بررسی جامع انواع دیگ چدنی

در این مقاله به بررسی فنی انواع دیگ چدنی موتورخانه می پردازیم و دیگ های چدنی را از لحاظ ظرفیت و عملکرد بررسی می کنیم.

در ساختمان و صنایع جهت استفاده از گرمایش از سیستم حرارت مرکزی استفاده می گردد. این سیستم را میتوان به یک حلقه یا لوپ تشبیه نمود که عموما از از سه جز مولد مبدل و لوله و تجهیزات ارتباطی میباشد. سیستم حرارت مرکزی به عبارتی در سیستم حرارت مرکزی تولید حرارت در یک نقطه و مصرف در نقاط دیگر میباشد. در این جهت انتقال حرارت از سیالات استفاده میگردد که در تهویه مطبوع مهمترین سیال آب میباشد.

مولدها در سیستم حرارت به عنوان قلب سیستم در نظر گرفته میشود. مولد یا مکان تولید حرارت میباشد که در صنعت به عنوان دیگ ها حرارت مرکزی معرفی میگردند. دیگ ها از لحاظ جنس بدنه در دو دسته چدنی و فولادی تقسیم میگردند. در این مقاله به بررسی دیگ های چدنی می پردازیم.

دیگ چدنی چیست

جنس این دیگ ها از چدن آتش خوار بوده و از قطعاتی به نام پره تشکیل میگرند که میتوان آن ها را به صورت جداگانه به محل موتورخانه حمل نموده ودر آنجا توسط یک وسیله ارتباطی به نام بوشن یا مغزی رو به هم جمع و آب بندی کرد. هر دیگ چدنی دارای پره جلو ، پره عقب و تعدادی پره مشابه بین این قطعات میباشد که با کم و زیاد کردن تعداد این پره ها میتوان قدرت حرارتی دیگ را کاهش یا افزایش داد. این پره به صورتی ساخته شده اند که وقتی کنارهم قرار میگیرند فضای خالی جهت احتراق احتراق سوخت و عبور شعله آتش بوجود می اورند. قسمت هایی از پره ها که در معرض برخورد شعله آتش میباشند توسط آسترنسوز یا اجر نسوز و ملات و خاک پوشیده میشود. چدن آتش خوار علاوه بر داشتن انتقال حرارت مناسب، مقاومت بالایی در برابر اکسید شدن و عوامل شیمیایی تاثیر گذار بر سطح دارد. آلیاژ چدن در برابر عوامل محیطی مانند رطوبت میعانات ناشی از احتراق بسیار مقاوم بوده ضخامت این پره های دیگ های چدنی حدود 5 میلیمتر میباشد.

جهت نصب مشعل گازی و خروج دودهای حاصل از احتراق حفره هایی به ترتیب در جلو و عقب دیگ تعبیه شده اند و بدنه آن نیز سوراخ هایی برای اتصال لوله های رفت و برگشت اب، شیر اطمینان ، فشار سنج  دماسنج  و ترموستات ایجاد گردیده اند. به دلیل  خاصیت شکنندگی چدن، هنگام حمل نقل آن باید دقت کافی صورت پذیرد و مراقبت نماییم هیچ وقت تهی از آب نگردد زیرا موجب ترک برداشتن آب میگردد. دیگ های چدنی معمولا برای تحمل فشار تا 5 اتمسفر با قدرت های حرارتی گوناگون حداکثر تا 2500000 بی تی یو بر ساعت ساخته میشوند. از این دیگها میتوان برای سیستم های حرارت مرکزی با آب گرم آب داغ و بخار فشار ضعیف استفاده نمود.

همان طور که عنوان گردید این دیگ ها قطعه قطعه یا پره پره تولید میگردد امکان تغییر ظرفیت حرارتی در آن وجود دارد و همچنین در موتورخانه هایی با فضای دسترسی کم امکان مونتاژ و جمع کردن آن در هر مکانی میسر میباشد. به دلیل جنس چدنی آن در مقابل خوردگی و پوسیدگی و زنگ زدگی مقاوم میباشد و دارای عمر بالایی میباشد. از جمله معایب این نوع دیگ ها پایین بودن تحمل فشار آن میباشد این نوع دیگ ها برای ساختمان های مرتفع مناسب نمیباشند و همچنین قیمت بالای آن نسبت به نوع فولادی میباشد.

انواع دیگ چدنی

معمولی سولار 300

معمولا تا 10 پره قابلت مونتاژ را داشته است. این دیگ ها جهت ساختمان های کوچک تا زیر بنای 600 متر مربع مناسب میباشد. نسبت به مدل های دیگر سبک بوده و به وسیله افراد قابلیت حمل را دارا میباشد. و تمام مراحل نصب آن در داخل موتورخانه صورت میپذیرد.

