انسان همواره برای گرم کردن محل زندگی خود در فصل سرما ، به دنبال ساخت وسایل گرمازا بوده است . در ابتدا با سوزاندن موادی مانند گیاهان و چوب و بعدها با کشف و استخراج معادن انواع سوختهای فسیلی ، از وسایلی مانند بخاری و آبگرمکن استفاده کرده است . ولی به تدریج با گسترش شهر نشینی وفرهنگ آپارتمان نشینی و ایجاد انواع ساختمانهای مسکونی و تجاری و اداری و همچنین لزوم توجه بیشتر به مصرف بهینه و اقتصادی سوخت ، باعث گردید سیستمهای مختلف گرمایشی مانند : سیستم حرارت مرکزی ، انواع پکیج یونیت های آپارتمانی ، سیستمهای حرارت تشعشعی و ... مورد توجه بیشتری قرار گرفته و در زمینه بهبود کیفیت و سهولت بهره برداری و نگهداری از آنها اقدامات موثری انجام شده است که از آن جمله می توان تولید و ساخت انواع دیگهای حرارت مرکزی که در ساختمانها و مراکز مختلف صنعتی بسته به شرایط اقتصادی وفنی مورد استفاده قرارمی گیرند ، را نام برد .
دیگهای آب گرم که تولید و بهره برداری ازآنها قدمتی چندین ساله دارد ، در انواع مختلف به صورت عمده با استفاده از فولاد و یا چدن ساخته شده است و برای تولید آب گرم مورد نیاز ، در محلی به نام موتورخانه نصب و بکار گرفته می شوند .
ب - دیگ بخار و جایگاه آن دریک نیروگاه حرارتی :
کلمه بویلر از فعل boil به معنی جوشاندن استخراج شده و بویلر به معنی جوشاننده است . درواقع بویلرها نوعی مبدل حرارتی هستند که با گرفتن انرژی حرارتی سوخت و انتقال آن به آب سرد ، باعث تبدیل آب به بخار می شوند .
نیروگاه بخاری از نظر ترمودینامیک یک ماشین حرارتی است که در آن دیگ بخار ، به عنوان منبع گرما کار می کند . گرفتن کار از ماشین حرارتی تنها با منابع دمای بالا و پایین میسّر است . انتقال و افزایش انرژی سیال عامل که عمدتاً آب خالص است ، در دیگهای بخار صورت می گیرد . پس دیگهای بخارنیروگاه ها با متعلقات خود نقش اساسی و بارزی در سیکل حرارتی نیروگاه ها ایفا می کنند . در واقع می توان گفت که دیگ بخار قلب هر نیروگاه است . لذا شناخت انواع ، عملکرد ، اجزا و نقش تک تک اجزای این سازه بزرگ و مهم ، کمک شایانی به به بهره برداری و تعمیرات آن خواهد کرد .در اینجا بایستی با یک واژه درباره بویلرها آشنا شویم و آن سطح تبادل حرارتی یک بویلر است .
سطح گرمایش ( ( heating surface یا سطح تبادل حرارتی یک بویلر عبارت است از مساحت سطحی که در معرض محصولات احتراق قرار دارد .
در این پروژه ابتدا طبقه بندی انواع بویلرها را ذکر خواهیم کرد . بویلرها طبقه بندی های گوناگونی دارند. بویلرها را می توان بر اساس جنس ، فشار، درجه حرارت ، شکل ، نوع سوخت و ... طبقه بندی کرد .
طبقه بندی بویلرها :
بویلرها طبقه بندیهای مختلفی دارند که در زیر به آنها اشاره شده است :
1-1- طبقه بندی از نظر مصارف بویلر:
بویلرها را از نظر نوع مصرفی که در صنایع مختلف دارند ، می توان دسته بندی کرد : بعضی از آنها برای تولید انرژی الکتریکی بکار می روند و برخی دیگر برای تهیه آب داغ یا بخار خشک و اشباع ساخته می شوند . در صنایع حمل و نقل ( زمینی یا دریایی ) به طرحهای خاصی از بویلرها نیاز است . همچنین در جوار واحدهای عظیم بخارساز نیروگاهی ، بویلرهای خاصی به عنوان بویلر کمکی نصب می شوند .
