گزارش کارآموزی بویلر(دیگ بخار) در کارخانه تولید فرآورده های لبنی رامک

مقدمه

یکی از اهداف اساسی وبسیار مهم سیاست گذاران، ایجاد ارتباط منطقی و هماهنگ صنعت ومحیط کار با دانشگاه و دانشجو می باشد که هم در شکوفائی و رشد صنایع مؤثر بوده و هم دانشجویان را از یادگیری دروس تئوری محظ  رهایی داده و علم آنها را کاربردی تر کرده و باعث می شود آن را در عرصه عمل ،آزموده و به مشکلات و نابسامانیهای علمی وعملی محیط کار آشنا شده و سرمایه و وقت خویش را در جهت رفع آنها مصروف نمایند، که برای جامعه ی در حال توسعه ما از ضروریات می باشد .با این مقدمه شاید اهمیت و جایگاه درس دو واحدی کارآموزی برا ی ما روشنتر شده و با نگاهی دیگر به آن بپردازیم .

اینجانب نیز در طی مدت حضور خود در محل کارآموزی(کارخانه تولید فرآورده های لبنی رامک) استفاده های علمی و عملی خوبی کسب نموده ،هر چند با توجه به زمان محدود 240 ساعته به همه ی ریزه کاریهای محیط کار آموزی پی نبردیم واین کار به  حداقل 2 تا 3 سال وقت نیازدارد  ،از اینرو شاید بهتر باشد واحد کارآموزی به دو قسمت تقسیم شده تا این نقیصه جبران گشته و ارتباط با محیط کار حفظ شود .محل کارآموزی ما از لحاظ تاسیسات (چه برودتی و چه حرارتی) بسیار گسترده بوده و می توان گفت درنوع خود بی نظیر می باشد؛ و ما از لطف خدا و زحمات پرسنل این محل توانستیم در دوره کارآموزی مطالب بسیار مفیدی بیاموزیم (ودراینجا جا دارد از زحمات این عزیزان کمال تشکر را داشته باشم) که اینجانب درگزارش کارآموزی خود به بررسی سیستم بخار پرداخته ام . درکارخانه جات و مراکز صنعتی حرارت دادن به محصولات به صورت مستقیم مقرون به صرفه نمی باشد ونیز، نیاز به فضای بسیار زیادی برای این کار می باشد که برای رفع این مشکل از روش حرارت به صورت غیر مستقیم استفاده می شود.  

گزارش کار

بویلر(دیگ بخار) :

بویلر دستگاهی است که برای تولید بخار از آن استفاده میشود. این بخار می تواند برای چرخاندن توربین یا گرم کردن برخی کوره ها استفاده شود؛ کارخانجات تولید لبنیات به جریان مداوم بخار نیاز دارد و چنانچه بویلرها به هر دلیلی دچار مشکل شوند ممکن است موجب توقف فرآیند تولید و نتیجتا اتلاف مقادیر قابل توجهی از محصول شود.

دیگ های بخار امروزی بسیار پیچیده تر و پیشرفته تر از دیگ های سابقند. با پیشرفت فن آوری دیگ های بخار و تجهیزات جانبی آن، اهمیت آموزش، تعمیرو نگه داری آن ها نیز خیلی بیشتر شده است و تنها افراد کارآمد و ماهر میتوانند امر تعمیر و نگه داری دیگ های بخار امروزی را بر عهده گیرند. درنتیجه بسیاری از شرکت ها سعی دارند که روش های سابق تعمیر و نگه داری را کنار گذارند.

دیگ ها به عنوان مولد حرارت و وسیله انتقال حرارت، از سوخت به سیال معینی از راه جداره داخلی خود هستند و از نظر نوع سوخت به دیگ های با سوخت جامد یا مایع و یا گازی تقسیم می شوند . دیگ های بخار در ظرفیت های مختلف و با فشارهای مختلف ساخته می شوند ،در دیگ های بخاری که در نیرو گاهها کار می کنند به دلیل نیاز به فشار بالاتر ، بخار به صورت سوپرهیت (مافوق گرم ) است. آب در این دیگ ها از لوله هایی که در میان شعله های مشعل محصور شده اند عبور میکند ، اما در دیگ های بخار کوچکتر، بخار به صورت اشباع میباشد.  

