بویلر های نوع فایرتیوب (Firetube boiler) یا «آتش در لوله» شامل لوله های فولادی بلندی هستند که گازهای داغ تولید شده در کوره ی آنها، از درون این لوله ها عبور کرده و آبی که باید به بخار تبدیل شود، اطراف آنها جریان داشته و سیرکوله می شود. این بویلرها معمولاً برای ظرفیت های پایین بخار، از 100 کیلوگرم بخار تا 30 تن بخار در ساعت و یا برای تولید آبگرم تا 16 ملیون کیلوکالری برساعت استفاده می شوند. بنا بر محدودیت های ساختی، این نوع از بویلر ها که به صورت استوانه های جدار نازک ساخته می شوند و نوعی از مخازن تحت فشار به حساب می آیند، توان تحمل فشاری بالاتر از 30 بار برای آن ها امکان پذیر نمی باشد و در صورت نیاز به ظرفیت ها و فشار های بالاتر، باید از بویلر های واتر تیوب استفاده شود.
دسته بندی بویلرهای فایرتیوب
یکی از روش های دسته بندی بویلر های فایرتیوب، بر اساس تعداد پاس های آنها (تعداد دفعاتی که گازهای داغ احتراقی از درون بویلر عبور می کنند) می باشد. محفظه ی احتراق به عنوان پاس اول بوده و پس از آن از لوله های آتش خوار به عنوان پاس های بعدی استفاده می شوند. رایج ترین نوع بویلر فایرتیوب در این گروه، واحد سه پاس می باشد که در آن از دو پاس لوله های آتش خوار استفاده شده و گازهای خروجی از پشت یا بالای بویلر خارج می شوند.
بویلر های فایر تیوب به انواع وت بک و درای بک نیز دسته بندی می شوند.
مزایای بویلر فایرتیوب
محدودیت های بویلر فایرتیوب
یکی از محدودیت های استفاده از بویلرهای فایرتیوب این است که استفاده از سوخت های جامد در آنها با مشکلات فراوانی همراه است و معمولاً برای استفاده از سوخت های جامد به بویلر های واترتیوب رجوع می شود.
ضریب انتقال حرارت به وسیله ی جریان گاز درون لوله، کمتر از زمانی است که گاز در بیرون لوله ها جریان دارد. لذا بویلرهای فایرتیوب در ظرفیت مشابه، بزرگ تر از بویلرهای واترتیوب هستند.
به دلیل حجم زیاد آب اطراف لوله های آتش در این بویلرها، راه اندازی و وارد خط شدن آنها بیشتر از بویلرهای واترتیوب طول می کشد.
در این سیستم ها کیفیت بخار تولیدی پایین است، زیرا در آنها از درام استفاده نمی شود.(درام محفظه ای است که از آن برای جدا کردن آب و بخار از یکدیگر استفاده می شود). لذا این بویلرها در مواقعی استفاده می شوند که از بخار آنها برای مصارف حساس استفاده نشود.
زمانی که قصد داریم بخار سوپرهیت تولید کنیم، بویلرهای واترتیوب برای این کار مناسب تر هستند. در بویلر های فایرتیوب نیز امکان نصب سوپر هیتر وجود دارد اما در این حالت، فضای در دسترس برای نصب سوپرهیترها محدود شده و امکان نصب آنها تنها در بین پاس های لوله های آتش خوار فراهم می باشد که در این حالت یا دمای گازها خیلی بالاست و یا خیلی پایین و نمی توان یک سوپرهیتر ایده آل را طراحی نمود. لذا در این بویلرها نصب سوپرهیتر دشوار بوده و آنها معمولاً بخار اشباع تولید می کنند (معمولاً زیر 30 بار).