1-2- طبقه بندی از نظر فشار سیکل آب و بخار :
از نظر فشار کاری عموماً سه نوع بویلر وجود دارد :
- بویلرهای مینیاتوری با حد اکثر فشار 7 bar جهت تولید آب داغ یا بخار خشک و اشباع با حد اکثر سطوح تبادل حرارتی 2m²
- بویلرهای کم فشار که برای تولید آب داغ و بخار خشک و اشباع به کار می روند ، که اگر این بویلرها برای تولید آب داغ بکار روند ، طبق استانداردهای ASME برای حد اکثرفشار 10bar و دمای 120˚c ساخته می شوند .
- بویلرهای قدرتمند ( ( power boilers که برای تهیه بخار اشباع یا بخار داغ با فشار بالاتر از 12bar ساخته می شوند . اغلب بویلرهای نیروگاهی از این نوع هستند .
1-3- طبقه بندی از نظر مصالح صنعتی و متالوژیکی :
انجمن مهندسان مکانیک آمریکا (ASME ) در این مورد استانداردهای دقیق و مبسوطی دارند که طبق آن ، بویلرهای قدرتمند از انواع فولادهای کم کربن ، آلیاژی و پر آلیاژی ساخته می شوند . همچنین بویلرهای کم فشار از چدن یا فولاد و بویلرهای مینیاتوری از مس یا فولادهای ضد زنگ ساخته می شوند .
1-4- طبقه بندی از نظر سطوح تبادل حرارتی :
این طبقه بندی از طرف انستیتو بویلرهای فولادی آمریکا(¡ ( SBIبرای بویلرهای فولادی کم ظرفیت غیر نیروگاهی صورت گرفته که آنها را به سه دسته تقسیم می کنند :
- از13m² تا 350m² سطح تبادل حرارتی ، با خروجی 648 تا 18810kj
- سطح تبادل حرارتی از 2m²تا 30m² با خروجی حد اکثر 1880kj
- بویلرهای با سوخت فسیلی حد اکثر با خروجی 1880kj
البته روشن است که سطوح تبادل حرارتی بویلرهای نیروگاهی بسیار بیش ازاین مقادیر است .
1-5- طبقه بندی از نظر محتوای لوله ها :
1) دیگهای بخار فایر تیوب ( fire tube) : بویلرهایی که در آنها آتش و گازهای حاصل از احتراق از درون لوله ها جریان می یابد و سیال انرژی گیرنده ( آب ) در خارج لوله ها می جوشد .
2) دیگهای بخار واتر تیوب ( water tube) : بویلرهایی که در آنها سیال انرژی گیرنده ( آب ) در درون لوله ها جریان دارد و محصولات احتراق در بیرون از لوله ها حرکت می کنند .
بویلرهای فایر تیوب بخارساز حد اکثر برای فشار17bar و با خروجی 11.3m³/hr ساخته می شوند ، اما بویلرهای واتر تیوب حتی برای فشارهای فوق بحرانی آب و تناژهای بسیار بالا طراحی و ساخته می شوند .
1-6- طبقه بندی از نظر فشار کوره بویلر:
اگر فشار داخل کوره بویلر مد نظر باشد ، از این نظر بویلرها به سه دسته تقسیم می شوند : بویلرهای تحت فشار ، بویلرهای با فشار اتمسفریک و بویلرهای تحت خلا .
بایستی به این نکته اشاره کرد که نوع کوره یک بویلر از نظر فشار درون آن ، در پیدایش لوازمی نظیر دمنده هوای احتراق و مکنده دود و گازها دخیل است . همچنین با توجه به فشار کوره ، سیستم تخلیه گازها از دودکش متغیر خواهد بود .
1-7- طبقه بندی از نظرنوع احتراق :
بویلرها از نظر نوع احتراق به دو دسته تقسیم می شوند : بویلرهای با احتراق درونی و بیرونی .
در بویلرهای با احتراق درونی ، کوره دارای مشعل و لوازم لازم برای احتراق خواهد بود . اما در بویلرهای با احتراق بیرونی ، ماحصل محصولات احتراق سیستمهای دیگر تخلیه شده و از انرژی آ نها برای جوشاندن آب استفاده می گردد ، مانند سیکلهای ترکیبی .