یک دیگ بخار از قسمت های مختلفی تشکیل شده و در این گزارش سعی کرده ام که توضیح مختصری در مورد آن ها بدهم:

1.مشعل های دو گانه سوز،

2.شیشه آب نما:سطح آب داخل دیگ را نشان می دهد،

3. مانومتر: فشار دیگ را نشان می دهد ، 

4. تابلو و تجهیزات ،

5.هشدار دهنده: در صورت بالا رفتن فشار داخل دیگ هنگامی که قسمتی به درستی کار نکن،

6. پمپ : در این دیگ ها پمپ با دبی بالا و هد متوسط از نوع حلزونی طبقاطی استفاده می کنند که دارای یک الکتروموتور به عنوان محرک است،

7.دود کش : برای خروج گاز های سو خته شده در فرایند احتراق،

8.زیر آب زن : خروجی از ته دیگ برای خروج رسوبات ته نشینشده در ته دیگ،

9.سنسور حرارتی: از آنجایی که بخار تولید شده در حالت اشباع قرار دارد ودما و فشار همواره متناسب هستند به جای استفاده از فشارسنج  که  در فشار های بالا ممکن است مشکل ایجاد کنند از سنسور های حرارتی استفاده میکنند با استفاده از این اصل که هر دما فشار معینی را نشان می دهد.

10.سوپاپ اطمینان : اگر در موارد نادر تمام کنترل کننده ها و همچنین هشدار دهنده ها به علت نقص درست کار نکنند در صورت تجاوز فشار از محدوده قانونی خود سوپاپ باز شده و فشار را با خارج کردن قسمتی از بخار داخل دیگ کاهش می دهد.

11. تراپ : واحدیست که بخار کندانس شده را جمع آوری کرده و به آن تله آب نیز می گویند.

تقسیم بندی بویلرها:

معیارهای زیادی برای تقسیم بندی بویلرها وجود دارد، مهمترین معیار تقسیم‌ بندی بویلرها براساس محتویات داخل لوله‌ها می‌باشد. براین اساس دونوع بویلروجود دارد:  

1 - فایرتیوب(Fire Tube): عموما این بویلرها از یک محفظه احتراق و دیگ تشکیل شده‌اند. دیگ حاوی لوله‌هایی است که از یک طرف شعله به آن وارد و از طرف دیگر خارج می‌گردد، بدین ترتیب بخشی از فضای دیگ توسط لوله‌ها اشغال شده و باقی فضای موجود برای آب در نظر گرفته شده است. گازهای گرم حاصل از سوزاندن سوخت در محفظه احتراق  وارد این دسته لوله‌ها شده و از سراسر دیگ عبور می کنند. در این حین انتقال حرارت بین گازهای عبوری از لوله‌ها و آب درون دیگ سبب گرم شدن آب و تولید بخار می‌گردد.  

2- واترتیوب(Water Tube): عموما این نوع بویلرها، از محفظه احتراق، لوله‌های بالارونده، پایین‌رونده، مخازن بخار و لجن تشکیل شده‌اند و تفاوت عمده آنها با نوع فایرتیوب در این است که آب در داخل لوله‌ها جریان داشته و جریان گاز گرم در خارج لوله‌ها می باشد. واترتیوبها ساختمان پیچیده‌تری نسبت به نوع فایرتیوب دارند و بر اساس نوع لوله‌ها، تعداد و نحوه قرارگیری مخازن بخار و لجن ساختارهای متنوعی را شامل می‌شوند. از نقطه نظر نوع لوله؛ شامل انواع لوله صاف و لوله خمیده هستند.