در فشارهای بالا، ضخامت جدار ی موج دار کوره ی مرکزی این بویلرها (کوره کورّه گیت)، باید افزایش یابد که با بالا رفتن این ضخامت، ایجاد موج روی بدنه ی آنها دشوار می شود. این موج ها باعث کنترل انبساط حرارتی بین کوره و لوله های کوچک تر در پاس های دوم و سوم می شود. لازم به ذکر است که صفحه ی در بر گیرنده ی لوله ها، در انتهای کوره ثابت شده است و بدون این انعطاف پذیری، در زمان انقباض و انبساط، تنش های بزرگی به لوله ها و صفحه ی دربردارنده ی آنها وارد می شود. تعداد پاس های لوله ها به نظر سازنده بستگی دارد (معمولاً سه یا چهار پاس استفاده می شود).
دودکش در بویلرهای فایر تیوپ
دودکش بویلر وسیله ایست که دود های حاصل از احتراق سوخت بویلر را از موتورخانه خارج و به فضای آزاد منتقل می کند.
در بویلر های فایر تیوب، دودکش یا در پشت دیگ قرار دارد یا در بالای آن که در هر دو صورت بنا بر قوانین انتخابی دودکش که در همین بخش به آن اشاره می شود، قطر آن تعیین می گردد.
بویلر (همان دیگ) مجهز به دمنده مناسب، بدون دودکش هم می تواند کار کند، ولی مواد حاصل از احتراق را باید به نحوی از محل موتورخانه بیرون راند. این کار، توسط دودکش صورت می گیرد. ارتفاع دودکش بستگی به مقررات محلی و نیروی رانشی مناسب دارد ولی شرایط محل نصب مانند ساختمان های بلند مجاور، جهت باد و عوامل جغرافیایی نیز موثر خواهد بود.
در صورت وجود مسیر های فرعی در مسیر دود و محصول احتراق ، دودکش باید طوری انتخاب شود که افت فشار ناشی از مسیر های فرعی را جبران نماید.
بنابراین در انتخاب دود کش باید قدرت الکترو موتور ومیزان هوا دهی پروانه دمنده دیگ را در نظرگرفت. دودکش باید به حالت آزاد ایستاده به مجرای خروجی دود متصل شود. لوله باید به طرف بالا باشد تا از خطر ناشی از تراکم گاز جلوگیری کند. قبل از تصمیم درباره ارتفاع دودکش شرایط و مقررات محلی باید مطالعه شود. سطح مقطع دودکش نباید از سطح مقطع محل خروج دود از دیگ کمتر باشد.
دسته بندی بویلرهای فایرتیوب بر اساس تماس آب با پشت دیگ
این بویلرها به دو دسته کلی تقسیم می شوند: پشت تر و پشت خشک.بویلر های فایر تیوب پشت تر wetbackدر نوع پشت تر محل چرخش گازهای داغ، توسط آب پوشانده می شود. لذا گازهای داغ خروجی در این حالت بر خلاف مدل پشت خشک، با مواد نسوز تعبیه شده در انتهای بویلر، برخورد نمی کنند. در نتیجه بویلرهای نوع پشت تر مشکلات کمتری با تعمیر و نگهداری مواد نسوز داشته و راندمان بالاتری دارند.
تقسیم بندی بویلر های فایر تیوب بر اساس تعداد گذر دود
دوپاس
بویلر های فایر تیوب دو پاس دارای یک کوره و یک مسیر برگشت از لوله ها می باشد. این نوع از بویلر ها دارای راندمان پایینتری نسبت به دیگر نمونه ها هستند و بیشتر در نمونه های پشت خشک (dry back) مورد استفاده قرار می گرفتند و امروزه تولید آن ها رو به اتمام است.
