دیگ لوله آب: دستگاه، اصل کار در انرژی صنعتی

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

تجهیزات گرمایش آب دیگ به طور گسترده در صنعت استفاده می شود، جایی که عملکرد بالای مجموعه ژنراتورها ارزش دارد. چنین واحدهایی عمدتاً برای عملیات تکنولوژیکی استفاده می شود - به عنوان مثال، برای تولید بخار با تبخیر آب. اما در صورت نیاز به سازماندهی تامین آب گرم برای چندین مصرف کننده بزرگ، امکان بهره برداری خانگی نیز مستثنی نیست. در میان بهینه ترین طرح های مولد بخار، می توان به طراحی لوله آب اشاره کرد. دیگ‌های این نوع از نظر خروجی در واحد زمان از بسیاری از آنالوگ‌ها کم‌تر نیستند، اما طراحی آن باعث ایجاد محدودیت‌های زیادی در عملکرد در شرایط تنگ می‌شود.

دستگاه واحد

رایج ترین طرح با دو درام (کلکتور) در پایه. این مخازن فلزی هستند که توسط لوله های مختلف به هم متصل می شوندقطرها همچنین یک جزء اجباری یک محفظه احتراق یا یک کوره است که انرژی حرارتی تولید می کند. سایر عناصر طراحی عبارتند از:

• لوله تامین سوخت (معمولا مایع).
• ارتباطات گردش آب.
• ورودی و خروجی آب.
• خروجی برای تخلیه آب.
• پارتیشن (اگر در مورد سیستم دیگ بسته در یک جعبه محافظ صحبت می کنیم).
• دودکش.
• جداکننده بخار.

بیشتر عناصر ساختاری دیگ لوله آب از آلیاژ فولادی مقاوم در برابر حرارت ساخته شده اند. مدل های چدنی نیز وجود دارد، اما اگر شرایط عملیاتی اجازه نصب واحدهای سنگین را بدهد، می توان از آنها استفاده کرد. عناصر لوله ای و اتصالی را نیز می توان تا حدی بر اساس سرامیک های مقاوم در برابر آتش ساخت که کاربردی تر از فلز است. پنجره فایرباکس و تعدادی دیگر از مناطق قابل مشاهده از شیشه مقاوم در برابر حرارت ساخته شده اند.

عناصر سازه ای کمکی

در صورت اختیاری، دیگ ممکن است شامل دستگاه های اضافی باشد که قابلیت ها و سهولت استفاده از تجهیزات را افزایش می دهد. در میان آنها می توان به دستگاه های زیر اشاره کرد:

• سوپرهیتر. طراحی شده برای افزایش دمای بخار تا 100 درجه سانتیگراد و بالاتر. به خودی خود، طراحی واحدهای لوله آب هدفی ندارد که رژیم دمایی بخار را به مقادیر خاصی برساند. به عنوان یک قاعده، نقطه هدف کار دقیقاً اثر تبخیر است. از سوی دیگر، همرفتسوپرهیترها، بسته به مدل، می توانند دمای مخلوط خروجی را تا 500 درجه سانتیگراد برسانند، که ممکن است در برخی از عملیات های تکنولوژیکی در تولید مورد نیاز باشد.
• رطوبت گیر. همچنین یک آماده سازی بخار که با از بین بردن رطوبت اضافی آن را خشک می کند.
• آکومولاتور بخار. اگر دیگ لوله آب نتواند با بارها مقابله کند یا برعکس، محفظه بخار را با حداقل حجم پر کند، این دستگاه به تعادل حالت کار کمک می کند. آکومولاتور در صورت لزوم جریان بخار را به داخل سیستم می گیرد یا پمپ می کند.
• دستگاه تصفیه آب. آب نیز به عنوان منبع تولید نیاز به تصفیه مناسب دارد. به عنوان مثال، یک سیستم فیلتر ویژه حجم اکسیژن محلول را کاهش می دهد، نمک ها و مواد شیمیایی ناخواسته را حذف می کند.
• امروزه کمتر و کمتر رایج شده است که بدون کنترل های خودکار انجام شود، اما آنها به صورت استاندارد با تجهیزات نیز عرضه می شوند. شما فقط می توانید مجموعه گسترده ای از ابزار دقیق را خریداری کنید که به شما امکان می دهد پارامترهای فشار، دما، رطوبت و غیره را به طور جامع نظارت کنید.