دیگ چدنی سوپر 300

این دسته دیگ ها دارای ضخامت 5 میلی متر بوده و دارای فین برجسته میباشد که باعث افزایش بازدهی آن میگردد. این دیگ ها تا ارتفاع ساختمان 13 طبقه جوابگو میباشد. به دلیل شکل محفظه و پاس های دود آن به تمامی مشعل ها قابلیت اتصال را دارد. این دیگ ها نیز همانند دیگ چدنی 300 برای ساختمان های تا 600 متر مربع زیر بنا مناسب میباشد. این دیگ ها در دو نوع اب بندی اورینگی و بوشی عرضه میگردد. به دلیل سبک بودن قطعات دیگ سوپر 300، درب های جلو و عقب دیگ به سادگی باز شده و قابل جابجا شدن میباشد. کوره و پاس های دود قابل دسترس و به راحتی عملیات عملیات سرویس و برس زدن میسر میباشد. با نصب دیگ های سوپر 300 بعد از هر بار سرویس ، دیگ با ظرفیت مناسب در دسترس میباشد.

دیگ چدنی 400 معمولی

این دیگ ها در ظرفیت بالاتر نسب به مدل های 300 در دسترس میباشد و تا تعداد 13 عدد قابلیت مونتاژ را دارد این دیگ ها جهت اتصال به سیستم BMS را دارا میباشد و حتی قابلیت اتصال به سیستم انرژی خورشیدی را دارا میباشد.

ضخامت این دیگ های چدنی 400 حدود 6 میلی متر میباشد و با فین برجسته پوشانده شده است. دیگ های سری 400 جهت تامین گرمایش فضا ، آب گرم مصرفی و جهت چیلرهای جذبی تک اثره کاربرد دارد. بهتر است دیگ های چدنی جهت زدودن ضایعت احتراق از ناحیه دودکش باز و سرویس گردد همچنین رسوبات حاصل از تبخیر در منبع انبساط باعث کاهش انتقال حرارت و افزایش فزینده مصرف سوخت میگردد. طراحی دیگ های سرس 400 به نحوی میباشد که جهت زدودن املاح و رسوبات در بهترین حالت و کمترین زمان صورت پذیرد.

دیگ چدنی سوپر 400

این دسته از دیگ ها بسیار شبیه دیگ های سولار 400 میباشد و دلیل سبک بودن آن می توان توسط یک نفر حمل و در محل موتورخانه مونتاژ و نصب گردد. مهمترین قابلیت های دیگ های چدنی سوپر 400 به شرح زیر است:

• گذر شعله و دود جهت سه پاس واقعی برای افزایش انتقال حرارت
• پره عقب WET- BACK و خنک کاری با اب گردشی
• وجود لوله آب پخش کن پلی آمیدی جهت توزیع آب بصورت یکنواخت و جلوگیری از اختلاف دما در نقاط مختلف دیگ
• تعبیه محل های قرار گیری نخ نسوز و دود بند ها در لبه پره در راستای اطمینان کامل از دود بندی دیگ
• وجود فین های برجسته و افزایش سطح حرارتی موثر دیگ در سطوح داخلی کوره و پاس های دود و ایجاد تمایز سطوح حرارتی دیگ سوپر 400 از دیگ های یکپارچه
• سطوح داخلی کانال های آب مضرس و افزایش سطح حرارتی سمت آب
• روپوش با ایزولاسیون کامل و حداقل اتلافات حرارتی از بدنه دیگ

دیگ چدنی مدل توربو

این مدل دیگ نیز همانند دیگ 400 میباشد این دیگ توسط دو نفر باید حمل گردد و در محیط موتورخانه به صورت کامل مونتاژ میگردد. تعداد پره دیگ های سری توربو حدود 15 الی 18 میباشد.

دیگ های چدنی سری 1300

دیگ های 1300 در 2 مدل سوپر هیت و استار بعنوان جدید ترین محصول شرکت صنعتی شوفاژ کار عرصه میشوند. این دیگ ها با توجه به مقدار ظرفیت گرمایشی مورد نیاز پروژه در مدل های 7 الی 20 پره تولید شده و قابلیت تامین ظرفیت حرارتی بین 494000 الی 1300000 کیلوکالری بر ساعت را دارا می باشند. از این رو گزینه ای مناسب برای کاربرد های صنعتی و بیمارستانی هستند. همچنین این دیگ قابلیت تامین آب گرم مورد نیاز در ژنراتور های چیلر های جذبی آب گرم را دارد.

