دیگ بخار یا همان بویلر چیست؟

بویلر یک مخزن سر بسته است که هر مایعی که در آن وجود داشته باشد قابل حرارت است اما حرارتی که نقطه جوش ندارد. آب یا هر سیال دیگری که حرارت می بیند به راحتی از بویلر خارج می شود و قابل بهره برداری در فرآیند های متفاوت گرمایشی مثل نیروگاه ها (boiler-based power generation) ، مراکز پخت و پز (kooking) و گرمایش مرکزی (central heating) است.

متریال بویلر

جنس مخزن های تحت فشار بویلرها از فولاد یا آلیاژ فولادی است چون نمی توان در بخش هایی که رطوبت در آن جریان دارد از استیل استلنس استفاده کرد ولی در سایر بخش ها مثل؛ سوپر هیتر بویلر که هیچ تماسی با آب ندارد، قابل بهره برداری است.

« بویلر »

متریال بویلر

• بویلر دیگی: بویلرهای دیگی در واقع یک نوع کتری است که شعله تعبیه شده در آن، قادر است مخزن آب نیمه پر را گرم نگه دارد ولی با ورود بویلرهای جدید، این بویلرهای دیگی هم، کنار گذاشته شده اند.
• بویلر فایر تیوپ : بویلر فایرتیوب یا آتش در لوله، یکی دیگر از انواع بویلرهاست که لوله های فولادی بلندتری دارد. وقتی که گازهای داغ در کورهای آنها به وجود می آید، از همین لوله های فولادی عبور می کند و بدون اینکه آب را به بخار تبدیل کند و یا دمای آب را به نقطه جوش برساند ، آن را سیرکوله می کند. شکل فیزیکی این بویلرها استوانه ای است و به عنوان مخازن تحت فشار قابل ارزیابی هستند.
• بویلر واتر تیوپ: یکی دیگر از انواع بویلرهاست که آب برای تبدیل شدن به بخار باید از لوله هایی عبور کند که اطراف آن با آتش احاطه شده است. مشعلی که در کوره تعبیه شده است نوعی گاز داغ( دود) تولید می کند که در اطراف لوله ها معلق، و به راحتی قابل اشتعال است . آبی که در لوله ها جریان دارد توسط همین آتش گرم می شود و بخار به وجود می آید. این بخاربه سمت درام یا کلکتور هدایت و از آنجا وارد سوپر هیتر می شود که به راحتی قادر است توربین های نیروگاه ها را بچرخاند تا برق تولید شود.
• بویلر تکه ای: در این بویلرها آب از بخش های متعددی عبور می کند و بعد از مونتاژ شدن بویلر نهایی به وجود می آید.
• بویلر سوپرهیت: بویلرهای بخار سوپرهیت یا فوق اشباع (superheatedsteam boilers) هر آبی را که در داخل لوله ها جریان پیدا کند، به بخار تبدیل می کند و وقتی به سوپرهیت (superheater) ورود کند بیش تر گرم می شود. مزیت بخار حاصل از سوپر هیت این است که؛ راندمان تولید را بالا می برد به شرطی که تمام اجزای تشکیل دهنده آن به درستی کار کند زیرا اگر فشار و دما بیش از حد نرمال به وجود آید در یک لحظه ممکن است خطرات جبران ناپذیری را به وجود آورد.

ایمنی بویلرها: انجمن مهندسین مکانیک آمریکا (ASME) قوانین های استاندارد شده، کدها و ضوابط خاصی برای ایمنی بویلرها در نظر گرفته اند مثلا کد بویلر و مخازن تحت فشار ASME باید مطابق با استانداردهای ایمنی خاصی طراحی شده باشد.

یادآوری دو نکته مهم در مورد بویلرها

• حواستان به آب ورودی بویلر ها باشد چون در صورت قطعی آن، شرایط خطرناک تری ایجاد می شود.
• اگر پسآب تغذیه (feed water) در داخل بویلر خالی جریان پیدا کند، بلافاصله به دیواره فلزی که بسیار داغ شده است ورود می کند و قابل انفجارمی شود.

مولد بخار فوق بحرانی

برای به دست آوردن نیروی برق می توان از مولدهای بخار فوق بحرانی با نام علمی supercritical steam generators بهره برد که در فشار بالای 22 مگاپاسکال هم قابلیت استفاده دارند. در چنین فشارهایی، سیالی که در لوله ها جریان دارد، گاز یا مایع نیست بلکه یک سیال فوق بحرانی است که مانع تولید حباب در آب می شود و راندمان سیکل بخار را افزایش می دهد.

« ساختار بویلر »

دیگ آب گرم

برای به دست آوردن گرما در اماکن مسکونی و صنعتی می توان از دیگ های آب گرم یا بویلرهای هیدرونیکی که به آن hydronic boilers هم می گویند، استفاده کرد. بویلرهای هیدرونیکی آب یا هر سیال دیگری را با یک دمای مشخص در داخل لوله ها به گردش در می آورند و باعث گرم شدن فضای خانه می شود. گرمایش از کف هم به همین منوال است چون آب یا سیال در یک سیستم بسته با استفاده از یک پمپ، سیرکوله شده است.