مقایسه دیگ چدنی و دیگ فولادی

مقایسه دیگ چدنی و دیگ فولادی : برای خرید و انتخاب دیگ چدنی یا فولادی برای یک پروژه نیاز به شناخت کامل ساختمان هر کدام از این دیگ ها و دانستن نقاط ضعف و قوت هر یک میباشد.در این مقاله به بررسی مقایسه دیگ چدنی و دیگ فولادی فشار پایین که در ظرفیت های مختلف در تاسیسات حرارت مرکزی مورد استفاده قرار میگیرند پرداخته میشود .

در یک تاسیسات حرارت مرکزی برای گرم کردن سیال واسط گرما و همچنین گرم کردن آب گرم مصرفی بهداشتی نیاز به یک منبع حرارتی است که به این منظور از یک دیگ آبگرم استفاده میشود . انواع دیگ آبگرم مرسوم در حرارت مرکزی به شیوه های گوناگون تقسیم بندی میشوند .

1. از نظر نوع سیال واسطه و منتقل کننده حرارت که به سه دسته کلی آب گرم ، آب داغ ، بخار و روغن تقسیم میشوند.
2. از نظر نوع جنس بدنه و ساختار دیگ که به دو دسته دیگ چدنی و دیگ فولادی تقسیم بندی میشوند.
3. از نظر فشار کاری که به سه دسته کلی فشار پایین ، فشار متوسط و فشار بالا تقسیم بندی میشوند.

در این مقاله به بررسی دیگ چدنی و  دیگ فولادی فشار پایین که در ظرفیت های مختلف در تاسیسات حرارت مرکزی مورد استفاده قرار میگیرند پرداخته میشود . برای خرید و انتخاب دیگ چدنی یا فولادی برای یک پروژه نیاز به شناخت کامل ساختمان هر کدام از این دیگ ها و دانستن نقاط ضعف و قوت هر یک میباشد.

دیگ چدنی

دیگ چدنی به صورت پره ای و به روش ریخته گری تولید میشوند و هر دیگ شامل تعدادی پره است که به وسیله بوش های مخصوص به یکدیگر متصل میشوند . وزن پره ابتدایی و انتهایی دیگ معمولا از پره های وسط بیشتر و شکل ظاهری این دو پره نیز با پره های وسط متفاوت است .

 پره های وسط یک شکل و با وزن مساوی ساخته میشوند و قابلیت کم و زیاد شدن تعداد پره های وسط دیگ وجود دارد که به این شیوه میتوان ظرفیت دیگ را کم یا زیاد کرد . پره ی ابتدایی یا جلو دیگ دارای درپوش و محل مخصوص نصب مشعل است و پره ی انتهایی نیز دارای محلی برای نصب دودکش است . پس از اتصال پره ها به یکدیگر فضای خالی وسط دیگ محل تشکیل شعله و احتراق خواهد بود و دود و محصولات احتراق پس از تبادل حرارت با سطوح پره از دودکش خارج میشوند .

در سطوح داخلی پره ها آب در جریان خواهد بود و سطح بیرونی با شعله و محصولات احتراق در تماس است و معمولا جهت تبادل حرارت مناسب و افزایش سطح حرارتی ، پره ها را به صورت آجدار و زبر میسازند .

 در قسمت بالایی دیگ چدنی بوشن هایی برای نصب ترمومتر و فشار سنج و در قسمت پایینی دیگ نیز بوشنی برای شیر تخلیه در نظر گرفته میشود . پس از انتقال پره های دیگ چدنی به موتورخانه آن را بر روی یک فوندانسیون یا شاسی تراز قرار داده و به یکدیگر متصل میکنند .

اتصال پره ها  به یکدیگر باید با دقت و به وسیله بوشهای مخصوص که همراه دیگ عرضه میشوند انجام شوند .

پره های دیگ را به وسیله ی ابزاری به نام "دیگ جمع کن" به یکدیگر متصل میکنند . پس از اتمام مونتاژ دیگ چدنی و لوله کشی ها ، بدنه ی دیگ به وسیله ی کاور مخصوص عایق میشود .

