ماه: دسامبر 2023

دستگاههایی که به منظور تولید بخار استفاده می شوند را دیگ بخار می نامند و از بخار آن به منظور چرخاندن انواع توربین ها و گرم کردن بعضی کوره ها استفاده می شود.

دیگ های بخار به چندین نوع تقسیم می شوند از جمله این دیگ ها میتوان از دیگ هایی که در نیروگاه ها استفاده می شود، نام برد. همچنین دیگ ها در ابعاد کوچکتر نیز موجود میباشد. در نیروگاه ها دیگ های بخار به صورت سوپرهیت بوده و به دلیل نیاز به فشار بسیار بالا، مافوق گرم نیز نامیده میشود. اما در دیگهای بخار کوچک، بخار به صورت اشباع می باشد.

اجزای تشکیل دهنده ی دیگهای بخار شامل موارد متعددی می باشد که در ادامه به معرفی آنها خواهیم پرداخت. اما قبل از آن به بررسی وضعیت آبرسانی در دیگهای بخار می پردازیم. معمولی ترین مایع وارد شده به دیگ های بخار آب است که طی مراحلی وارد دیگ شده و تبدیل به بخار میگردد.

معمولا قسمتهای اصلی انتقال دهنده ی آب به دیگ را می توان به سه دسته تقسیم کرد.

1- منبع آبرسانی 2- فیلتر شنی  3- سختی گیر

دیگ بخار چیست؟ – بویلر چیست؟

دیگ بخار محفظه ای است که در درون آن آب به کمک یک منبع گرمایی به بخار تولید می شود. اولین دیگ بخار متشکل از پوسته ای ساده با یک لوله تغذیه و یک خروجی بخار بود که روی آن با آجر پوشیده می شد، سوخت در داخل پوشش دیگ سوزانده می شد و گرمای آزاد شده از روی سطح پایینی پوسته که شبیه کتری بود عبور داده می شد. تحقیقات صورت گرفته نشان داد که گرم کردن یک منبع بزرگ آب بازده کمی دارد. پس اینبار محصولات داغ احتراق را از میان لوله هایی که در پوسته دیگ قرار داشتند و آب آنها را احاطه کرده بود عبور دادند که نه تنها سطح تماس آب با گرما را افزایش داد، بلکه کمک کرد تا تشکیل بخار از آب توزیع یکنواخت تری پیدا کند. سپس دیگهایی طراحی شد که در آنها آب از درون لوله ها و آتش از بیرون آنها عبور می کرد.

دیگ بخار یا steam boiler یکی از بویلرهای متعارف درصنایع مختلف است که از معماری شبیه سایر بویلرها برخوردار است.

هرچه تعداد این لوله ها بیشتر و اندازه آنها کوچکتر می بود بازده بیشتری داشتند.

اجزای تشکیل دهنده دیگ بخار

یک دیگ بخار در حالت کلی دارای پوسته یا بدنه یا شل، کوره اصلی و فرعی و لوله های پاس های حرارتی و اجزا و اتصالات دیگر می باشد.

انواع دیگ بخار  

دیگ های بخار اصولا در سه نوع واترتیوب و فایرتیوب و طرح ترکیبی ساخته می شوند . انواع دیگ بخار واترتیوب یا لوله آبی اکثرا در صنایع تامین نیرو مانند نیروگاه های تولید برق مورد استفاده قرار می گیرد و دیگ های بخار لوله آتشین یا فایرتیوب در صنایعی که بیشتر نیاز به تولید بخار اشباع دارند مانند صنایع غذایی مورد استفاده قرار می گیرند.

ویژگی های مختلف دیگ های بخار

برخی از ویژگی هایی که یک دیگ بخار می تواند داشته باشد عبارتند از:

• هوا رسانی دیگ
• ساختمان بدنه دیگ که شامل موارد زیر است:
• بدنه خارجی دیگ بخار
• کوره و اتاقک احتراق
• لوله ها
• تمیز کاری و کنترل دیگ
• نصب دستگاه های خارجی دیگ بخار
• تجهیزات و اتصالات دیگ بخار
• مشعل مایع سوز
• جرقه زن الکتریکی گازی
• اصول کار پمپ و عرضه سوخت
• روش کنترل مشعل خودکار
• مشعل های دو سوخته گاز و مایع
• کنترل هوا و سوخت
• سوئیچ های فشار گاز
• آزمایش شیرهای گاز توسط ازت به صورت خودکار

وسایل کمکی دیگ های بخار

• کنترل مدوله فشار
• تنظیم دستگاه کنترل فشار
• کلید حد فشار
• قرار دادن حد فشار در اندیکاتور اصلی
• کنترل سطح آب دیگ بخار
• کنترل کننده پمپ تغذیه و نخستین مرحله کمبود سطح آب و اعلام خطر
• کنترل مدوله سطح آب
• محفظه شناور
• شیر کنترل مدوله
• جعبه کنترل
• بالا آمدن سطح آب در داخل دیگ ( کاهش نسبت تبخیر )
• پایین آمدن سطح آب در داخل دیگ بخار( افزایش نسبت تبخیر )
• کنترل کننده دو تائی سطح آب
• کنترل کننده سطح آب خیلی کم
• پمپ های تغذیه

اما اجزای تشکیل دهنده ی دیگهای بخار شامل موارد ذیل می باشد:

• شیشه آب نما : سطح آب داخل دیگ را نشان می دهد.
• مشعلهای دوگانه سوز ، مانومتر : فشار دیگ را نشان می دهد.
• هشدار دهنده : با بالا رفتن بیش از حد فشار سنسور هشداردهنده فعال می شود و هشدار می دهد.
• تابلوها و تجهیزات برقی دیگ
• پمپ : پمپ های استفاده شده دردیگ بخار دارای یک نوع حلزونی طبقاتی می باشد که به صورت یک محرک الکترو موتور شناخته می شود.
• دودکش : گازهای سوخته شده از طریق این دودکش به خارج رانده می شود.
• زیر آب زن : یک خروجی بوده که رسوبات ته نشین شده را از ته دیگ خارج می کند.
• سنسور حرارتی : سنسورهای حرارتی در واقع یک نوع فشارسنج می باشد که البته بخار تولیدی توسط دیگ بخار را که  در دمای بسیار بالا می باشد را توسط این سنسورها اندازه گیری می کنند.
• سوپاپ اطمینان : در صورت نقص فنی در هر یک از قطعات دیگ بخار که باعث بالا رفتن فشار بیش از حد شود این سوپاپ عمل کرده و فشار را خارج می نماید.
• تراپ : یک واحد است که بخار کندانس شده را جمع آوری می کند . البته نام دیگر آن نیز تله آب می گویند.

