جهاز ومبدأ تشغيل غلاية البخار

يمكن تقسيم الغلايات وفقًا لطريقة الحرارة المنبعثة (الماء الساخن ، البخار ، الماء الساخن ، الزيت الحراري) ، حسب الغرض (التدفئة ، التكنولوجية) ، حسب نوع الوقود المستخدم (غاز ، ديزل ، غاز - ديزل ، زيت وقود ، غاز -النفط ، الوقود الصلب) ، حسب خيارات التصميم (كتلة ، سقف ، ثابت ، مرفق ، مدمج). الهدف من بيوت الغلايات هو نفسه دائمًا - وهو توليد الحرارة لاستخدامها مرة أخرى.

الغلايات البخارية هي مثل هذه الغلايات التي يتم فيها إطلاق الحرارة من خلال إنتاج البخار المشبع أو شديد التسخين بواسطة المرجل. الغلايات البخارية هي في الأساس غلايات صناعية بحتة ، حيث يُتوقع استخدام البخار الإضافي لاحتياجات الإنتاج ، أو للإنتاج والتدفئة ، حيث يوجد ، إلى جانب حمل الإنتاج ، تدفئة.

يمكن إنشاء منزل الغلاية البخارية في إصدارات مختلفة ، ويمكن أن يكون منزل مرجل معياري ، ومنزل مرجل ثابت ، على التوالي ، ويمكن صنع كل من الخيار الأول والخيار الآخر كغرفة مرجل قائمة بذاتها أو متصلة ، اعتمادًا على رغبة العميل وشروط مؤسسة معينة.

يمكن أن يعمل بيت الغلاية البخارية أيضًا على أنواع مختلفة من الوقود ، مثل الغاز ( غاز طبيعي، غاز مسال) ، على وقود الديزل ، على زيت الوقود ، نوعان من الوقود - رئيسي واحتياطي ، أو طارئ (غاز - ديزل ، غاز - زيت). يمكن أيضًا استخدام أنواع مختلفة من الوقود. وقود صلب(نفايات الخشب ، الفحم ، إلخ) وربما أنواع الوقود البديلة المختلفة.

غرفة المرجل التي يوجد بها غلايات بخارية تستخدم الوقود السائل (زيت الوقود ، ديزل، نفط نوع مختلف، والنفايات الزيتية ، وما إلى ذلك) يجب أن يكون لديك مرافق ومنشآت لتخزين الوقود مناسبة لإعداد هذا الوقود للاحتراق في المرجل. يتلخص بشكل أساسي في تسخين الوقود السائل بحيث يمكن تفتيته في الشعلات من أجل الاحتراق الكامل في فرن الغلاية.

يجب أن يحتوي بيت الغلاية الذي توجد عليه غلايات تستخدم الوقود الصلب (الفحم ، الخث ، نفايات الخشب ، إلخ) ، بالإضافة إلى تخزين الوقود وتجهيزه للاحتراق ، على ورش عمل أو محطات لإزالة الرماد. لا يمكن حرق وقود صلب تمامًا. بالإضافة إلى ذلك ، يجب إيلاء اهتمام كبير للتنظيف غازات المداخنمن منتجات الاحتراق ، وبشكل أكثر تحديدًا من منتجات الاحتراق غير الكامل للوقود (السخام ، إلخ). "كوينود" فرنسا ، "إيكوفلام" إيطاليا ، "ويشاوبت" ألمانيا ، "ساكي" ألمانيا ، "دريزلر" ألمانيا ، "سيب أونيغاس" إيطاليا ؛ معدات الضخ والتبادل الحراري والأتمتة وأنظمة الأمن.

جميع المعدات الموردة لديها شهادات المطابقة وتصاريح تطبيق الصناعيعلى أراضي الاتحاد الروسي.

الغلايات البخارية التي تنتجها شركتنا ، بناءً على طلب العميل ، يمكن تصنيعها للعمل في الوضع التلقائي ويمكن تشغيلها دون التواجد المستمر لموظفي الصيانة. يتم التحكم في تشغيل غرفة المرجل مباشرة عن طريق أتمتة غرفة المرجل (يتم عرض جميع المعلومات على لوحة التحكم المثبتة في غرفة المرجل) بالإضافة إلى إرسال إشارة إنذار عامة أو مجموعة من الإشارات إلى وحدة التحكم يقع خارج غرفة المرجل عبر الهاتف أو GSM أو الإنترنت.

يجب فهم غلاية البخار على أنها جهاز خاص به فرن يتم فيه حرق الوقود. نتيجة هذه العملية هي الحرارة المتولدة ، المصممة لإنتاج بخار عالي الضغط. يمكن استخدام هذا البخار لأغراض متنوعة.

ما هو مولد البخار؟ لأي أغراض هو ضروري؟ وما هو مبدأ عمل الغلاية البخارية؟

العناصر الهيكلية للغلاية البخارية وضمان سلامة العمل مع غلاية البخار

ل العناصر الهيكليةتشتمل غلايات البخار على أسطوانات وأوعية من مختلف الأحجام والأقطار وأنابيب متصلة ببعضها البعض في نظام متكامل عن طريق وصلات الدرفلة واللحام. بالتأكيد أي غلاية بخارية بها خطوط أنابيب وأسطوانة ومجمعات. يتم إصلاح غلاية البخار وفحصها وتنظيفها من خلال غرف التفتيش - ثقوب تكنولوجية خاصة.

سعة غلاية البخار المملوءة بالماء والموجودة بالداخل تسمى مساحة الماء. يجب فهم مساحة البخار على أنها المساحة المملوءة بالبخار الناتج. فيما بينها ، يتم فصل مساحات البخار والمياه بواسطة سطح يسمى مرآة التبخر. يوجد في مساحة البخار معدات مصممة لفصل البخار عن الرطوبة.

