دیگ بخار واترتیوب (Water Tube Boiler) – معرفی، انواع و کاربردها

دیگ بخار واترتیوب چیست؟

دیگ بخار واترتیوب یکی از پیشرفته‌ترین انواع بویلرهای صنعتی است که در آن آب داخل لوله‌ها جریان دارد و گازهای داغ حاصل از احتراق در اطراف این لوله‌ها عبور می‌کنند. این طراحی باعث می‌شود که دیگ واترتیوب بتواند در فشارهای بالا و ظرفیت‌های زیاد بخار تولید کند، به همین دلیل در نیروگاه‌ها، پالایشگاه‌ها و صنایع سنگین کاربرد گسترده‌ای دارد.

نحوه عملکرد دیگ بخار واترتیوب

1. تأمین آب به لوله‌های بویلر – آب از مخزن ذخیره وارد لوله‌های مخصوص شده و توسط پمپ تغذیه می‌شود.
2. احتراق سوخت درون کوره – مشعل سوخت را می‌سوزاند و گازهای داغ تولید می‌کند.
3. انتقال حرارت به لوله‌های حاوی آب – گازهای داغ از اطراف لوله‌ها عبور کرده و آب داخل آن‌ها را گرم می‌کنند.
4. تولید بخار در درام بخار (Steam Drum) – آب جوشیده و تبدیل به بخار اشباع می‌شود.
5. خروج بخار به سیستم‌های مورد نیاز – بخار تولید شده برای مصارف صنعتی به کار گرفته می‌شود.
6. تخلیه دود از دودکش – گازهای سوخته‌شده از دودکش خارج می‌شوند.

اجزای اصلی دیگ بخار واترتیوب

1. لوله‌های آب (Water Tubes): لوله‌هایی که آب داخل آن‌ها جریان دارد و گرمای حاصل از احتراق باعث تبخیر آن می‌شود.
2. کوره (Furnace): محفظه‌ای که در آن احتراق سوخت صورت می‌گیرد.
3. درام بخار (Steam Drum): محفظه‌ای که بخار تولید شده را جمع‌آوری و توزیع می‌کند.
4. درام آب (Mud Drum): محل جمع‌آوری مواد ناخالص و رسوبات آب.
5. سوپرهیتر (Superheater): بخار را از حالت اشباع به بخار خشک و داغ تبدیل می‌کند.
6. اکونومایزر (Economizer): برای پیش‌گرمایش آب تغذیه و افزایش راندمان بویلر.
7. پمپ تغذیه (Feed Pump): پمپ مخصوصی که آب را به دیگ وارد می‌کند.
8. دودکش (Chimney): برای خروج گازهای احتراقی استفاده می‌شود.
9. سیستم کنترل و ایمنی: شامل شیرهای اطمینان، فشارسنج‌ها و حسگرهای دما و فشار برای کنترل عملکرد دیگ.

انواع دیگ بخار واترتیوب

1. دیگ بخار مستقیم (Straight Tube Boiler)

• دارای لوله‌های مستقیم و بدون خمیدگی
• طراحی ساده و مناسب برای فشارهای کم

2. دیگ بخار خمیده (Bent Tube Boiler)

• دارای لوله‌های خمیده که باعث افزایش استحکام و توزیع بهتر حرارت می‌شود
• مناسب برای فشارهای بالا و ظرفیت‌های زیاد

3. دیگ بخار سیکل ترکیبی (Combined Cycle Boiler)

• ترکیبی از سیستم بخار و توربین گاز برای حداکثر بهره‌وری
• مورد استفاده در نیروگاه‌های تولید برق

4. دیگ بخار بازیافت حرارت (HRSG – Heat Recovery Steam Generator)

• از گرمای زائد تولید شده در فرآیندهای صنعتی برای تولید بخار استفاده می‌کند
• کاهش مصرف سوخت و بهینه‌سازی انرژی

مزایای دیگ بخار واترتیوب

✅ تولید بخار با فشار بالا – توانایی تولید بخار با فشارهای بالاتر از 100 بار

✅ راندمان بالا – افزایش بهره‌وری به دلیل انتقال حرارت بهتر

✅ واکنش سریع به تغییرات بار حرارتی – مناسب برای کاربردهای متغیر

✅ اشغال فضای کمتر – طراحی فشرده‌تر نسبت به دیگ‌های فایرتیوب

✅ امکان استفاده از سوخت‌های مختلف – گاز، گازوئیل، مازوت و حتی انرژی‌های تجدیدپذیر

✅ ایمنی بالا – کاهش خطر انفجار نسبت به دیگ‌های فایرتیوب

معایب دیگ بخار واترتیوب

❌ هزینه اولیه بالا – قیمت ساخت و نصب بالاتر نسبت به دیگ‌های فایرتیوب

❌ نیاز به تجهیزات کنترلی پیچیده‌تر – برای عملکرد بهینه نیاز به سیستم‌های پیشرفته کنترلی دارد

❌ حساسیت به رسوب‌گذاری آب – کیفیت پایین آب تغذیه می‌تواند باعث ایجاد رسوب و کاهش راندمان شود

❌ نیاز به اپراتورهای متخصص – بهره‌برداری و نگهداری آن نیاز به دانش فنی بالایی دارد

کاربردهای دیگ بخار واترتیوب

✔ نیروگاه‌های تولید برق: تأمین بخار برای توربین‌های بخار و تولید الکتریسیته

✔ پالایشگاه‌ها و صنایع پتروشیمی: تولید بخار برای فرآیندهای شیمیایی و پالایش نفت

✔ کارخانه‌های تولید فولاد و سیمان: تأمین حرارت لازم برای فرآیندهای تولید

✔ صنایع داروسازی: استفاده برای تولید داروها و استریلیزاسیون

✔ کارخانه‌های مواد غذایی: تولید بخار برای فرآوری و بسته‌بندی مواد غذایی

مقایسه دیگ بخار واترتیوب و فایرتیوب