پیشگامان تاسیسات : امروزه مهندسانی که برای صاحبان ساختمان ها کار می کنند در هنگام انتخاب دیگ های گرمایش آب تاسیسات ساختمان ها گزینه های متنوعی را در اختیار دارند. این گزینه ها انواع دیگ های قطعاتی چدنی ، دیگ با لوله های فولادی اعم از لوله های آتش یا آب . دیگ با لوله های پره دار مسی و دیگ های چگالشی را در بر می گیرد. تمام این انواع مختلف امروزه در پروژه های ساخت و ساز بکار برده می شوند.
با وجود این همه تنوع انتخاب ، یک مالک و یا مهندس طراح تاسیسات ساختمان ممکن است با آخرین ویژگی های عرضه شده در طراحی دیگ ها آشنایی نداشته و یا نتواند براحتی با مدل هایی که کاملا امتحان خود را در بازار پس نداده اند کنار بیاید. بسیاری از مالکان و مهندسان با مدل های خاصی از دیگ ها آشنایی دارند و یا برنامه های نگهداری خود را حول نوع خاصی از دیگ ها طرح ریزی کرده اند. چه بسا این گونه افراد برای پروژه های جدید و یا برنامه های اصلاح دیگ های موجودشان چیزی به نام تغییر مدل دیگ ها را به حساب هم نمی آورند. پارامترها و عواملی که یک مهندس باید برای انتخاب مناسب ترین گزینه برای موتورخانه اش استفاده کند عبارتند از نوع سیستم تهویه مطبوع و دمای آب برگشتی حاصله ، هزینه های نصب سیستم دیگ ) نه فقط قیمت اولیه دیگ( ،
هزینه های نگهداری، مواردی که مالک رعایت آنها را لازم می داند و طول عمر دیگ. در اغلب موارد قیمت اولیه دیگ یک معیار تعیین کننده برای انتخاب آن می باشد و همین امر می تواند به بروز مشکلات جدیدی در سیستم منجر شود.

دیگ فولادی یا مسی؟

هنگامی که مهندسی شروع به فکر کردن در باره نوع دیگ جهت استفاده در پروژه خاصی می کند ، نتیجه ای که نهایتا حاصل می شود انتخاب دیگ فولادی به جای دیگ مسی است. با وجودیکه دیگ های قطعاتی چدنی و دیگ هایی که مبدل های حرارتی فولاد ضد زنگ در آنها به کار رفته است هم اکنون در بازار موجود بوده و در برخی پروژها مورد استفاده قرار می گیرند ، با این حال انتخاب دیگ فولادی همچنان انتخاب برتر محسوب می شود. درک تفاوت های طراحی دیگ با لوله های فولادی و دیگ با لوله های مسی از نظر کاربرد مناسب این مدل ها در تاسیسات حایزاهمیت است. انواع دیگ های بخار و طبقه بندی آنها انواع دیگ های بخار عبارتند از :
■ دیگ های بخار فایرتیوب یا لوله آتشین
■ دیگ های بخار واترتیوب یا لوله آبی
■ دیگ های بخار ترکیبی
دیگ بخار فایر تیوب یا لوله آتشین، بویلر هایی هستند که با عبور آتش و دود از درون لوله ها، آب اطراف لوله ها را به درجه حرارت مورد نظر می رساند. این نوع از بویلرها معمولا به روش های سه فاز یا چهار فاز ساخته می شوند.
بویلرهای واتر تیوب معمولا برای کار در فشارهای بالا ساخته می شوند در این نوع از دیگ های بخار، آب در درون لوله در جریان است و آتش به صورت مستقیم به لوله ها برخورد می کند. این نوع از دیگ های بخار در فشارهایی بالاتر از 100 بار هم ساخته می شوند.
دیگ های بخار ترکیبی بصورت دیگ های بخار فایر تیوب با محفظه احتراق واتر تیوب می باشند که همانند سایر انواع دیگ های بخار دارای کوره و لوله های انتقال حرارت جابجایی می باشند. در این نوع دیگ بخار به منظور افزایش سطح انتقال حرارت در بخش خروجی کوره از لوله های فین دار استفاده شده است .
دیگ بخار به مخزن تحت فشار بسته ای اطلاق می شود که در داخل آن سیالی برای استفاده در خارج از آن گرما می بیند. این گرما توسط احتراق سوخت )جامد، مایع، گاز( یا توسط انرژی هسته ای یا برق تولید می شود.
