طراحي، ساخت و نصب بويلر هاي صنعتي

فهرست :

الف - مقدمه

ب - ديگ بخار و جايگاه آن در نيروگاه حرارتي

فصل اول : طبقه بندي بويلرها
1-1-    طبقه بندي از نظر مصارف بويلر
1-2-    طبقه بندي از نظر فشار سيكل آب و بخار
1-3-    طبقه بندي از نظر مصالح صنعتي و متالوژيكي
1-4-    طبقه بندي از نظر سطوح تبادل حرارتي
1-5-    طبقه بندي از نظر محتواي لوله ها
1-6-    طبقه بندي از نظر فشار كوره بويلر
1-7-    طبقه بندي از نظر نوع احتراق
1-8-    طبقه بندي از نظر منبع انرژي بويلر
1-9-    طبقه بندي از نظرنوع سيال عامل
1-10-    طبقه بندي از نظر نوع سيركولاسيون سيال عامل
1-11-    طبقه بندي از نظر نام سازنده بويلر
1-12-    طبقه بندي از نظر شكل و موقعيت لوله هاي بويلر
1-13-    تشخيص پارامترهاي يك بويلر از روي نمودار

فصل دوم : انواع بويلر ها و عملكرد آنها
2-1- ديگ هاي چدني
2-2- ديگ هاي فولادي
2-2-1- تاريخچه و عملكرد بويلرهاي فايرتيوب
2-2-1-1- انواع بويلرهاي فايرتيوب
2-2-2- تاريخچه و عملكرد بويلرهاي واتر تيوب
2-2-2-1- انواع بويلرهاي واترتيوب
2-3- بويلرهاي نيروگاهي و انواع آنها
2-3-1- ديگ هاي بخار با سيركولاسيون طبيعي
2-3-2- ديگ هاي بخار با سيركولاسيون اجباري
2-3-2-1- بويلر با سيركولاسيون اجباري و زير نقطه بحراني با درام
2-3-2-2- بويلر با سيركولاسيون اجباري و زير نقطه بحراني و يكبار گذر
2-4- ديگ هاي پكيج
2-5- نحوه انتخاب ديگ بخار

فصل سوم : تشريح اجزاي ديگ بخار
3-1- مدارهاي عملكرد ديگ هاي بخار
3-1-1- مدار آب و بخار و اجزاي آن
3-1-1-1- كوره
3-1-1-2- لوله اصلي تغذيه آب بويلر
3-1-1-3- پمپ تغذيه آب بويلر
3-1-1-4- ري هيترها
3-1-1-5- اكونومايزر
3-1-1-6- پيش گرم كن دوار يا يانگستروم
3-1-1-7- دي سوپرهيترها
3-1-1-8- شيرهاي اطمينان
3-1-2- مدار سوخت و هوا و اجزاي آن
3-1-2-1- تعريف سوخت و انواع آن
3-1-2-2- ارزش حرارتي
3-1-2-3- احتراق و تعريف آن
3-1-2-4- محصولات احتراق
3-1-2-5- راندمان احتراق
3-2- مشعل ها و انواع آنها
3-2-1- مشعل هاي تبخيري
3-2-2- مشعل هاي پودر كننده
3-2-3- مشعل هاي گريز از مركز
3-3- بازده حرارتي ديگ هاي بخار

فصل چهارم : رسوبات و خورندگي در ديگ هاي بخار
4-1- رسوبات و خورندگي در ديگ هاي بخار
4-2- شستشوي ديگ هاي بخار
4-3- روش هاي تعيين ميزان آلودگي سطوح حرارتي ديگ هاي بخار
4-3-1- روش دستي
4-3-2- روش كاتديك

