بویلر بابکوک و ویلکاکس چگونه کار می کند؟

از بویلرها در سراسر جهان برای تولید بخار استفاده می شود. بویلر انواع مختلفی دارد که بویلر بابکوک و ویلکاکس یکی از آنهاست. این بویلرها بیشتر برای تولید بخار فشار بالا استفاده می شوند. این بخار پرفشار در نیروگاه های برق آبی برای تولید برق استفاده می شود. در این مقاله انواع، طرز کار و کاربردهای بویلر بابکوک و ویلکاکس توضیح داده شده است.

بویلر بابکوک و ویلکاکس چیست؟

بویلر بابکوک و ویلکاکس یک بویلر برون سوز، با سوخت جامد، فشار بالا، محور درام افقی، ثابت، چند لوله ای، گردش طبیعی و مکش طبیعی است. این بویلر یک نوع بویلر واترتیوب است. در جاهایی که بخار فشار بالا مورد نیاز استفاده می شود.

در سال 1967 جورج هرمان بابکوک و استفان ویلکاکس این بویلر را اختراع کردند، از این رو کاشفان به بویلر بابکوک و ویلکاکس معروف است.

از آن برای تولید خیلی زیاد بخار فشار بالا استفاده می شود. در این بویلر، جریان الکتریکی گردش آب را کنترل می کند.

طرز کار بویلر بابکوک و ویلکاکس

1. اول از همه، آب به درام می رسد و سوخت جامد روی رنده قرار می گیرد.

2. از درب ضد آتش برای تامین آتش برای شروع احتراق سوخت استفاده می کند.

3. این بویلر دارای هدر بالا و هدر پایین می باشد. هدر بالا و پایین دارای سوراخ های متعددی هستند که لوله های آب شیب دار از آن ها عبور می کنند.

4. از یک پمپ تغذیه برای پمپ کردن آب از درام به لوله های آب از طریق هدر پایین استفاده می شود.

5.  با شروع احتراق سوخت روی رنده، گازهای دودکش داغ تولید می شود.

6. هنگامی که گازهای دودکش داغ با لوله های آب تماس پیدا می کنند، گرمای خود را به آب داخل لوله می دهند.

7. هنگامی که آب گرم می شود، به بخار تبدیل می شود.

8. جریان همرفتی برای حفظ گردش آب استفاده می شود و به این فرآیند گردش طبیعی می گویند.

9. هنگامی که بخار تولید می شود، از طریق هدر بالا به سمت بالا حرکت می کند و در قسمت بالایی درام بویلر جمع می شود.

10. درام بویلر دارای لوله ضد پرایمینگ می باشد. این لوله برای جداسازی رطوبت از بخار استفاده می شو. پس از فرآیند جداسازی بخار، بخار خشک به سوپرهیتر فرستاده می شود.

11. با حرکت بخار خشک از لوله ضد پرایمینگ به سوپرهیتر، سوپرهیتر دمای بخار را تا حد لازم افزایش داده و به بخار فوق گرم تبدیل می کند.

12. هنگامیکه بخار به شکل فوق گرم در می آید، به شیر توقف جریان تحویل داده می شود.

13. شیر توقف بخار، بخار فوق گرم را به یک درام بخار یا به توربین بخار برای تولید برق می فرستد.

قطعات بویلر بابکوک و ویلکاکس

قطعات اصلی بویلر بابکوک و ویلکاکس عبارتند از:

1. نشانگر سطح آب 2. فضای بخار 3. فضای آب 4. درام آب 5. سوپرهیتر 6. هدر پایینی 7. دمپرها

8. کوره 9. هدر بالایی 10. شیر تغذیه 11. لوله های آب 12. گل گیر 13. صفحات بافل 14. در ضد آتش

15. رنده 16. پمپ آب

1) درام آب

این درام یک درام افقی است که حاوی بخار و آب است. یک لوله کوتاه برای اتصال این درام با انتهای برآمده یا هدر بالایی استفاده می شود.

2) هدر پایینی

در پشت بویلر قرار دارد. لوله آب را به انتهای درام متصل می کند. هدر پایینی آب را از لوله های آب به درام منتقل می کند.

3) هدر بالایی

در جلوی بویلر قرار دارد. به جلوی درام متصل است. وظیفه هدر بالایی انتقال بخار از لوله آب به درام است.