یکی از مزیت های بسیار خوب دیگ چدنی این است که به صورت پره ای تولید میشود و در محل پروژه جمع آوری میگردد . در پروژه هایی که به دلیل محدودیتهای موجود امکان حمل دیگ به صورت یکپارچه وجود ندارد ،دیگ چدنی انتخاب خوب و مناسبی است و از طرفی اگر در پروژه نیاز به افزایش ظرفیت حرارتی به وجود آمد میتوان با افزایش تعداد پره های دیگ افزایش ظرفیت حرارتی را به وجود آورد .

از دیگ چدنی معمولا در ظرفیتهای پایین استفاده میشود و برای ظرفیتهای متوسط و بالا استفاده از دیگ های فولادی مناسب تر است.

برخی از تولید کنندگان دیگ چدنی ، دیگ را به همراه مشعل ، منبع انبساط ، مبدل آب گرم مصرفی و شیرآلات مربوطه به صورت یکپارچه تولید و عرضه میکنند . این محصول به نام "موتورخانه یکپارچه" یا "پکیج موتورخانه ای" نامیده میشود و در ظرفیتهای کوچک و محل هایی که فضای کافی برای احداث موتورخانه وجود ندارد انتخاب مناسبی هستند.

نکات انتخاب دیگ چدنی

یکی از نکاتی که در انتخاب دیگ چدنی باید مدنظر قرار گیرد این است که ، تعداد پره ها برای رسیدن به ظرفیت مورد نظر طوری انتخاب شود که طول دیگ متناسب با طول شعله مشعل باشد و از برخورد مستقیم شعله با پره انتهایی جلوگیری شود . معمولا طول مناسب شعله نسبت به دیگ باید به گونه ای باشد که طول شعله مشعل در داخل کوره ی دیگ در حدود 3/2 و تا حداکثر 4/3  طول کوره ی دیگ باشد .

 برای اطمینان از عدم برخورد شعله به پره ی آخر دیگ ، معمولا سطح پره ی آخر دیگ از داخل توسط آجر نسوز پوشانده میشود .

معمولا تولید کنندگان دیگ چدنی برای هر مدل و ظرفیت خاص یک تعداد حداکثر پره را پیشنهاد میدهند مثلا برای یک مدل خاص حداکثر 10 پره و برای مدلی دیگر تا 14 پره مجاز شمرده میشود اضافه نمودن پره بیش از تعداد حداکثر پیشنهادی تولید کننده ، عملا بی فایده بوده و کارایی چندانی نخواهد داشت .

به دلیل مسائل یاد شده معمولا تولید کندگان دیگ چدنی مشعل متناسب با هر دیگ را نیز پیشنهاد میدهند .

فشار کاری دیگ چدنی محدود بوده و معمولا حداکثر ۴ یا ۶ بار میباشد از این رو استفاده از این دیگها در ساختمانهای مرتفع گزینه مناسبی نیست .

 دیگ چدنی دارای وزن نسبتا زیادی هستند و به دلیل وجود مقدار زیادی فلز چدن دارای جرم حرارتی بالایی هستند . وجود این ذخیره گرمایی مانع روشن شدن مکرر دیگ در مواقعی که نیاز به حرارت کمی است ، میگردد و از این جهت باعث کاهش اتلاف حرارت و افزایش طول عمر مشعل خواهد شد.

دیگ فولادی

دیگ فولادی به صورت یکپارچه تولید شده و به پروژه منتقل میشوند . دیگ فولادی در دو نوع تولید میشوند:

1. واتر تیوب
2. فایر تیوب

که البته نوع فایر تیوب پر کاربرد تر است . یک دیگ فولادی از بدنه و شاسی ، تیوب ها و صفحات نگهدارنده تیوب ها (Tube Sheet)، کوره ، دربهای جلو وعقب ، محفظه خروج دود و برخی متغلقات جانبی تشکیل شده است .

