دیگ روغن داغ چیست؟ راهنمای جامع ظرفیتسنجی و تفاوت آن با سایر بویلرها
آیا به دنبال راهی ایمن، کمفشار و پربازده برای تأمین حرارت بالا در فرآیندهای صنعتی خود هستید؟
در دنیای تأسیسات صنعتی و گرمایشی، انتخاب سیال واسط برای انتقال حرارت، تأثیر مستقیمی بر راندمان، ایمنی و هزینههای عملیاتی دارد. در حالی که بسیاری از صنایع با دیگهای بخار و آب گرم آشنایی دارند، گاهی اوقات ماهیت فرآیند تولید، نیازمند گرمایی فراتر از نقطه جوش آب در فشار اتمسفر است. اینجاست که دیگ روغن داغ (Thermal Oil Heater) به عنوان یک راهکار هوشمندانه و کارآمد وارد میشود.
در این مقاله از شرکت دماوند بخار شرق، قصد داریم به طور کامل بررسی کنیم که دیگ روغن داغ چیست، چه تفاوتهایی با سایر بویلرها دارد و مهمترین اصل در راهاندازی آن یعنی "ظرفیتسنجی دقیق" چگونه انجام میشود.
دیگ روغن داغ (اویل هیتر) چیست؟
دیگ روغن داغ یا بویلر روغن داغ (Hot Oil Boiler) نوعی مبدل حرارتی است که به جای استفاده از آب یا بخار، از روغنهای مخصوص انتقال حرارت (Thermal Oil) به عنوان سیال عامل استفاده میکند . در این سیستم، گرمای حاصل از احتراق مشعل (با سوخت گاز، گازوئیل یا مازوت) از طریق سطوح حرارتی (کویلهای مارپیچ) به روغن در حال گردش منتقل شده و دمای آن را تا محدوده ۳۰۰ درجه سانتیگراد و حتی بالاتر افزایش میدهد .
مزایای کلیدی دیگ روغن داغ:
راندمان حرارتی بالا: طراحی کویلهای مارپیچ (معمولاً سه پاس حرارتی) باعث جذب حداکثری انرژی از گازهای داغ و کاهش مصرف سوخت میشود .
طول عمر بالا: روغن داغ به عنوان یک روانکننده عمل کرده و برخلاف آب، باعث خوردگی و رسوبگذاری در لولهها و تجهیزات نمیشود .
عدم نیاز به تجهیزات تصفیه آب: حذف هزینههای مربوط به سختیگیر و مواد شیمیایی برای کنترل خوردگی .
تفاوت اساسی دیگ روغن داغ با دیگ بخار و آب گرم
بسیاری از مدیران صنایع زمانی که صحبت از حرارت میشود، به طور پیشفرض به سراغ دیگ بخار میروند. اما تفاوتهای بنیادین زیر نشان میدهد که چرا روغن داغ در بسیاری از موارد گزینه برتر است:
1. دما در مقابل فشار (مهمترین تفاوت)
در یک دیگ بخار، برای رسیدن به دمای ۲۰۰ درجه سانتیگراد، نیاز به فشار حدود ۱۶ بار داریم که خطرات ایمنی و هزینههای ساخت را به شدت افزایش میدهد . اما در دیگ روغن داغ، همین دما در فشار نزدیک به اتمسفر (فشار عملیاتی پایین) قابل دستیابی است. این یعنی ایمنی بسیار بالاتر و حذف خطر انفجار
2. عدم وجود مشکلات مربوط به فاز
در دیگ بخار، با تغییر فاز آب به بخار و بالعکس، پدیدههایی مانند شوک حرارتی، چکش آب و رسوبگذاری (Scale) اجتنابناپذیر است. در سیستم روغن داغ، روغن همیشه در فاز مایع باقی میماند و انتقال حرارت به صورت پایدار و یکنواخت انجام میشود .