دیگ(مولد)های بخار

دیگ بخار(مولد بخار) محفظه ای است که با تغذیه آب به درون آن به کمک یک منبع گرمایی به طور پیوسته بخار تولید می کند. در طرح های اولیه دیگ بخار، پوسته ای ساده با یک لوله تغذیه و یک خروجی بخار بود که روی آن با آجر پوشیده می شد.

سوخت در داخل پوشش دیگ سوزانده می شد و گرمای آزاد شده، قبل از آنکه بیشتر آن به بیرون برود و تلف شود، از روی سطح پایینی پوسته(شبیه به کتری) عبور داده می شد.

طراحان به زودی متوجه شدند که گرم کردن یک منبع بزرگ آب بازده کمی دارد. در نتیجه، محصولات داغ احتراق را از میان لوله هایی که در پوسته دیگ قرار داشتند و آب آنها را احاطه کرده بود عبور دادند.

طرح لوله دود نه تنها سطح تماس آب با گرما را افزایش داد بلکه کمک کرد تا تشکیل بخار از آب توزیع یکنواخت تری پیدا کند. سپس دیگ هایی طراحی شده در آنها آب از درون لوله ها و آتش از بیرون آنها عبور می کرد.

لوله های بیشتر و کوچکتر، بازده بیشتری داشتند.

 

دیگ ها چگونه طبقه بندی می شوند؟

1.  بر حسب جهت محور پوسته عمودی یا افقی
2. بر اساس نحوه استفاده از آنها ، ثابت قابل حمل تراککتور یا دریایی
3. بر اساس وضعیت کوره ، منقل داخلی یا منقل خارجی 
4. بر حسب وضعیت نسبی آب و گازهای داغ لوله – یا لوله – دودی
5. به عنوان دیگ های مخصوص – الکتریکی یک  مسیره ، چدنی و غیره 

آیا دیگ های نوع لوله-دودی به روش های دیگری طبقه بندی می شوند؟

بله، طبقه بندی های مختلف وجود دارند. مثلا می توان چنین دیگهایی را به عنوان دیگهای پوسته ای طبقه بندی کرد، که در آنها آب و بخار در درون محفظه ای پوسته ای قرار دارد که واحد تولید بخار را در بر می گیرد. مقطع غیر دایره ای و سطوح تخت به طرق گوناگون مقاومت اضافی در مقابل فشار داخلی ایجاد می کنند.

از جمله می توان از تکیه گاههای مورب، پیچهای سرتاسر، یا لوله هایی در صفحه  لوله ها که به منزله تکیه گاه عمل می کننند و پرچ شده اند نام برد. در چنین پوسته ای، نیروی لازم برای ترکاندن پوسته در امتداد طول دو برابر نیروی لازم برای ترکاندن حول محیط است به سبب وجود فشارهای بالا و قطرهای زیاد استفاده از ورق های بسیار ضخیم برای ساختن پوسته الزامی است. از این رو حد اقتصادی معینی از لحاظ فشار و ظرفیت برای دیگهای نوع پوسته ای وجود دارد.

منظور از جای بخار در دیگ های بخار چیست؟

فقط قسمتی از دیگ بخار را با آب پر می کنند. فضای باقیمانده جای بخار نامیده میشوند زیرا این فضا برای جدا شدن بخار از آب و ذخیره این بخار تا زمانی که به بیرون فرستاده شود مورد نیاز است.

سطوح گرمایی دیگ بخار از چه چیزهایی تشکیل می شوند؟

سطوح لوله ها، کوره، صفحه لوله ها و کله گی هایی که در معرض تماس با محصولات احتراق دارند سطوح گرمایی را تشکیل میدهند.

در دیگ های بخار منظور از خط آب و خط آتش چیست؟

خط آب: سطحی که آب درون دیگ در آن قرار میگیرد. این سطح باید همیشه بالاتر از قسمتهایی از دیگ باشد که در معرض گرمای زیاد قرار دارند. در صورتی که با آب پوشیده نشوند خسارت به بار می آید.

خط آتش: بالاترین نقطه سطح گرمایی در معمولترین نوع دیگهاست ولی این تعریف نمی تواند برای تمام دیگها صدق کند. خط آتش در دیگهای کشتی، سطح ردیف بالایی لوله هاست و در دیگ های لوکوموتیو بالاترین نقطه صفحه تاجی و در دیگهای عمودی لوله- دودی از نوع بالا- تر صفحه لوله بالایی است یک فیوز گرمایی نیز در هر یک از این دیگها به گونه ای قرار می گیرد که قبل از پایین آمدن سطح آب به زیر خط آتش اخطار دهد در دیگهای لوله دودی عمودی بالا – خشک و در بسیاری از انواع دیگ های لوله- آبی خط معینی که نشان دهنده پایان سطح گرمایش آب باشد وجود ندارد و کف آبنما در این دیگها به طور ساده نقطه ای را نشان میدهد که سطح آب نباید از آن پایینتر رود.

تفاوت بین کلمه های لوله و تنوره که هر دو به معنی لوله اند چیست؟

هر دو لوله های با مقطع دایره ای هستند ولی منظور از لوله معمولا آن دسته از لوله های کم قطر تا 6 اینچ است بالاتر از این قطر تنوره نامیده می شود.

