به نحوی از محل کار بیرون رانده شود. ارتفاع دودکش به مقررات محلی و مسیرهای فرعی بستگی دارد؛ ولی شرایط محل نصب، مانند ساختمان‌های بلند مجاور جهت باد و عوامل جغرافیایی نیز مؤثر خواهد بود. ارتفاع استاندارد دودکش حداقل ۴۰ فوت یا تقریباً معادل ۱۲۲۰ سانتی‌متر است که می‌توان آن را در بالای دیگ نصب کرد. در صورت لزوم، می‌توان ارتفاع آن را تا ۵۰ فوت یا تقریباً معادل ۱۵۳۰ سانتی‌متر با محکم کردن محل اتصال آن به بدنۀ دیگ بالا برد.
در صورت وجود مسیرهای فرعی در مسیر دود و محصول احتراق، باید دودکش طوری انتخاب شود که افت فشار ناشی از مسیرهای فرعی را جبران نماید. بنابراین در انتخاب دودکش باید قدرت الکتروموتور و میزان هوادهی پروانه فن دی را در نظر گرفت. دودکش باید به قسمت خروجی دود دیگ به طبقۀ آزاد ایستاده متصل شود. لوله باید به‌سمت بالا باشد تا از ریسک ناشی از تراکم گاز جلوگیری کند. شرایط و مقررات محلی قبل از تصمیم‌گیری دربارۀ ارتفاع دودکش باید مطالعه شود. سطح مقطع دودکش نباید از سطح مقطع محل خروج دود از دیگ کمتر باشد.
سیستم هدایت سوخت
در مسیر سیستم هدایت سوخت باید شیری تعبیه شود که در موقع آتش‌سوزی بتوان آن را به‌موقع و سریع قطع کرد و یک عدد شیر یک‌طرفه در مسیر رفت از مخزن به پمپ مونتاژ شود. پمپ سوخت باید دارای انرژی مثبت باشد. (انرژی پتانسیلی که براثر ارتفاع به وجود می‌آید. )
دربارۀ منابع سوخت زیرزمینی، باید سوخت را با حداکثر پانزده پوند بر اینچ به مشعل پمپاژ کرد. قطر لوله نباید کمتر از ۲ اینچ برای سوخت‌های ۲۰۰ ثانیه و بالاتر باشد. از لوله‌های گالوانیزه نباید استفاده شود. به‌جای استفاده از زانویی، بهتر است لوله‌ها خم شوند. پمپ سوخت فیلتر دارد. اگر فیلتر اضافی در مسیر لوله‌ها به کار رود، بایستی از توری مدور استفاده شود. حجم مخزن سوخت باید به‌اندازه‌ای باشد که بتواند سوخت کافی را به‌راحتی تأمین کند. شیر تخلیه در پایین ترین نقطۀ مخزن برای خارج کردن آب که ممکن است در مخزن جمع شود، مونتاژ شود. مخزن باید دارای نقاط بررسی و آزمایش و خروج هوا باشد. لازم است که در اطراف مخازنی که در ارتفاعی از زمین قرار دارند، پیشگیری و احتیاطات آتش‌نشانی را در نظر گرفت.
منبع آب تغذیه
منبع آب تغذیه باید هرچه ممکن است به پمپ نزدیک تر و اتصالات لوله‌ای تاحدامکان مستقیم باشد. مخزن آب بایستی بالاتر از پمپ قرار گیرد و محل خروج آب از مخزن، بالاتر از ته مخزن باشد. اگر تزریق مواد شیمیایی برای تصفیۀ آب فقط از طریق شیر کنترل تغذیه ممکن باشد، باید پمپ کوچک جداگانه‌ای برای این کار نصب و تزریق مواد شیمیایی در فواصل زمانی منظم انجام گردد. شیر نمونه‌برداری روی مخزن نصب و آب مخزن روزانه آزمایش شود. حجم آب استفاده‌شده بایستی بین ۸۰ تا ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد تنظیم گردد. روی مخزن آب ترمومتر و شیشۀ آب‌نما نصب‌شده است تا اوپراتور بتواند حجم آب و دمای موجود در مخزن را کنترل کند.
