بویلر بایو انرژی

در حالت کلی بویلر دستگاهی است جهت تولید بخار که معمولاً کنار سیستم های حرارتی و صنعتی استفاده می شود، این دستگاه نقش بسیار مهمی در تولید بخار و انتقال حرارت داشته و به وسیله احتراق، گرمای مورد نیاز برای تبدیل آب به بخار را تأمین می کند. بویلر ، قابلیت تولید بخار با فشار و دمای بالا را داراست؛ این امر باعث می شود به عنوان منبع اصلی انرژی، در صنایع بزرگ مانند پالایشگاه ها، نیروگاه ها و کارخانه ها استفاده شود.

بخار با فشار بالا می تواند به طور مستقیم، در توربین ها برای تولید برق استفاده شود یا در فرآیندهای صنعتی، برای گرمایش و تولید انرژی لازم کاربرد داشته باشد.

از اجزای اصلی بویلر، می توان به سیستم آب تغذیه، سیستم بخار و منبع سوخت اشاره کرد. سیستم آب تغذیه، شامل تجهیزات پیشرفته ای است که آب را قبل از ورود به دیگ، پیش گرم و آماده می کند. سیستم بخار وظیفه تولید و انتقال بخار را به عهده دارد و سیستم سوخت، وظیفه مدیریت فرآیند احتراق را بر عهده داشته و حرارت لازم برای تولید بخار را فراهم می کند.

امروزه این دیگ ها به یکی از اجزای اصلی در بسیاری از فرآیندهای صنعتی تبدیل شده اند و در تأمین انرژی و گرمایش لازم صنایع بزرگ نقشی حیاتی دارند؛ به همین دلیل از اهمیت ویژه ای برخوردارند.

پیشنهاد میکنیم از این صفحه هم بازدید کنید : تفاوت دیگ بخار و بویلر

کاربردهای مختلف دستگاه بویلر

بویلر ابزاری حیاتی در بسیاری از صنایع و فرآیندهای تولید می باشد؛ این دستگاه با تولید بخار یا آب داغ تحت فشار، جای خود را در صنایع گسترده باز کرده است. در ادامه به برخی از مهم ترین کاربردهای بویلر می پردازیم و خواهیم گفت که کار بویلر چیست و کجاها استفاده می شود.

• نیروگاه های تولید برق

نیروگاه های حرارتی، از بزرگ ترین مصرف کنندگان بویلر هستند. در این نیروگاه ها، آب توسط دیگ به بخار تبدیل شده و این بخار با فشار بالا به توربین ها هدایت می شود. حرکت توربین ها، ژنراتورهای برق را به گردش درمی آورد و در نهایت، برق تولید می شود.

توجه کنید که استفاده از بویلر در نیروگاه ها، به دلیل بازدهی بالا و توانایی تولید مقادیر زیاد بخار تحت فشار، بسیار رایج است.

• صنایع نفت و گاز

در صنایع نفت و گاز، برای تولید بخار مورد نیاز فرآیندهای مختلف مانند تقطیر، استخراج و پالایش نفت از بویلر استفاده می شود. بخار تولیدی با این دستگاه، به عنوان یک منبع حرارتی در جدا کردن اجزای مختلف نفت خام و فرآیندهای شیمیایی به کار می رود.

• صنایع شیمیایی و پتروشیمی

در صنایع شیمیایی و پتروشیمی، برای تأمین انرژی مورد نیاز واکنش های شیمیایی و حرارت دهی به مواد، از بویلر استفاده می شود، همچنین این دستگاه در فرآیندهای تبخیر و تغلیظ نیز به کار می رود. بخار تولیدی توسط این دیگ، در دماها و فشارهای مختلف، به عنوان یک عامل کلیدی در بسیاری از واکنش ها و فرآیندهای تولیدی بهره وری می شود.

• صنایع غذایی 

بویلرها در صنایع غذایی برای پخت و پز، فرآوری، استریلیزاسیون و بسته بندی مواد غذایی و نوشیدنی ها به کار می روند. بخار تولیدی با حرارت دهی مستقیم یا غیرمستقیم به مواد، به حفظ کیفیت و افزایش ماندگاری محصولات کمک می کند. به عنوان مثال، در تولید نوشیدنی ها، بخار برای استریلیزه کردن بطری ها و تجهیزات استفاده می شود.