دیگ بخار پرفشار به دیگی اطلاق می شود که بخار آب را در فشاری بالاتر از ۱۵ psig تولید نماید. در پایین تر از فشار مذکور دیگ در گروه دیگ بخار کم فشار قرار می گیرد. دیگ های کوچک پرفشار در گروه دیگ های کوچک قرار می گیرند. مطابق بخش یک آیین نامه دیگ و مخازن تحت فشار مربوط به انجمن آمریکایی مهندسین مکانیک یا به طور اختصار ASME دیگ پرفشار کوچک به دیگ پرفشاری اطلاق می شود، که از محدوده های زیر تجاوز ننماید:
قطر داخلی پوسته ۱۶ in , حجم کلی بدون روکش و عایقکاری Ft3 ،۵ , و فشار ۱۰۰ psig . چنانچه دیگ از هریک از محدوه های مذکور تجاوز نماید، به آن دیگ نیرو می گویند. مقررات مربوط به جوشکاری در این گونه دیگ های کوچک به سختی دیگ های بزرگ نیست... دیگ نیرو یک دیگ بخار آب یا بخار می باشد که در بالاتر از فشار ۱۵ psig کارکرده و ابعادش از ابعاد دیگ کوچک تجاوز نماید. این تعریف شامل دیگ های آب گرم گرمایشی یا آب گرم مصرفی که در فشار بالاتر از ۱۶۰ psig و دمای ۲۵۰۰ F کار کند، اطلاق می شود... دیگ آب گرم گرمایشی عبارتست از دیگی که در آن هیچ گونه
بخار آبی تولید نمی شود، لیکن آبگرم آن به منظور گرمایش در یک مدار به گردش درآمده و مجددا به دیگ باز می گردد. فشار آب در این گونه دیگ ها را در نقطه خروجی آن نباید از ۱۶۰ psig و دمای آن از ۲۵۰۰ F تجاوز نماید. این گونه دیگ ها را دیگ گرمایشی کم فشار می نامند، که مطابق بخش ۵ آیین نامه دیگ های گرمایشی از آیین نامه ASME ساخته می شوند. چنانچه فشار یا دما، از این حدود نماید، دیگ باید به مانند دیگ های پرفشار و طبق آیین نامه ASME طرح شود.
دیگ آبگرم مصرفی به دیگی گفته می شود که بطور کامل پر از آب بوده، و برای استفاده خارجی، آبگرم تولید می نماید. )آبگرم دیگر به دیگ باز نمی گردد( فشار آن از ۱۶۰ psig و دمای آن از ۲۵۰۰ F تجاوز نمی کند. این نوع دیگ ها را نیز در زمره دیگ کم فشار قرار می دهند و آنها را مطابق بخش چهار )دیگ های گرمایشی( آیین نامه ASME می سازند. چنانچه فشار یا دما از این حد تجاوز نماید این دیگ ها باید مطابق دیگ های پرفشار طراحی شوند.
دیگ استفاده کننده ضایعات حرارتی از ضایعات حرارتی که محصول فرعی پاره ای از فرآیند های صنعتی است، از قبیل گازهای داغ ناشی از کوره بلند کارخانه ذوب آهن یا محصولات ناشی از احتراق خروجی از یک توربین گازی، یا محصولات فرعی یک فرآیند صنعتی، استفاده می کند. ضایعات حرارتی از روی سطوح تبادل کننده گرما عبور نموده و آبگرم یا بخار آب تولید می شود.
برای ساخت این نوع دیگ ها، همان مقررات ساخت آیین نامه ASME استفاده شده برای دیگ های آتش شده بکار برده می شوند.قطعات کمکی و ایمنی مربوط به این دیگ ها بطور معمول مطابق آیین قطعات در دیگ های دیگر می باشند.
دیگ یکپارچه به دیگی اطلاق می شود که بطور کامل در کارخانه ساخته و سوار شده باشد. این دیگ دارای انواع لوله آبی و لوله دودی یا چدنی بوده و دستگاه های احتراق، تجهیزات کنترل و ایمنی را نیز به همراه خود دارد. دیگی که در کارخانه ساخته شده و سوار می شود نسبت به دیگ مشابه ای که دارای همان ظرفیت بخاردهی بوده و در خارج از کارخانه و در محل بهره برداری، نصب و سوار می شود، ارزان تر است. گرچه دیگ ساخته و سوار شده در کارخانه به طور معمول حاضر و آماده تحویل نمی باشد، ولی نسبت به دیگی که در محل بهره برداری ساخته و سوار می شود دارای زمان ساخت و تحویل کمتری است. زمان نصب و راه اندازی آن نیز نسبتا کمتر است. در کل می توان گفت که کار در کارگاه بطور معمول بهتر و قابل رسیدگی بوده و هزینه کمتری دارد. دیگ فوق بحرانی به دیگی اطلاق می شود که در فشاری بالاتر از فشار بحرانی یعنی ۳۲۰۶ ٫۲psig و دمای اشباع ۷۰۵ ٫۴۰ F کار کند. بخار آب و خود آب دارای فشار بحرانی ۳۲۰۶ ٫۲psig می باشند. در این فشار، بخار آب، دارای جرم ویژه یکسانی هستند و به معنای این است که بخار، تا حد آب فشرده شده است. هنگامی که این مخلوط در بالاتر از دمای اشباع ۷۰۵ ٫۴۰ F دما ببیند، بخار خشک فوق داغ تولید شده که برای کار در فشارهای بالا مناسب است. این بخار خشک به ویژه برای به حرکت درآوردن مولدهای توربینی مناسب است. دیگ فوق بحرانی به دو نوع یکسره و باز چرخشی تقسیم می شوند.