 بر روی هر دیگ فولادی اتصالات مورد نیاز برای نصب فشار سنج ، ترمومتر ، شیر تخلیه و شیر اطمینان تعبیه شده است . دیگ فولادی پس از ساخت با عایق پوشانده شده و با ورق فلزی (معمولا استیل ) پوشانده میشود .

اکثر دیگ های فولادی نسبت به دیگ چدنی راندمان بالاتری دارند. انتخاب و خرید نوع مناسب دیگ فولادی فایر تیوب و واتر تیوب برای یک پروژه مستلزم آشنایی کامل با ساختار دیگ و دانستن ویژگی های هر کدام از آنها را دارد .

دیگ فولادی واتر تیوب  (Water Tube)

در دیگ فولادی واتر تیوب آب در داخل لوله جریان داشته و شعله مستقیما با جدار بیرونی لوله در تماس است .

 دیگ های واتر تیوب در دو نوع افقی و عمودی ساخته میشوند و لوله های آن میتواند از جنس مس یا فولاد باشد که البته نوع فولادی در ایران مرسوم تر است . در دیگ واتر تیوب شعله تشکیل شده در کوره و گازهای حاصل از احتراق و دود به طور کامل لوله های پر از آب را احاطه میکنند و گرمای خود را با آب در جریان در لوله ها مبادله میکنند.
با توجه به مقدار محدود آب درون لوله ها ، میتوانند خیلی سریع آب را گرم کنند و از طرفی به دلیل کم بودن جرم حرارتی ، مقدار ذخیره گرمایی این دیگهای نیز محدود تر است . در این نوع دیگ ها باید سیستم کنترلی به نوعی تنظیم شود که هم زمان با کارکرد مشعل ، آب نیز در درون دیگ جریان یابد .

بویلر واتر تیوب برای کاربردهای با فشار بالا مناسب هستند و میتوانند برای فشارهایی تا 100 بار نیز طراحی و ساخته شوند.

دیگ فولادی فایر تیوب (Fire Tube)

در دیگ آبگرم فایر تیوب ، شعله و محصولات احتراق در داخل کوره و لوله ها در جریان بوده و آب در اطراف لوله و کویل های فولادی در جریان است .

 کوره دیگ های فولادی فایر تیوب معمولا به صورت موجدار یا اصطلاحا کروگیت ساخته میشود تا انبساط و انقباض ناشی از تغییرات دما کنترل گردد . لوله های دیگ نیز که از جنس آتشخوار بوده در قسمت بالای کوره و در پاسهای دو و سه از آنها استفاده میشود . از دیگ فولادی فایر تیوب برای تولید آب گرم در ظرفیتهای بیشتر از ۷۰۰۰۰ کیلو کالری و یا تولید بخار در ظرفیتهای پایین استفاده میشود .

 فشار کاری در دیگ بخار فایر تیوب محدود بوده و معمولا تا فشار کاری حداکثر 30 بار ساخته میشوند و برای فشارهای کاری بالاتر باید از دیگهای فولادی واتر تیوب استفاده کرد .
با توجه به طراحی صورت گرفته توسط سازندگان حرکت شعله و محصولات احتراق میتواند در چندین پاس صورت پذیرد ولی مرسوم ترین نوع آن دیگهای فایر تیوب دو و سه پاس است که معمولا شعله درون کوره تشکیل شده و محصولات احتراق درون لوله ها جریان میبابد و لوله های استفاده شده در مقابل شعله و محصولات احتراق کاملا مقاوم هستند .

دیگ فولادی فایر تیوب به دو شکل افقی و عمودی ساخته میشوند که در نوع افقی به دلیل تماس بیشتر و بهتر محصولات احتراق با لوله ها راندمان بهتری حاصل شده و سرویس و تمیز کاری لوله ها نیز با سهولت بیشتری انجام میشود.
جرم حرارتی دیگ های فایر تیوب به دلیل وزن بالا و مقدار فولاد به کار رفته در آن نسبتا بالا بوده و خواص حرارتی شبیه دیگ های چدنی دارند . دیگ فولادی فایر تیوب بر عکس دیگ فولادی واتر تیوب دارای حجم زیادی از آب درون دیگ است که باعث میشود در شروع کار در زمان طولانی تری آب گرم را تولید کنند .

