دیگ بخار

تاریخچه ساخت دیگ بخار

اختراع دیگ بخار یکی از مهم ترین تحولات انقلاب صنعتی بود که توسط جیمز وات از اسکواتلند اختراع گردید. البته جیمز وات نخسدتین سازنده ماشین بخار نبود. قبل از او اشخاص دیگری دستگاه های مشابهی ساخته بودند که از آنها مثلاً برای تلمبه زدن آب استفاده می گردید. اما اصلاحات اساسی و مثلاً افزودن محفظه تراکم بخار یا عایق بندی سیلندر بخار در دیگ بخار به وسیله جیمز وات انجام شد.

از آنجایی که جیمز وات امکانات و استعداد کافی برای راه اندازی کارهای تجاری را نداشت، در سال ۱۷۷۵ به کمک مهندس و تاجری توانا به نام ماتیو بولتون شرکتی به نام وات-بولتون را تأسیس نمود که در طی ۲۵ سال تعداد بسیاری موتور بخار ساختند و روانه بازار کردند و ثروت فراوانی با فروش دیگ بخار بدست آوردند.

اگرچه تعداد زیادی از اختراعات در انقلاب صنعتی مؤثر بودند؛ اما هیچکدام از آنها به ‌تنهایی در انقلاب صنعتی مهم و حیاتی نبودند. در واقع می توان گفت که مهم ترین این اختراعات در انقلاب صنعتی، اختراع دیگ بخار بود. چرا که تا قبل از اختراع دیگ بخار منبع اصلی تأمین انرژی برای کارهای مختلف مانند گردش چرخ آسیاب استفاده از نیروی آب و باد و بالاخص استفاده از نیروی عضلات انسان بود. این موضوع باعث محدود شدن ظرفیت تولید صنعتی شده بود. اما پس از اختراع دیگ بخار این مشکل حل گردید و از آن ببعد انرژی فراوانی به واسطه دیگ بخار در دسترس بود که قابلیت افزایش دائمی هم داشت.

........................................................

دسته بندی بویلرها

رایج ترین نوع دسته بندی بویلر ها ، بویلرهای فایرتیوب و بویلرهای واترتیوب می باشد .

همچنین بویلرها به صورت زیر به کلاس های مختلفی تقسیم می شوند:

۱- از نظر محل کاربرد بویلر:

تولید برق، حمل و نقل (لوکوموتیو)، گرمایش، پخت مواد، استریل کردن مواد و …

۲- از نظر فشار کاری بویلر:

فشار پایین تا متوسط، فشار بالا و فشارهای فوق بحرانی.

۳- با توجه به محل تولید شدن بخار (درون لوله های بویلر یا خارج از لوله ها):

به دو دسته water tube و fire tube

۴-از نظر نوع سوخت مصرفی در بویلر:

سوخت :گاز، مایع و جامد (برای مثال در بویلر های امروزی سوخت اصلی گاز طبیعی است)

۵- از لحاظ تعداد پاس های گذر دود :

۲ پاس، ۳پاس و ۴ پاس

-بویلرهای فایرتیوب

عموما بویلرهای فایرتیوب از یک محفظه احتراق و دیگ تشکیل شده اند. دیگ حاوی لول ههایی است که از یک طرف به آن وارد و از طرف دیگر خارج می گردند، بدین ترتیب بخشی از فضای دیگ توسط لوله ها اشغال شده و باقی فضای موجود برای آب در نظر گرفته شده است. گازهای گرم حاصل از سوزاندن سوخت در محفظه احتراق وارد این دسته لوله ها شده و از سراسر دیگ عبور می کنند.

در این حین انتقال حرارت بین گازهای عبوری از لوله ها و آب درون دیگ سبب گرم شدن آب و تولید بخار می گردد. در بویلرهای فایر تیوب نمی توان قطر محفظه احتراق را بزرگ طراحی نمود، طول محفظه احتراق را نیز از حدی بیشتر نمی توان در نظر گرفت. چرا که با وجود محدودیت قطر محفظه احتراق، قطر و طول مخروطی مقدار مشخصی خواهد بود. از طرفی فاصله نوک شعله تا انتهای محفظه احتراق به جهت ایجاد انتقال حرارت همگن و نیز پرهیز از ایجاد تنش حرارتی و نیز ذوب دیواره، دارای حد مشخصی است. این مشکل در نوع دیگر بویلرها که وتراتیوب هستند به علت ساختار مکعبی شکل محفظه احتراق و نحوه قرارگیری، تعدد و نوع متفاوت مشعل ها کاسته می شود.

.....................................................

-بویلرهای واترتیوب

عموما این نوع بویلرها، از محفظه احتراق، لوله های بالارونده، پایین رونده، مخازن بخار و لجن تشکیل شده اند و تفاوت عمده آنها با نوع فایرتیوب در این است که آب در داخل لوله ها جریان داشته و جریان گاز گرم در خارج لوله ها می باشد. واترتیوب ها ساختمان پیچیده تری نسبت به نوع فایرتیوب دارند و براساس نوع لوله ها، تعداد و نحوه قرارگیری مخازن بخار و لجن ساختارهای متنوعی را شامل می شوند. این بویلرها به چندین روش دسته بندی می گردند

....................................................

استاندارد های ساخت بویلر

ساخت بویلرهای واترتیوب و فایرتیوب به دلیل بالا بودن فشار کاری و خطرات ناشی از ساخت و بهره برداری نا مناسب از آن ها باید تحت استاندارد های ویزه ای صورت گیرد. برای مثال در اروپا از استانداردهای EN12953  و EN12952 برای ساخت بویلرها استفاده می شود. در ایران نیز سازمان استاندارد ایران بر اساس استاندارد BS2790 نسخه ای از استاندارد را برای بویلرهای فایرتیوب ترجه کرده است که به عنوان مرجع بازرسی بویلر در کشور مورد استفاده قرار می گیرد که هم اکنون در حال بازنگری می باشد

استاندارد DIN و استاندارد ASME نیز از جمله مهمترین استاندارد های ساخت بویلر در دنیا هستند.