• صنایع کاغذ 

این دیگ در صنایع کاغذ سازی، به منظور تولید بخار مورد نیاز فرآیندهای خمیرسازی، خشک کردن و همچنین تأمین انرژی مکانیکی کاربردی در ماشین آلات به کار می رود. بخار تولیدی توسط بویلر، به عنوان منبع حرارتی در تسریع فرآیند خشک سازی کاغذ و افزایش کیفیت محصول نهایی عمل می کند.

• صنایع نساجی

در صنایع نساجی، برای فرآیندهایی مانند رنگرزی، تکمیل و پرس پارچه ها، از بویلر بخار استفاده می شود. بخار تولیدی به پارچه ها حرارت داده و به جذب رنگ و مواد تکمیلی کمک می کند. همچنین در فرآیندهای پرس و آماده سازی پارچه ها نیز از بخار، برای ایجاد شرایط مطلوب استفاده می شود.

• کاربردهای ساختمانی و گرمایشی

بویلر در ساختمان ها و تأسیسات گرمایشی، برای تأمین گرمایش مرکزی و تولید آب گرم به کار می رود. این سیستم ها در ساختمان های مسکونی، تجاری و صنعتی، به عنوان یک منبع گرمایی کارآمد و پایدار شناخته می شوند. این دیگ با تأمین آب گرم و بخار برای سیستم های گرمایشی، راحتی و آسایش ساکنان را فراهم می کند.

• صنایع داروسازی

این دستگاه در صنایع داروسازی نیز کاربرد داشته و به منظور استریلیزاسیون تجهیزات، تولید دارو و فرآیندهای تهیه مواد اولیه دارویی به کار می رود. بخار تولیدی به عنوان یک عامل استریل کننده، به حفظ کیفیت و ایمنی داروها کمک نموده و در فرآیندهای تولیدی، نقشی حیاتی ایفا می کند.

قبل از هر چیزی از این صفحه بازدید کنید : دیگ بخار

بویلر چگونه کار می کند؟

بویلر یکی از مهمترین اجزای بسیاری از سیستم های صنعتی و نیروگاهی بوده که با تبدیل آب به بخار، به تأمین انرژی برای فرآیندهای مختلف کمک می کند. عملکرد بویلر پیچیده به نظر می رسد؛ اما اصول کار آن را می توان به چند مرحله اصلی تقسیم کرد. در ادامه، به بررسی نحوه کار دستگاه های بویلر می پردازیم.

تولید بخار در این دیگ، با ورود آب به سیستم آغاز می شود و آب تغذیه (Feedwater) از طریق منابعی نظیر مخازن آب تغذیه یا کندانسورها تامین می شود. آب تغذیه را از طریق فرآیندهای تصفیه آب، می توان نرم کرد و گازهای محلول موجود در آن را حذف نمود تا از خوردگی و ایجاد رسوب در آن جلوگیری شود.

معمولاً آب تغذیه قبل از ورود به بویلر پیش گرم می شود، این کار بازدهی سیستم را افزایش و انرژی مورد نیاز برای تبدیل آب به بخار را کاهش می دهد. در این مرحله، دی آریتور نیز ممکن است برای حذف گازهای محلول مانند اکسیژن و دی اکسید کربن به کار رود.

آب تغذیه پیش گرم شده وارد بویلر می شود، در واقع این دیگ یک محفظه بسته دارد که آب در داخل آن، تحت فشار و حرارت قرار می گیرد. در بویلرهای فایرتیوب  (Fire-tube)گازهای داغ حاصل از احتراق از بین لوله های موجود در دیگ عبور نموده و سبب گرم شدن آب موجود در اطراف این لوله ها می شود. در دیگ های واتر تیوب (Water-tube)، آب از داخل لوله های کوچک جریان یافته و حرارت از طریق احتراق گازهای داغ اطراف این لوله ها، به آب انتقال می یابد.

حرارت دهی به آب، سبب افزایش دما و فشار آن نیز می شود و در نهایت، به نقطه جوش می رسد. در این مرحله، آب به بخار تبدیل شده و بخار تولیدی به سمت بالا حرکت می کند و وارد محفظه جدا کننده (Steam Drum) می شود. در این محفظه، آب و بخار از هم جدا می شوند. بخار خشک و تحت فشار، به سیستم های مختلف هدایت شده و آب باقیمانده مجدداً به سیکل بازگردانده می شود.