4) لوله آب

لوله های آب حاوی آب هستند. با عبور آب از لوله های آب، به بخار تبدیل می شود. لوله آب (به قطر 10 سانتی متر) دارای شیب افقی است و هدر بالایی و پایینی را به هم متصل می کند. به دلیل شیب دار بودن لوله ها می توانید به راحتی بخار و آب را در این لوله ها جدا کنید.

5) گل گیر

هر هدر پایینی یک گل گیر دارد. با ته نشین شدن گل در گل گیر، آن را می زدایند.

6) در ضد آتش

قطعه ای است که از آن آتش برای سوخت تامین می شود. این آتش باعث احتراق سوخت و تولید گازهای دودکش داغ می شود.

7) رنده

جایی است که زغال سنگ در آن قرار می گیرد و می سوزد.

8) صفحات بافل

این صفحات در لوله های آب نصب می شوند. آنها به حرکت گازهای داغ به بالا و پایین قبل از خروج از دودکش کمک می کنند. این صفحات به طور ویژه برای هدایت گازهای داغ دودکش طراحی شده اند.

9) شیر تغذیه

شیر تغذیه برای رساندن آب به درام استفاده می شود و برگشت آب را متوقف می کند.

10) پمپ آب

پمپ آب مهم ترین قسمت بویلر بابکوک و ویلکاکس است. آب را از مخزن یا درام ذخیره می گیرد و به لوله های آب منتقل می کند.

11) فضای آب

فضای آب ناحیه ای از پوسته است که توسط آب محصور شده است.

12) نشانگر سطح آب

به عنوان یک وسیله اندازه گیری عمل می کند و سطح آب داخل پوسته را نشان می دهد.

13) فضای بخار

حجم پوسته، به جز حجم آب و فضای لوله، فضای بخار نامیده می شود.

14) کوره

کوره بخشی از بویل است که سوخت را کاملا می سوزاند و گرما تولید می کند. این حرارت تولید شده به آب داخل لوله منتقل می شود.

15) سوپرهیتر

از این قسمت برای افزایش دمای بخار اشباع استفاده می شود. سوپرهیتر بخار اشباع شده را به بخار فوق گرم تبدیل می کند.

16) دمپرها

از دمپرها برای کنترل مقدار هوای ورودی به کوره استفاده می شود و همچنین میزان احتراق سوخت های محترق در بویلر را کنترل می کند. دمپرها جریان هوا یا جریان گاز دودکش را به داخل و خارج محفظه احتراق یا کوره تنظیم می کنند.

مزایای بویلر بابکوک و ویلکاکس

1. این نوع بویلرها ظرفیت تولید بخار بین 2000 تا 40000 کیلوگرم در ساعت را دارند.

2. دیگ بخار بابکوک و ویلکاکس به مساحت نصب کم تری نسبت به سایر انواع بویلر واترتیوب نیاز دارند.

3. بازده کلی بالایی دارد.

4. اندازه کوچکی دارند.

5. تمیزکاری و تعمیر آسانی دارد.

6. تنها بویلری است که برای تولید مقدار زیادی گرما در نیروگاه برق آبی استفاده می شود.

7. تعمیر و نگهداری این بویلر آسان است.

8. نصب آن آسان است.

معایب بویلر بابکوک و ویلکاکس

1. هزینه نگه داری آن بسیار بالاست.

2. این بویلرها برای آب رسوب دار یا ناخالص ایده آل نیستند. اگر آب آلوده باشد، در لوله آب رسوب  ایجاد می شود و لوله ممکن است بیش از حد گرم شود و بترکد. بنابراین، آب قبل از ورود به بویلر نیاز به تصفیه بیشتر دارد.

3. این بویلرها برای کارکرد مناسب نیاز به تامین آب مداوم دارند. در این صورت اگر به طور مداوم آب را تامین نکنید حتی برای مدتی کوتاه، دیگ بیش از حد گرم می شود. در طول فرآیند بویلر بابکوک و ویلکاکس، سطح آب باید بسیار دقیق نظارت شود.

کاربردهای بویلر بابکوک و ویلکاکس

• بویلرهای بابکوک و ویلکاکس بیشتر در نیروگاه های برق آبی برای تولید بخار با فشار بالا استفاده می شوند.
• این بویلرها در نیروگاه‌های برق آبی برای تولید مقادیر بالای برق استفاده می‌شوند.