تاریخچه بویلر و دیگ های بخار - قسمت دوم

**harati** · 2014/06/23, 11:25

گامي هرچند كوتاه به دنبال دیگ بخار (بويلر) كورنيش تك كوره اي برداشته شد و آن دیگ بخار بزرگتر دو كوره اي لانكاشير بود كه تحت امتياز FAIRBAIRN و HETHERINGTON در سال 1844 به ثبت رسيد ( شكل 1 – 3) كه تا اوايل دهه 1950 ميدان دار ديگ هاي صنعتي بود . احتمالا بيش از هزار عدد از اين بويلر بخار هنوز در انگلستان كار مي كنند، گرچه امروزه آنها را با نوع پرصرفه تر و چند لوله اي به نام " ECONOMICS" جايگزين مي نمايند.

بايد در نظر داشت كه هر چه سطوح در معرض حرارت ديگ بخار زيادتر باشد مقدار حرارت جذب شده از مصرف مقدار معيني سوخت ، يعني بازده بازيافت حرارتي ، بيشتر خواهد بود. براي اين منظور تعداد بيشماري لوله هاي باريك كه از آن ها گازهاي گرم جريان دارد و در داخل اب قرار دارند عامل ازدياد سطوح گرم هستند، و در عين حال نيازي به كانال گازهاي گرم در پايين دیگ بخار و دو طرف آن نخواهد بود. اين نوع ديگ ها يكپارچه مي باشند. مطابق بخش 12 – 4 – 1 هر چه لوله ها بلندتر و باريكتر باشند، سطوح انتقال حرارت كارايي بيشتري خواهند داشت. اين ديگ هاي چند لوله اي براي ظرفيت معيني، كم حجم تر از نمونه هاي پيشين خود هستند و نيازي به آجركاري ندارند. اين ديگ ها در كشتيها و لكوموتيوها كه فضا نقش تعيين كننده دارد، كاربرد زيادي دارند.
تعدادي از ديگهاي اوليه كشتيها جهت استفاده بيشتر از فضا، داراي سطح مقطع چهار گوش بودند كه بر اثر پارگي گوشه ها، منجر به انفجارات شديد اين ديگها گرديد.
ظروف تحت فشار داخلي، تمايل دارند كه به حالت كروي درايند و بنابراين مكانهاي غير كروي ظروف، تحت تنش شديد قرار دارند. نزديكترين شكل عملي و ممكن ديگ هاي بخار، به خصوص اگر انتهاي ديگ ها گنبدي شكل باشد، استوانه است. طرحي از ديگ استوانه اي در اوايل سالهاي 1800 به ثبت رسيد كه هدف آن تحمل فشار 200 bar بود. در اين طرح پيشنهاد شده بود كه چنين استوانه اي بايد از جنس مس و با ضخامت 46 mm ساخته شود، ولي سابقه اي از ساخت اين نوع ديگ در دست نيست . همچنين قرار بود اين ديگ برون سوز باشد كه به نوبه خود موجب مشكلاتي مي گرديد، ولي شكل كروي ديگ، برون سوز بودن ديگ را توجيه نمي كند. امروزه نيز با داشتن آلياژهاي فولادي مختلف ، در سطح جهاني از ساخت ديگهاي لوله - آتشي با ضخامت بيش از 22mm كه در معرض آتش يا گازهاي داغ باشد، خودداري مي شود . اين امر به منظور جلوگيري از تنشهاي حرارتي فوق العاده در فلز مي باشد.

سرانجام همه ديگ هاي كشتيها را استوانه اي ساختند ولي به علت محدوديت وزن و اندازه، از آجر كاري و ساخت كانالهاي جانبي خودداري گرديد و از ديگهاي چند لوله اي و كوره هاي درون سوز- تا چهار كوره – استفاده شد. گازهاي داغ كوره ها وارد محفظه هاي جداگانه اي با ديواره هاي لوله – ابي در عقب كوره مي گرديد و از آنجا با يك چرخش 180 º وارد يك سري لوله هاي با قطر حدود 75 mm مي شد. بعد از عبور از داخل اين لوله ها، گازها وارد دودكش قيفي شكل مي شدند . اين دیگهاي بخار را ديگ هاي بخار دوكاناله مي ناميدند.

بعادها، ديگ هاي سه كاناله ساخته شد كه در آن، گازها از طريق يك سري لوله هاي ديگر به قسمت عقب كوره برمي گشت. اين ديگ ها را ديگ هاي اسكاچ دريايي مي ناميدند كه از سالهاي 1850 تا پيدايش موتورهاي ديزل و جايگزيني آنها كاربرد داشتند.
به تدريج ديگ هاي اسكاچ را در خشكي به كار بردند و چون محدوديت جا نبود از آجر كاري نيز استفاده شد و آنها را بلند تر ساختند. اين ديگ ها را در انگلستان به نام اقتصادي و در آمريكا هنوز به نام اسكاچ مي شناسند.
اين ديگ ها به علت ارزانتر، با صرفه تر و كوچكتر بودن از ديگهاي لانكاشير تا اوايل سالهاي 1930 با آن به رقابت پرداختند . ديگ هاي اسكاچ فوق ابتدا داري قسمتهاي عقبي عايق كاري شده بودند، ولي بعدها اين ديواره ها را با ديواره هاي لوله – آبي پوشاندند . شكل هاي 1 – 4 / الف و 1-4 / ب به ترتيب ديگهاي اقتصادي دو كاناله با محفظه هاي عقبي عايقكاري شده كه به نام ديگهايDRY-BACK معروفند را نشان مي دهند.
ديگ هاي سه كاناله اقتصادي داراي مشكل عمده ناشي از استفاده صفحه لوله مشتركي جهت كانل دوم و سوم بودند. گازهاي ورودي به كانال دوم داري دماي 1000 º c بود كه پس از خروج از كانال سوم تا 250 º c تقليل مي يافت. بنابراين، صفحه لوله در معرض دو اختلاف دماي شديد قرار داشت كه باعث تنش و در نهايت نشتي انتهاي لوله ها مي شد.