پس از استفاده از بخار، بخار مصرف شده به شکل کندانس (آب مقطر) بازگردانده می شود و وارد سیستم بازیابی آب تغذیه می شود. این آب مقطر مجدداً وارد دیگ می شود تا دوباره به بخار تبدیل گردد و این چرخه بازیابی و بازچرخانی آب، باعث افزایش بازدهی و کاهش مصرف منابع می شود.

انواع بویلر

بویلرهای تولید بخار برحسب طراحی و کاربردی که دارند، به انواع مختلفی تقسیم می شوند. هر نوع بویلر ویژگی های خاص خود را دارد و برای کاربردهای خاصی مناسب است. در ادامه به بررسی انواع مختلف بویلرهای بخار می پردازیم:

1. بویلر فایرتیوب  (Fire-Tube Boiler)

بویلرهای فایر تیوب جزو متداول ترین نوع هستند. در این دستگاه ها، گازهای داغ ناشی از احتراق، از داخل لوله های موجود در دیگ عبور نموده و آب اطراف این لوله ها را گرم می کنند. این نوع دیگ ها برای کاربردهایی با فشار و ظرفیت پایین تا متوسط مناسب هستند.

ویژگی های بویلر فایرتیوب

• ساختار ساده

• هزینه کمتر

• نگهداری آسان

• ظرفیت و فشار محدود

1. بویلر واتر تیوب  (Water-Tube Boiler)

در بویلرهای بخار واترتیوب، آب از داخل لوله های کوچک جریان یافته و گازهای داغ از اطراف این لوله ها گذر کرده و آب را گرم می کنند. این نوع دیگ ها برای فشارها و ظرفیت های بالا مناسب هستند و در نیروگاه ها و صنایع بزرگ کاربرد بیشتری دارند.

اگر دوست دارید ویدیو های بیشتری از این محصول ببینید کلیک کنید : ویدیوهای دیگ بخار

ویژگی های بویلر واترتیوب

• قابلیت کار در فشار و دمای بالا

• بازدهی بالاتر

• امکان تولید بخار با حجم بیشتر

• ساختار پیچیده تر و هزینه بالاتر

1. بویلرهای عمودی  (Vertical Boiler)

همانطور که از نام این دیگ ها مشخص است، حالت عمودی دارند و طوری طراحی شده اند که در آنها، لوله ها به صورت عمودی قرار گرفته اند. این بویلرها در مواردی که فضای کافی وجود ندارد، بسیار مناسب هستند.

ویژگی های بویلر عمودی

• اشغال فضای کم

• مناسب برای محیط های محدود

• ظرفیت و فشار متوسط

بویلر افقی  (Horizontal Boiler)

این دیگ ها به صورت افقی ساخته شده اند و لوله های کاربردی در آنها، حالت افقی دارند. این نوع بویلرها، در محیط های صنعتی و تجاری بیشتر استفاده می شوند و به دلیل طراحی افقی، امکان دسترسی و نگهداری آسان تری دارند.

ویژگی های بویلر افقی

• دسترسی و نگهداری آسان

• مناسب برای کاربردهای صنعتی

• ظرفیت و فشار بالا

بویلر تحت فشار (High-Pressure Boiler)

این دیگ ها برای تولید بخار در فشارهای بسیار بالا مناسبند و عمدتاً در نیروگاه ها و کاربردهای صنعتی سنگین، استفاده می شوند.

ویژگی های بویلر تحت فشار 

• قابلیت تولید بخار با فشار بالا

• بازدهی بسیار بالا

• نیاز به کنترل دقیق و نگهداری منظم

بویلر فشار پایین  (Low-Pressure Boiler)

بویلر فشار پایین مخصوص تولید بخار در فشارهای پایین بوده و برای کاربردهای تجاری و گرمایش ساختمان ها استفاده می شود.

