بویلرهای Fire Tube | بویلر لوله ای آتشی

مقدمه: بویلر چیست و چرا Fire Tube مهم است؟

بویلر (Boiler) یکی از ارکان اصلی در صنایع تولید انرژی، پالایشگاهی، نیروگاهی و فرآیندهای حرارتی است. این تجهیز با استفاده از سوخت (گاز، نفت، بیومس) آب را به بخار تبدیل میکند و بخار تولیدی در فرآیندهای مختلفی مانند تولید برق، گرمایش، خشک کنی و تقطیر استفاده می شود.

در بین انواع بویلر، بویلرهای Fire Tube (لوله ای آتشی)به دلیل سادگی طراحی، هزینه پایینتر و راه اندازی سریع، در صنایع کوچک و متوسط بسیار رایج هستند.

در این مقاله، به بررسی جامع بویلرهای Fire Tube می پردازیم، از اصول کار تا انواع، مزایا، معایب، عمر مفید، نگهداری و راهکارهای جلوگیری از رسوب و خوردگی — همه با رویکردی عملیاتی و مبتنی بر استانداردهای صنعتی.

بویلر Fire Tube چیست؟ (تعریف و اصل کار)

در یک بویلر Fire Tube، شعله و گازهای داغ (محصول احتراق) از داخل لوله هایی عبور می کنند که درون یک مخزن بزرگ آب قرار دارند. حرارت این لوله ها به آب اطراف منتقل می شود و باعث تبخیر آب و تولید بخار می شود. (بویلرهای فایر تیوب چگونه کار میکنند؟)

ساختار اصلی بویلرfire tube

• شعله ور (Burner) :ایجاد شعله
• لوله‌های آتشی (Fire Tubes) :عبور گازهای داغ
• مخزن آب (Shell):حاوی آب اطراف لوله‌ها
• دمپر (Damper) :تنظیم دودکش
• سیستم کنترل و ایمنی

تفاوت بویلر Water Tube با Fire Tube :

انواع بویلرهای Fire Tube

بویلر چهار گذر (Four-Pass Fire Tube Boiler)

بویلر سه گذر (Three-Pass Fire Tube Boiler)

• گاز داغ در سه مرحله از لوله‌ها عبور می‌کند.
• راندمان بالاتر (تا 85-90%)
• رایج‌ترین نوع در صنایع

بویلر دوگذر (Two-Pass Fire Tube Boiler)

• ساده‌تر و ارزان‌تر
• راندمان پایین‌تر
• برای نیازهای کوچک مناسب

بویلر یک گذر (Single-Pass Fire Tube Boiler)

• کمترین راندمان
• فقط در موارد خاص استفاده می‌شود

بویلر پکیج (Package Boiler)

• تمام تجهیزات در یک بسته (پکیج) نصب شده
• نصب و راه‌اندازی سریع
• مناسب برای صنایع نیمه سیال

بویلر عمودی (Vertical Fire Tube Boiler)

• فضای اشغالی کم
• ظرفیت پایین
• برای مصارف کوچک (مثل بخار پز)

مزایای بویلرهای Fire Tube

✅ نصب و راه‌اندازی سریع 

✅ هزینه اولیه پایین‌تر

✅ نیاز به فضای کمتر

✅ کنترل آسان و ایمنی بالا

✅ نیاز به نیروی انسانی کمتر

✅ مقاومت بالا در برابر نوسانات فشار

✅ قابلیت تولید بخار مرطوب با کیفیت قابل قبول

این مزایا باعث شده که Fire Tube بویلرها در صنایع غذایی، نساجی، کارگاه های تولیدی، بیمارستان‌ها و سیستم‌های گرمایشی بسیار محبوب باشند.

معایب و محدودیت های بویلرهای Fire Tube

❌  ظرفیت محدود(معمولاً تا 25 تن بخار در ساعت)

❌  فشار کاری پایین(نه مناسب برای نیروگاه‌های بزرگ)

❌  زمان بیشتر برای رسیدن به فشار کاری(به دلیل حجم آب بالا)

❌  حساسیت به کیفیتآب (تشکیل رسوب در لوله‌ها)

❌  خطر انفجار در صورت خرابی مخزن اصلی (Shell)

❌  دسترسی محدود به داخل لوله‌ها برای تمیزکاری

این معایب نشان می دهد که نگهداری منظم و پیشگیری از رسوب نقش حیاتی در ادامه عمر و ایمنی دستگاه دارد.