دیگ های 1300 مدل سوپر هیت برای تحمل فشار کاری تا 6بار و دیگ های 1300 مدل استار برای فشار کاری 10 بار طراحی می شوند.

طراحی 3 پاس، جهت عبور محصولات احتراق سبب شده تا حداکثر انتقال حرارت بین شعله و آب در گردش بدست آید. در پاس اول حدود 50 درصد از انتقال حرارت کلی و در پاس های دوم وسوم به ترتیب 20 و 30 درصد انتقال حرارت حاصل می شود.

وجود شیلد حرارتی در سقف پاس اول دیگ، مانع برخورد مستقیم شعله با پره می شود. یکی از معضلات در بویلر ها، برخورد شعله با پره دیگ، ایجاد نقاط داغ و رسوب در مسیر آب رو و در نهایت سوراخ شدن پره هاست. طراحی این سپر حرارتی نقش قابل توجهی در توزیع یکنواخت حرارت در سقف پاس اول و جلوگیری از این پدیده ایفا مینماید.

یکی دیگر از مسایل حائز اهمیت در دیگ های آب گرم، توزیع یکنواخت آب در تمامی مسیر های آب روی دیگ می باشد. بدین منظور لوله آب پخش کن پلی آمیدی در مسیر ورود به دیگ های 1300 تعبیه شده است. سوراخ های در نظر گرفته شده روی این لوله در هماهنگی با مسیر های عبور آب دیگ باعث می شود توزیع یکنواختی از درجه حرارت آب در پره های دیگ حاصل شود. این لوله مولتی واترجت بصورت منفصل و قابل مونتاژ با توجه به تعداد پره ها و طول دیگ بهمراه محصول عرضه می شود. جنس استفاده شده در این لوله به نحوی انتخاب شده است که ضمن مقاومت حرارتی مناسب، مانع رسوب سختی آب در داخل آن می شود.

استفاده از چدن خاکستری با ترکیبات آلیاژی، بدنه ای با مقاومت مکانیکی و شیمیایی مناسب را برا یپره های دیگ های 1300 بوجود می آورد. مقاومت مکانیکی بدنه پره، بهمراه ماین کاری محل های اتصال و بوش های مرتبط کننده تضمینی بر کارایی مناسب محصول در فشار های کاری مورد نظر می باشد. خواص متالوژیکی این محصول باعث جلوگیری از خوردگی های بدنه در برابر کندانسه های احتمالی محصولات احتراق در محفظه دیگ می شود. تعبیه فین های چدنی در مسیر عبور شعله و دود سبب ایجاد سطح حرارتی بیشتر؛ و ایجاد زبری سطح باعث جریان آشفته سیال عبوری می شود، که نقش موثری در افزایش راندمان حرارتی دارد.

وظیفه مونتاژ و آب بندی هر دو پره، توسط بوش های مخروطی فولادی در نافی های تراش خورده بهمراه مهار کننده های فولادی انجام می شود.

طراحی بصورت تک پره های قابل حمل، نیاز به درب های و بازشوهای بزرگ و همچنین استفاده از جرثقیل برای حمل آن به موتورخانه را برطرف می کند. از طرف دیگر استفاده از این محصول در موتورخانه هایی که احتیاج به جایگزینی دیگ جدید به جای دیگ های فرسوده قدیمی دارند به آسانی امکانپذیر است و باعث جلوگیری از هرگونه تخریب و آسیب رسیدن به مسیر های دسترسی به موتورخانه در داخل ساختمان می شود.

دو نافی در نظر گرفته شده روی فلنج آب ورودی و دو نافی روی فلنج آب خروجی امکان اتصال تجهیزات کنترلی اعم از ترمومتر، مانومتر و آکوستات را فراهم آورده و نیاز به سوراخ کردن جداره دیگ برای نصب تجهیزات را مرتفع ساخته است .

پره آخر دستگاه از نوع wet back طراحی شده است تا حداکثر حرارت در پاس اول جذب شد و اتلاف حرارت از انتهای دیگ به حداقل برسد.

درب جلوی دیگ به نحوی طراحی شده است که قابلیت باز شدن به هر دو سمت را –باتوجه به نوع چیدمان دیگ ها در موتورخانه- به وجود می آورد.

چهار درب تعبیه شده در سمت جلوی دیگ، امکان دسترسی به فضای داخلی دیگ جهت تمیزکاری و سرویس را فراهم می سازد.

شاسی فولادی که دیگ بر روی مونتاژ می شود امکان انبساط و انقباض دیگ در اثر تغییرات درجه حرارت آب را فراهم کرده و از ایجاد تنش حرارتی در پره ها ممانعت می نماید.

منبع: شوفاژکار

تحریریه تیم خدمات فنی مهندسی به فیکس