فصل پنجم : نصب ، راه اندازي و بهره برداري از ديگ هاي بخار
5-1- نحوه نصب ديگ هاي حرارت مركزي
5-2- راه اندازي و بهره برداري از ديگ هاي بخار
5-2-1- بازديدهاي قبل از راه اندازي
5-2-2- پركردن ديگ هاي بخار
5-2-3- سيستم كنترل وزش ديگ بخار
5-2-4- مشعل هاي سوخت سبك ( آتش زا )
5-2-5- تخليه از زير ديگ و تخليه معمولي
5-2-6- خواباندن عادي جهت ذخيره نگاه داشتن واحد
5-2-7- خواباندن عادي به منظور كار تعميراتي
5-2-8- خواباندن اضطراري واحد
5-2-9- راه اندازي ديگ هاي بخار گازسوز
5-2-10- خواباندن ديگ بخار گازسوز


فصل ششم : كنترل و بازرسي ديگ هاي بخار
6-1- كنترل ديگ هاي بخار
6-1-1- كنترل فشار
6-1-2- كنترل درجه حرارت بخار
6-1-3- كنترل سوخت و هوا
6-1-4- كنترل آب تغذيه
6-2- بازرسي اساسي ساليانه ديگ هاي بخار

فصل هفتم : طراحي و ساخت ديگ هاي بخار
7-1- طراحي ديگ هاي بخار
7-2- نحوه ساخت ديگ هاي بخار
7-3- مراحل ساخت ديگ هاي چدني شركت ايرفو
7-3-1- تهيه مواد اوليه
7-3-2- تاييد مواد اوليه توسط كارشناسان
7-3-3- آزمايشگاه و خدمات لازم جهت تاييد مواد اوليه
7-3-4- انبار و توزيع مواد
7-3-5- آزمايشگاه و كنترل آناليز ذوب
7-3-6- تهيه ذوب ديگ ها و عمليات ذوب ريزي
7-3-7- قالبگيري و ماهيچه گيري ديگ ها
7-3-8- ورقكاري و نقاشي
7-3-9- تخليه ديگ ها از ماسه و مراحل تكميلي
7-3-10- تست هيدرواستاتيك پره ها
7-3-11- ماشينكاري پره ها و مونتاژ
7-3-12- بسته بندي و تحويل به انبار
7-3-13- تحويل ديگ چدني به مصرف كننده
7-3-14- بازرسي و آزمايش در حين فرآيند و فنون آماري در شركت ايرفو

فصل هشتم : تعمير و نگهداري ديگ هاي بخار
8-1- نگهداري ديگ هاي بخار غير فعال
8-1-1- نگهداري ديگ بخار به روش خشك
8-1-2- نگهداري ديگ بخار به روش تر
8-2- نگهداري ناحيه احتراق در ديگ هاي بخار
8-3- رفع عيوب در ديگ هاي بخار

ميهماني نهار درون يك ديگ بخار

منابع و مراجع
- مقدمه :
انسان همواره براي گرم کردن محل زندگي خود در فصل سرما ، به دنبال ساخت وسايل گرمازا بوده است . در ابتدا با سوزاندن موادي مانند گياهان و چوب و بعدها با کشف و استخراج معادن انواع سوختهاي فسيلي ، از وسايلي مانند بخاري و آبگرمکن استفاده کرده است . ولي به تدريج با گسترش شهر نشيني وفرهنگ آپارتمان نشيني و ايجاد انواع ساختمانهاي مسکوني و تجاري و اداري و همچنين لزوم توجه بيشتر به مصرف بهينه و اقتصادي سوخت ، باعث گرديد سيستمهاي مختلف گرمايشي مانند : سيستم حرارت مرکزي ، انواع پکيج يونيت هاي آپارتماني ، سيستمهاي حرارت تشعشعي و ...  مورد توجه بيشتري قرار گرفته و در زمينه بهبود کيفيت و سهولت بهره برداري و نگهداري از آنها اقدامات موثري انجام شده است که از آن جمله مي توان توليد و ساخت انواع ديگهاي حرارت مرکزي که در ساختمانها و مراکز مختلف صنعتي بسته به شرايط اقتصادي وفني مورد استفاده قرارمي گيرند ، را نام برد .
ديگهاي آب گرم که توليد و بهره برداري ازآنها قدمتي چندين ساله دارد ، در انواع مختلف به صورت عمده با استفاده از فولاد و يا چدن ساخته شده است و براي توليد آب گرم مورد نياز ، در محلي به نام موتورخانه نصب و بکار گرفته مي شوند .

