بویلر یک وسیله مکانیکی است که برای تولید بخار استفاده می شود. بویلرها در مصارف مختلف خانگی و صنعتی کاربرد دارند. انواع مختلفی از بویلرها وجود دارد که با توجه به موارد استفاده طراحی می شوند. بویلر فایر تیوب متداول ترین نوع بویلر است که دو نوع عمده آن عبارتند از:
1. بویلر واترتیوب
2. بویلر فایر تیوب
در این مقاله به بویلر فایر تیوب پرداخته می شود.
بویلر فایرتیوب چیست؟
بویلر فایر تیوب بویلری است که در آن لوله های آتش (فایر تیوب ها) در آب غوطه ور می شوند و گازهای دودکش داغ تولید شده توسط محفظه احتراق در داخل لوله های آتش جریان می یابد. گازهای داغ دودکش گرمای خود را از طریق فرآیند رسانش به آب بیرون منتقل می کنند. گرما به آب منتقل شده و آب به بخار تبدیل می شود.
این نوع بویلرها بیشتر برای مواردی استفاده می‌شوند که به فشار بخار کم تا متوسط و سرعت تولید بخار پایین نیاز دارند. بویلر فایر تیوب برای کارهایی که به میزان بالایی از بخار نیاز دارند مناسب نیست. این بویلرها می توانند فشار بخار تا 10Kg/cm2 و سرعت تولید بخار تا 12000Kg/h تولید کنند.
بویلر فایر تیوب دارای کوره، رنده، محفظه احتراق، دودکش، لوله آتش (فایرتیوب) و جعبه دود است. از دودکش برای تخلیه گازهای زائد و دود به بیرون استفاده می شود.
این بویلرها قابلیت استفاده از سوخت های متعدد مانند سوخت های گازی، زغال سنگ، نفت و یا سوخت جامد را دارند.
اصل کار بویلر فایرتیوب
عملکرد بویلر فایر تیوب بسیار شبیه به بویلر واترتیوب است. بویلر فایر تیوب به روش زیر عمل می کند:
- اول از همه، یک پمپ تغذیه آب را به داخل بویلر پمپاژ می کند
- رنده برای قرار دادن سوخت زغال سنگ استفاده می شود
- آتش از طریق سوراخ آتش به داخل کوره وارد می شود
- آتش سوخت را مشتعل می کند و گرما تولید می شود
- گرمای تولید شده به گازهای دودکش منتقل می شود
- هنگامی که دمای گازهای دودکش افزایش می یابد شروع به حرکت به داخل محفظه احتراق می کنند
- گازهای داغ پس از عبور از محفظه احتراق وارد لوله های آتش (فایرتیوب ها) می شوند
- لوله آتش در آب غوطه ور می شود
- گازهای دودکش گرمای خود را از طریق فرآیند رسانش به آب می رسانند
- هنگامی که آب گرما دریافت می کند، دمای آن افزایش می یابد به همین دلیل به بخار اشباع تبدیل می شود
- می توانید از این بخار اشباع مستقیما استفاده کنید یا می توانید پس از تبدیل بخار اشباع به بخار فوق گرم از آن استفاده کنید
- بخار خروجی به توربین بخار منتقل می شود و در آنجا پره های توربین را می چرخاند و برق تولید می کند
- سوپرهیتر برای تبدیل بخار اشباع به بخار فوق گرم استفاده می شود
انواع بویلرهای فایرتیوب
- بویلر Velcon
- بویلر Scotch marine
- بویلر کورنیش
- بویلر کوکران
- بویلر عمودی ساده
- بویلر لوکوموتیو
- بویلر لنکاشایر
1) بویلر کوکران
بویلر کوکران یک بویلر درون سوز، با فشار کم و درام عمودی است که برای مواردی که به بخار پرفشار نیاز است گزینه خوبی نیستند.
بویلر کوکران یک بویلر قابل حمل است و شما به راحتی می توانید آن را از یک مکان به مکان دیگر منتقل کنید. این بویلر نسخه اصلاح شده بویلر عمودی ساده است. فقط می تواند از سوخت نفت یا زغال سنگ برای تولید گازهای داغ استفاده کند. بویلرکوکران برای صنایع کوچک و نیروگاه ها بهترین گزینه است.
بویلر کوکران دارای 165 فایرتیوب افقی می باشد و از یک بویلر عمودی ساده موثرتر است. یکی از مزایای بزرگ این بویلر اندازه کوچک آن است که به راحتی در فضای کوچک نصب می شود.
2) بویلر کورنیش
بویلرکورنیش نوعی بویلر است که می تواند فشار بخار تا 20 bar بار تولید کند و نرخ تولید بخار آن kg/hour6500 دارد. این بویلر دارای اندازه کوچکی نیز می باشد و به راحتی می توانید آن را از نقطه ای به نقطه دیگر انتقال دهید. بویلر کورنیش دارای پوسته ای است که طول آن 4 متر تا 7 متر و قطر آن از 1.2 متر تا 1.8 متر است. این بویلر فقط یک لوله آتش دارد.