توجه کنید که منظور از قطر لوله، قطر خارجی آن است.

حد فشار دیگ های لوله-دودی چیست

فشار کاری psi  250 ، حد عملی در نظر گرفته می شود، و در ایالات متحده ظرفیت به ندرت از ib/hr 25000 بخار – تقریبا 750 اسب بخار بیشتر است در اروپا، که دیگهای لوله – دودی بزرگ همیشه مطلوب و بصرفه بوده اند و شرایط آیین نامه ای دیگها متفاوت است واحدهای با ظرفیت ib/hr  30000 غیر معمول نیستند.

دیگهای لوله – دودی طرح ساده و ساختمان محکم و با دوام و هزینه اولیه نسبتا کم دارند ظرفیت آبگیری زیاد آنها تا اندازه ای سبب می شود تا به آهستگی به فشار کاری برسند ولی به سبب ذخیره مقداری بخار می توانند با تغییرات سریع بار هماهنگ شود.

دیگ لوله برگشتی افقی بر طبق طبقه بندی های سوال 9 را شرح دهید

دیگ لوله برگشتی افق(شکل 1،7) که معمولا hrt نامیده می شود، یک دیگ لوله منقل خارجی، از نوع افقی، ثابت است.

دیگ عمودی بالا-خشک را شرح دهید

دیگ لوله – دودی منقل درونی از نوع عمودی است همان گونه که در شکل 2،7 نشان داده شده، شامل یک پوسته استوانه ای عمودی حاوی یک منقل آتش استوانه ای و تعدادی لوله های دود کوچک است گرمای ناشی از عبور آتش از ورقهای آتشدان به آب درون دیگ از طریق تابش انتقال می یابد گازهای داغ به سمت بالا و از میان لوله ای دود به دودکش می روند و در این میان قسمتی از گرمای خود را به فلز لوله ها می دهند که سبب انتقال گرما به آب درون دیگ می شود. چون سطح آب در حدود 3/2 طول لوله ها، بالای صفحه لوله پایینی، یا صفحه تاجی شکل قرار می گیرد، صفحه لوله بالایی خشک است و یک طرف آن بخار و طرف دیگر آن گازهای داغ وجود دارند، از این رو آنها را بالا – خشک می نامند. ضعف اصلی این نوع دیگ آن است که امکان دارد لوله ها از قسمت بالا آب بسیار گرم شده در صفحه لوله لق شدند در حقیقت در ناحیه بالای لوله که خشک است مقداری جزئی از گرمای فوق گرم را به بخار می دهد دستروها و سوراخهای تمیز کاری در نقاط مناسبی جهت شستشو و بازرسی تعبیه می شوند در دیگهای کوچکتر پایین پوسته روی پایه ای چدنی سوار می شود که نقش خاکستردان را نیز دارد دیگهای عمودی لوله دودی کوچک اصولا برای ماشین آلات متحرک و قابل حمل ساخته می شود دیگهای یزرگتر تا ظرفیت چندین صد اسب بخار گاهی اوقات در موتورخانه های ثابتی که زمین محدودی می دارند جای می گیرند فشار آنها به ندرت از Psi 200 تجاوز می کند.

دیگ عمودی بالا-تر یا بالا- غوطه ور را شرح دهید

این دیگ(شکل 3،7) از لحاظ ساختمان شبیه به نوع بالا – خشک است اما قسمت بالایی آن ساختمانی متفاوت دارد در دیگ بالا – تر ورقی که به شکل مخروطی در آمده و به بالای دیگ پرچ شده است و صفحه لوله بالایی در قسمت پایین این مخروط نصب شده است در نتیجه خط  آب می تواند تا بالای صفحه لوله بالایی بیاید به طوری که صفحه لوله و تمام لوله ها زیر سطح آب باشند از این رو این نوع دیگ را دیگ بالا – غوطه ور یا بالاتر می نامند(شکل 3،7) دیگ لوله – دودی عمودی بالا- تر فقط از لحاظ قسمت بالا با نوع بالا- خشک تفاوت می کند.

محاسن و معایب دیگ های عمودی لوله-دودی را شرح دهید

محاسن آنها به شرح زیر است

• جمع و جور بودن و قابلیت حمل
• ارزان بودن
• نیاز به زمین خیلی کمی به ازای هر اسب بخار
• هیچ گونه پوشش مخصوصی مورد نیاز نیست
• سریع و آسان نصب می شود

معایب آنها بشرح زیر است

• داخل دیگ برای تمیز کاری، بازرسی، و تعمیر در دسترس نیست
• ظرفیت مخزن آب کم است و در نتیجه ثابت نگه داشتن فشار بخار درهنگام تغییر بار دیگ دشوار است
• زمانی که دیگ تحت بار زیاد قرار می گیرد به سبب کوچک بودن جای بخار دیگ پر می شود(آب با بخار به بالا کشیده می شود)
• در دیگهای کوچکتر، بازده کمتر است(گازهای داغ مسیر بسیار کوتاه و مستقیمی تا دودکش دارند و مقدار زیادی گرما تلف می شود)

 

دیگ نوع عقب-خشک دریایی را شرح دهید

این دیگ همانند دیگ ثابت عقب – تر معروف به اسکاچ مارین است این دیگ شامل یک پوسته استوانه ای خارجی با طول کم ولی قطر زیاد و یک یا دو کوره بزرگ کنگره ای است که در مقابل تنشهای انبساطی و انقباضی مقاومتر است گازهای داغ از این کوره ها به درون یک اتاقک احتراق آجری در عقب دیگ می رود و از میان لوله های دود به جلو دیگ و از آنجا به دودکش باز می گردد در دیگ دریایی عقب – تر ساختمان پوسته، لوله و کوره شبیه هم هستند ولی اتاقک احتراق در محدوده پوسته قرار می گیرد و هیچ گونه پوشش خارجی لازم ندارد دیگ عقب – خشک یک مولد بخار با سرعت زیاد است و به سبب سطح گرمایی زیاد جمع و جور است و به آسانی تنظیم می شود و بصرفه تر است.