 معمولا دیگ فولادی فایر تیوب در ظرفیتهای یکسان ابعاد بزرگتری نسبت به دیگهای فولادی واتر تیوب دارند زیرا ضریب انتقال حرارت بین گازهای احتراق درون لوله و آب داخل جدار ، نسبت به دیگ های فولادی واتر تیوب که در آنها  آب داخل لوله و گازهای حاصل از احتراق درون جداره دیگ است ، کمتر میباشد.

مقایسه دیگ فولادی و دیگ چدنی و مزایا و معایب هر کدام

مزایای دیگ چدنی نسبت به دیگ فولادی

1. دیگ چدنی به صورت پره ای تولید میشود از این رو حمل و نقل آنها آسان تر بوده و در صورتی که یکی از پره های دیگ آسیب ببیند صرفا همان پره تعویض میشود و نیازی به تعویض کل دیگ نیست .
2. در صورت تغییر و افزایش ظرفیت حرارتی کل پروژه ، میتوان با افزودن پره به دیگ ، ظرفیت حرارتی را افزایش داد .
3. دیگ چدنی نسبت به مسئله زنگ زدگی و خوردگی مقاومت بالایی دارند و در صورتی که از آب با سختی پایین استفاده شود و سیستم نشتی نداشته باشد طول عمر بالایی خواهند داشت .
4. دیگ چدنی نسبت به دیگ فولادی استاندارد قیمت اولیه پایین تری دارند و معمولا هزینه نگهداری خاصی نیز ندارند .

معایب دیگ چدنی

1. بزرگترین نقطه ضعف در دیگ چدنی محدودیت فشار کاری است . به طور معمول دیگهای چدنی حداکثر در فشارهای ۴ یا ۶ بار کار میکنند.
2. دیگ چدنی محدودیت ظرفیت دارد و در ظرفیت های بالا تولید نمیشوند اما دیگ فولادی محدودیت ظرفیت ندارند .
3. به دلیل شکننده بودن آالیاژ چدن ، دیگهای چدنی نسبت به ضربات مکانیکی حساس و شکننده هستند از این رو در حمل و نقل و نصب باید این نکته را در نظر گرفت .
4. در یک سیستم حرارت مرکزی اگر مدار آب نشتی نداشته باشد پس از آنکه مدار آب گیری و آب گرم شد ، رسوبات ناشی از سختی آب به جدار داخلی لوله دیگ میچسبد،این رسوب اگر چه باعث کاهش انتقال حرارت میشود اما مقدار رسوب ثابت بوده و افزایش نمیابد این سیستم یک سیستم با رسوب گذاری صفر نامیده میشود.
   اما در صورت وجود نشتی مکرر و مداوم مرتبا آب جدید به سیستم اضافه میشود که رسوب جدید نیز به همراه خواهد آورد . اگر این حالت اتفاق بیافتد ، به دلیل زبری سطوح داخلی دیگهای چدنی ، رسوبات در این نقاط به بدنه چسبیده و مرتب ضخامت آن افزایش میباید و به تدریج از راندمان و توان حرارتی سیستم کم میشود . از بین بردن این رسوبات در دیگهای چدنی تقریبا راهکاری ندارد اما دیگهای فولادی را میتوان اسید شویی کرد .
5. دیگهای چدنی نسبت به اکثر دیگهای فولادی دارای راندمان کمتری هستند اما تکنولوژی ساخت و کیفیت دیگ را باید در نظر گرفت .
6. دیگهای چدنی نسبت به تغییرات ناگهانی دما حساس و آسیب پذیر هستند و شوک حرارتی میتواند موجب ترک خوردن جداره دیگ شود .
7. ممکن است در صورت بروز تکان شدید یا زلزله ، دیگچدنی از محل اتصال بوش های ارتباطی دچار نشتی شود .
8. هر چند پره های دیگ چدنی به صورت مجزا در کارخانه تولید کننده تست میشود ، اما به دلیل جمع شدن دیگ در محل پروژه ، تست نهایی بر روی دیگ صورت نمیپذیرد و قابلیت اطمینان پایین تری نسبت به دیگهای فولادی دارند .

