به گزارش خبرنگار گروه اقتصادی ایسکانیوز؛ بویلر (boiler) (یا همان دیگ) وسیله‌ای‌ است که در آن سیال عامل (معمولا آب) گرم شده و یا به نقطه ی جوش خود می‌رسد. بویلر یک مخزن تحت فشار است که سیال در آن به درجه حرارت مورد نظر رسیده و مورد استفاده قرار می گیرد.

بویلرها معمولا برای تولید بخار (بویلر بخار) و آبگرم (بویلر آبگرم) تولید می‌شوند. سیال خروجی از بویلر جهت مصارف مختلفی از جمله تولید برق، حرکت لوکوموتیو، گرمایش محیط ، رطوبت دهی به محیط و ... استفاده می شود. محل های رایج استفاده از بویلر عبارتست از: نیروگاه، بیمارستان، کارخانجات صنعتی، سونای بخار، ساختمان ها، عمل آوری بتن، کشت قارچ، گلخانه و ... هر کدام از این محل ها با موتورخانه بخار و یا موتورخانه آبگرم تجهیز می گردند.

به عبارت دیگر؛ بویلر در لغت به معنای جوش آورنده آب تا حد بخار است که در عمل به آنها دیگ های بخار گفته می شود و وظیفه آنها ایجاد یک شعله مناسب و بی‌خطر با ترکیبی از مواد سوختنی ( Fuel ) و هواست تا بتوان در محیط ایمن دیگری یعنی دیگ بخار، حرارت به آب منتقل گردد و یکی از چهار نوع بخار را بدست آورد.

استفاده و کاربرد دیگ‌های بخار در تولید انرژی الکتریکی در نیروگاه‌ها و فرآیند شیمیایی و پالایشی و پتروشیمی در مجتمع‌های مربوط و نیز در تاسیسات گرمایشی به حدی فرآوان است که امروزه طراحی و ساخت آنها جایگاه خاصی در صنعت سنگین پیدا کرده است و این بخش از صنعت و تکنولوژی آن تا یک دهه گذشته بطور کامل در اختیار کشورهای پیشرفته صنعتی و محدود کشورهای در حال توسعه بوده و اکنون کشورهای دیگر از جمله ایران توانسته اند به تکنولوژِی طراحی و مهندسی و عملیات ساخت دیگ‌های بخار سنگین و نیمه سنگین دست یابند.

دیگ بخار فایر تیوب یا لوله آتشین، بویلر هایی هستند که با عبور آتش و دود از درون لوله ها، آب اطراف لوله ها را به درجه حرارت مورد نظر می رساند. این نوع از بویلرها معمولا به روش های سه فاز یا چهار فاز ساخته می شوند. بویلرهای واتر تیوب معمولا برای کار در فشارهای بالا ساخته می شوند در این نوع از دیگ های بخار، آب در درون لوله در جریان است و آتش به صورت مستقیم به لوله ها برخورد می کند.

این نوع از دیگ های بخار در فشارهایی بالاتر از ۱۰۰ بار هم ساخته می شوند. دیگ های بخار ترکیبی بصورت دیگ های بخار فایر تیوب با محفظه احتراق واتر تیوب می باشند که همانند سایر انواع دیگ های بخار دارای کوره و لوله های انتقال حرارت جابجایی می باشند. در این نوع دیگ بخار به منظور افزایش سطح انتقال حرارت دربخش خروجی کوره از لوله های فین دار استفاده شده است .

می توان گفت؛ در یک بویلر دو خطر بزرگ همواره وجود دارد :

1- خطر ناشی از احتراق جهت ایجاد شعله درون بویلر

2- خطر ناشی از بالا رفتن فشار بخار تولید شده که اگر از کنترل خارج شود منجر به انفجار خواهد شد.

از جهتی دیگر خطرات ناشی از نشت یا اتصال برق، نشتی لوله های مسیر سوخت، گرفتگی یا افت ناگهانی فشار سوخت یا هوا، بالا آمدن سطح آب درون دیگ بویلر، فشار آب درون دیگ بویلر و سختی ( Hardness ) آب ورودی به بویلر که اگر دارای املاح و سختی بالا باشد تیوبهای داخل بویلر را به مرور یا مسدود می کند و یا باعث سوراخ شدن آن ها می گردد نیز وجود دارند که با تدابیر مناسب می توان احتمال وقوع آنها را به صفر رسانید .

از این رو در بویلر باید تمهیداتی را در نظر گرفت که بتوان با بالاترین ضریب ایمنی، بهترین کیفیت را از حیث ایجاد فشار و دمای مناسب در تولید بخار بدست آورد.

حفاظت بویلر در مقابل وجود گازهای قابل اشتعال :

اولین و مهمترین حفاظتی که روی بویلرها ( یا کوره ها ) انجام می شود پاکسازی ( Purging ) هوای داخل کوره است . زمانی که یک بویلر یا کوره را خاموش می کنیم بنا بر دلایلی مانند نشتی گاز یا سوخت دیگر در داخل کوره و ... ممکن است هوای درون دیگ مملو از گازهای محترق باشد که در محدوده انفجار ( Explosion Limit ) قرار داشته باشند . اگر در این حالت با ایجاد جرقه بخواهیم شعله ایجاد کنیم حتماً دچار ترکیب ناگهانی و زیاد اکسیژن با سوخت شده و انفجار رخ خواهد داد . بنابراین در ابتدای امر باید محیط کوره را از گارهای قابل احتراق تخلیه کنیم . برای این منظور ابتدا باید کمپرسور هوای احتراق را روشن کرده و فشار خروجی آن را بالا ببریم سپس مسیر هوای احتراق به کوره را به آرامی باز کرده تا گازهای داخلی کوره توسط هوا از دودکش خارج شوند . این عمل را پاکسازی یا Purging می گویند و بسته به اندازه کوره بین 1 تا معمولاٌ 5 دقیقه طول می کشد.

بعد از عمل پاکسازی، سیستم کنترل بویلر ( Boiler Management System ) پس از اطمینان حاصل کردن از وجود سوخت و آب و شرایط مناسب آن ها مسیر گاز شمعک را باز کرده تا ابتدا شمعک روشن شود با روشن شدن شمعک چشم الکترونیکی ( Flame Scanner ) آن را حس کرده و به BMS اطلاع می دهد که شعله وجود دارد و مرحله راه اندازی بویلر یک پله جلوتر می رود . در صورت عدم وجود شعله تا ( حدود ) 30 ثانبه بویلر توسط BMS از کار خواهد افتاد ( Shut Down‌ ) .

بعد از اینکه BMS حضور شعله را توسط چشم الکترونیکی تشخیص داد برای اینکه ببینید شعله لحظه ای نبوده و پایدار است 15 تا 10 ثانیه آنرا اسکن می کند و سپس به شیرهای کنترلی مسیر سوخت فرمان می دهد تا سوخت را به مشعل هدایت کند. با ورود سوخت به مشعل و حضور شعله شمعک، احتراق صورت گرفته و شعله ایجاد می شود. در این حالت این اکسیژن آنالایزر است که بهترین شعله را برای ما مشخص می کند.

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 ویژه‌ای 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 است.

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

402