يصاحب تشغيل الغلاية البخارية تبريد مستمر ومكثف للعناصر المعدنية للهيكل بأكمله ، والتي تتعرض لدرجات حرارة عالية أثناء التشغيل. هذا يسمح بالتشغيل الآمن للغلاية البخارية. يحدث التبريد نتيجة للدوران المنتظم لسائل التبريد عبر أنابيب التسخين. تدخل الحرارة من الغازات التي تتشكل نتيجة احتراق الوقود إلى خط الأنابيب. وفي الوقت نفسه ، يقوم المبرد ، بدون توقف ، بإزالة الحرارة من جدران خط الأنابيب ، وبالتالي منع ارتفاع درجة حرارة خط الأنابيب. إذا لم تكن هذه العملية برمتها مكثفة بدرجة كافية ، يمكن أن يسخن خط الأنابيب بشكل كبير ، ونتيجة لذلك ، يفقد خصائص قوته. يمكن أن يؤدي ارتفاع درجة حرارة خط الأنابيب إلى ذوبان الأنابيب أو حتى تمزقها. يمكن أن تكون هذه الظواهر سبب الإغلاق الطارئ للغلاية البخارية.

كيف تعمل غلاية البخار

مبدأ تشغيل مولد البخار بسيط للغاية. يعتمد العمل على التبادل الحراري للبخار والماء وغازات المداخن. يوجد تصنيف للغلايات الحرارية حسب طريقة حركة وسط التبادل الحراري. هناك نوعان من الغلايات: أنابيب المياه ووحدات أنابيب النار. مبدأ تشغيل غلاية أنبوب النار كما يلي: يتحرك الغاز الساخن داخل الأنابيب ، والماء الذي سيتم تسخينه يكون خارج الأنابيب. يتضمن مبدأ تشغيل الغلايات البخارية لأنبوب الماء حركة المياه عبر الأنابيب. يتم تسخين المياه نتيجة التعرض لأنابيب غازات الاحتراق الخارجية. نتيجة لهذا التأثير ، يصل الماء إلى حالة الغليان.

تصنف معدات بخار الغلايات حسب حركة الماء والبخار فيها. لذلك ، هناك غلايات ذات دوران طبيعي وقسري. يعني الدوران القسري حركة المبردات تحت تأثير المضخات المصممة خصيصًا. غلايات بخارية مع الدورة الدموية الطبيعيةالعمل نتيجة الاختلاف في كثافات البخار والماء.

بشكل عام ، يكون تشغيل غلاية البخار دائمًا متماثلًا تقريبًا. وتتكون من الآتي: يتم تحضير الماء في جهاز نزع الهواء ، وبعد ذلك يتم ضخه إلى نظام توفير المياه عن طريق مضخة ، حيث يتم تسخين المياه نتيجة غازات العادم. بعد ذلك ، ينتقل الماء إلى الأسطوانة العلوية ويختلط بماء الغلاية. يدخل جزء من ماء الغلاية الساخن إلى الأسطوانة السفلية عبر خط أنابيب الغلاية. هذا هو المكان الذي يتكون فيه ما يسمى بخليط الماء البخاري. نتيجة لذلك ، يرتفع هذا الخليط عبر خط أنابيب الرفع إلى الأسطوانة العلوية.

ينزل الماء المتبقي في الأسطوانة العلوية عبر خطوط الأنابيب المصغرة ، الموجودة خارج الفرن ، إلى نظام تجميع أنابيب الغربال. في هذه الحالة ، يكون خليط البخار مرة أخرى في الأسطوانة العلوية للغلاية. يجب أن يسمى نظام الأنابيب الذي ينفذ حركة المبرد بدائرة الدوران.

يمر البخار المتولد في المبخرات عبر ما يسمى بفواصل البخار ، والتي تعد مكونًا لا غنى عنه في الغلايات البخارية لأنبوب النار. هنا ، تنطلق قطرات من الرطوبة من البخار. بعد أن يجف البخار ، ينتقل إلى جهاز التسخين الفائق عبر خط أنابيب البخار. هنا ، يتم تسخين البخار إلى درجات الحرارة المطلوبة.

التحكم في الغلاية

إصدار الشركات المراجل البخاريةتأكد من تجهيز المعدات بأجهزة تحكم وقياس خاصة وأجهزة تسمح لك بالتحكم في تشغيل الغلاية البخارية.

يمكن ضبط مستوى الماء في النظام باستخدام زجاج قياس. يعتبر زجاج المقياس عنصرًا مهمًا نظام التحكم. تقع على اللوحة الأمامية لغلاف الفرن. هذا الزجاج مزود بصنابير خاصة: سفلية وعلوية. يقع الجزء السفلي في المستوى العلوي من صندوق النار ، ويتم تثبيت الصمام العلوي داخل مساحة بخار المرجل. فيما بينها ، يتم توصيل الصنابير بأنبوب زجاجي خاص وزجاج مسطح. يتم ملء هذا الزجاج بالماء عن طريق صنبور سفلي ويكون دائمًا تحت ضغط البخار من الصنبور العلوي. نشيط هذا الجهازوفقًا لمبدأ قانون السفن الموصلة. هذا يعني أن مستوى الماء في الغلاية سيكون دائمًا مساويًا لمستوى الماء في الوعاء الزجاجي.

مخطط دوران المياه الطبيعي: H هو ارتفاع المرجل.

يجب أن يكون مستوى الماء أثناء تشغيل الغلاية دائمًا بين الحد الأدنى والحد الأقصى. تم تعيين المستوى الأدنى من أجل استبعاد ارتفاع درجة حرارة العناصر المعدنية. تشير العديد من الطرز إلى انخفاض مستوى المياه بما لا يقل عن 100 مم فوق منطقة الحريق. لمنع دخول الماء إلى نظام أنابيب البخار ، اضبط المستوى الأقصى. إذا دخلت المياه إلى خط البخار ، فقد تحدث مطرقة مائية ، مما يؤدي إلى وقوع حادث خطير.

