در مدار آب و بخار دیگ، اجزای مختلفی وجود دارد که باید با برخی از اجزای اساسی آن آشنا باشیم. این اجزا عبارتند از اکونومایزر، سر دیگها، لولههای آب و سوپرهیتر.
اکونومایزر یک مبدل حرارتی است که حرارت را از گاز دودکش به دست میآورد و دماي آب تغذیهای را که از سرگرمکننده مشترک آب تغذیهای میآید، به حدود دمای اشباع متناسب با فشار دیگ بالا میبرد.
پرت کردن گازهای دودکش با دمای بالا به جو، شامل زیادی از از دست دادن انرژی است. با استفاده از این گازها در گرم کردن آب تغذیهای، کارایی و اقتصادی بیشتری حاصل میشود و بنابراین این مبدل حرارتی "اکونومایزر" نامیده میشود.
از نظر ساختاری، اکونومایزر مجموعهای از لولههای خالی منحنی شکل است که آب تغذیهای از طریق آنها میگذرد. بیرون لولهها توسط گازهای دودکش گرم میشود. تعداد بیشتر لولههای آب سطح مبادله حرارتی بیشتری فراهم میکند. تعداد لولهها و مقطع مساحت لولهها بر اساس پارامترهای مورد نیاز دیگ طراحی میشوند.
در نمودار T-S بالا، بخش سایهدار ناحیه اکونومایزر را نشان میدهد. حرارت جذب شده توسط آب تغذیهای با 'Qeco' نشان داده میشود.
یکی دیگر از اجزای اساسی مدار آب تغذیهای و بخار
سر دیگ است.
دو نوع سر دیگ در تمام انواع دیگها استفاده میشود: سر دیگ بخار و سر دیگ رس. هر دو سر دیگ توابع خاص خود را دارند.
توابع سر دیگ بخار در مدار آب تغذیهای و بخار عبارتند از:
ذخیره آب و بخار به میزان کافی برای پاسخ به نیازهای بار متغیر.
فراهم کردن یک سر برای کمک به چرخه طبیعی آب از طریق لولههای آب.
جدا کردن بخار از مخلوط آب-بخار که توسط رایزرها تخلیه میشود.
کمک به درمانهای شیمیایی برای حذف O2 محلول و حفظ pH مورد نیاز.
جدا کردن بخار از مخلوط دو فازی در سر دیگ بخار:
بخار باید قبل از ترک سر دیگ از مخلوط جدا شود، زیرا:
هر مقدار رطوبتی که با بخار منتقل میشود شامل مواد محلول است. در سوپرهیتر، آب تبخیر میشود و مواد محلول روی سطح داخلی لولهها تهیه میشود و یک لایه تشکیل میدهند. این لایه عمر سوپرهیتر را کاهش میدهد.
برخی از آلایندههای موجود در رطوبت (مثل سیلیکا تبخیر شده) ممکن است منجر به تودههای توربین شوند.
یکی از توابع مهم سر دیگ بخار، جدا کردن بخار از مخلوط آب-بخار است. در فشار پایین (زیر 20 بار؛ 1 بار = 1.0197 کیلوگرم/سانتیمتر مربع) از جداسازی گرانشی استفاده میشود. در روش جداسازی گرانشی ذرات آب از بخار به دلیل چگالی بیشتر جدا میشوند.
با افزایش فشار داخل سر دیگ، چگالی بخار افزایش مییابد، زیرا بخار بسیار قابل فشرده است. بنابراین تفاوت بین چگالیهای بخار و آب کاهش مییابد. بنابراین جداسازی گرانشی کارایی کمتری پیدا میکند.
بنابراین در سر دیگ دیگهای فشار بالا، ترتیبات مکانیکی (معروف به اجزای داخلی سر دیگ یا ترتیبات ضد اسپری) برای جدا کردن بخار از آب وجود دارد.
تصویر زیر ترتیبات مختلف ضد اسپری استفاده شده در نیروگاههای حرارتی را نشان میدهد:
واحدهای جداکننده (بافلها) مخلوط داغ آب-بخار را از بخار خشک جدا میکنند و مسیر هدایت شدهای برای بخار خشک فراهم میکنند.
در جداسازی سیکلونی، مخلوط دو فاز آب-بخار اجازه میدهد که در یک مسیر حلقوی حرکت کند و به دلیل نیروهای مرکزگرایی ذرات آب از مخلوط دو فاز جدا میشوند. صفحات کوچک داخل جداسازی سیکلونی ذرات آب تهیه شده را جمعآوری میکنند.
در اسکربر، مخلوط دو فاز اجازه میدهد که در یک مسیر مارپیچ حرکت کند و مرحله نهایی خشک کردن بخار را فراهم میکند.
بعد از اسکربر، بخار اجازه میدهد که از طریق یک صفحه سوراخی به سوپرهیتر حرکت کند.
سر دیگ رس یک سرگرمکننده دیگر است که در پایین دیگ قرار دارد و معمولاً در چرخه طبیعی آب از طریق لولههای بخار کمک میکند. سر دیگ رس معمولاً شامل آب در دمای اشباع است و همچنین مواد محلول و آلایندههای رسیده که به آن "رس" گفته میشود. این سر دیگ به طور دورهای برای حذف رس با باز کردن شیر تخلیه شستشو داده میشود.
اینها نیز برای مدار آب تغذیهای و بخار دیگ ضروری هستند
لولههای آب لولههای خالی منحنی یا مستقیم هستند که مخلوط آب-بخار در آنها جریان دارد. دو نوع لوله آب وجود دارد: داونکامر و رایزر. این مجموعه داونکامر و رایزر همچنین با نام تبخیرکننده (یا دیگ صحیح) شناخته میشود. در تبخیرکننده، تغییر واقعی از حالت آب به بخار رخ میدهد. در نمودار T-S کنار، ناحیه تبخیرکننده نشان داده شده است. 'Qeva' حرارت جذب شده توسط تبخیرکننده است. این اغلب حرارت پنهان تبخیر آب است.
همانطور که از نام آن پیداست، داونکامرها لولههای آب هستند که از طریق آنها آب از سر دیگ بخار به سر دیگ رس (به شکل مراجعه شود) میآید. هیچ حباب بخاری نباید با آب اشباع از سر دیگ به داونکامرها حرکت کند. این میتواند چگالی و فشار سر را کاهش دهد و چرخه طبیعی را تحت تأثیر قرار دهد.