کوره برگشتی
بویلر های کوره برگشتی راندمان بالاتری نسبت به دیگ های دو پاس دارند و بیشتر انرژی خود را در کوره منتقل می کنند. به این نحو که با تولید آتش توسط مشعل و ورود آن به کوره، آتش دو بار مسیر کوره را در یک رفت و برگشت طی می کند و به پاس لوله ها وارد شده و از دودکش خارج می شود. این نوع از بویلر ها راندمانی بین 70 تا 80 درصد دارند. استفاده از اکونومایزر ها نیز در این نوع از بویلر ها بسیار رواج دارد که راندمان سیستم را تا 5 درصد افزایش می دهد. درباره اکونومایزر در بخش بعد توضیحات بیشتری آورده خواهد شد.
این نوع از بویلر به ندرت برای تولید بخار مورد استفاده قرار می گیرند و بیشتر برای تولید آبگرم از آن ها استفاده می شود.
سه پاس
بویلر های فایر تیوب سه پاس رایج ترین انواع بویلر های فایر تیوب می باشد که با راندمانی تا 86 درصد، مورد استفاده قرار می گیرد. این نوع از بویلرها با سه مسیر رفت و برگشت، آتش را هدایت می کنند تا انرژی خود را به آبی که در اطراف آن وجود دارد منتقل سازد. در بویلر های سه پاس از سه نوع کوره استفاده می شود. کوره معمولی، کوره هوپ دار و کوره کورّه گیت.
دیگ آب گرم (Hot Water Boiler) یا بویلر آبگرم
یک مخزن تحت فشار می باشد که در آن سیال عامل تحت فشار، گرم شده و مورد استفاده قرار می گیرد. آب به عنوان سیال عامل بیش تر بویلرها با ظرفیت حرارتی بالا توان ذخیره انرژی مورد نیاز را دارد.
دیگ های آبگرم در سیستم های گرمایشی مورد استفاده قرار می گیرد و با جاسازی آن در موتورخانه ساختمان می توان گرمایش محیط را تامین کرد.
دیگ های آبداغ نیز از انواع دیگر بویلر ها هستند که در فشار های بالاتر آب بالای 100 درجه سانتی گراد تولید می کنند.
دیگ های آبگرم معمولا از ظرفیت 80,000 کیلوکالری بر ساعت تا 16,000,000 کیلوکالری بر ساعت تولید می شود.
دیگ های آبگرم و آب داغ از فشار 2 بار تا 20 بار تولید می شود. و معمولا در سیستم های گرمایش مرکزی (موتورخانه) برای تولید آبگرم رادیاتور، فن کویل، یونیت هیتر، گرمایش از کف و ... مورد استفاده قرار می گیرد.مشابه این نوع از دیگ ها در ظرفیت پایین می توان از پکیج های دیواری نام برد و در ظرفیت های بالا نیز سیستم موتورخانه مرکزی با بخار به عنوان روشی دیگر برای گرمایش ساختمان مطرح می شود.
محاسبه ی ظرفیت دیگ های آب گرم:
برای محاسبه ظرفیت دیگ های آبگرم برای یک ساختمان پارامتر های متعددی دخیل هستند از جمله:
متراژ ساختمان
برای این محاسبات ، نرم افزار کریر بهترین راه حل می باشد و مهندسین تاسیساتی خبره در این زمینه با این نرم افزار محاسبات بار گرمایشی و سرمایشی ساختمان را محاسبه می کنند.
اما برای تخمین بار گرمایی یک ساختمان معمولا متراژ زیربنای ساختمان را در عددی بین 50 تا 200 (بر اساس شهر یا کشور محل نصب دستگاه) ضرب می کنند تا ظرفیت دیگ به کیلو کالری بر ساعت بدست آید.
برای مثال:
یک ساختمان با زیربنای 1000 متر مربع در شهر تهران برای گرمایش به دیگ آبگرمی به ظرفیت 150,000=1000*150کیلو کالری بر ساعت نیاز دارد. (بدون احتساب آبگرم مصرفی )
توجه کنید این محاسبات تنها معیاری از میزان حرارت مورد نیاز در اختیار شما قرار می دهد و حتما بار گرمایشی باید به صورت دقیق محاسبه گردد.
طراحی سایت و سئو : راسپید