شرایط آب تغذیه:
آب طبیعی برای تغذیه دیگ مناسب نیست؛ مگر آنکه به‌طور صحیح تصفیه و سختی آن گرفته شود و با افزودن مواد شیمیایی احیاکننده، از خاصیت اکسیدکنندگی آن جلوگیری‌شده باشد. اکسیژن محلول در آب موجب زنگ‌زدگی سطوح فلزات داخلی، به‌ویژه لوله‌های دود می‌شود. تشکیل رسوبات حاصل از املاح موجب خرابی کوره و لوله‌های دود و ناصافی تیوپ پیلت و همچنین کاهش میزان انتقال حرارت می‌شود و بدین ترتیب،، حرارت فلز را افزایش می‌دهد و راندمان دستگاه را پایین می‌آورد.
تصفیۀ داخلی با افزودن دائمی مواد شیمیایی به مقدار کافی برای ته‌نشین کردن املاح آب دیگ و واکنش در برابر اکسیژن غیرمحلول انجام می‌گیرد؛. آب بایستی حداقل ۸۵درصد باشد. آزمایش روزانه باید به‌طور منظم برای اطمینان از صحیح بودن آب صورت گیرد؛؛ چون سنگینی آب دلیل تشکیل رسوبات املاح است؛ بنابراین باید مواد شیمیایی مقدار کافی باشد تا این حالت از بین برود. مقدار کل مواد قلیایی مثل کربنات کلسیم (Ca C0 3)باید ۲۰ تا ۱۵درصد غلظت اجسام جامد غیرمحلول باشد. مقدار کل اجسام غیرمحلول در آب دیگ که در نتیجۀ غلظت اجسام غیرمحلول آب منبع به وجود می‌آید، با افزودن آن مقدار مواد شیمیایی که اضافه می‌شود، نباید بیش از .P. P. M. ۳۰۰۰ ذره در میلیون باشد.
اکسیژن غیرمحلول را می‌توان با اضافه کردن سولفیت سدیم تنین (TANNIN) یا مخلوط آن‌ها از بین برد. توصیه می‌شود که استفاده‌کنندگان دیگ برای اطلاعات بیشتر به نمونۀ استاندارد انگلیسی ۱۹۵۴ یا ۲۴۸۶ (تصفیه آب دیگ نصب‌شده روی زمین) مراجعه کنند. یا با شرکت‌های سازندۀ دستگاه سختی گیر آب مشورت کنند و حتماً از این دستگاه استفاده کنند.
لوله‌کشی عبور بخار
به‌صورت نرمال، اندازۀ لوله‌های بخار باید طوری طراحی شود که سرعت بخار بین ۸۰ تا ۱۲۰ فوت بر ثانیه باشد. بعضی مکان‌ها لوله‌کشی اتصالات زیاد و مسیر طولانی است. در این صورت، قطر لوله‌ها باید طوری در نظر گرفته شود که فشار لازم در محل‌های مصرفی تامین گردد. از آبگیرهای STEAM TRAP کافی برای جلوگیری از جمع‌شدن آب در لوله‌ها استفاده می‌شود.
وقتی در اثر عبور بخار درجه‌حرارت بالا می‌رود، لوله‌ها منبسط می‌شوند. برای جلوگیری از خسارت و خطر، باید از خم‌ها و مفاصل انبساطی مخصوص استفاده شود. بین خم‌های انبساط باید کنگره‌ای وجود داشته باشد. قطر لوله‌ها بایستی در جهت حرکت بخار هر ۱۵ فوت یک‌دوم اینچ کم شود و از بست های نگهدارنده استفاده شود.
لوله‌ها در داخل بست ها حرکت طولی می‌توانند داشته باشند؛ ولی حرکت عمودی آن‌ها باید خیلی محدود باشد. انشعابات باید از بالای لولۀ بخار انجام گیرد؛ پوشش عایق اطراف لوله‌ها باید به‌اندازۀ کافی باشد. آب تقطیرشده از گرمکن های مخزن سوخت یا از ظروف محتوی مواد شیمیایی که برای دیگ زیان‌آور است، نباید به مخزن تغذیه دیگ هدایت شود.