3. هزینههای نگهداری و راهبری
دیگ بخار به تجهیزات جانبی زیادی مانند بلودان، تلههای بخار، مخازن تغلیظ مواد شیمیایی و اپراتور متخصص نیاز دارد . این در حالی است که دیگ روغن داغ سیستمی سادهتر با قطعات کمتر دارد و معمولاً نیاز به اپراتور دائمی ندارد، که این به معنای صرفهجویی قابل توجه در هزینههای جاری است .
کاربردهای صنعتی دیگ روغن داغ
به دلیل قابلیت تأمین دمای بالا در فشار پایین، دیگ روغن داغ در صنایع متنوعی کاربرد دارد، از جمله:
صنایع چوب و نئوپان: برای پرسها و گرم کردن صفحات .
صنایع نفت، گاز و پتروشیمی: گرمایش خطوط، ریبویلرها و راکتورها .
صنایع غذایی: سرخکنهای صنعتی، پخت نبات و آبنبات .
صنایع قیر و ایزوگام: گرمایش و روانسازی قیر و آسفالت .
صنایع نساجی و رنگرزی: تثبیت حرارتی و خشککنها .
ظرفیتسنجی دیگ روغن داغ (کلید طلایی موفقیت پروژه)
شاید بتوان گفت مهمترین مرحله در طراحی و خرید دیگ روغن داغ، محاسبه دقیق ظرفیت حرارتی است. انتخاب دستگاهی با ظرفیت کمتر از نیاز، باعث افت تولید و انتخاب دستگاهی با ظرفیت بسیار بالاتر نیز منجر به استهلاک زودهنگام و مصرف سوخت بیهوده میشود.
برای محاسبه ظرفیت بویلر روغن داغ، باید مراحل زیر را طی کرد:
گام اول: محاسبه مجموع بار حرارتی مورد نیاز (Q_total)
شما باید گرمای مورد نیاز برای تمام مصرفکنندهها (User Points) را محاسبه کنید. این شامل موارد زیر است:
گرمایش تجهیزات اصلی: میزان حرارتی که باید به محصول یا خط تولید (مثلاً پرس، راکتور یا خشککن) منتقل شود.
تلفات حرارتی: حرارتی که از لولهها، اتصالات و تجهیزات در طول مسیر به محیط هدر میرود (معمولاً ۱۰ تا ۲۰ درصد به ظرفیت اضافه میشود).
گرمایش سریع (Start-up): اگر سیستم نیاز به گرمایش سریع از حالت سرد دارد، این فاکتور نیز باید محاسبه شود.
گام دوم: استفاده از فرمول اصلی
پس از تعیین بار حرارتی مورد نیاز مشتری، ظرفیت دیگ روغن داغ (بر حسب کیلوکالری بر ساعت یا کیلووات) باید با در نظر گرفتن راندمان حرارتی بویلر محاسبه شود. فرمول پایه به صورت زیر است:
گام سوم: محاسبات جانبی و تخصصی
علاوه بر ظرفیت حرارتی، مهندسان ما در دماوند بخار شرق موارد زیر را نیز به دقت بررسی میکنند:
دمای کاری (ورودی و خروجی): اختلاف دمای طراحی شده در دو سر بویلر (ΔT) مستقیماً روی دبی روغن و سایز پمپ سیرکولاتور تأثیر میگذارد .
دبی جرمی روغن: بر اساس ظرفیت حرارتی و گرمای ویژه روغن محاسبه میشود تا پمپ مناسب انتخاب گردد.
تنشهای حرارتی: در طراحی کویلها، باید تنشهای ناشی از انبساط طولی محاسبه شود تا از ترک خوردگی یا پارگی جلوگیری گردد
اهمیت طراحی استاندارد
توجه داشته باشید که در ایران هنوز استاندارد اجباری ملی برای هیترهای روغن داغ تدوین نشده است. بنابراین، حتماً باید از شرکتهایی خرید کنید که از استاندارد معتبر بینالمللی مانند DIN 4754 آلمان برای طراحی و ساخت استفاده میکنند . طراحی غیراستاندارد منجر به حرارت غیریکنواخت، اکسیداسیون روغن، تشکیل کُک در لولهها و از کار افتادن زودهنگام سیستم میشود