 

دیگ با آتشدان سه مسیره را شرح دهید

این نوع دیگها در طرح های مختلفی ساخته می شوند و اساسا دیگهای با آتشدان از دیگهای با کوره داخلی با کوره استوانه ای متمایزند معمولا این واحدها، یک منقل آتش یا انتهایی تخت و جداره های عمودی متصل به صفحه تاجی شکل دارند که سر منقل را شکل می دهد.

 

دیگ لوله-دودی به صورت مجموعه بسته را شرح دهید

دیگهای مجموعه بسته معمولا از نوع دیگهای لوله – دودی هستند که به صورت مجموعه ساخته می شوند. ولی طرح های لوله – آبی نیز بصورت مجموعه ساخته می شوند. دیگهای مجموعه، سوختهای جامد را بخوبی نفت یا گاز یا ترکیبی از آنها می سوزانند. در طرح لوله – دودی دو مسیره، در انتهای کوره جهت گاز برعکس می شود، سپس از میان لوله ها به سمت خروجی دودکش باز می گردد. در واحد سه مسیره جهت گاز سه بار در دو طرف کوره برعکس می شود. طرح 4 مسیره نیز ساخته می شود، که در آن یک برگشت جریان اضافه شده ست دیگ عقب خشک نوع اسکاچ مارین دارای 2 مسیر عبور گاز و یک کوره ای موجدار است که بصورت یک مجموعه و به طور تمام اتوماتیک کار می کند. دیگ با آتشدانی که صفحه ای تاجی شکل طاقدار، و سه مسیر عبور گاز دارد. این دیگ ها کوره داخلی معروف به نوع اسکاچ اصولا به صورت مجموعه ای بسته هستند. احتراق در کوره ای استوانه ای در محدوده ای پوسته ای دیگ صورت می گیرد. لوله های دود در طول پوسته و در اطراف و بالای کوره ای داخلی نصب می شوند. کوره ممکن است ساده و مستقیم، یا کنگره ای مطابق باشد جهت گاز از کوره در اتاقک که در عقب قرار دارد برعکس می شود و از میان لوله ها به سمت جلو حرکت می کند و به جایی میرسد که دوباره برمیگردد و سرانجام به سمت دودکش و لوله ی خروجی می رود. طرح عقب – خشک را با اتاقکی در عقب که پوشش دیر گدازدارد نشان می دهد وقتی اتاقک عقب در آب غوطه ور می شود(طرح عقب – تر) یک دیگ اسکاچ مارین داریم کوره داخلی در معرض نیروهای فشاری است و می بایست برای مقاومت در مقابل آنها طراحی شود بنابراین کوره هایی که قطر نسبتا کوچک و طول کوتاه دارند ممکن است در دیگ جدید عقب – خشک نوع اسکاچ مارین دارای سه مسیر عبور گاز است. صورت کافی بودن ضخامت دیواره کوره، خود مقاوم باشند برای کوره های بزرگتر، ممکن است از یکی از چهار روش نگهداری و تقویت استفاده شود:

• کنگره دار کردن دیواره کوره
• تقسیم طول کوره به چند قسمت و نصب فلنج بین مقاطع ( حلقه ی آدامسو )
• استفاده از حلقه های تقویتی جوشی
• نصب پیچهای نگهدارنده بین کوره و پوسته بیرونی چنانچه از سوخت جامد استفاده می شود

 

رفتار شعله در کوره دیگ را شرح دهید

در یک قسمت کوره، مخلوط برای سوختن ممکن است بسیار سنگین باشد در نواحی دیگر کوره ممکن است تقریبا فقط هوا وجود داشته باشد و گاز قابل احتراق وجود نداشته باشد مخلوط ممکن است بسیار سبک باشد به گونه ای که بد بسوزد یا اصلا نسوزد بنابراین حتی در صورت درست بودن مقدار میانگین هوا ممکن است احتراق صورت گیرد چون بعضی از قسمتهای مخلوط بسیار سنگین و بعضی بسیار سبک اند.

با این توضیحات ممکن است سوختن ساده تر از آنچه هست به نظر برسد در واقع هیدروکربنهای زغال سنگ، نفت و گاز ممکن است یک رشته واکنش انجام دهند در هر صورت باید به خاطر داشته باشیم که هیدروژن سرانجام به آبH2O و کربن(اگر کامل بسوزد) به CO2 تبدیل می شوند اما اگر کربن به طور کامل نسوزد ممکن است گاز CO تولید کند که باز هم قابل سوختن است و جنانچه سوخته به دودکش راه یابد اتلاف بزرگی است.

 

تصفیه آب تغذیه دیگ

آبهای طبیعی حاوی ناخالصیهایی هستند که نوع و مقدار آنها به منبع آب بستگی دارد آب چاهها و چشمه ها را آب زیرزمینی و آب رودخانه ها و دریاچه ها را آب سطحی می نامند آبهای زیرزمینی حین عبور تز لایه های سنگی بخشی از آنها را در خود حل می کنند و ناخالص می شوند اما اثر صاف کنندگی طبیعی سنگ و شن معمولا آنها را از مواد معلق عاری می سازند.

آبهای سطحی غالبا حاوی مواد آلی حاصل از پوسیدن برگها و مواد غیر قابل حل از قبیل ماسه و لای هستند آلودگی ناشی از فاضلابهای صنعتی و خانگی نیز غالبا در این آبها دیده می شود سرعت و مقدار و مکان نزول باران به سرعت بر مشخصه های آبهای سطحی اثر می گذارد.

