الإلمام بغلاية البخار أو الغلاية البخارية
الغلاية عبارة عن نظام تحويل أو نقل للطاقة حيث يتم تحويل الطاقة الكيميائية من الوقود إلى طاقة حرارية أو كهربائية. ويتكون من خزان أو حاوية مغلقة يتم فيها تخزين السوائل وتسخينها باستخدام الغازات الساخنة الناتجة عن احتراق الوقود مثل حرق الفحم أو زيت الوقود أو الغاز الطبيعي في الفرن أو من الملفات الكهربائية
ولكن دعونا أولاً نفكر في مصطلح الحرارة. الحرارة أمر حيوي في الحياة اليومية للجميع. سواء كانت الحرارة لتدفئة البيئة من حولنا، أو الحرارة لطهي الطعام، فإننا جميعًا نستخدمها إلى حد ما في أنشطتنا اليومية، حيث يعتبر الماء والبخار ناقلين جيدين جدًا للحرارة ولا يضران ببيئتنا. تبلغ درجة غليان الماء عند الضغط الجوي 100 درجة مئوية أو 212 درجة فهرنهايت، ومن خلال الضغط على نظام الغليان عن طريق إغلاقه، يمكننا بالفعل رفع درجة الغليان. هذه هي الطريقة التي تعمل بها طناجر الضغط. وعاء تهوية لزيادة الضغط لزيادة درجة الغليان. وهذا يجعل الطعام ينضج في وقت أقصر بكثير من استخدام وعاء مفتوح.
كيف تعمل الغلاية الصناعية؟
يمكن للغلايات الصناعية أن تتحمل ضغوطًا أعلى بكثير من طناجر الضغط (طناجر الضغط المنزلية). غالبًا ما يتم تصنيع أنظمة الغلايات الصناعية عن طريق لحام ألواح فولاذية سميكة وتولد ضغوطًا عالية جدًا، ويجب أن تكون قوية جدًا للتعامل مع الضغط العالي، مثل الفشل فإن القيام بذلك سيؤدي إلى اقتراب القوات من تفجير القنبلة! تتمثل وظيفة غلاية البخار في إنتاج الماء الساخن أو البخار. تقوم غلايات الماء الساخن بتسخين المياه للتدفئة المنزلية أو التجارية وإمدادات المياه الساخنة. تنتج غلايات البخار البخار لتشغيل التوربينات لتوفير توليد الكهرباء وتطبيقات التدفئة الصناعية الأخرى.
لتصور تأثيرات توليد البخار باستخدام غلاية، فكر في البخار الذي يعمل على تشغيل التوربين. عندما يمر البخار عبر ريش التوربين، تعمل القوة على تحريك الشفرات وتسريع التوربين. يحتوي البخار على كمية كبيرة من الطاقة، لذا فهو يجعل التوربين فعالاً للغاية، ويعتمد استهلاك الطاقة على الوقود المستخدم لغلي الماء. كما أنها منخفضة جدًا.
المكونات الهامة للبناء المعدني للغلاية هي:
القشرة أو الجسم، وهي عبارة عن أسطوانة من سبائك الصلب بسماكة مناسبة لضغط العمل للغلاية، ويتم تصنيعها عن طريق لف صفائح الفولاذ ثم اللحام.
الفرن هو أيضًا أسطوانة فولاذية توضع بشكل متوازي داخل الغلاف، ويتم تثبيت ألواح الأنبوب على جانبي الأسطوانة الفولاذية، ويتم القطع أو الحفر بداخلها بناءً على موقع أنابيب مرور الدخان والفرن
أنابيب الدخان (Smoke Tube) مصنوعة من سبائك الفولاذ ويتم تركيبها داخل الأسطوانة الفولاذية لجسم الغلاية الموازية للفرن ولها مهمة تمرير الدخان والنار بعد الفرن
القاعدة والشاسيه والتوصيلات (الانزلاق والتوصيلات) المخصصة لحمل الغلاية وأيضًا لتثبيت المعدات على الغلاية.
ما هي أنواع الغلايات المختلفة؟
هناك أنواع مختلفة من الغلايات لأنواع مختلفة من التطبيقات. هناك فئتان رئيسيتان للغلايات، ويمكن تقسيم كل منهما إلى عدة أنواع:
غلاية أنبوب النار - يستخدم الغاز الساخن في عدة أنابيب لتسخين المياه المحيطة.
غلاية أنابيب المياه - يتم تسخين المياه الموجودة في الأنابيب بواسطة الغاز الساخن المحيط بها.