ویژگی های بویلر فشار پایین

• ساختار ساده و نگهداری آسان

• مناسب برای کاربردهای گرمایشی

• هزینه کمتر

دسته بندی بویلرها از لحاظ پاس حرارتی

بویلر بخار را می توان بر اساس تعداد پاس های حرارتی دسته بندی کرد. تعداد پاس های حرارتی، به تعداد دفعاتی گفته می شود که گازهای داغ از لوله ها یا محفظه های مختلف دیگ عبور می کنند؛ به این ترتیب، حرارت را به آب یا بخار منتقل می کنند. این دسته بندی تأثیر مستقیمی بر بازدهی حرارتی و کارایی دیگ دارد. در ادامه به بررسی انواع بویلر از لحاظ پاس حرارتی می پردازیم:

بویلر تک پاس  (Single Pass Boiler)

در دیگ های تک پاس، گازهای داغ حاصل از احتراق تنها یک بار از میان لوله های حرارتی عبور می کنند و سپس از دیگ خارج می شوند.

ویژگی های بویلرهای تک پاس

• طراحی ساده

• هزینه ساخت و نگهداری کمتر

• بازدهی حرارتی پایین تر نسبت به دیگ های چندپاس

• مناسب برای کاربردهای با ظرفیت و فشار کم

بویلر دوپاس  (Two Pass Boiler)

در دیگ های د وپاس، گازهای داغ دو بار از میان لوله های حرارتی عبور می کنند. در این نوع دیگ، گازهای داغ پس از اولین پاس از انتهای دیگ، به سمت قسمت جلویی برمی گردند و مجدداً از میان لوله ها عبور می کنند.

ویژگی های بویلرهای دو پاس

• بازدهی حرارتی بالاتر نسبت به دیگ های تک پاس

• طراحی نسبتاً ساده و قابل اعتماد

• مناسب برای کاربردهای صنعتی متوسط

• هزینه ساخت و نگهداری متوسط

 بویلر سه پاس  (Three Pass Boiler)

در این نوع دیگ ها، گازهای داغ سه بار از میان لوله های حرارتی عبور می کنند؛ این نوع دیگ ها به دلیل بازدهی بالاتر و کارایی بهتر در انتقال حرارت، در بسیاری از صنایع استفاده می شوند.

ویژگی ها بویلرهای سه پاس

• بازدهی حرارتی بالا

• توزیع یکنواخت تر حرارت

• طراحی پیچیده تر نسبت به دیگ های تک پاس و دوپاس

• هزینه ساخت و نگهداری بالاتر

• مناسب برای کاربردهای صنعتی با ظرفیت بالا و فشار متوسط تا بالا

 بویلرهای چهارپاس  (Four Pass Boiler)

در دیگ های چهارپاس، گازهای داغ، چهار بار از میان لوله های حرارتی عبور می کنند؛ این نوع بویلرها به حداکثر رساندن بازدهی حرارتی معروفند و در مواردی که به بازدهی بسیار بالا نیاز باشد، بهترین گزینه است.

ویژگی های بویلرهای 4 پاس

• بالاترین بازدهی حرارتی در بین انواع دیگ ها

• طراحی بسیار پیچیده

• هزینه ساخت و نگهداری بالاتر

• مناسب برای کاربردهای بسیار خاص و صنعتی 

خب با انواع و اقسام بویلر آشنا شدیم و مفهوم کلی دستگاه بویلر چیست را فهمیدیم، حالا بهتره دسته بندی این دستگاه را از لحاظ جریان آب ارزیابی کنیم.

دسته بندی بویلرها از لحاظ جریان آب

دستگاه های بویلر از نظر جریان آب، به دو دسته اصلی تقسیم می شوند: بویلرهایی با جریان طبیعی و بویلرهای بخار با جریان اجباری. این دسته بندی بر اساس نحوه حرکت آب در سیستم و مکانیسم های ایجاد جریان درون دیگ، صورت می گیرد.

1. بویلر با جریان طبیعی  (Natural Circulation Boiler)

در دیگ های بخار با جریان طبیعی، حرکت آب به دلیل تفاوت چگالی آب گرم و سرد، به صورت خودکار صورت می گیرد. آب سرد به دلیل چگالی بیشتر، به سمت پایین حرکت کرده و آب گرم به سمت بالا حرکت می کند. این اختلاف چگالی ها ناشی از گرمایش آب در دیگ است.

ویژگی های بویلر با جریان طبیعی

• مکانیزم ساده: نیازی به پمپ های خارجی برای جریان آب ندارد.

• کاربرد معمولی: بیشتر در کاربردهای متوسط و کم فشار استفاده می شود.