عمر مفید بویلرهای Fire Tube

عمر مفید یک بویلرFire Tubeبه عوامل زیر بستگی دارد:

عمر متوسط بویلرهای Fire Tube:

-بدون نگهداری مناسب: 8 تا 12 سال 

-با نگهداری دوره‌ای: 15 تا 20 سال 

-با نگهداری پیشگیرانه و شستشوی شیمیایی: تا 25 سال

تشکیل رسوب در بویلرهای Fire Tube و پیامدهای آن

چگونه رسوب تشکیل می‌شود؟

آب خوراک حاوی کلسیم، منیزیم، بیکربنات و سیلیس است. با افزایش دما، این مواد به صورت کربنات کلسیم، سولفات کلسیم و سیلیکات رسوب می‌کنند.

پیامدهای تشکیل رسوب :

• کاهش انتقال حرارت(رسوب عایق حرارتی است)
• افزایش مصرف سوخت
• افزایش دمای لوله‌هاو خطر ترک
• کاهش تولید بخار
• خوردگی زیر رسوب (Under Deposit Corrosion)

نگهداری و شستشوی شیمیایی بویلرهای Fire Tube

پیش تصفیه آب خوراک

• نرم‌کن آب (Water Softener)
• اسمز معکوس (RO)
• دزینگ مواد شیمیایی (آنتی‌اسکالانت، اکسیژن‌زدا)

شستشوی دوره ای (Blowdown)

• تخلیه بخشی از آب برای کاهش تراکم مواد جامد

شستشوی شیمیایی (Chemical Cleaning)

• استفاده از محلول‌های ضدرسوب برای حذف رسوبات
• به صورت دوره‌ای (هر 6 تا 18 ماه)
• جلوگیری از کاهش راندمان

رسوب برداری اساسی (Descaling)

• در مواردی که فضای لوله‌ها بیش از 30% مسدود شده
• استفاده از محلول‌های غیراسیدی با خاصیت ضدخوردگی

مطالعه موردی: شستشوی شیمیایی با میتره

• شستشوی تخصصی بویلرهای پالایشگاه گاز فجرجم با محلول میتره
• بویلرFire Tubeبا افت راندمان شدید
• پس از شستشو با محلول میتره توسط تیم متخصص آبریزان:
• افزایش 7 درصدی رانمان بویلرها
• مصرف سوخت کاهش یافت
• افزایش تولید بخار بدون نگرانی از انسداد یا خوردگی
• عدم وقوع هرگونه خسارت یا خوردگی ثانویه
• رضایت کامل تیم فنی و مدیریت پالایشگاه فجرجم

نکات ایمنی در نگهداری بویلر Fire Tube

• هرگز بدون تخلیه فشار و خاموشی کامل، وارد مخزن نشوید.
• از دستگاه‌های تنفسی و محافظ چشم استفاده کنید.
• قبل از شستشوی شیمیایی، تمام سنسورها و شیرآلات را محافظت کنید.
• محلول‌های شستشو باید غیرخورنده و قابل شستشوی کامل باشند.
• پس از شستشو، شست‌و‌شوی آبی کامل ضروری است.

چرا انتخاب محلول مناسب برای شستشو مهم است؟

استفاده از محلول های نامناسب می تواند:

• باعث ایجاد خوردگی شود
• باعث ترک در فولاد شود
• رسوب جدیدایجاد کند

ویژگی های یک محلول شستشوی ایده آل:

• غیراسیدی (برای جلوگیری از خوردگی)
• حاوی عوامل ضدخوردگی
• قابلیت حل کربنات، سولفات و سیلیکات
• قابل شستشوی کامل بدون باقی مانده

✅محصولات میتره با فرمولاسیون تخصصی، این شرایط را دارند و در صد ها پروژه صنعتی اثبات کارایی کرده اند.

جمع بندی و توصیه های عملیاتی

• بویلرهایFire Tubeگزینه‌ای ایده‌آل برای صنایع کوچک و متوسط هستند.
• نگهداری دوره‌ایکلید اصلی افزایش عمر و راندمان است.
• شستشوی شیمیایی با محلول‌های تخصصی(مانند میتره) می‌تواند راندمان را تا 30% بهبود بخشد.
• استفاده از تیم متخصصبرای اجرای عملیات ضروری است.
• پیش‌تصفیه آب خوراکاولین قدم برای جلوگیری از رسوب است.

منابع معتبر

1.ASME Boiler and Pressure Vessel Code (BPVC) 

2.API Standard 560 – Fired Heaters for General Refinery Services 

3.NACE SP0106 – Control of Corrosion in Boilers 

4.U.S. Department of Energy – Boiler Efficiency Guidelines 

5.ScienceDirect: "Fouling in Fire Tube Boilers: Causes and Prevention" 

6. گزارشهای شرکت پژوهشی صنعتی آبریزان – پروژه های انجام شده با محلول میتره