به طور کلی آب ناخالص با ایجاد رسوب روی سطوحک و کاهش انتقال گرما با کیفیت فراورده ها در صنعت مشکل آفرین می شود همچنین ممکن است به چوب، فلز یا سایر مصالح ساختمانی که برای ذخیره سازی یا حمل آب به کار می روند آسیب برساند بنابراین هدف اصلی تصفیه ی آب جلوگیری از ایجاد رسوب و کنترل خوردگی است.

نا خالصیهای نامطلوب آب را در صنعت به چند گروه اصلی تققسیم می کنند :

• مواد آلی و معدنی محلول
• گازهای محلول از قبیل اکسیژن و دی اکسید کربن
• کدری
• رنگ
• طعم و بو
• میکرو ارگانیسمها

دیگ بخار استاندارد

به طور کلی دیگ بخار استاندارد به دیگ بخاری گفته می شود که تحت نظارت مستقیم موسسه استاندارد ایران و یکی از شرکتهای بازرسی مورد تایید سازمان استاندارد و از همه مهمتر توسط یکی از تولید کنندگان دارای پروانه که صلاحیت فنی آنها توسط سازمان استاندارد مورد تایید قرار گرفته است تولید گردد.

مشخصات دیگ بخار خوب

1. ساختمان ساده و محکم.
2. مواد و ساخت بر طبق استانداردهای بالا.
3. طرحی که گردش دائمی آب در دیگ را تضمین کند در نتیجه توزیع گرما به طور یکنواخت در سرتاسر حجم آب انجام شود و قسمتهای مختلف سطوح گرمایی را تا حد امکان در دمای یکسان نگه دارد.
4. سطح زیاد گرمایی تا حتی الامکان انتقال گرمای گازهای داغ کوره به آب درون دیگ تضمین شود.
5. کلیه قسمتهای دیگ جهت تعمیر بازرسی و تمیزکاری به راحتی قابل دسترس باشند.
6. فضای کافی برای احتراق به طوری که گازها قبل از اینکه به دودکش برسند کاملا بسوزند.
7. جای بزرگ برای بخار به گونه ای که بخار آزادانه توانایی برخاستن از سطح آب را داشته باشد.

تفاوت های کیفی دیگ های بخار

مهمترین تفاوت های موجود در تولید یک دیگ بخار توسط یک تولید کننده مجاز و معتبر با یک سازنده غیر مجاز در این موضوع است که معمولا سازنده های غیر مجاز دیگ های بخار هیچگونه ضمانتی برای محصول خود نمی دهند.

انجام فرآیندهای رایج توسط یک تولید کننده معتبر دیگ بخار (دارای پروانه استاندارد با شماره ردیابی) عبارتند از :

وجود نقشه فنی بررسی شده توسط شرکت بازرسی مورد تایید سازمان استاندارد

کنترل صحت مواد اولیه بویلر بخار شامل ورق ها و لوله ها و مقاوم توسط بازرس از روی گواهی مواد و یا نتایج آزمایشگاه

کنترل فرآیندهای تولید دیگ بخار از روی نقشه تایید شده

انجام آزمونهای غیر مخرب اجباری خواسته شده در استاندارد ملی 4231

نظارت بر تست هیدرولیکی با فشار یک و نیم برابرفشار طراحی توسط تیم شرکت بازرسی

ارائه گواهی و پلاک توسط بازرس

هوای محیط مسکونی باید در حرکت باشد، در غیر این صورت به سکون کامل و ایجاد لایه های حرارتی منجر می شود. هوای گرم تمایل به صعود و هوای سرد میل به فرود دارد. در اتاقی که هوا عمدا به حرکت در نیاید، بزودی حرکت آن متوقف شده و به سکون میرسد. بعلاوه بر حسب درجه حرارت ارتفاعات مختلف اتاق به لایه های جدا تقسیم می شود.

به جدول شکل 7 مراجعه کنید.

 

به خاطر این سکون و لایه بندی که در هوای اتاق پیش می آید، نصب ترموستاتها و کنترل کننده های رطوبت در ارتفاع صحیح اهمیت زیادی دارد. از طرفی این سکون و لایه بندی سبب تجمع دود و غبار در لایه ها می شود.

متاسفانه بعضی از شبکه های ورود هوای تازه طوری و در محلی نصب می شوند که هوا فقط در قسمتهای بخصوصی از اتاق حرکت کرده و در بقیه قسمتها بحالت سکون در می آید. مشکل دیگر، مزاحمت اثاثیه و مبلمان اتاق در امر حرکت هوا است، به این دلیل و برای ایجاد امکان سرعت ورودی بیشتر، شبکه های حامل هوای مطبوع در ارتفاعات اتاق(6 فوت به بالا) و گاهی سقف نصب می شوند. بالا بودن محل نصب شبکه ها ، ایجاب می کند که نمایی خوش منظر و زیبا داشته، یا اینکه پوشیده و دور از چشم باشند. شبکه ای که در شکل 8 دیده می شود شبکه ای سقفی است که به شبکه مخلوط کن نیز معروف است. زیرا به خاطر طرح خاص آن کار مخلوط شدن مقداری از هوای اتاق با هوای تازه را تسریع می کند.

اساس کار این نوع شبکه در شکل 9  نشان داده شده است.

برای انتقال هوای مطبوع به فضای مورد نظر عامل حاملی لازم است که کانال نامیده می شود. این کانالها از ورقهای فلزی و بعضی مواد ساختمانی نسوز دیگر ساخته می شوند. کانالها بر مبنای اختلاف فشار هوا کار می کنند. هر گاه اختلاف فشاری بین هوای دو فضای همجوار یا مربوط به هم موجود باشد، هوا از فضای پر فشار بطرف فضای کم فشار به حرکت در می آید و هر چه مقدار اختلاف فشار بیشتر باشد سرعت حرکت هوا بیشتر می شود.

