بویلر بخار (دیگ بخار) یا Steam Boiler یک دستگاه است که آب را به بخار تبدیل می‌کند. این بخار برای تأمین انرژی در صنایع مختلف مانند تولید برق، گرمایش، و فرآیندهای صنعتی استفاده می‌شود. بویلر بخار از طریق گرم کردن آب به وسیله سوخت‌های مختلف مانند گاز، گازوییل یا برق، بخار تولید می‌کند که برای سیستم‌های مختلف انتقال داده می‌شود. استفاده از بخار باعث افزایش راندمان انرژی و کاهش هزینه‌های عملیاتی می‌شود.

آب تغذیه بویلر (Feed water) آبی است که به بویلر بخار وارد می‌شود تا به بخار تبدیل شود. این آب معمولاً پیش از ورود به بویلر تصفیه و آماده‌سازی می‌شود تا از تشکیل رسوبات و آسیب به بویلر جلوگیری شود. کیفیت آب تغذیه برای بهبود عملکرد بویلر و افزایش عمر آن بسیار حیاتی است.

محتوای تغییر وضعیتبلودان بویلر بخار فرآیندی است که در آن آب حاوی ذرات و رسوبات از بویلر تخلیه می‌شود تا از تجمع مواد زائد جلوگیری و عملکرد بهینه بویلر حفظ شود. بلودان به دو نوع دستی و اتوماتیک تقسیم می‌شود و به بهبود کیفیت بخار، کاهش رسوبات و افزایش عمر تجهیزات کمک می‌کند.

بلودان پایین بویلر (Bottom blowdown) به فرآیندی اشاره دارد که در آن مواد زائد، رسوبات و ذرات جامد که در انتهای بویلر تجمع می‌یابند، از طریق یک خروجی تخلیه می‌شوند. این فرآیند به‌طور منظم برای حذف رسوبات و حفظ عملکرد بهینه بویلر بخار انجام می‌گیرد.

بویلرهای بخار به چند دسته اصلی تقسیم می‌شوند: بویلرهای بخار لوله آبی یا واترتوب، که در آن‌ها آب در لوله‌ها و گاز داغ در اطراف آن‌ها جریان دارد و معمولاً برای ظرفیت‌های بالا و فشارهای بالا استفاده می‌شوند؛ بویلرهای بخار لوله دودی یا فایرتیوب، که در این نوع بخار از طریق لوله‌هایی که در آب غوطه‌ورند، تولید می‌شود و بیشتر در کاربردهای کم‌ظرفیت و فشار پایین کاربرد دارد؛ بویلرهای بخار فایر تیوب و واتر تیوب، که به ترتیب طراحی‌های خاص خود را دارند و برای شرایط و نیازهای متفاوت استفاده می‌شوند. همچنین، بویلرهای بخار صنعتی و بویلرهای بخار مورد استفاده در نیروگاه‌ها نیز به عنوان زیرمجموعه‌های این دسته‌ها شناخته می‌شوند.

سطح آب در بویلر بخار (دیگ بخار) به ارتفاع آب موجود در دیگ بخار اشاره دارد. این سطح باید در محدوده مشخصی نگه‌داشته شود تا عملکرد بویلر بهینه باشد. اگر سطح آب خیلی پایین باشد، ممکن است لوله‌ها و عناصر حرارتی بویلر داغ شوند و آسیب ببینند (که به آن «خشک‌سوزی» گفته می‌شود)، و اگر سطح آب خیلی بالا باشد، ممکن است بخار آبی به سیستم‌های خروجی وارد شود و موجب ایجاد مشکلاتی در کارایی و کیفیت بخار شود. بنابراین، کنترل دقیق سطح آب با استفاده از سیستم‌های مانیتورینگ و کنترل ضروری است.

برای سنجش و حفظ سطح آب در بویلر بخار، می‌توان از مراحل زیر استفاده کرد:

1. استفاده از نشانگر سطح آب: نصب نشانگرهای سطح آب (گلس یا الکترونیکی) برای مشاهده و نظارت بر سطح آب در دیگ بخار. این نشانگرها باید به‌طور منظم بررسی و کالیبره شوند.

2. سیستم‌های کنترل خودکار: استفاده از سیستم‌های کنترلی خودکار که به‌طور مداوم سطح آب را پایش کرده و در صورت نیاز، به‌صورت اتوماتیک آب را به بویلر اضافه کنند یا آن را تخلیه کنند.

3. پراب‌های سطح آب: استفاده از پراب‌های سطح آب که قادر به اندازه‌گیری سطح آب و ارسال سیگنال به سیستم‌های کنترل هستند.

4. نگهداری منظم: انجام نگهداری دوره‌ای بر روی سیستم‌های سنجش و کنترل برای اطمینان از کارایی و دقت آن‌ها.

5. آموزش پرسنل: آموزش اپراتورها برای شناخت و واکنش به تغییرات غیرعادی در سطح آب و استفاده صحیح از تجهیزات.

با رعایت این موارد، می‌توان ایمنی و کارایی بویلر بخار را حفظ کرد.

حفظ سطح آب در بویلر بخار به‌طور مستقیم با آب تغذیه ارتباط دارد، زیرا آب تغذیه منبع اصلی برای تأمین آب مورد نیاز بویلر است. هر زمان که سطح آب در بویلر پایین بیاید، سیستم کنترل باید آب تغذیه را به بویلر اضافه کند تا سطح آب در محدوده ایمن حفظ شود. در واقع، کیفیت و کمیت آب تغذیه تأثیر زیادی بر عملکرد بویلر دارد؛ آب تغذیه باید به‌طور منظم تصفیه شود تا از بروز رسوب و خوردگی در بویلر جلوگیری کند.