ب - ديگ بخار و جايگاه آن دريک نيروگاه حرارتي :
کلمه بويلر از فعل  به معني جوشاندن استخراج شده و بويلر به معني جوشاننده است . درواقع بويلرها نوعي مبدل حرارتي هستند که با گرفتن انرژي حرارتي سوخت و انتقال آن به آب سرد ، باعث تبديل آب به بخار مي شوند .
نيروگاه بخاري از نظر ترموديناميک يک ماشين حرارتي است که در آن ديگ بخار ، به عنوان منبع گرما کار مي کند . گرفتن کار از ماشين حرارتي تنها با منابع دماي بالا و پايين ميسّر است . انتقال و افزايش انرژي سيال عامل که عمدتاً آب خالص است ، در ديگهاي بخار صورت مي گيرد . پس ديگهاي بخارنيروگاه ها با متعلقات خود نقش اساسي و بارزي در سيکل حرارتي نيروگاه ها ايفا مي کنند . در واقع مي توان گفت که ديگ بخار قلب هر نيروگاه است . لذا شناخت انواع ، عملکرد ، اجزا و نقش تک تک اجزاي اين سازه بزرگ و مهم ، کمک شاياني به به بهره برداري و تعميرات آن خواهد کرد .در اينجا بايستي با يک واژه درباره بويلرها آشنا شويم و آن سطح تبادل حرارتي يک بويلر است .
سطح گرمايش (يا سطح تبادل حرارتي يک بويلر عبارت است از مساحت سطحي که در معرض محصولات احتراق قرار دارد .
در اين پروژه ابتدا طبقه بندي انواع بويلرها را ذکر خواهيم کرد . بويلرها   طبقه بندي هاي گوناگوني دارند. بويلرها را مي توان بر اساس جنس ، فشار،  درجه حرارت ، شکل ، نوع سوخت و ... طبقه بندي کرد .
طبقه بندي بويلرها :
بويلرها طبقه بنديهاي مختلفي دارند که در زير به آنها اشاره شده است :
1-1- طبقه بندي از نظر مصارف بويلر:
بويلرها را از نظر نوع مصرفي که در صنايع مختلف دارند ، مي توان دسته بندي کرد : بعضي از آنها براي توليد انرژي الکتريکي بکار مي روند و برخي ديگر براي تهيه آب داغ يا بخار خشک و اشباع ساخته مي شوند . در صنايع حمل و نقل ( زميني يا دريايي ) به طرحهاي خاصي از بويلرها نياز است . همچنين در جوار واحدهاي عظيم بخارساز نيروگاهي ، بويلرهاي خاصي به عنوان بويلر کمکي نصب مي شوند .
1-2- طبقه بندي از نظر فشار سيکل آب و بخار :
از نظر فشار کاري عموماً سه نوع بويلر وجود دارد :
1)    بويلرهاي مينياتوري با حد اکثر فشار  جهت توليد آب داغ يا بخار خشک و اشباع  با حد اکثر سطوح تبادل حرارتي 
2)    بويلرهاي کم فشار که براي توليد آب داغ و بخار خشک و اشباع به کار مي روند ، که اگر اين بويلرها براي توليد آب داغ بکار روند ، طبق استانداردهاي  براي حد اکثرفشار  و دماي ˚ ساخته مي شوند .
3)    بويلرهاي قدرتمند ( که براي تهيه بخار اشباع يا بخار داغ با فشار بالاتر از  ساخته مي شوند . اغلب بويلرهاي نيروگاهي از اين نوع هستند .
1-3-طبقه بندي از نظر مصالح صنعتي و متالوژيکي :