دونوع متداول کانال که در تاسیسات تهوبه به کار می روند عبارتند از : گردو چهارگوش، شکل زیر، کانال استوانه ای از نقطه نظر انتقال حجمی هوا موثرتر از کانال مستطیلی یا چهار گوش است. یعنی برای انتقال حجم معینی از هوا در کانال استوانه ای مصاالح ساختمانی کمتری نسبت به کانال چهارگوش به کار میرود. از طرفی کانال چهارگوش متناسب با سبک معماری ساختمانها است و بهتر از کانال گرد و استوانه ای با دیوارها، جرزها و سقف و کف ساختمان جور در می آید و نصب آن آسانتر است.

برای تطبیق و مقایسه ظرفیت کانالهای استوانه ای و چهار گوش، جداولی تدوین شده است.

تعدادی، اندازه معادل کانال استوانه ای هست که می توان به دلخواه انتخاب کرد. اندازه انتخابی ممکن است فقط نسبت به یکی از اضلاع کانال مستطیلی درست باشد، مثلا برای بهترکردن نمای خارجی و یا ایجاد امکان عبور از بین دو تیر(به فاصله 14 اینچ) کانالی به ارتفاع 11 اینچ مناسب خواهد بود.

برای پیدا کردن معادلهای مختلف به جدول رجوع کنید. یک کانال استوانه ای 18 اینچی، محیطی برابر با قطر  1416/3 یا 55/56=1416/3×18 اینچ دارد. کانالهای مستطیلی هم ظرفیت این کانال ابعادی برابر با 17×16 اینچ دارد و محیط این کانال اخیر 62=( 2×16)+(2×17) اینچ یا 45/9=55/56-66 اینچ. بیش از کانال قبلی به ازاء هر واحد طول، ماده ساختمانی لازم دارد که به ازاء هر فوت طول کانال می شود 4/113=45/9×12 اینچ مربع اضافه مصالح.

 

اندازه های متداول کانال

برای محاسبه اندازه کانال هر اتاق، ابتدا دانستن مقدار هوای مورد نیاز آن اتاق لازم است.

مقدار حجم هوای مورد نیاز اتاق به مقدار گرمایی که لازم است هوا در زمستان به اتاق برده و یا مقدار گرمایی که در تابستان باید از آن خارج کند بستگی دارد.

در بیشتر موارد این محاسبات مشکل وپیچیده نیست، ولی در تاسیسات تهویه مطبوع مرکزی(گرم) با واحد گرم جدا و مستقل کار محاسبه قدری پیچیده می شود.

به طور کلی مقدار هوایی که به اتاق فرستاده می شود، باید حداقل برابر و یا قدری بیشتر از حداقل الزامات تهویه(جابجایی هوای تازه) باشد.

 یک ضلع مستطیلی – بر حسب اینچ 

18	17	16	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6
													6
													10
													15
				18.2									20
							18.1						25
								18.3					30
									18.2				35
										18.2			40

ضلع دیگر کانال مستطیلی – بر حسب اینچ

 

ش 11جدول تبدیل کانال استوانه ای به کانال مستطیلی(اعداد بر حسب اینچ هستند).

1- قطر کانال استوانه ای را روی جدول پیدا کنید.

2- از این نقطه در جهت بالا حرکت کنید تا ردیف بالایی جدول را قطع کند. عدد حاصله یکی از اضلاع کانال مستطیلی معادل است.

3- از محل اندازه قطر کانال استوانه ای خطی افقی بکشید تا ستون سمت چپ جدول را قطع کند. عدد به دست آمده ضلع دیگر کانال مستطیلی معادل است.

 

حجم هوای گرم کننده

در مواردی که هوای گرم تنها منبع گرماده یک اتاق باشد، برای تعیین حجم هوای مورد نیاز سه عامل زیر باید معلوم باشد :

1. بار گرمایی.
2. درجه حرارت دلخواه اتاق.
3. درجه حرارت کانال.

 

 

کوران

براحتی می توانیم کانالهای عریض بسازیم و پنکه هایی آنقدر بزرگ بکار ببریم که هوای کافی برای تهویه اتاق تامین کنند. ولی، رساندن هوا به اتاق و پخش آن به همه قسمتهای اتاق بدون ایجاد مدار کوتاه بین هوای ورودی و هوای برگشت بدون تولید کورانهای غیر قابل تحمل و صدای مزاحم و ناراحت کننده را مسئله پیچیده ای است.

هنگامی که هوا با سرعتی بیش از 25 فوت در دقیقه(تقریبا 1/3  مایل در ساعت) از کنار انسان بگذرد، بیشتر مردم احساس وجود کورانی مزاحم را می نمایند. یعنی اگر هوا با سرعتی بیش از 1/3 مایل در ساعت در عرض یک اتاق نشیمن 25 فوتی حرکت کند، احساس نا خوشایندی به ساکنان دست می دهد.

برای طرح شبکه ای که بتواند هوا را بین 8 تا 13 فوت در طول یا عرض اتاق حرکت دهد، سرعت هوایی معادل 500 فوت در دقیقه ( 6 مایل در ساعت ) لازم است. بنابراین برای این که افرادی که در اتاق هستند در معرض بادی به سرعت 25 فوت در دقیقه باشند، محل و طرح شبکه های ورود و خروج هوا باید طوری باشد که ساکنین اتاق در معرض کوران ناراحت کننده نباشند.

برای حرکت دادن هوا در طول اتاقی طویل و تحت سرعت معقول، پیش بینی محل برگشت هوا عامل مهمی است. شبکه کانالهای برگشت باید روبروی کانالهای ورودی باشند. در صورتی که تهویه یا خارج کردن هوای گرم مورد نظر باشد(فصل سرما) شبکه کانالهای برگشت باید در نزدیکی سقف و در فصل زمستان در مجاورت کف اتاق باشند.

در شکل 5 چند نمونه ترتیب و طرح کانالهای ورودی و نحوه پخش هوا و در شکل 6  نمونه هایی از طرح ها و ترتیب شبکه کانالهای برگشت نشان داده شده است.

