۱- بویلرهای با کوره در بیرون ( External Furnace Steel Fire tube Boilers ) :
در این نوع بویلرها ، کوره در بیرون ردیف لوله های آتش (Fire Tubes ) قرار دارند و گازهای حاصل از احتراق سوخت از درون لوله ها گذر می کند . این نوع بویلرها در سه نوع زیر ساخته می شوند :
Horizontal Return Tubular ( H.R.T. )
این نوع که بیش از سایرین مورد مصرف قرار می گیرد ، دارای ماکزیمم فشار کاری ۱۴bar و ماکزیمم بخاردهی ۱۱٫۵m³/hr است . راندمان آن غالبا ۷۰% و نرخ تولید بخار به واحد سطح ، از ۱۵ الی ۲۵ کیلوگرم در ساعت می باشد .
Short Fire Box
Compact
۲- بویلرهای با کوره دردرون ( Internal Furnace Steel Fire tube Boilers )
این گونه بویلرها را در سه تیپ می سازند :
Horizontal Tubular که خود دارای چهار نوع زیر است
– Locomotire Boilers با حد اکثر فشار کاری ۱۷bar و ماکزیمم بخاردهی ۶٫۸m³ بخار اشباع است .
– Short Fire Box Boilers
– Compact Boilers که دارای ظرفیت بخاردهی ۰٫۲ الی ۵٫۶ متر مکعب در ساعت بخار است .
– Scotch Boilers که دارای ماکزیمم فشار کاری ۱۷bar و ماکزیمم ظرفیت بخاردهی ۶٫۸m³/hr است . این نوع بویلرها را در دو تیپ Dry back و Wet back می سازند . اگر پشت کوره این بویلر با مواد نسوز پوشانده شود ، آن را Dry back و اگر با آب احاطه شود آن را Wet back گویند .
Vertical Tubular : که دارای بخاردهی ۵m³/hr در فشار نهایی ۱۷bar است .
Residental Boiler : که در تیپ های لوله افقی و قائم جهت تولید آب داغ ساخته می شوند و در هر ساعت حداکثر تبادل حرارتی ممکن ۱۳۵۰۰BTU است و نوع لوله قائم آن برای تولید ۵m³/hr بخار اشباع ساخته می شود .
۲-۲-۲- تاریخچه و عملکرد بویلرهای واتر تیوب :
بویلرهای فایرتیوب مبدلهای حرارتی از نوع پوسته و لوله ای هستند که سیال سرد ( آب ) آنها در لوله های مبدل و سیال گرم ( گازهای ناشی از احتراق سوخت ) آنها در پوسته مبدل قرار دارد .دراین نوع بویلرها برخلاف بویلرهای فایرتیوب ، بخار آب می تواند به دما و فشار بیشتر از حد اشباع خود رسیده و مافوق گرم ( Super Heat ) شود .
درواقع محدودیت های بویلرهای فایرتیوب از نظر تولید بخار پرفشار و دما بالا ، مانند بخاری که برای به گردش در آوردن توربین های بخار نیروگاهها لازم است ، باعث مطرح شدن این نوع بویلرها شده است .
طراحی اولیه بویلرهای واترتیوب به اواخر قرن ۱۸ و اوایل قرن ۱۹ میلادی بر می گردد . ولی بدلیل در اختیار نبودن لوله ها و موادی که قادر به تحمل فشار بالای این بویلرها باشند ، این طرحها هرگز به مرحله اجرا در نیامدند .
استفان ویلکاکس ( Stephen Vilcox ) و جرج بابکوک ( George Babcock ) را می توان پیشگامان طراحی بویلرهای واترتیوب به شکل امروزی دانست . شکل ۲-۵ بویلر طراحی شده آنها در سال ۱۸۷۷ را نشان می دهد .
نمایی از بویلر واترتیوب طراحی شده توسط استفان ویلکاکس و جرج بابکوک
همانگونه که در شکل نشان داده شده ، لوله های حاوی آب بصورت مایل قرار گرفته اند و انتهای دو سر آنها توسط دو مجرا به محفظه استوانه ای شکلی به نام درام ( Drum ) متصل شده اند . بخار تولید شده در لوله های بویلر قبل از اینکه به مصرف کننده برسد ، وارد درام می شود تا ذرات آب موجود در بخار آب گرفته شود .
سطح تبادل حرارت در این بویلر از تعدادی لوله به قطر تقریبی ۷۵mm تشکیل شده است . تعدادی از این لوله ها در معرض مستقیم شعله احتراق و بقیه در معرض گازهای داغ ناشی از احتراق قرار دارند . برای هدایت این گازها در اطراف لوله ها از تعدادی تیغه ( Baffle ) استفاده می شود ، این تیغه ها با اصلاح مسیر حرکت گازها باعث افزایش سطح انتقال حرارت و در نتیجه افزایش راندمان بویلر می شوند .
به این ترتیب در این نوع بویلر حرارت گازهای حاصل از احتراق از طریق گروهی از لوله ها که سطح مقطع آنها در مقایسه با قطر پوسته بویلر فایرتیوب نسبتاً کوچک می باشد ، به آب داده می شود . این امر امکان افزایش بخار تولیدی را میسر می سازد .
با افزایش نیاز به مصرف لخار فشار بالا ، طراحی بویلرهای واتر تیوب نیز تغییر کرد . بویلر واترتیوب با چند درام و نوع واتروال ( Water Wall )، از انواع طراحی شده بعدی محسوب می شوند . در نوع واتروال آب درون لوله های قائمی که محفظه احتراق را احاطه کرده اند ، به سمت بالا در جریان است . آب درون لوله ها با گرفتن انرژی گرمایی گازهای حاصل از احتراق به بخار تبدیل می شود . این لوله ها از یک انتها به آب تغذیه بویلر و از انتهای دیگر به یک درام متصل هستند . این بویلرها قابلیت تولید بخار با فشار اشباع ۱۰۰bar و بیشتر را دارا می باشند . نمونه های دیگری از بویلر های واترتیوب نشان داده شده است .
انواع بویلر های واتر تیوب :
این نوع بویلر ها به دو دسته طبقه بندی می شوند :
Horizontal Straight Tube Boilers : این نوع بویلر ها دارای بخار دهی ۵m³ برای هر متر عرض بویلر است و ابعاد آن از دو متر عرض ، ۵ متر ارتفاع ، ۵متر عمق تا ۵متر عرض ، ۵متر ارتفاع و ۷متر عمق تغییر می کند .
Bont Tube Boilers : بخاردهی این نوع بویلرها از نوع اول بیشتر بوده و تا میزان ۷m³ برای هر متر عرض ، بخار تولید می کند . این نوع بویلرها را طبق شکل در سه تیپ A ، O ، D شکل می سازند .
محسنات بویلرهای واتر تیوب نسبت به بویلر های فایر تیوب از این قرار است :
امکان دستیابی به فشارهای بالا و در نتیجه جذب حرارت بیشتر توسط سیال عامل .
بیشتر بودن سطوح تبادل حرارتی به علت نامحدود بودن حجم وابعاد کوره بویلر که در نتیجه ، با افزایش سطوح ، نرخ جذب حرارت زیاد و بخاردهی بیشتر می شود .
به علت بزرگ بودن کوره ، امکان دستیابی به فلاکس حرارتی بالا بدون خسته شدن و اکیپ دیدن لوله ها وجود دارد .
راندمان بالاتر از ۹۰% ، در صورتی که در بهترین طرح های بویلرهای فایر تیوب راندمان بیش از ۸۰% نیست .
افزودن دیدگاه جدید