مبدأ تشغيل الغلايات الصناعية والمنزلية هو نفسه تقريبًا ، وتصميمها مشابه جدًا. تختلف غلايات الحرارة المهدرة المزعومة اختلافًا طفيفًا. تقوم هذه الغلايات بتسخين المياه بالطاقة الحرارية للغازات المنبعثة من وحدات التوربينات الغازية ومولدات الديزل وغيرها من المعدات. يختلف تصميم هذا المرجل بشكل ملحوظ عن غلاية البخار التقليدية. تدخل الغازات الثانوية في غلاية الحرارة المهدرة على الفور إلى سطح التسخين. في مثل هذا المرجل لا يوجد سخان هواء وصندوق نيران. تدخل الغازات التي تتراوح درجة حرارتها من 350 إلى 700 درجة مئوية إلى المرجل. كقاعدة عامة ، هذه المعدات مخصصة للأغراض الصناعية ويتم تركيبها في الصناعات الكبيرة كثيفة الاستهلاك للطاقة.

غلايات مرة واحدة

بالإضافة إلى الغلايات ذات الدوران الطبيعي والقسري ، هناك أيضًا ما يسمى بالغلايات التي تستخدم مرة واحدة. لا يوجد أسطوانة في تصميم هذه الغلايات. يمر الماء مرة واحدة عبر خط أنابيب المبخر ، ويتحول تدريجياً إلى بخار. في المنطقة الانتقالية ، يتم الانتهاء من عملية تحويل الماء إلى بخار. يدخل خليط البخار والماء من خط أنابيب المبخر إلى السخان الفائق ، حيث يتم تسخين البخار إلى درجة الحرارة المطلوبة. تحتوي بعض الغلايات التي تستخدم مرة واحدة على جهاز تسخين بخاري. إنه مصمم لإعادة تسخين البخار الناتج من محطة التوربينات. بعد الإحماء مرة أخرى ، يعود البخار إلى التوربين. الغلاية التي يتم إدخالها مرة واحدة هي ما يسمى بالنظام الهيدروليكي ذو الحلقة المفتوحة. يمكن لمصنع الغلاية هذا أن يعمل تحت ضغوط تحت الحرجة وفوق الحرجة.

لا تتطلب الغلايات البخارية التي يتم إدخالها مرة واحدة غرفًا مجهزة بشكل خاص. إنها لا تتطلب مراقبة منتظمة للتشغيل والإشراف الفني.

يجب اعتبار الميزة الأكثر أهمية والتي لا جدال فيها لغلاية بخار مرة واحدة هي الحد الأدنى من الوقت المطلوب لتسخين الماء ، والوقت القصير المطلوب لجعل المرجل في حالة صالحة للعمل. نظرًا لكل هذه المزايا ، تعمل الغلايات التي تستخدم مرة واحدة كنوع من التركيبات الاحتياطية ، والتي يعد استخدامها ضروريًا في حالة حدوث أعطال وأثناء أحمال معدات الغلايات الرئيسية.

بالإضافة إلى ذلك ، تتمتع الغلايات التي تستخدم مرة واحدة بمزايا أخرى. أولاً ، تسمح بحمل حراري أعلى. ثانيًا ، لا توجد تركيبات مجمعة ثقيلة وضخمة ، وهناك إمكانية للتخطيط المجاني لأسطح التدفئة. يتم استخدام سطح التسخين بشكل أكثر فاعلية. تتميز الغلايات التي يتم إدخالها مرة واحدة بكفاءة عالية وهي مدمجة تمامًا ولديها قدرة عالية على المناورة.

سلبيات الغلايات التي تستخدم مرة واحدة

تشمل عيوب استخدام غلاية بخار مرة واحدة التضمين المتكرر للغاية للشعلات مقارنة بغلاية أنبوب النار. كما لا توجد خزانات مياه وبخار متراكمة. على الرغم من أنه يمكن حل هذه المشكلة بمساعدة إمدادات الوقود التي يتم التحكم فيها ، إلا أن هذا يمكن أن يؤدي إلى حقيقة أن الشعلات سيتم تشغيلها في كثير من الأحيان ، وسوف يتقلب الحمل ، مما يؤدي إلى تآكل سابق لأوانه للمعدات.

بالإضافة إلى ذلك ، نتيجة لإيقاف تشغيل الشعلات وتشغيلها بشكل مستمر ، يتم إطلاق السخام ، والذي يترسب على سطح التسخين ويجب إزالته. في هذه الحالة ، يتم استهلاك الوقود بكميات أكبر بكثير.

أصبح اختيار الغلايات التي يتم إدخالها مرة واحدة كبيرًا جدًا الآن. يختلفون في قوتهم ونماذجهم. يجب أن يعتمد اختيار الغلاية البخارية على أهداف وغايات المعدات.

يتطلب التطور السريع للزراعة والإنتاج معدات حديثة عالية التقنية. ومع ذلك ، من أجل ضمان دورة إنتاج كاملة وخلق ظروف عمل مريحة للموظفين ، هناك حاجة إلى معدات متخصصة لتدفئة المساحات.

الغلايات البخارية مصممة لحل هذه المشاكل. يتم استخدامها بنشاط في جميع مجالات حياة الإنسان ، حيث يكون من الضروري الحفاظ على درجة حرارة معينة باستمرار.

مبدأ تشغيل المرجل

لفهم ماهية غلاية البخار ، ضع في اعتبارك جهازها ومبدأ عملها. الغرض من استخدام الوحدة المعنية هو توليد البخار. تحدث العملية بسبب توليد الحرارة في عملية احتراق الوقود أو تسخين السخانات الكهربائية الأنبوبية ، وتصل درجة حرارة السائل في غلاية البخار إلى المستوى المطلوب.

تركيبة عمل غلاية البخار هي الماء. عندما يسخن ، يتحول إلى حالة بخار. تنتج الصناعة غلايات صغيرة بقدرة إنتاجية تصل إلى 20 كجم / ساعة ووحدات صناعية تنتج ما يصل إلى 5 آلاف طن من البخار في ساعة واحدة.