سروصدا

سیستم و شبکه پخش و توزیع هوا باید طوری طرح شود که هم قادر به نقل هوای تازه و هم انتقال بار گرمایی باشد. ولی باید این کارها بنحوی صورت بگیرد که سبب ناراحتی ساکنان خانه نشود. دو عامل ایجاد ناراحتی و مزاحمت عبارتند از سروصدای زیاد و کوران.

شکایتهای متعددی به فروشندگان و سرویسکاران تجهیزات تهویه میرسد که از سر و صدای ناهنجار و گوش آزار دستگاه ها حکایت میکند.

 

اشکال پیدایش صدا را میتوان به سه عامل زیر نسبت داد :

عامل مولد صدا یا منبع صدا.

عامل حامل صدا و ناقل صدا.

بازتاباننده ها وتقویت کننده های صدا.

 

منبع صدا، یک ارتعاش قابل شنیدن است. این ارتعاش ممکن است از واحد گرم کننده، سرد کننده، مکانیزم پنکه، تلاطم جریان هوا، دیوارهای کانال و یا شبکه های کانال ناشی شود. سر و صدا و صوت نتیجه حرکت و ارتعاش و لرزش اشیا است. این حرکت ممکن است از لرزش جسمی در هوا و یا حرکت هوا در مقابل آن ایجاد شود. مانند حالتی که در کانالهای تاسیسات تهویه پیش می آید.

مثال خوبی برای درک چگونگی تولید صدا از حرکت، صدایی است که از پرواز زنبور و امثال آن شنیده می شود. با حرکت بالها به بالا ملکولها ی گاز(هوا) بالای بال فشرده شده و در جهت بالا به آنها انرژی یا نیرو وارد می شود. در همان حال ملکولهای هوای زیر بال منبسط شده فضای خالی مانده جای بالها را پر می کنند و از یکدیگر قدری فاصله می گیرند (هوا رقیق می شود) و در نتیجه در زیر بالها فشار کمتری بوجود می آید. این تراکم و انبساط هوا با هر بار بال زدن از یک سو به سوی دیگر بال منتقل می شود، یک بار بالا متراکم و پایین منبسط می شود و در مرحله پایین آمدن بالها عکس این حالت پیش می آید و این تراکم و انبساط هوا سبب بحرکت در آمدن موجی از فشار(صوت) در هوا می شود. دیواره یک کانال فلزی ارتعاش دار نیز امواج صورتی متناوبی می سازد که شبیه حالت بال زنبور است.

واحد اندازه گیری صدا “دسی بل” است و برای اندازه گیری سطوح مختلف صدا “دسی بل مترهای” زیادی موجود است. “دسی بل” db نماینده تعداد تواتر نوسان فشار هوا و دامنه و اندازه ارتعاشات آن است. اصوات منتشره در هوا را معمولا بر حسب تواتر در ثانیه بیان می کنند cps و پنکه ها منبع ایجاد صدا هستند، هوای تند و سریع، موتور برقی نیم سوز، کمپرسورها و جریان سریع ماده سرمازا(تخصص در خمهای تند لوله ها) منابع ایجاد صدا هستند. توسط دامنه و سطح صدای بعضی محلها و مکانها در جدول شکل 4 قید شده است. یک منبع دیگر مولد صدا که سبب شکوه می شود، سر و صدای ناشی از سرعت زیاد هوا در کانالها است که به تلاطم و گرد باد تبدیل می شود و اغلب نتیجه کوچک بودن کانال نسبت به قدرت دمندگی پنکه است که سبب سرعت گرفتن هوا در کانال می گردد.

Typical Condition	Decibels
	0
	10
	20
Residential area at night	30
Average residence	40
Private business iffice	50
Industrial area	60
Heavy traffic	70
	80
	90
	100
Woodworking shop	110
Boiler shop	120

ش4 سطح صدا(بر حسب دسی بل) در مکانهای مختلف

 

ناقلین صوت و سروصدا، مواد و مصالح جامدی هستند که ارتعاشات تولید شده در مولد را به جاهایی می برند که ایجاد مزاحمت می کند. کف، سقف، کانالها، درها و لوله ها همه و همه می توانند ناقل و حامل این ارتعاشات باشند.

تشدید کننده ها و باز تاباننده های صوت و سروصدا، معمولا سطوح سخت و صاف و صیقلی هستند. دیوارها، سقف، کف و احیانا اثاثیه منزل ممکن است مقداری جزیی از این ارتعاشات را بگیرد. همچنین تواتر آنرا بالا برده و در جهتی منعکس کنند که عملا قسمتی از فضا را تحمل ناپذیر کنند.

مشکلات ناشی از بازتاب صدا و حفظ شدت صدا در حدود قابل تحمل پیوسته تحت مطالعه و بررسی است و روز بروز نتایج امیدوارکننده تری به دست می آید. پارچه ها و منسوجات نرم مانند پرده ها و روکش مبلمان ، جاذب صدا هستند. کانالهای نمد پوش شده یا عایق پوش شده(از داخل) نیز صدا را جذب و خفه می کنند.

در بعضی از ایالات و شهرهای ایالات متحده آمریکا حدود صدای مکانیزمهای مختلف طبق قانون مشخص و محدود شده است. برای مثال در یکی از شهرها، حد قابل صدای یک کولر گازی پنجره ای را 50 دسی بل از فاصله 10 فوتی محدود کرده اند. برای رعایت این قانون به صداکشهای بسیار قوی نیاز است.

حد مجاز سرعت حرکت هوا(بر حسب فوت در دقیقه) تا حدودی به نوع ساختمان مورد تهویه بستگی دارد. بیمارستانها، مساجد، کلیساها، سالنهای نمایش و سخنرانی، مکانهای مسکونی و غیره. در جاهایی که شدت صدا عامل مورد توجه باشد، باید سرعت حرکت هوا در حداقل ممکن حفظ شود. اگر امکان کاهش سرعت هوا موجود نباشد، می توان با استفاده از دریچه های تخلیه صدا و یا پوششهای نرم و صداکش مانند نمد و پارچه و غیره سطح صدا را پایین آورد.