مزیت بویلر کورنیش طراحی بسیار ساده، هزینه نگهداری کم، ساخت آسان و قابل حمل بودن آن است. بیشتر در صنایع شیمیایی، کارخانه های قند و شکر و نیروگاه های برق آبی کوچک استفاده می شود. از این بویلرها برای راه اندازی توربین های بخار نیز استفاده می شود.
3) بویلر لکوموتیو
بویلر لکوموتیو یک بویلر قابل حمل و برون سوز است. دارای یک درام محوری افقی، فضای آتش بزرگ و لوله های متعدد است.
این نوع بویلر دارای رنده، کوره، خاکستردان، پمپ تغذیه، جعبه دود، دودکش و لوله آتش (فایرتیوب) می باشد. رنده مکانی است که زغال سنگ جامد در آن قرار می گیرد و خاکستردان برای جمع آوری خاکستر سوخت استفاده می کند.
بویلرهای لکوموتیو در موتورهای لکوموتیو مورد استفاده قرار می گرفتند، اما امروزه این موتورها با برق یا گازوئیل کار می کنند. این بویلرها تا قرن بیستم در موتورهای راه‌آهن استفاده می‌شدند، اما بعد ها به موتورهای سوختی تبدیل شدند و حالا نیز برقی هستند.
بویلرهای لکوموتیو بیشتر در موتورهای بخار قابل حمل، موتورهای کششی، دریایی و راه آهن استفاده می شوند.
مهم ترین مزیت بویلر لکوموتیو این است که سرعت تولید بخار بالایی دارد اما بازده کلی آن پایین است.
4) بویلر HRT (لوله ای برگشت افقی)
این بویلر دارای یک پوسته استوانه ای افقی و لوله های دودکش زیادی است که در جهت افقی چیده شده اند. هزینه اولیه پایین و نصب آسانی دارد.
بویلر HRT قابلیت استفاده از سوخت گاز، چوب، نفت یا زغال سنگ را دارد. در این بویلر، گازهای دودکش از جعبه آتش (فایرباکس) به سمت عقب بویلر جریان می یابد.
5) بویلر لنکاشایر
این نوع بویلر فایر تیوب عملکردی مشابه بویلر کورنیش دارد اما دارای دودکش بزرگ حاوی آتش می باشد. در سال 1884، ویلیام فیربرن دیگ بخار لنکاشایر را طراحی کرد.
بویلر لنکاشایر یک بویلر با گردش طبیعی داخلی است و یک کوره در داخل آن قرار دارد.
مزیت اصلی این بویلر این است که راندمان حرارتی بالایی دارد (از 80% تا 90%). فشار کاری آن تا 16bar است. مصرف برق یا سوخت کمی دارد زیرا دارای گردش طبیعی بخار است.
این نوع بویلرها بیشتر در صنایع لاستیک سازی، صنایع شکر، نساجی و صنایع کاغذسازی کاربرد دارند.
6) بویلر عمودی ساده
بویلر عمودی ساده در جهت عمودی نصب می شود و برخلاف دیگر بویلرهای فایرتیوب در وضعیت ثابت باقی نمی ماند. سرعت تولید بخار پایینی دارد. برای مواردی که به فشار بخار بالا نیاز است گزینه خوبی نیست، بنابراین از این بویلرها در کارهایی که نیاز به تولید بخار کم دارد استفاده می شود.
بویلر عمودی دارای اندازه کوچک است. بنابراین برای نصب به فضای کمی نیاز دارد. مزیت بزرگ این نوع بویلر فایر تیوب این است که برای نصب نیاز به هزینه و فضای کمی دارد. عملکرد ساده ای دارد و تعویض یا نصب آن بسیار آسان است.
بویلرهای فایرتیوب عمودی در لوکوموتیوهای بخار، بیل های بخار، موتورهای بخار راه‌آهن، کامیون‌های بخار و جرثقیل های بخار استفاده می‌شوند.
مزایای بویلر فایرتیوب
- نگهداری و تمیزکاری آن آسان است
- عملکرد ساده ای دارد
- بهترین گزینه برای صنایع کوچک است
- بویلر فایر تیوب قیمت پایینی نسبت به بویلر واترتیوب دارد
- خطر انفجار این بویلر کم است
معایب بویلر فایرتیوب
- نمی تواند فشار بالا تولید کند
- نمی تواند بخار زیادی تولید کند
- این نوع بویلر می تواند تا 20bar فشار ایجاد کند که نسبت به بویلر واترتیوب کمتر است
- برای نیروگاه های فشار قوی نمی توان از آن استفاده کرد
- راندمان حرارتی بویلر فایر تیوب تا 70 درصد است که کمتر از بویلر واترتیوب است
- نمی تواند به راحتی نوسان بار را تحمل کند