اصل عملیات

در موقعیت اولیه، دو درام با آب پر می شود - یکی کاملاً (آب) و دومی (بخار). در کلکتور دوم، یک غشای جداکننده در داخل تعبیه شده است که آب را از بخار جدا می کند. این مرز را آینه تبخیر می نامند. فرآیند کار از لحظه مشتعل شدن جعبه آتش شروع می شود که به صورت یک سیستم لوله ای با آب در گردش به مبدل حرارتی متصل می شود. آب گرم وارد اولین درام می شود،حفظ حجم کافی.

در همان زمان، فرآیند تبخیر مایع در هدر بخار دیگ لوله آب آغاز می شود. اصل عملکرد واحد مبتنی بر تبادل حرارتی همرفتی است که می تواند در حالت بدون توقف طبیعی انجام شود. آب سرد از سیستم تامین آب مرکزی از سطح اولیه فیلتر عبور می کند، سپس وارد سیستم تبادل حرارتی می شود و به درام گرمایش هدایت می شود. علاوه بر این، بسته به میزان تبخیر، مایع به تدریج سطح پر شدن کلکتور بخار را دوباره پر می کند. بخار به نوبه خود یا از طریق دودکش آزاد می شود یا برای استفاده بیشتر وارد منطقه فرآیند می شود.

تفاوت با دیگ فایر تیوب

تفاوت بین این واحدها در پیکربندی محل قرارگیری محفظه احتراق یا در اصل منبع انرژی حرارتی نسبت به مبدل حرارتی و مخزن آب نهفته است. اولاً تولید بخار اصلاً مورد نیاز نیست. دیگ بخار لوله آتش عمدتاً برای گرم کردن با آب کار می کند و عملکرد سیستم DHW را فراهم می کند. ثانیاً در چنین دیگهای بخاری، کوره در مرکز سازه قرار دارد و ظروف دارای مدارهای گردش آب ماهیت کاربردی دارند. آنها با مبدل حرارتی در سطح بیرونی سازه در تماس هستند.

اما این تنها تفاوت بین دیگ های فایر تیوب و واتر تیوب نیست. این تفاوت همچنین از طریق تنظیم فرآیند تبادل حرارت انجام می شود. طراحی واحد لوله آب یک اکونومایزر را فراهم می کند که به دلیل آن ابتدا آب سرد از قبل گرم می شود. بر این اساس، در ادامهواکنش های انتقال حرارت شدیدتر و با مصرف انرژی کمتری انجام می شود. از سوی دیگر، مزایای تجهیزات فایر تیوب شامل سادگی ساختاری و حداقل اقدامات نگهداری در حین کار است.

تفاوت با تجهیزات لوله گاز

در واحدهای لوله آب، مترجم مستقیم انرژی حرارتی آب گرم است که لوله های گردشی مبدل حرارتی را پر می کند. این یک ژنراتور کارآمد و ایمن است که به تولید بخار کمک می کند. در مورد دیگهای بخار لوله گاز، طراحی فنی، حتی از نظر ظاهری، ممکن است تا حدی با ساختارهای لوله آب مطابقت داشته باشد. تنها تفاوت این است که حامل انرژی حرارتی گازهای خروجی در محفظه احتراق خواهد بود. این چگونه بر روند عملیاتی تأثیر می گذارد؟ اگر اصل کار یک دیگ لوله آب اجازه مصرف کامل مواد زائد بدون باقیمانده تا لحظه تبخیر و استفاده بیشتر از بخار را بدهد، دیگ لوله گاز باید محیط گاز کار را از قبل در مبدل حرارتی آزاد کند. سیستم. علاوه بر این، نازل های ضخیم برای این کار برای اطمینان از ایمنی فرآیند ارائه شده است.

انواع دیگ لوله آب

ویژگی اصلی طبقه بندی محل کلکسیونرها است. به طور سنتی، سازه ها مجهز به درام های افقی هستند که به راحتی به مدارهای تامین آب در گردش متصل می شوند. دو کلکتور به صورت موازی روی سکو نصب می شوند و می توان یک جعبه آتش با کانال های خروجی بین آنها قرار داد. اگر در اتاق فنیفضای کافی وجود ندارد، سپس از دیگ های لوله آب عمودی بر روی یک بستر ارتباطی ویژه استفاده می شود. درام های استوانه ای به سمت بالا می شتابند و یک سیال کار با دماهای مختلف از پایین تامین می شود. بخار فرآیند در بالا خروجی می شود.