الغلاية البخارية عبارة عن أسطوانة مملوءة بالماء ، توجد تحتها أنابيب سفلية ضرورية لدخول الماء إلى المجمعات.

نظام المرجل بأكمله عبارة عن أنابيب مترابطة تقنيًا. نظرًا لحقيقة أنها تحتوي على خليط له كثافة أقل من كثافة الماء ، فإنه يرتفع إلى الفاصل. في ذلك ، ينقسم الخليط إلى سائل وبخار ، بينما يدخل البخار في أنابيب البخار وسخان الماء ويتم تغذيته في التوربين ، ويعود السائل مرة أخرى إلى الأسطوانة.

تتكون الوحدة من:

خط أنابيب البخار

سخان الماء؛

فيلق

المقتصد؛

جلود.

تحتوي جميع تعديلات الغلايات على فرن يتم فيه حرق الوقود. يمتص الماء الحرارة الناتجة ويتبخر عند الوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة. هناك عملية دوران طبيعية. تبرد نواتج احتراق الوقود وتتم إزالتها من خلال المدخنة.

يحتوي جسم الوحدة قيد الدراسة على عزل حراري خارجي وتغليف على شكل غلاف فولاذي قابل للفصل. يسمح لك سخان المياه بزيادة الإنتاجية ويتكون من أنابيب حريق يتم فيها تسخين المياه بواسطة حرارة غازات العادم.

يوجد في الجزء السفلي من الوحدة صمام أمان يطلق البخار إذا تجاوز ضغط التشغيل الحد المسموح به. تشمل معدات الغلايات أيضًا حاقنًا يدويًا وبخارًا نفاثًا. الأول ضروري لملء السائل في بداية العمل ، وكذلك للتجديد في حالة تعطل حاقن البخار النفاث.

لتسهيل التشغيل ، تم تجهيز الغلايات البخارية بأنظمة تحكم آلية.

تصنيف المراجل البخارية

اعتمادًا على طريقة تسخين المبرد ، يتم تمييز الغاز والوقود الصلب وغلايات البخار الكهربائية.

تتميز الغلايات البخارية التي تعمل بالغاز بقدرتها على توليد البخار المشبع ، مقاسة بالكيلو جرام / ساعة. الخصائص الرئيسية للوحدة هي درجة الحرارة وضغط البخار.

يمكن لمراجل الغاز البخاري استخدام الغاز الطبيعي أو المسال كوقود. يحترق الوقود في الموقد المثبت على غطاء المرجل. تزيد غازات المداخن من درجة حرارة الماء ، ونتيجة لذلك تنتقل إلى حالة بخار وتحت الضغط تدخل المستهلكين من خلال فاصل البخار المثبت.

يمكن أيضًا لمرجل الماء الساخن البخاري استخدام الحطب كوقود. يعتمد مبدأ تشغيل الغلايات البخارية التي تعمل بالحطب على التبادل الحراري بين الناقل الحراري وغازات المداخن. يحترق الحطب في صندوق نيران مغطى بغطاء ماء مبرد. تمر غازات المداخن عبر المبادل الحراري وتخرج من أعلى الوحدة. عندما يتبخر المبرد المسخن ، يتكون البخار. يتراكم فوق الغلاية ، في غرفة تجميع البخار ويتم إرساله لاحتياجات الإنتاج من خلال خط أنابيب البخار.

تختلف المراجل البخارية من النوع الكهربائي عن النوعين الآخرين في أبعادها المدمجة. هذا يسمح بالبخار المدروس غلايات الماء الساخنالتثبيت على الحائط.

في الوقت الحالي ، تعتبر غلايات تسخين المياه بالبخار من النوع الكهربائي هي الأكثر طلبًا ، لأنها لا تتطلب تنظيم غرفة مرجل منفصلة مع مدخنة ، ولا تحرق الأكسجين ، ولديها عناصر تحكم بسيطة.

فيديو

تظهر مقاطع الفيديو مبدأ تشغيل غلاية البخار. أيضًا ، في الفيديو ، يمكنك مشاهدة التشغيل الحقيقي لوحدة البخار. في نفس الوقت ، تشعر برد فعل قوي وندعجة تصم الآذان تنبعث أثناء العملية. بعد مشاهدة المقال ، يمكنك ترك مراجعة أو الاشتراك في مجموعة على الشبكات الاجتماعية وتكون أول من يتلقى أفضل الأخبار.

المرجل البخاري هو جهاز لتحويل الماء إلى بخار ، يستخدم في الحياة اليومية وفي الصناعة. يستخدم البخار لتدفئة الغرف والأجهزة وخطوط الأنابيب وكذلك لتدوير الآلات التوربينية. دعنا نتعلم المزيد عن ماهية المراجل البخارية. مبدأ التشغيل والجهاز والتصنيف والنطاق وغير ذلك الكثير - كل هذا سيتم مناقشته أدناه.

تعريف

كما فهمت بالفعل ، فإن غلاية البخار هي وحدة تنتج البخار. في الوقت نفسه ، يمكن أن تنتج الغلايات من هذا النوع نوعين من البخار: مشبع ومسخن للغاية. في الحالة الأولى ، تكون درجة حرارته حوالي 100 درجة ، والضغط حوالي 100 كيلو باسكال. ترتفع درجة حرارة البخار المحمص إلى 500 درجة والضغط يصل إلى 26 ميجا باسكال. يستخدم البخار المشبع للأغراض المنزلية ، خاصة لتدفئة المنازل الخاصة. وجد البخار المسخن تطبيقًا في الصناعة والطاقة. إنه ينقل الحرارة جيدًا ، لذا فإن استخدامه يزيد بشكل كبير من كفاءة التثبيت.