هر دو نوع در محدوده فوق بحرانی یعنی بالاتر از ۳۲۰۶ ٫۲psig و ۷۰۵ ٫۴F کار می کنند. در این محدوده خواص مایع و بخار اشباع یکسان است. هیچگونه تغییری در فاز مایع- بخار صورت نمی گیرد و از این رو چیزی بنام سطح آب وجود نداشته و به استوانه بخار ) steam drum ( احتیاجی نیست.
دیگ ها را همچنین می توان طبق طبیعت مواد استفاده آنها گروه بندی کرد. گروه بندی رایج عبارت است از: دیگ ساکن، قابل حمل، لوکوموتیوی )ساخت این گونه دیگ ها امروزه متداول نیست( و دریایی که به صورت زیر تعریف می شوند: دیگ ساکن به دیگی اطلاق می شود که به طور همیشگی بر روی زمین نصب شده است.
دیگ قابل حمل به دیگی اطلاق می شود که بر روی کامیون، کشتی کوچک رودخانه ای و یا هر نوع وسیله نقلیه نصب می شود. دیگ لوکوموتیوی دیگی است که با کشیدن وسیله نقلیه بروی ریل راه آهن طرح می شود. دیگ دریایی به دیگی گفته می شود که به طو معمول ارتفاع آن کم بوده و برای کشتی های مسافربری و باری اقیانوس پیما طرح می شوند. سرعت بخار دهی این نوع دیگ ها زیاد است.نوع ساختمان دیگ ها را نیز می توان به ترتیب زیر گروه بندی کرد:
دیگ چدنی، واحدهای گرمایش کم فشاری هستند که قطعات فشاری آن توسط ریختگری از چدن، برنز، یا برنج ساخته می شوند. این دیگ ها را بیشتر بر اساس شیوه ای که محفظه های ریختگری شده آن برهم سوار می شود گروه بندی می کنند. این محفظه ها توسط پستانک های فشاری، سوله های خارجی و پستانک پیچی به همدیگر محکم می شوند. سه نمونه از دیگ های چدنی عبارتند از:
۱- دیگ های پره ای عمودی که پره ها بطور عمودی بروی یکدیگر قرار گرفته و توسط پستانک های فشاری یا پیچی به یکدیگر متصل می شوند.
۲- دیگ های پره ای افقی که پره ها بطور افقی پهلوی هم قرار می گیرند. در این وضعیت طرز قرارگرفتن پره ها نسبت به هم مانند پشت سرهم قرار گرفتن برش هایی از یک قالب نان مکعب مستطیلیا ست.

 ۳- دیگ های چدنی کوچک که با ریختگری بصورت یکپارچه ساخته می شوند. این دیگ ها در گذشته جهت تهیه آب گرم بکار می رفتند.
دیگ های فولادی می توانند از نوع پرفشار یا کم فشار باشند و امروزه بطور معمول از ساختمان جوشی برخوردار هستند. این دیگ ها به گروه های زیر تقسیم می شوند:
۱ - دیگ لوله دودی که در آنها محصولات احتراق از داخل لوله ها عبور می کنند در حالی که آب پیرامون لوله ها را دربر می گیرد.
۲- دیگ لوله آبی که در آنها آب از داخل لوله ها و محصولات احتراق از اطراف آنها عبور خواهد کرد. دیگ های لوله دودی بطور معمول تا ظرفیت ۷۰۰۰۰ lb/hr و تا فشار ۳۰۰ psig ساخته می شوند. در شرایط بالاتر از این حدود، دیگ های لوله آبی مورد استفاده قرار می گیرند. دیگ های لوله دودی به دیگ های پوسته ای نیز معروفند. در اینجا، آب و بخار آب درون پوسته محبوس می باشند. این نوع دیگ حجم بخاری را که دیگ می تواند تولید نماید محدود می کند. در رابطه با فشار پوسته های بزرگ، ضخامت بسیار زیادی را احتیاج خواهد داشت و این موضوع ساخت آنها را گران می نماید. دیگ های لوله آتشی) )Fire Tubes در این بویلرها گازهای احتراق داخل لوله ها در جریان بوده و آب پشت لوله ها ، که در اثر انتقال حرارت آب به بخار تبدیل و از سیستم خارج می شود . که قطر لوله ها بین 2/ 1 تا 4 اینچ می باشد .
 

ادامه دارد ...