1-8- طبقه بندی از نظرمنبع انرژی بویلر :
انرژی مورد تبدیل در بویلرها ممکن است از احتراق سوختهای فسیلی تامین شود . همچنین این امکان وجود دارد که تامین حرارت سیال عامل را تحولی شیمیایی غیر از احتراق به عهده گیرد . در برخی از بویلرها انرژی الکتریکی عامل افزایش دمای سیال عامل می باشد . حتی ممکن است این انرژی از منابع انرژی هسته ای تامین گردد . در این صورت ساختار بویلرها تفاوت های عمده ای با یکدیگر خواهند داشت .
1-9- طبقه بندی از نظرنوع سیال عامل :
سیال عاملی که دربویلرها موجب جذب حرارت می شود ومی جوشد ، ممکن است آب ، بخار آب یا جیوه باشد .
1-10- طبقه بندی از نظرنوع سیرکولاسیون سیال عامل :
بویلرها از این نظر به سه دسته تقسیم می شوند :
- بویلربا سیرکولاسیون طبیعی : که در این صورت نیروی ایجاد شده از اختلاف دانسیته سیال عامل قبل از انتقال حرارت و بعد از آن ، عامل سیرکولاسیون خواهد بود . البته این نیرو باید به اندازه ای کافی باشد که باعث افت سرعت سیال به هنگام گرفتن انرژی حرارتی نشود و جدایش بخار اشباع از آب جوشان در داخل درام به زحمت نیفتد .
- بویلر با سیرکولاسیون اجباری : که دراین حالت عامل حرکت سیال ، مولد های خارجی ( boiler circulating pumps ) خواهند بود . پس در این نوع سیرکولاسیون محدودیت فشار برای سیال منتفی می شود .
- بویلر با سیرکولاسیون مختلط : ممکن است بویلری برای تولید بخار داغ در دو حوزه فشاری کار کند که در آن صورت ، در فشار پایین ، هنگامی که نیروی حاصل از اختلاف دانسیته ها کافی باشد ، سیرکولاسیون طبیعی ، و هنگام افزایش تناژ بویلر( افزایش فشار) سیرکولاسیون اجباری می شود.
1-11- طبقه بندی از نظرنام سازنده بویلر :
نام سازنده بویلر یا ابداع کننده بویلر ، نه تنها از نظر کیفیت طرح ، بلکه از نظر شکل ، سیرکولاسیون و ... می تواند برای مصرف کننده مشکل گشا باشد . در شکل زیر
فهرست مندرجات:
الف - مقدمه
ب - دیگ بخار و جایگاه آن در نیروگاه حرارتی
فصل اول : طبقه بندی بویلرها
- طبقه بندی از نظر مصارف بویلر
- طبقه بندی از نظر فشار سیکل آب و بخار
- طبقه بندی از نظر مصالح صنعتی و متالوژیکی
- طبقه بندی از نظر سطوح تبادل حرارتی
- طبقه بندی از نظر محتوای لوله ها
- طبقه بندی از نظر فشار کوره بویلر
- طبقه بندی از نظر نوع احتراق
- طبقه بندی از نظر منبع انرژی بویلر
- طبقه بندی از نظرنوع سیال عامل
- طبقه بندی از نظر نوع سیرکولاسیون سیال عامل
- طبقه بندی از نظر نام سازنده بویلر
- طبقه بندی از نظر شکل و موقعیت لوله های بویلر
- تشخیص پارامترهای یک بویلر از روی نمودار
فصل دوم : انواع بویلر ها و عملکرد آنها
2-1- دیگ های چدنی
2-2- دیگ های فولادی
2-2-1- تاریخچه و عملکرد بویلرهای فایرتیوب
2-2-1-1- انواع بویلرهای فایرتیوب
2-2-2- تاریخچه و عملکرد بویلرهای واتر تیوب
2-2-2-1- انواع بویلرهای واترتیوب
2-3- بویلرهای نیروگاهی و انواع آنها
2-3-1- دیگ های بخار با سیرکولاسیون طبیعی
2-3-2- دیگ های بخار با سیرکولاسیون اجباری
2-3-2-1- بویلر با سیرکولاسیون اجباری و زیر نقطه بحرانی با درام