بنابراین، تأمین آب تغذیه با کیفیت مناسب و در حجم کافی، عامل کلیدی در حفظ سطح آب، ایمنی و کارایی بویلر بخار است.

سنسورهای سطح سنج آب بویلر بخار به چند نوع اصلی تقسیم می‌شوند:

1. سنسورهای شناور: این سنسورها از یک شناور استفاده می‌کنند که با تغییر سطح آب بالا و پایین می‌رود و سیگنال‌هایی را به سیستم کنترل ارسال می‌کند.

2. سنسورهای الکترونیکی (مقاومتی): این سنسورها بر اساس تغییرات مقاومت الکتریکی ناشی از تغییرات سطح آب عمل می‌کنند. در این سیستم‌ها، سنسور در آب و بالای آن قرار می‌گیرد و مقاومت آن به تغییرات سطح آب وابسته است.

3. سنسورهای راداری: این سنسورها از امواج راداری برای اندازه‌گیری سطح آب استفاده می‌کنند و می‌توانند بدون تماس با آب عمل کنند. آن‌ها به‌خصوص برای شرایط سخت و فشار بالا مناسب هستند.

4. سنسورهای نوری: این سنسورها از پرتوهای نور برای تشخیص سطح آب استفاده می‌کنند و معمولاً در سیستم‌های مدرن و پیشرفته به کار می‌روند.

5. سنسورهای فشار: این نوع سنسورها بر اساس فشار آب در عمق خاصی از بویلر عمل می‌کنند و تغییرات فشار را برای تعیین سطح آب اندازه‌گیری می‌کنند.

استفاده از هر یک از این سنسورها به نیازهای خاص بویلر و شرایط عملیاتی بستگی دارد.

سنسور سطح سنج خازنی برای سنجش سطح آب در بویلر بخار از اصل تغییر ظرفیت خازنی استفاده می‌کند. این سنسور از دو الکترود تشکیل شده است که به عنوان یک خازن عمل می‌کنند. وقتی سطح آب در بویلر تغییر می‌کند، ظرفیت خازنی بین دو الکترود نیز تغییر می‌کند.

نحوه کارکرد:

1. ساختار سنسور: سنسور معمولاً شامل دو الکترود است که یکی از آن‌ها معمولاً درون بویلر و دیگری در خارج قرار دارد. این الکترودها معمولاً به‌صورت موازی قرار می‌گیرند.

2. تغییر سطح آب: با تغییر سطح آب در بویلر، نوع و میزان ماده بین الکترودها (آب یا هوا) تغییر می‌کند. این تغییر باعث تغییر در ظرفیت خازنی می‌شود.

3. تبدیل سیگنال: سنسور این تغییر ظرفیت را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند که نشان‌دهنده سطح آب است.

4. سیستم کنترل: سیگنال الکتریکی به سیستم کنترل ارسال می‌شود تا اپراتورها را از وضعیت سطح آب مطلع کند و در صورت لزوم، آب تغذیه به بویلر اضافه یا تخلیه شود.

این نوع سنسور به دلیل دقت و قابلیت اطمینان بالا، در کاربردهای صنعتی و بویلرهای بخار بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد.

نمونه‌گیر آب بویلر بخار (Sample cooler) دستگاهی است که برای جمع‌آوری و تحلیل نمونه‌های آب در سیستم‌های بویلر بخار استفاده می‌شود. این دستگاه به‌ویژه در صنایع پتروشیمی، نیروگاه‌ها و دیگر صنایع مرتبط با تولید بخار اهمیت دارد.

عملکرد:

1. جمع‌آوری نمونه: نمونه‌گیر آب به‌طور مستقیم از آب بویلر نمونه‌برداری می‌کند و به اپراتورها این امکان را می‌دهد تا کیفیت آب را در نقاط مختلف سیستم بررسی کنند.

2. کاهش دما: یکی از وظایف کلیدی نمونه‌گیر، کاهش دمای آب نمونه‌برداری شده است. زیرا آب بویلر معمولاً در دماهای بالا عمل می‌کند و نمونه‌برداری از آن در دماهای بالا ممکن است خطرناک باشد و همچنین می‌تواند به تجهیزات آزمایشگاه آسیب برساند.

3. تحلیل کیفیت: با کاهش دما، نمونه‌گیری می‌تواند به راحتی برای تحلیل‌های شیمیایی و فیزیکی ارسال شود تا پارامترهای مهمی همچون pH، TDS (مجموع جامدات محلول)، و میزان مواد شیمیایی در آن اندازه‌گیری شود.

مزایا:

• ایمنی: کاهش دما و ایمن‌سازی فرایند نمونه‌گیری.
• کیفیت بهتر: امکان بررسی کیفیت آب بویلر و تشخیص مشکلات قبل از ایجاد خسارت به سیستم.
• کنترل مستمر: فراهم کردن اطلاعات دقیق و به‌موقع برای تصمیم‌گیری‌های مدیریتی در مورد کیفیت آب.

استفاده از نمونه‌گیر آب بویلر به حفظ کارایی و ایمنی بویلرها کمک می‌کند و از ایجاد مشکلات جدی جلوگیری می‌کند.