نطاق التطبيق

هناك ثلاثة مجالات رئيسية لتطبيق الغلايات البخارية:

1. أنظمة التدفئة.يعمل البخار كناقل للطاقة.
2. طاقة.تُستخدم المحركات البخارية الصناعية ، أو كما يطلق عليها أيضًا مولدات البخار ، لتوليد الطاقة الكهربائية.
3. صناعة.يستخدم البخار في الصناعة ليس فقط لتسخين "قمصان" الأجهزة وخطوط الأنابيب ، ولكن أيضًا لتحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية وتحريك المركبات.

تستخدم غلايات البخار المنزلية للتدفئة السكنية. بكلمات بسيطةمهمتهم هي تسخين الماء وتحريك البخار عبر خط الأنابيب. غالبًا ما يكون هذا النظام مزودًا بفرن أو غلاية ثابتة. عادةً ما تنتج الأجهزة المنزلية بخارًا مشبعًا وليس شديد الحرارة ، وهو ما يكفي لحل المهام الموكلة إليها.

في الصناعة ، يتم تسخين البخار بشكل مفرط - يستمر تسخينه بعد التبخر من أجل زيادة درجة الحرارة. تخضع هذه التركيبات لمتطلبات الجودة الخاصة ، حيث أنه عند ارتفاع درجة حرارة البخار ، تتعرض الحاوية لخطر الانفجار. يمكن استخدام البخار المحمص الناتج من الغلاية لتوليد الكهرباء أو الحركة الميكانيكية.

يتم إنشاء تيار كهربائي بمساعدة البخار على النحو التالي. بالتبخير ، يدخل البخار إلى التوربين ، حيث يقوم بتدوير العمود بسبب التدفق الكثيف. وبالتالي ، يتم تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية ، والتي بدورها تتحول إلى طاقة كهربائية. هذه هي الطريقة التي تعمل بها توربينات محطة الطاقة.

دوران العمود الذي يحدث أثناء التبخر كميات كبيرةبخار محمص ، يمكن نقله مباشرة إلى المحرك والعجلات. هذه هي الطريقة التي يتم بها تشغيل نقل البخار. تشمل الأمثلة الشائعة لتشغيل محرك بخاري مولد بخاري للقاطرة البخارية أو غلاية بخارية للسفينة. مبدأ تشغيل هذا الأخير بسيط للغاية: عندما يتم حرق الفحم ، تتولد الحرارة ، مما يؤدي إلى تسخين الماء وتشكيل البخار. حسنًا ، يقوم البخار بدوره بتدوير العجلات ، أو في حالة السفينة ، يتم تدوير البراغي.

دعونا نفكر بمزيد من التفصيل في كيفية عمل هذه الغلايات. يمكن أن يكون مصدر الحرارة المطلوب لتسخين المياه من أي نوع من أنواع الطاقة: الكهرباء ، والطاقة الشمسية ، والحرارة الجوفية ، والحرارة الناتجة عن احتراق الغاز أو الوقود الصلب. البخار المتولد أثناء تسخين الماء هو ناقل حراري ، أي أنه ينتقل طاقة حراريةمن مكان التدفئة إلى مكان الاستخدام.

على الرغم من تنوع التصميمات ، لا يختلف الهيكل الأساسي ومبدأ تشغيل الغلايات البخارية. المخطط العاميبدو تسخين الماء مع تحويله اللاحق إلى بخار كما يلي:

1. تنقية المياه بالفلاتر وتوريدها للخزان للتدفئة باستخدام المضخة. يقع الخزان عادة في الجزء العلوي من المصنع.
2. من الخزان ، عبر الأنابيب ، يدخل الماء المجمع الموجود أدناه على التوالي.
3. يرتفع الماء مرة أخرى ، ليس فقط الآن من خلال الأنابيب ، ولكن من خلال منطقة التسخين.
4. يتولد البخار في منطقة التسخين. تحت تأثير فرق الضغط بين المادة السائلة والغازية ، سوف يرتفع.
5. في الجزء العلوي ، يتم تمرير البخار الساخن عبر فاصل ، حيث يتم فصله أخيرًا عن الماء. يعود باقي السائل إلى الخزان ، ويذهب البخار إلى خط البخار.
6. إذا لم تكن هذه غلاية عادية ، ولكنها مولد بخار ، فإن خطوط الأنابيب الخاصة بها يتم تسخينها بشكل إضافي. ستتم مناقشة طرق تسخينها أدناه.

جهاز

الغلايات البخارية عبارة عن حاوية يتم فيها تسخين الماء وتشكيل البخار. عادة ما تكون مصنوعة على شكل أنابيب بأحجام مختلفة. بالإضافة إلى أنبوب الماء ، تحتوي الغلاية دائمًا على غرفة احتراق الوقود (الفرن). قد يختلف تصميمه حسب نوع الوقود المستخدم. إذا كان حطبًا أو فحمًا صلبًا ، فسيتم تثبيت شبكة في الجزء السفلي من صندوق الاحتراق ، حيث يتم وضع الوقود. من قاع الشبكة ، يدخل الهواء غرفة الاحتراق. وفي الجزء العلوي من الفرن ، تم تجهيز مدخنة ، وهو أمر ضروري للجر الفعال - دوران الهواء واحتراق الوقود.

يختلف مبدأ تشغيل الغلايات البخارية بالوقود الصلب إلى حد ما عن الأجهزة التي تستخدم فيها المواد السائلة أو الغازية كناقل للحرارة. في الحالة الثانية ، تشتمل غرفة الاحتراق على موقد يعمل مثل مواقد موقد الغاز المنزلي. لدوران الهواء ، يتم استخدام شبكة ومدخنة أيضًا ، لأنه بغض النظر عن نوع الوقود ، فإن الهواء هو أهم شرط للاحتراق.