بما في ذلك كيفية قدرة كل من هذه الطرق على إنتاج الحرارة، حتى تتمكن من التعرف عليها. قم بتعريفهم حتى تتمكن من التعرف عليهم بشكل صحيح. خزان المياه يعمل بمثابة الغلاية
المدخنة: يوجد في خزان المياه أنابيب تقوم بنقل الحرارة من الفرن وتحمل المدخنة الحرارة والغازات الناتجة عن تأثير التسخين. يُخرج بحيث لا يتجاوز الضغط المستوى المطلوب، وبالتالي يتم حرق الوقود داخل الفرن. تقوم الأنابيب بنقل حرارة الفرن من خلال الماء الموجود داخل الخزان. أثناء تسخينه، ينتقل البخار الناتج إلى الأعلى، وعادةً ما تكون الغلايات الأنبوبية أرخص أنواع الغلايات لأنها تحتوي على إنها بسيطة نسبيًا ولكنها تقتصر عادةً على تطبيقات الضغط المنخفض إلى المتوسط نظرًا لسمك الغلاف الخارجي المحتوي على الماء.
غلاية أنابيب المياه
يشبه هذا التصميم تقريبًا غلاية أنابيب النار، ولكن بدلاً من تسخين الفرن، يتم استخدام أنابيب المياه الموجودة داخل الفرن لتسخين المياه الموجودة في الخزان يسخن أيضًا مصدر الوقود في الفرن ويسخن أنابيب المياه بداخله. مرة أخرى، عندما يتم غليان الماء، يتم إنتاج البخار ويتحرك للأعلى. تعتبر غلايات أنابيب المياه أكثر كفاءة من الناحية الحرارية من غلايات أنابيب النار، ولكنها أكثر تعقيدًا في البناء ويمكن أن تكون جودة المياه عاملاً مقيدًا.
ما نوع الوقود الذي تستخدمه الغلايات البخارية؟
النار هي عملية حرق مصدر الوقود. لكي يحدث التفاعل، يجب أن يكون هناك مصدر للوقود، والحرارة، وعامل مؤكسد. ويمكن تصميم الغلايات لحرق وقود معين، باستخدام أي عدد من التقنيات المختلفة، ولكن المكون الرئيسي الذي يجب أخذه في الاعتبار هنا هو الوقود. هو مصدر للحرارة أو الوقود. الوقود هو أحد أهم جوانب الغلاية وهو ما يحترق داخل الغلاية لإنتاج الحرارة. هناك مصادر مختلفة يمكن استخدامها.
الفحم هو المصدر القياسي للوقود. في تطبيقات الغلايات الصناعية، يميل الفحم إلى السحق لأنه يحترق بشكل أسرع من الطوب التقليدي. ويمكن استخدام الطاقة الكهربائية كمصدر للحرارة من خلال ملفات التسخين المقاومة أو وحدات الأقطاب الكهربائية. تُستخدم الكهرباء عادة فقط للأغراض التجارية أو المنزلية الصغيرة.
تتطلب تطبيقات الأقطاب الكهربائية جودة مياه عالية جدًا وموصلية عالية جدًا لتعمل بشكل فعال، كما تعد الصيانة أمرًا أساسيًا لتطبيقات نوع الأقطاب الكهربائية، حيث يلزم التنظيف لمنع حدوث تقوس كهربائي بين الأقطاب الكهربائية تعمل الغلايات بالبروبان أو الغاز الطبيعي، بينما تعمل غلايات الزيت بالبنزين أو البترول السائل.
مثال على استخدام الغلايات الصناعية
توجد تطبيقات مختلفة تستخدم فيها غلايات البخار.
وتستخدم في الصناعات الغذائية. في مراحل الإنتاج المختلفة، يجب تسخين الطعام أو غليه أثناء المعالجة. تستخدم غلايات البخار على نطاق واسع في التطبيقات المنزلية والصناعية مثل: - العمليات الحرارية
- العمليات الصناعية
-. التدفئة
- الصرف الصحي
- معدات التعقيم
التآكل هو أحد الأسباب الرئيسية لفشل الغلايات. العوامل التي تؤثر على تآكل الغلايات البخارية هي: - تركيز الأكسجين العالي - ارتفاع درجة الحرارة - ارتفاع أو انخفاض مستوى الرقم الهيدروجيني >- الشوائب في الماء
- التقصف الهيدروجيني
- التآكل الحمضي
>- الاحتراق الجانبي للبخار (تفاعل كيميائي بين معدن الأنابيب والبخار)
- التشقق الناتج عن الإجهاد الناتج عن الإجهاد الدوري المتكرر
يجب أن يتوافق تصميم وتشغيل وصيانة الغلاية مع معايير وأنظمة السلامة الدولية لضمان الموثوقية والسلامة والكفاءة ومنع ويجب التأكد من المخاطر الناجمة عن تعطل الغلاية مثل الانفجار. يعد منع التآكل والمراقبة والتحكم الفعالين أمرًا ضروريًا لموثوقية الغلاية. يتم تحديد طريقة التحكم بناءً على نوع التآكل. تشمل الطرق الشائعة الحفاظ على درجة الحموضة المناسبة، والتحكم في الأكسجين والرواسب والشوائب، وتقليل الضغط من خلال التصميم المناسب وأساليب التشغيل.