انجمن مهندسان مکانيک آمريکا () در اين مورد استانداردهاي دقيق و مبسوطي دارند که طبق آن ، بويلرهاي قدرتمند از انواع فولادهاي کم کربن ، آلياژي و پر آلياژي ساخته مي شوند . همچنين بويلرهاي کم فشار از چدن يا فولاد و بويلرهاي مينياتوري از مس يا فولادهاي ضد زنگ ساخته مي شوند .
1-4- طبقه بندي از نظر سطوح تبادل حرارتي :
اين طبقه بندي از طرف انستيتو بويلرهاي فولادي آمريکا(براي بويلرهاي فولادي کم ظرفيت غير نيروگاهي صورت گرفته که آنها را به سه دسته تقسيم مي کنند :
1)    ازتا سطح تبادل حرارتي ، با خروجي 648 تا 
2)    سطح تبادل حرارتي از تا  با خروجي حد اکثر 
3)    بويلرهاي با سوخت فسيلي حد اکثر با خروجي 
 البته روشن است که سطوح تبادل حرارتي بويلرهاي نيروگاهي بسيار بيش ازاين مقادير است .
1-5- طبقه بندي از نظر محتواي لوله ها :
1) ديگهاي بخار فاير تيوب () : بويلرهايي که در آنها آتش و گازهاي حاصل از احتراق از درون لوله ها جريان مي يابد و سيال انرژي گيرنده ( آب ) در خارج لوله ها مي جوشد .
2) ديگهاي بخار واتر تيوب ( ) : بويلرهايي که در آنها سيال انرژي گيرنده ( آب ) در درون لوله ها جريان دارد و محصولات احتراق در بيرون از لوله ها حرکت مي کنند .
بويلرهاي فاير تيوب بخارساز حد اکثر براي فشار و با خروجي  ساخته مي شوند ، اما بويلرهاي واتر تيوب حتي براي فشارهاي فوق بحراني آب و تناژهاي بسيار بالا طراحي و ساخته مي شوند .
1-6- طبقه بندي از نظر فشار کوره بويلر:
اگر فشار داخل کوره بويلر مد نظر باشد ، از اين نظر بويلرها به سه دسته تقسيم مي شوند : بويلرهاي تحت فشار ، بويلرهاي با فشار اتمسفريک و بويلرهاي تحت خلا .
بايستي به اين نکته اشاره کرد که نوع کوره يک بويلر از نظر فشار درون آن ، در پيدايش لوازمي نظير دمنده هواي احتراق و مکنده دود و گازها دخيل است . همچنين با توجه به فشار کوره ، سيستم تخليه گازها از دودکش متغير خواهد بود .
1-7- طبقه بندي از نظرنوع احتراق :
بويلرها از نظر نوع احتراق به دو دسته تقسيم مي شوند : بويلرهاي با احتراق دروني و بيروني .
در بويلرهاي با احتراق دروني ، کوره داراي مشعل و لوازم لازم براي احتراق خواهد بود . اما در بويلرهاي با احتراق بيروني ، ماحصل محصولات احتراق سيستمهاي ديگر تخليه شده و از انرژي آ نها براي جوشاندن آب استفاده مي گردد ، مانند سيکلهاي ترکيبي .
1-8- طبقه بندي از نظرمنبع انرژي بويلر :
انرژي مورد تبديل در بويلرها ممکن است از احتراق سوختهاي فسيلي تامين شود . همچنين اين امکان وجود دارد که تامين حرارت سيال عامل را تحولي شيميايي غير از احتراق به عهده گيرد . در برخي از بويلرها انرژي الکتريکي عامل افزايش دماي سيال عامل مي باشد . حتي ممکن است اين انرژي از منابع انرژي هسته اي تامين گردد . در اين صورت ساختار بويلرها تفاوت هاي عمده اي با يکديگر خواهند داشت .