يرتفع الغاز القابل للاحتراق الناتج عن احتراق الوقود إلى وعاء به ماء. يتخلى عن حرارته إلى الماء ويخرج من خلال المدخنة إلى الغلاف الجوي. عندما يتم تسخين الماء إلى درجة غليانه ، يبدأ في التبخر. تجدر الإشارة إلى أن الماء يتبخر في وقت مبكر ، ولكن ليس بهذه الكميات وليس مع درجة حرارة البخار هذه. يدخل البخار المتبخر في الأنابيب من تلقاء نفسه. وهكذا ، تداول البخار والتغيير الدول الإجماليةيحدث الماء بشكل طبيعي. مبدأ تشغيل المراجل البخارية ذات الدورة الدموية الطبيعية ينطوي على الحد الأدنى من التدخل البشري. كل ما يحتاجه المشغل هو ضمان تسخين مستقر للمياه والتحكم في العملية بمساعدة الأجهزة الخاصة.

في حالة غلايات كهربائيةتسخين المياه أسهل. يتم تسخينها باستخدام عناصر تسخين مثل عناصر التسخين أو تعمل كموصل وتسخن وفقًا لقانون جول لينز.

تصنيف

يمكن تصنيف الغلايات البخارية ، مبدأ التشغيل الذي نفكر فيه اليوم ، وفقًا لعدة معايير.

حسب نوع الوقود:

1. فحم.
2. غاز.
3. زيت.
4. الكهرباء.

بالميعاد:

1. أسرة.
2. طاقة.
3. صناعي.
4. استغلال.

من تصمبم:

1. أنبوب الغاز.
2. انبوب ماء.

ما هو الفرق بين الغلايات البخارية بالغاز والمياه

يعتمد مبدأ تشغيل الغلايات على تسخين الحاوية بالماء. الحاوية التي يمر فيها الماء إلى حالة بخار ، كقاعدة عامة ، عبارة عن أنبوب أو عدة أنابيب. تسمى الأجهزة التي يسخن فيها الوقود الأنابيب ، وترتفع ، بمراجل أنابيب الغاز.

ولكن هناك خيار آخر - عندما يتحرك الغاز القابل للاشتعال عبر أنبوب موجود داخل وعاء ماء. في هذه الحالة ، تسمى خزانات المياه براميل ، ويسمى المرجل نفسه غلاية أنبوب الماء. في الحياة اليومية ، يطلق عليه أيضًا غلاية أنبوب النار. اعتمادًا على موقع براميل المياه ، تنقسم الغلايات من هذا النوع إلى: أفقي ، وعمودي ، وشعاعي. هناك أيضًا نماذج يتم فيها تنفيذ اتجاهات مختلفة للأنابيب.

يختلف جهاز ومبدأ تشغيل غلاية بخار أنبوب النار إلى حد ما عن أنبوب الغاز. أولاً ، يتعلق الأمر بحجم أنابيب الماء والبخار. تحتوي غلايات أنابيب المياه على أنابيب أصغر من غلايات أنابيب الغاز. ثانياً ، هناك اختلافات في القوة. تعطي غلاية أنبوب الغاز ضغطًا لا يزيد عن 1 ميجا باسكال ولديها قدرة توليد حرارة تصل إلى 360 كيلو وات. والسبب في ذلك هو الأنابيب الكبيرة. من أجل تكوين بخار وضغط كافيين في الأنابيب ، يجب أن تكون جدرانها سميكة. نتيجة لذلك ، فإن سعر هذه الغلايات مرتفع للغاية. غلاية أنبوب الماء أقوى. بسبب الجدران الرقيقة للأنابيب ، يسخن البخار بشكل أفضل. وثالثًا ، غلايات أنابيب المياه أكثر أمانًا. يولدون الحرارة ولا يخافون من الأحمال الزائدة الكبيرة.

عناصر إضافية للغلايات

مبدأ تشغيل الغلاية البخارية بسيط للغاية ، ومع ذلك ، فإن تصميمها يتكون من عدد كبير إلى حد ما من العناصر. بالإضافة إلى غرفة الاحتراق وأنابيب تداول الماء / البخار ، تم تجهيز الغلايات بأجهزة لزيادة كفاءتها (زيادة درجة حرارة البخار والضغط والكمية). تشمل هذه الأجهزة:

1. المحماة.يعمل على زيادة درجة حرارة البخار فوق 100 درجة. يزيد ارتفاع درجة حرارة البخار من كفاءة الجهاز وكفاءته. يمكن أن يصل البخار شديد السخونة إلى درجات حرارة تصل إلى 500 درجة مئوية. تحدث مثل هذه درجات الحرارة المرتفعة في محطات البخار لمحطات الطاقة النووية. جوهر السخونة الزائدة هو أنه بعد التبخر ، يتم إعادة تسخين البخار المتدفق عبر الأنبوب. للقيام بذلك ، يمكن تجهيز الجهاز بملف إضافي غرفة الاحتراقأو خط أنابيب بسيط يمر عبر الفرن الرئيسي عدة مرات قبل إطلاق البخار للاستخدام المقصود. السخانات الفائقة هي إشعاعية وحمل حراري. السابق يعمل 2-3 مرات أكثر كفاءة.
2. فاصل.يعمل على "تصريف" البخار - فصله عن الماء. هذا يسمح لك بزيادة كفاءة التثبيت.
3. مجمع بخار. هذا الجهازتم إنشاؤه للحفاظ على مستوى ثابت من البخار الناتج من التثبيت. عندما لا يكون هناك ما يكفي من البخار ، فإنه يضيفه إلى النظام ، وعلى العكس من ذلك ، يزيله في حالة زيادة العرض.
4. جهاز تحضير الماء.لكي يعمل الجهاز لفترة أطول ، يجب أن يفي الماء الداخل بمتطلبات محددة. يقلل هذا الجهاز من كمية الأكسجين والمعادن في الماء. تساعد هذه الإجراءات البسيطة على منع تآكل الأنابيب وتكوين قشرة على جدرانها. لا يؤدي الصدأ والحجم إلى تقليل كفاءة الجهاز فحسب ، بل يؤدي أيضًا إلى جعله سريعًا غير قابل للاستخدام ، خاصة في حالة الاستخدام النشط.