مزایای دیگ فولادی نسبت به دیگ چدنی

1. دیگ  فولادی عکس دیگ چدنی محدودیت فشار کاری ندارد . معمولا دیگ های فایر تیوب تا فشار30 بار و دیگ های واتر تیوب تا فشار 100 بار تولید میشوند .
2. همانطور که عنوان شد دیگ های فولادی معمولا محدودیت ظرفیت ندارند و برای ظرفیتهای بالا انتخاب خوبی هستند .
3. دیگ های فولادی معمولا دارای راندمان بالاتر نسبت به اکثر دیگ های چدنی هستند .
4. دیگ های فولادی معمولا دارای طول عمر بالاتر نسبت به دیگ های چدنی هستند .
5. دیگ فولادی نسبت به ضربات مکانیکی مقاوم بوده و مانند دیگ چدنی شکننده نیست .
6. در دیگ فولادی قابلیت استفاده از سوختهای متفاوت و سیال واسط گرما به غیر از آب وجود دارد اما دیگ های چدنی معمولا در این زمینه محدودیت هایی را دارند .
7. در صورت بروز رسوب زیاد در دیگ فولادی میتوان آنها را با روش و فرآیندی خاص و با استفاده از مواد رسوب زدا ، اسید شویی و رسوب زدایی نمود .
8. دیگ فولادی به صورت یکپارچه در کارخانه تولید میشود و تحت تست های مختلف قرار میگیرد از این رو دارای قابلیت اطمینان بیشتری نسبت به دیگ چدنی است .
9. دیگ فولادی نسبت به دیگ چدنی مقاومت بالاتری در مقابل شوک حرارتی دارند .

معایب دیگ فولادی نسبت به دیگ چدنی

1. دیگ فولادی دارای قیمت بالاتر نسبت به دیگ چدنی است . اما با توجه به راندمان و طول عمر بالاتر  دیگ های فولادی نسبت به چدنی مقایسه هزینه های اولیه و جاری و دوره بازگشت سرمایه در هر پروژه پیشنهاد میشود .
2. معمولا دیگ چدنی نیاز به نگهداری و تعمیرات خاصی ندارند اما دیگ های فولادی علاوه بر آنکه نیاز به نگهداری و تعمیرات دوره ای دارند در صورت بروز خرابی نیز ، با هزینه بالاتری تعمیر میگردند .
3. به دلیل تولید یکپارچه دیگ فولادی ، ظرفیت حرارتی آنها ثابت بوده و در صورت نیاز به افزایش ظرفیت حرارتی ، مانند دیگ چدنی امکان اضافه کردن پره وجود ندارد .
4. معمولا دیگ فولادی نسبت به مساله کندانس دود و خوردگی ناشی از آن آسیب پذیر تر است .
5. با توجه به مقایسه صورت گرفت بین دیگ چدنی و دیگ فولادی ، انتخاب دیگ مناسب برای پروژه باید باید با اشراف کامل به نقاط ضعف و قوت هر کدام صورت پذیرد .و علاوه بر هزینه های اولیه ، مساله انرژی و هزینه های جاری و نگهداری دیگ نیز در نطر گرفته شود.

با تشکر از اعتماد شما،فروشگاه اینترنتی بامین تهویه با ارائه ی تصاویر،اطلاعات فنی و مشخصات انواع دیگ چدنی،دیگ فولادی امکان مقایسه و خریدی مطمئن در اختیار مشتریان محترم قرار داده است. مشاورین بامین تهویه آماده ی پاسخ گویی به سوالات فنی شما می باشند.

بامین تهویه تخصصی ترین وب سایت کشور در زمینه تأسیسات