شرایط آب تغذیه دیگ:

آب طبیعی برای تغذیه ی دیگ مناسب نیست، مگر آنکه بطور صحیح تصفیه و سختی آن گرفته و با افزودن مواد شیمیایی احیاکننده از خاصیت اکسید کنندگی آن جلوگیری شده باشد. اکسیژن محلول در آب موجب زنگزدگی سطوح فلزات داخلی بخصوص لوله های دود می شود. تشکیل رسوبات حاصل از املاح موجب خرابی کوره و لوله های دود و ناصافی تیوپ پلیت و همچنین کاهش میزان انتقال حرارت شده و بدین ترتیب حرارت فلز را بالا برده و راندمان دستگاه را پایین میاورد. تصفیه داخلی با افزودندائمی مواد شیمیایی به مقدار کافی برای ته نشین کردن املاح آب دیگ و واکنش در برابر اکسیژن غیر محلول انجام میگیرد، آب بایستی دارای حداقل  PH 5/8 باشد؛ و برای کنترل این مقوله آزمایش روزانه آب باید به طور منظم صورت گیرد. چون سنگینی آب دلیل بر تشکیل رسوبات املاح است بنابراین باید مواد شیمیایی به مقدارکافی باشد تا این حالت از بین برود. مقدار کل مواد قلیایی مثل کربنات کلسیم باید 20-15درصد غلظت اجسام جامد غیر محلول باشدمقدار کل اجسام غیر محلول در آب دیگ که در نتیجه غلظت اجسام غیر محلول آب منبع به وجود می آید باضافه آن مقدار مواد شیمیایی که اضافه می گردد نباید بیش از p.p.m3000 ذره در میلیون باشد.

موقعیت نصب بویلرها:

موقعیت نصب دیگ های بخار در موتور خانه ها بستگی به ابعاد آن و ساختمان آنها (مثلا دیگ های کم ظرفیت) تا حدود 4 تن (که توسط ماشین سازی اراک ساخته می شوند) باید روی یک فونداسیون که حدود 10 سانتی متر از کف موتور خانه  بالاتر است نصب گردند، زیرا وقتی درب جلوی دیگ را باز کنند مشعل به علت سنگین بودن قدری درب را به سمت پایین می کشد و لذا خودش به کف موتورخانه برخورد می کند، ولی دیگ های با ظرفیت 5تن به بالا که شکل ساختمان آنها متفاوت است و نیز ارتفاع بیشتری نسبت به کف موتور خانه دارند ،نیازی به فونداسیون بالاتر از کف ندارند و به هر حال باید به مشخصات سازنده رجوع کرد تا وضعیت نصب دیگ روی کف مشخص شود . لوله های دود در دیگ های بخار هر چند سال یک بار باید تمیز شوند و برای تمیز کردن آن درب جلو و پشت دیگ را باز می کنند و با سیخ بلند از جلو درون لوله ها را از دود پاک میکنند و لذا جلو و پشت دیگ باید فاصله کافی با دیوارهای موتورخانه داشته باشد, این فاصله برای پشت دیگ بخار حداقل 2متر و برای جلوی دیگ حدود طول دیگ می باشد.

مروری برسیکل های اصلی واحد تولید بخار

نگهداری درست و مناسب از یک سیستم ،عامل موثری است در افزایش عمر آن و اثر به سزائی در گرفتن بهره اقتصادی تر از آن دارد.عمده مواردی که در بهره برداری صحیح دخیل می باشند عبارتند از : اشراف کامل و آگاهی وافر و اصولی و نحوه ی عملکرد سیستم و چگونگی کار با آن،نظارت دقیق و بی وقفه بر عملکرد آن،پیش بینی زمان لازم برای سرویس و تعویض قطعاتی که مدت زمان کارکرد آنها محدود بوده و در صورت عدم تعویض آن قطعات یا سرویس به موقع دستگاه ها، وآسیب های جبران ناپذیری ممکن است بر پیکره ی سیستم وارد آید ، چه بسا بزرگترین صدمه های احتمالی ناشی از عدم آگاهی از نحوه ی کار دستگاه ها و یا نادیده گرفتن اصولی که لازمه ی عملکرد صحیح آن ها هستند، میباشند.شخص بهره بردار بایست اطلاع کافی از چگونگی کار سیستم داشته باشد و تک تک پارا مترهای آن را زیر نظر داشته باشد و در موقع مقرر به قسمت های مربوط سرکشی نماید و در صورت بروز اشکال سریعا آن قسمت را از سرویس خارج نماید تا علت ایجاد عیب مشخص و از آسیب بیشتر جلو گیری شود.