أجهزة التحكم

بالإضافة إلى ذلك ، تم تجهيز المرجل بأجهزة مساعدة للمراقبة والتحكم. على سبيل المثال ، يراقب مؤشر حد المياه الحفاظ على مستوى سائل ثابت في الحلة. يعتمد مبدأ تشغيل كاشف مستوى غلاية البخار على التغيير في كتلة الشحنات الخاصة أثناء انتقالها من المرحلة السائلة إلى مرحلة البخار ، والعكس صحيح. في حالة الانحراف عن القاعدة ، فإنه يعطي إشارة صوتية لتنبيه موظفي المؤسسة.

للتحكم الموضعي في مستوى الماء ، يتم أيضًا استخدام عمود مقياس المستوى لغلاية البخار. يعتمد مبدأ تشغيل الجهاز على التوصيل الكهربائي للماء. العمود عبارة عن أنبوب مزود بأربعة أقطاب تتحكم في مستوى الماء. إذا وصل عمود الماء إلى العلامة السفلية ، يتم توصيل مضخة التغذية ، وإذا كان الجزء العلوي ، يتوقف إمداد الغلاية بالماء.

جهاز بسيط آخر لقياس مستوى الماء في غلاية البخار هو مقياس الماء الزجاجي المدمج في جسم الجهاز. مبدأ تشغيل زجاج مقياس الماء في غلاية البخار بسيط - فهو مصمم للتحكم البصري في مستوى الماء.

بالإضافة إلى مستوى السائل ، يتم قياس درجة الحرارة والضغط في النظام باستخدام موازين الحرارة ومقاييس الضغط ، على التوالي. كل هذا ضروري للتشغيل الطبيعي للغلاية ولمنع احتمال حدوث حالات طوارئ.

مولدات البخار

لقد نظرنا بالفعل في مبدأ تشغيل الغلاية البخارية ، والآن سنتعرف بإيجاز على ميزات مولدات البخار - أقوى الغلايات المزودة بأجهزة إضافية. كما فهمت بالفعل ، يتمثل الاختلاف الرئيسي بين مولد البخار والمرجل في أن تصميمه يشتمل على واحد أو أكثر من السخانات الفائقة الوسيطة ، مما يجعل من الممكن تحقيق أعلى درجات حرارة للبخار. في محطات الطاقة النووية ، وبفضل البخار شديد السخونة ، يقومون بتحويل طاقة اضمحلال الذرة إلى طاقة كهربائية.

هناك طريقتان رئيسيتان لتسخين الماء ونقله إلى الحالة الغازية في المفاعل:

1. يغسل الماء وعاء المفاعل.في هذه الحالة ، يتم تبريد المفاعل وتسخين الماء. وهكذا ، يتولد البخار في دائرة منفصلة. في هذه الحالة ، يعمل مولد البخار كمبادل حراري.
2. تمر مواسير بالمياه داخل المفاعل.في هذا المتغير ، يكون المفاعل عبارة عن غرفة احتراق ، يتم من خلالها إمداد البخار مباشرة إلى المولد الكهربائي. هذا التصميم يسمى مفاعل الماء المغلي. كل شيء هنا يعمل بدون مولد بخار.

خاتمة

التقينا اليوم بجهاز مفيد مثل غلاية البخار. الجهاز ومبدأ تشغيل هذا الجهاز بسيط للغاية ويعتمد على عادي الخصائص الفيزيائيةماء. ومع ذلك ، فإن الغلايات البخارية تسهل حياة الإنسان بشكل كبير. يقومون بتدفئة المباني وتوليد الكهرباء.

محدث:

أصبح الطلب على الغلاية البخارية مؤخرًا أكثر بكثير في بناء المساكن الخاصة ، حيث اجتازت المعدات مرحلة التحديث الجاد. إذا تم اكتشاف تشغيل الغلايات البخارية في وقت سابق فقط في المؤسسات ، فليس من النادر اليوم العثور على مثل هذه الوحدة في منزل خاص.

مبدأ تشغيل غلاية البخار

تغيرت قواعد اللعبة إلى حد ما ، ونتيجة لذلك أصبح المرجل البخاري قادرًا على فرض منافسة جادة على أنواع بديلة من الغلايات.

بالنسبة عملية آمنةالمعدات في منزل خاص ، قلل المصنعون الضغط بشكل كبير مقارنة بالمراجل الصناعية. الآن الضغط ليس أعلى من 6 أجواء ، و درجة الحرارة القصوىيصل البخار إلى 130 درجة. هذا يكفي تمامًا للتشغيل الآمن للجهاز.

لكن قائمة الصفات الإيجابية لا تنتهي عند هذا الحد. تتميز غلاية البخار بالمزايا التالية:

• الربحية
• التكلفة الجذابة للمعدات نفسها ؛
• أداء عالي؛
• توفير حرارة ممتاز ؛
• براعه. يمكن استخدام أنواع مختلفة من غلايات البخار أنواع مختلفةالوقود؛
• كفاءة عالية؛
• للتدفئة ، يتم استخدام الأنابيب ذات القطر الصغير ، والتي لها تأثير إيجابي على انضغاط الدائرة ؛
• يمكن تركيبها لأي منزل ، ستبقى الدائرة آمنة. الشيء الرئيسي هو اتباع قواعد التثبيت والتشغيل ؛
• لا يحتاج الوقود المستهلك إلى مراقبة مستمرة ؛
• معلمات القصور الذاتي المنخفضة ، والتي تضمن تسخينًا أسرع للمباني.

لكن غلاية البخار لها عيوب معينة لا يمكن تجاهلها.

1. من المستحيل ضبط تشغيل الجهاز بسلاسة.
2. قد تسخن الغرف المختلفة بشكل غير متساو.
3. لا يمكن للغلايات البخارية التباهي بعمر خدمة طويل.
4. يتم تسخين أنابيب التسخين بشكل مكثف للغاية ، وهذا هو السبب في أن الدائرة تصبح غير آمنة تمامًا في بعض الحالات.
5. عندما تمتلئ الغلاية بالبخار ، تبدأ الوحدة في إصدار ضوضاء.