همانطور که قبلا اشاره شد ، هوا مخلوطی از چند گاز است که تقریبا 21 درصد آن اکسیژن میباشد.

بدن انسان بنا به دو دلیل زیر به مقدار معینی اکسیژن نیاز دارد، برای ادامه حیات و احساس آسایش و راحتی.

اگر انسان دراتاقی کاملا بسته و نفوذ ناپذیر بماند، بتدریج اکسیژن اتاق را مصرف کرده و به مقدار دی اکسید کربن و سایر ناخالصیهای جز افزوده، احساس گنگی و خواب آلودگی نموده و اگر مدتی ادامه دهد، احیانا می میرد.

باید به خاطر داشت که هوای محیط مسکونی باید حاوی مقدار کافی اکسیژن و در درجه حرارت معقولی باشد.

برای تامین اکسیژن، گردش هوا و جایگزینی هوای قدیمی با هوای تازه حاوی اکسیژن زیاد، نهایت اهمیت را دارد.

در گذشته، این هوای تازه از درز درب و پنجره ها وارد ساختمان می شد، ولی اخیرا نوع ساختمانها طوری است که اینگونه منافذ و درزها به حد اقل ممکن کاهش یافته و سبب نیاز به وجود دستگاه تامین هوای تازه(دستگاه های تهویه و تصفیه) شده است.

مقدار هوای ورودی دستگاه های تهویه جدید محدود و کنترل شده است، پس از تصفیه و مطبوع شدن این مقدار هوا، با هوای برگشتی که از اتاق می آید مخلوط شده و مخلوط دو هوا به اتاق می رود.

مقدار هوای تازه مورد نیاز در این موارد، به نحوه استفاده از محیط و فضای تهویه شده و مقدار هوای نفوذی از سایر منافذ و مجاری بستگی دارد. پایه معقولی که معمولا مبنای محاسبه مقدار هوای تازه قرار می گیرد و گفته می شود که می توان اکسیژن کافی تامین و دی اکسید کربن حاصله را پاک کند، 4 فوت مکعب در دقیقه به ازاء هر نفر است. باید به خاطر داشت که بر حسب نحوه به کار بردن هوا، می توان در ساختمان فشار مثبت(بیش از فشار جو) و یا فشار منفی(کمتر از فشار جو) ایجاد نمود. ایجاد فشار مثبت در ساختمان با استفاده از دهانه های ورودی مخصوصی که روی پنکه ها سوار میشود صورت می گیرد و این حسن را دارد که جلوی ورود هوای نفوذی و هجومی از درز و بالای در و پنجره ها را می گیرد و اطمینان میدهد که هوای وارده کلا و تماما تصفیه و مطبوع شده است. در حالیکه تحت فشار منفی هجوم و نفوذ هوا از در و پنجره افزایش می یابد.

در خانه های مسکونی از بخاری نفت سوز استفاده میشود، این بخاریها هوای داخلی را مصرف کرده و فشار داخلی را قدری در جهت منفی نگاه می دارند.

در شکل 2 دیاگرام نشان دهنده شرایط فشاری یک خانه دیده می شود.

اگر مقدار ناخالصیهای هوا، مانند ریاح و بوهای بد، دود، باکتریها و امثال آنها به حدی بالا رفته باشد که نیاز به تغییر این هوا پیش آید، راه چاره یا تهویه(به گردش در آوردن و خارج کردن هوای آلوده و وارد کردن هوای تازه) و یا نظافت و تصفیه بهتر هوای موجود است.

تهویه به معنای فوق معمولا عبارت است از تعداد دفعات تغییر و جابجایی هوای فضای مورد نظر در ساعت.

مثلا اگر فضایی 1000 فوت مکعب باشد. سه بار تهویه در ساعت به معنای جابجایی 3000 فوت مکعب هوا در ساعت و یا 50 فوت مکعب دردقیقه خواهد بود. سه بار تهویه در ساعت حداقل تهویه ایمن برای منازلی است که فقط گرم میشوند و تا 12 بار در ساعت(برای مثال فوق 200 فوت مکعب در دقیقه) برای موارد خنک کردن.

در جدول 3 دفعات درست تهویه هوای محلهای مختلف در ساعت، برای سرد کردن و گرم کردن نشان داده شده است.

Use   Air changes/Hour

Heating        Cooling

6-9	3-6	Homes
6-12	5-8	Offices Stores
6-12	5-10	Public Assembhy

ش 3 تعداد دفعات تعویض و تغییر هوا در ساختمانهای مختلف

 

اصولا درجه حرارت هوایی معادل 0 درجه فارنهایت، درجه حرارت خوب و موثری است.

برای کنترل درجه حرارت هوا در حد دلخواه، داشتن هوای تازه کافی بهترین وسیله است. از آنجا که سه عامل تبخیر، وزش و تشعشع آسایش و احساس راحتی بدن در هوا را کنترل می کنند، برای ایجاد شرایط هوایی ایده آل، در حد مناسب نگهداشتن درجه حرارت سقف، کف و دیوارها نه تنها کفایت نمیکند(تشعشع)، بلکه باید منبع کافی هوای تازه در دسترس باشد و به خانه راه یابد تا به تبخیر عرق بدن و ایجاد وزش یا گردش هوا کمک کند.

اگر مقادیر لازم برای ایجاد وضع ویژه هوا معلوم نباشد، بهترین محاسبه، پیش بینی جابجایی 2 فوت مکعب هوا به ازا هر فوت مربع سطح اتاق در دقیقه و یا 12 با رتهویه در ساعت است. همچنین توجه به این امر که افراد ساکن یک اتاق بسته گرمای قابل ملاحظه ای از خود دفع میکنند نهایت اهمیت را دارد.

یک فرد عادی در هنگام خواب، 200 بی تی یو و هنگام انجام کارهای شاق تا 2400 بی تی یو / ساعت گرما به محیط پس میدهد.