شرح کلی بویلر:

نوعی از بویلر ها، لوله آتشین(fire tube) هستند. این نوع بویلر شامل سه مرحله عبور گاز (گاز گرم حاصل از اشتعال سوخت) می باشد :

مرحله نخست از قسمت جلو کوره تا انتهای آن استو طوری ساخته شده که در مقابل گرمای حاصله از احتراق و سوخت و جذب حرارت از بدنه ی کوره و انقباض حاصله از آن مقاومت می کند و حالت ارتجائی دارد .اطاقک احتراق نصب شده در انتهای کوره ،حرارت حاصله از احتراق سوخت را به صورت تشعشعی به سطح آب داخل دیگ منتقل می سازد.لایه ی سیمانی نسوزی در دریچه ی عقبی دیگ به کار رفته است این دریچه به اندازه ی کافی بزرگ و مخصوص داخل شدن افراد به منظور بازرسی مجرای  خروجی گاز (دودکش اصلی دیگ) می باشد . اتصالات بدنه و کوره دیگ به وسیله جوشکاری انجام شده و تمامی جوشها به وسیله اشعه ی ایکس تست شده وتنش های داخلی آن آزاد گردیده است.

ساختمان بدنه دیگ :

بدنه خارجی : بدنه ی خارجی دیگ ورقی است شکل استوانه که ضخامت نگهدارنده لوله های عقب وجلو در دو سر آن نصب شده است .

کوره و اطاقک احتراق : کوره شکل استوانه با اتصالات جوشی طولی و عرضی ساخته شده است که حاوی انحنای مقعری شکل ارتجایی جهت انبساط کوره می باشد .اطاقک احتراق میانی شامل ورق استوانه ای شکلی است که از دو طرف به وسیله دو صفحه محصور شده است.کوره مابین دو صفحه نگهدارنده لوله های عقب و جلو، قرار گرفته و اولین گذر گاه شعله و گاز را تشکیل می دهد. صفحه عقبی اطاقک احتراق و صفحه نگهدارنده ی لوله ها با میلگرد های مقاوم به وسیله ی جوشکاری به هم متصل شده است .

لوله ها : دو سری لوله مقاوم جهت عبور گاز مرحله دوم و سوم نصب شده که در دیگ هایی که فشار کاری 79/13بار (200 پوند براینچ مربع) هستند اکسپند شده و برای فشار های کاری بیشتر علاوه بر اکسپند کاری جوشکاری نیز شده است .

تمیز کاری و کنترل دیگ : دریچه آدم رو دربالای دیگ ، دریچه مخصوص تخلیه رسوبات در پشت دیگ ، و دریچه ویژه بازدید اطاقک احتراق هر یک جهت تمیز کاری یا بازرسی و یا هر دو در قسمتهای مختلف دیگ تعبیه شده است. در جلو دیگ دو عدد درب آویزان بزرگ قرار گرفته که با باز کردن آنها می توان ضمن بازدید از لوله های ویژه عبور گاز، آنها را تمیز نمود ونیزبا باز نمودن درهای عقبی تعبیه شده در روی محفظه دود عقبی دیگ می توان صفحه نگهدارنده لوله های عقب دیگ را بازرسی کرد.با باز کردن دربهای جلو و عقب دیگ میتوان به تمام لوله ها دسترسی پیدا کرد. میتوان ازجلو دیگ با برس مخصوص داخل لوله ها را از رسوبات و دوده ها پاک نمود ،رسوبات و دوده ها در پشت دیگ جمع می شوند. دوده ها و رسوبات پاس دوم لوله ها در محفظه احتراق و دوده های پاس سوم لوله ها در جعبه دود عقبی دیگ جمع خواهند شد این رسوبات دوده ای را بسادگی میتوان از بین برد با برداشتن درب مدور محفظه احتراق میتوان به درون این محفظه راه یافت و دوده ها یا رسوبات دوده را که آنجا جمع شده است پاک نمود و از داخل جعبه دود عقب میتوان دوده ها و رسوبات دوده ای را که در آن محل جمع شده اند بیرون آورده و کاملا پاک نمود.