دیگ لوله آب کشتی

طراحی چنین واحدهایی برای استفاده به عنوان بخشی از حمل و نقل دریایی مناسب است. اما حتی در این مورد، از اصلاحات ویژه دیگهای بخار استفاده می شود - تابش. ویژگی متمایز آنها استفاده از انرژی حرارتی تشعشعی است که در طی احتراق سوخت (معمولا گازوئیل) نیز آزاد می شود. یک شرایط ساختاری اجباری، محل بالای نازل های کوره است. یکی دیگر از ویژگی های طراحی دیگ لوله آب برای کشتی های دریایی، ترکیب با نیروگاه های توربین بخار است که گرمایش متوسط بخار را فراهم می کند.

تعمیر و نگهداری تجهیزات

زیرساخت های ارتباطی با عناصر لوله کشی برای واحدهای لوله آب بسیار پیچیده است، که منجر به فهرست گسترده ای از اقدامات فنی برای تشخیص و تعمیر می شود. پرسنل تعمیر و نگهداری باید به طور دوره ای وضعیت لوله ها را از نظر سفتی بررسی کنند، تشخیص عیب واحدهای عملکردی و کنترل های خودکار را انجام دهند و همچنین قابلیت اطمینان اتصالات را با اتصال دهنده ها حفظ کنند. توجه ویژه ای به لوله کشی مبدل حرارتی و کلکتورها می شود - کوچکترین افت فشار می تواند به ساختار آسیب برساند که شرایطی را برای کاهش فشار مدار ایجاد می کند.

طرفدارطرح های

مهمترین مزیت اینگونه بویلرها در خانواده عمومی واحدهای بخار ایمنی است. با حفظ تعادل دمایی مطلوب، می توانید روی عملکرد طولانی مدت تجهیزات بدون تصادف و آسیب به قطعات کار حساب کنید. قابلیت های نظارتی گسترده ای از گربه لوله آب نیز ذکر شده است که با ادغام اکونومایزر با دریچه های خاموش کننده خودکار تأیید می شود. دستگاه ها بدون مشارکت اپراتور بر اساس داده های الگوریتم های ترموستات نصب شده کار می کنند. این امکان برنامه ریزی سیستم را برای چند روز آینده فراهم می کند.

مزایای طراحی

اصل عملکرد چنین دیگهای بخاری بدون توجه به شرایط استفاده بر عملکرد بالا متمرکز است. اخیراً این تفاوت نقش مهمی را در پس زمینه بهینه سازی و منطقی سازی ظرفیت های تولید ایفا می کند. بدنه عظیم و مبادلات ارتباطی چند سطحی دیگ‌های بخار لوله آب، جستجوی راه‌حل‌های جایگزین برای مشکلات تولید بخار را ضروری می‌سازد. با این حال، مفهوم به حداقل رساندن دستگاه این دیگ مستثنی نیست. اما در این صورت، راندمان بالا از بین خواهد رفت، نه اینکه به امکانات کار در حالت تولید همزمان با ارائه موازی کارکرد DHW اشاره کنیم. به عبارت دیگر، این تجهیزات برای صنایع بزرگی که به حجم زیادی از بخار فرآیندی نیاز دارند، مناسب است، اما به سختی برای تامین مصرف کنندگان با تقاضای کم برای انرژی هدفمند مفید است.

نتیجه گیری

تفاوت اساسی بین خود مفهومدیگهای بخار لوله آب متعلق به کلاس تجهیزات یکبار مصرف هستند. چنین تاسیساتی دارای مزیت قابل توجهی نسبت به سیستم های خودمختار هستند که در امکان فرآیند تولید مداوم نهفته است. حتی در شرایط اوج عملیات، دیگهای بخار لوله آب قادر به کار برای مدت طولانی با حفظ همان کیفیت تولید بخار هستند. نکته دیگر این است که الزامات ایمنی هنوز جلسات طولانی عملیات در توان های بالا را حذف نمی کند. در مورد استقلال، در رابطه با چنین دیگهای بخاری در حذف نیاز به تامین انرژی بیان می شود. البته، شیرهای خاموش حداقل به انرژی باتری نیاز دارند، اما روند گردش آب و تبخیر متعاقب آن بدون برق کاملاً قابل کنترل است.