مزایای بویلرهای جریان طبیعی

• هزینه کمتر به دلیل عدم نیاز به پمپ های خارجی

• سادگی طراحی و تعمیر و نگهداری آسان تر

• قابلیت اطمینان بالا به دلیل مکانیزم طبیعی جریان آب

1. بویلر با جریان اجباری (Forced Circulation Boiler)

در دیگ های بخار با جریان اجباری، از پمپ های خارجی برای ایجاد و کنترل جریان آب در سیستم استفاده می شود. این پمپ ها آب را با فشار به گردش در می آورند و این امکان را فراهم می کنند تا بویلر در فشار و دمای بالاتری عمل کند.

ویژگی ها بویلرهای جریان اجباری

• استفاده از پمپ های خارجی برای جریان آب.

• مناسب برای کاربردهای با فشار و دمای بالا.

• قابلیت تولید بخار در فشار و دمای بالاتر.

• کنترل دقیق تر جریان آب و بهبود بازدهی دستگاه

• امکان استفاده در کاربردهای بزرگ صنعتی.

خب تا اینجا متوجه شدیم که بویلر چیست و انواع آن را شناختیم، حالا بهتره سراغ واحدهای اندازه گیری بخار در این دستگاه برویم.

واحدهای اندازه گیری بخار در بویلر

برای واحدهای اندازه گیری بخار که قدرت و ظرفیت بویلرها را تعیین می کنند، چندین معیار کلیدی وجود دارد. یکی از رایج ترین واحدها پوند بر ساعت (lb/hr) است که میزان بخار تولیدی در هر ساعت را نشان می دهد. علاوه بر این، بی تی یو بر ساعت (BTU/hr) نیز برای اندازه گیری توان حرارتی تولیدی به کار می رود. 

شما بازدید کننده محترم برای کسب اطلاعات بیشتر وارد این صفحه شوید : بخارشوی صنعتی

کیلووات (kW) برای توان حرارتی استفاده می شود و واحد اسب بخار نیز یکی دیگر از واحدهای مهم است که بیانگر قدرت این دستگاه در تولید بخار است. آشنایی با این واحدها در انتخاب و ارزیابی دقیق بویلر در کاربردهای صنعتی و تجاری تاثیرگذار است.

نکات متمایز کننده انواع بویلر از هم

بویلرها به واسطه ویژگی های متنوعی که دارند، می توانند به طور ویژه ای متمایز شوند. این ویژگی ها می تواند شامل: نوع سوخت مصرفی (گاز، نفت و زغال سنگ و …)، ساختار و طراحی دستگاه (واترتیوب یا فایرتیوب)، فشار کاری بویلر (فشار پایین، متوسط یا بالا) و کاربردهای خاص (صنعتی، مسکونی، تجاری، نیروگاهی، خانگی و …) باشد. 

میزان بازدهی و کارایی دستگاه، تکنولوژی های پیشرفته که در آن استفاده شده (مانند سیستم های کنترل هوشمند و تجهیزات ایمنی) نیز از دیگر عوامل متمایز کننده انواع بویلر هستند. 

این ویژگی ها باعث می شوند که بویلرها، متناسب با نیازها و شرایط مختلف، متفاوت باشند و هر کدام ویژگی خاص خود را داشته باشد.

تفاوت دیگ های بخار صنعتی و خانگی 

دیگ های بخار صنعتی و خانگی، ساختار و کارکرد یکسانی ندارند و دارای تفاوت های قابل توجهی می باشند که تفاوت آنها به میزان تولید بخار، طراحی، اندازه و کاربرد آنها برمی گردد. 

معمولاً بویلرهای صنعتی بزرگ تر بوده و توان تولید بخار آنها بیشتر است، به طوری که نیازهای صنایع مختلف از جمله نیروگاه ها، پالایشگاه ها و کارخانه ها را به راحتی تأمین می کنند. این دیگ ها با مواد مقاوم تر و تکنولوژی های پیشرفته تری طراحی شده اند و از لحاظ کارایی و ایمنی در سطح بالایی قرار دارند. 

در مقابل، بویلرهای خانگی کوچک تر و ساده تر بوده و برای مصارف خانگی مانند گرمایش آب و تامین گرمایش محیط، مورد استفاده قرار می گیرند. این دیگ ها کاربری آسان تری داشته و از سطح ایمنی بالایی برخوردارند، به همین دلیل گزینه ای مناسب برای استفاده در منازل هستند.

منبع: zagrosboiler