نصب دستگاه های خارجی بویلر : نصب قطعات اصلی و کمکی و وسایل کنترل کننده با لوله های مقاوم به وسیله ی جوشکاری روی بدنه انجام شده است .

وسایل و اتصالات دیگ :

آب مورد نیاز بویلر بوسیله پمپ تغذیه، تامین می شود . آب ورودی بویلر از طریق شیر تغذیه عبورکرده وموقعیکه سطح آب به حد نرمال یعنی نزدیک به وسط آب نمای شیشه ای رسید ، پمپ تغذیه به وسیله ی کنترل کننده دو حالته متوقف می شود .و بلعکس وقتیکه سطح آب از حد نرمال پایین تر رفت (کلید)کنترل، استارت پمپ را جهت جبران کمبود آب و رساندن آن به حد نرمال روشن می کند .

فشار بخار بویلر بوسیله فشارسنج اندازه گیری می شود. ازدیاد فشار باعث تحریک پتانسیومترشده و دریچه به طور خود کار از طریق مدلیشن موتور سوخت و هوای مشعل ،شعله را کم میکند. و در صورت کمبود مصرف بخار شعله را خاموش می سازد .

چنانچه مقدار بخار کمتری مورد نیز باشد مشعل خاموش می شود؛ وقتی فشار بخار به حداقل خود رسید کنترل کننده فشار مجددا مشعل راروشن می نماید .

چنانچه به علتی کنترل کننده فشار عمل نکند یا خراب شده باشد، فشار در داخل دیگ بالا رفته تا به حد تعریف شده برسد در این موقع شیراطمینان دیگ عمل کرده و بخار اضافی دیگ را تخلیه نموده و فشار بخار را به حد مجاز میرساند و با این عمل ازخطرات فشار اضافی درون دیگ جلوگیری میشود،لرزشهای فشار درون دیگ از شیر بخار و دستگاههای کنترل کننده فشار به عقربه ی مانومتر منتقل می شود.

چنانچه به علتی آب تغذیه به دیگ نرسد و سطح آب دیگ از حد معمولی شیشه آب نما پایین تر برسد تخلیه دو حالته ضمن خاموش کردن مشعل ،زنگ مشعل و چراغ اعلام خطر سطح آب کم را روشن می کند و فقط درصورت رسیدن آب به حد نرمال چراغ سطح آب کم است، خاموش می شود و مشعل به طوراتوماتیک شروع به کار می کند .

با باز کردن شیر تخلیه آب ،می توان با خارج کردن آب دیگ؛ مقداری ازغلظت نمک های موجود کاست . شیرهوا گیری جهت تخلیه ی هوای دیگ ،زمان پر کردن با آب و نیز جهت تخلیه خلا در موقع خاموش نمودن دیگ به کار می رود . وقتی دیگ به حال کاری کار می کند این شیر بسته است. وجهت تامین آب مورد نیاز جهت آزمایش کیفیت آب دیگ ،از شیر کنترل املاح آب یا شیر نمونه برداری استفاده می شود .

دردیگ هایی که در زمان مشخصی کار می کنند میتوان با نصب کلید نگهدانده ی شعله ،مشعل را تا رسیدن به فشار تعریف شده بر روی شعله کم نگهداری نمود،و در صورت افت سریع فشار دیگ می توان یک عدد شیر ضد مکش در لوله پمپ تغذیه نصب کرده یا این عمل از پر شدن بیش از حد دیگ در اثر اختلاف سطح مخزن تغذیه (که درارتفاع بالا تری قراردارد)جلوگیری نمود. فشار پمپ تغذیه بایستی بیش از فشار ضد مکش باشد و در غیر این صورت باید از پمپ بزرگتراستفاده شود .