2-3-2-2- بویلر با سیرکولاسیون اجباری و زیر نقطه بحرانی و یکبار گذر
2-4- دیگ های پکیج
2-5- نحوه انتخاب دیگ بخار
فصل سوم : تشریح اجزای دیگ بخار
3-1- مدارهای عملکرد دیگ های بخار
3-1-1- مدار آب و بخار و اجزای آن
3-1-1-1- کوره
3-1-1-2- لوله اصلی تغذیه آب بویلر
3-1-1-3- پمپ تغذیه آب بویلر
3-1-1-4- ری هیترها
3-1-1-5- اکونومایزر
3-1-1-6- پیش گرم کن دوار یا یانگستروم
3-1-1-7- دی سوپرهیترها
3-1-1-8- شیرهای اطمینان
3-1-2- مدار سوخت و هوا و اجزای آن
3-1-2-1- تعریف سوخت و انواع آن
3-1-2-2- ارزش حرارتی
3-1-2-3- احتراق و تعریف آن
3-1-2-4- محصولات احتراق
3-1-2-5- راندمان احتراق
3-2- مشعل ها و انواع آنها
3-2-1- مشعل های تبخیری
3-2-2- مشعل های پودر کننده
3-2-3- مشعل های گریز از مرکز
3-3- بازده حرارتی دیگ های بخار
فصل چهارم : رسوبات و خورندگی در دیگ های بخار
4-1- رسوبات و خورندگی در دیگ های بخار
4-2- شستشوی دیگ های بخار
4-3- روش های تعیین میزان آلودگی سطوح حرارتی دیگ های بخار
4-3-1- روش دستی
4-3-2- روش کاتدیک
فصل پنجم : نصب ، راه اندازی و بهره برداری از دیگ های بخار
5-1- نحوه نصب دیگ های حرارت مرکزی
5-2- راه اندازی و بهره برداری از دیگ های بخار
5-2-1- بازدیدهای قبل از راه اندازی
5-2-2- پرکردن دیگ های بخار
5-2-3- سیستم کنترل وزش دیگ بخار
5-2-4- مشعل های سوخت سبک ( آتش زا )
5-2-5- تخلیه از زیر دیگ و تخلیه معمولی
5-2-6- خواباندن عادی جهت ذخیره نگاه داشتن واحد
5-2-7- خواباندن عادی به منظور کار تعمیراتی
5-2-8- خواباندن اضطراری واحد
5-2-9- راه اندازی دیگ های بخار گازسوز
5-2-10- خواباندن دیگ بخار گازسوز
فصل ششم : کنترل و بازرسی دیگ های بخار
6-1- کنترل دیگ های بخار
6-1-1- کنترل فشار
6-1-2- کنترل درجه حرارت بخار
6-1-3- کنترل سوخت و هوا
6-1-4- کنترل آب تغذیه
6-2- بازرسی اساسی سالیانه دیگ های بخار
فصل هفتم : طراحی و ساخت دیگ های بخار
7-1- طراحی دیگ های بخار
7-2- نحوه ساخت دیگ های بخار
7-3- مراحل ساخت دیگ های چدنی شرکت ایرفو
7-3-1- تهیه مواد اولیه
7-3-2- تایید مواد اولیه توسط کارشناسان
7-3-3- آزمایشگاه و خدمات لازم جهت تایید مواد اولیه
7-3-4- انبار و توزیع مواد
7-3-5- آزمایشگاه و کنترل آنالیز ذوب
7-3-6- تهیه ذوب دیگ ها و عملیات ذوب ریزی
7-3-7- قالبگیری و ماهیچه گیری دیگ ها
7-3-8- ورقکاری و نقاشی
7-3-9- تخلیه دیگ ها از ماسه و مراحل تکمیلی
7-3-10- تست هیدرواستاتیک پره ها
7-3-11- ماشینکاری پره ها و مونتاژ
7-3-12- بسته بندی و تحویل به انبار
7-3-13- تحویل دیگ چدنی به مصرف کننده
7-3-14- بازرسی و آزمایش در حین فرآیند و فنون آماری در شرکت ایرفو
فصل هشتم : تعمیر و نگهداری دیگ های بخار
8-1- نگهداری دیگ های بخار غیر فعال
8-1-1- نگهداری دیگ بخار به روش خشک
8-1-2- نگهداری دیگ بخار به روش تر
8-2- نگهداری ناحیه احتراق در دیگ های بخار
8-3- رفع عیوب در دیگ های بخار
میهمانی نهار درون یک دیگ بخار
منابع و مراجع
شامل 84 صفحه فایل word قابل ویرایش بهمراه فایل pdf
دانلود پروژه طراحی، ساخت و نصب بویلر های صنعتی