لجعل تشغيل غلاية البخار في منزلك آمنًا تمامًا ، يجب عليك اختيار الأجهزة الحاصلة على شهادات الجودة.

جهاز

جهاز الغلاية البخارية معقد للغاية. لذلك ، فإن تجميع غلاية بخار بيديك ليس بالمهمة السهلة. كل نموذج فردي له ميزات التجميع الخاصة به. لكن جميعها مجهزة بالمكونات الرئيسية:

• Firebox. هذا هو المكان الذي يوجد فيه الوقود ؛
• مقلاة الرماد. إنه يعمل على جمع منتجات احتراق الوقود ؛
• حارق. مهامها واضحة تماما.
• المقتصد. هذا سخان مياه سنتحدث عنه بمزيد من التفصيل ؛
• طبل. مطلوب للتثبيت أدوات القياس، خط الأنابيب ، الصمامات.
• مقياس الضغط. من أجل التشغيل الآمن لوحدة البخار ، يجب أن تشتمل الدائرة بالضرورة على مقياس ضغط لمراقبة ضغط البخار.

تتطلب لوائح التركيب لجميع الغلايات البخارية أن تكون موجودة تحت مستوى خط الأنابيب وأجهزة التدفئة. لذلك يمكن أن يدور البخار بشكل طبيعي ويعود المكثف من النظام.

أنواع

ينص تصنيف المراجل البخارية على وجود نوعين من المعدات. تختلف في طريقة تكوين البخار:

• أنبوب المياه؛
• أنبوب النار.

لذلك ، يختلف مبدأ تشغيل الغلاية البخارية من النوعين الأول والثاني إلى حد ما.

أنبوب المياه

في نفوسهم ، ينتقل الماء عبر الأنابيب ويتم التسخين في الخارج. لذا فإن الجهاز ينتج الكمية المطلوبة من بخار الماء المشبع.

تنص قواعد التصنيف على أن أنابيب المياه تنقسم إلى فئتين:

• غلاية طبل. يوفر النظام مرور الماء عدة مرات ، مما يجعل انتقال الحرارة متعددًا ؛
• تدفق. في مثل هذا المرجل ، يتحرك المبرد في اتجاه واحد ، ويتحول تدريجياً إلى بخار.

أما بالنسبة للوقود فيمكن أن تكون:

• الوقود السائل. يشمل الديزل وزيت الوقود.
• وقود صلب. تستخدم غلايات البخار هذه الخشب أو الفحم أو الخث ؛
• غاز. ذات صلة فقط عندما يكون من الممكن التوصيل بمصدر إمداد المياه الرئيسي ؛
• كهرباء. النماذج الكهربائية أقل شيوعًا في المنازل الخاصة. يمكن تفسير ذلك من خلال أسباب موضوعية - التكلفة العالية لموارد الطاقة وانخفاض الكفاءة.

تظهر ممارسة استخدام الغلايات البخارية أن الغاز الرئيسي هو أكثر أنواع الوقود كفاءة. ترجع ميزة الهياكل إلى ارتفاع مستوى السلامة من الحرائق والقدرة على تسخين مساحة كبيرة في وقت قصير.

في الوقت نفسه ، فإن نماذج الغاز للغلايات البخارية لها عيوبها - قواعد صارمة فيما يتعلق بإحكام جميع التوصيلات.

أنبوب النار

ليس من المنطقي التحدث كثيرًا عن نماذج أنابيب النار الخاصة بالغلايات البخارية.

يعتمد مبدأ عملها على حقيقة أن الأنابيب مغمورة في الماء ، وأن الطاقة الناتجة عن التسخين تمر عبرها ، مما يؤدي إلى تكوين البخار.

الميزة الرئيسية لأجهزة أنبوب النار هي تصميم بسيط إلى حد ما. لكن القواعد السلامة من الحرائقشراء هذه الوحدات غير مرحب به بشكل خاص ، لأن خطر انفجار الغلاية مرتفع للغاية.

المقتصدون

عنصر أساسي في غلاية البخار هو الموفر. يعمل الجهاز على تسخين الماء قبل دخوله في غلاية البخار.

تنص قواعد التصنيع على أن الموفر مصنوع من أنابيب مثنية في ملف. علاوة على ذلك ، يتم تشكيل مجموعة من الملفات على شكل باركيه ، يتم وضعها وفقًا لمبدأ الشطرنج داخل المرجل.

في الوقت نفسه ، هناك عدة أنواع من المقتصدات ، والتي يجب أن تكون على دراية بها قبل شراء غلاية بخار.

1. ماء. يتم التسخين المسبق للمياه في مثل هذا المقتصد عن طريق الحرارة الناتجة عن احتراق الوقود المستخدم.
2. اتصل. تتطلب القواعد تركيبها بعد المرجل ، مما يحفز على زيادة الكفاءة. بمساعدة اقتصاديات الاتصال ، يمكنك تزويد المنزل بالماء الساخن.
3. الحديد الزهر. هذه المقتصدات مناسبة لتلك المراجل البخارية التي لا يتجاوز ضغطها 2.4 ميجا باسكال. يوفر الحديد الزهر أداءً ممتازًا ومقاومة للكسر والتفاعلات الكيميائية.
4. فولاذ. يتم استخدامها في تنظيم الغلايات البخارية ذات الضغط الزائد فوق 23 كجم / سم 2.

هناك مخططات مختلفة لتركيب الموفر ، اعتمادًا على ميزات تصميم المرجل. تم بالفعل دمج بعض الاقتصاديين معدات التدفئة، بينما يتم تركيب البعض الآخر مباشرة بالقرب من وحدة الغلاية.

اختيار القوة

باتباع قواعد معينة ، ستتمكن من تحديد قوة غلاية البخار بشكل صحيح ، والتي ستكون كافية لتدفئة منزلك.

القواعد بسيطة للغاية - فكلما كبرت المساحة ، زادت القوة المطلوبة. دعنا نعطي بعض الأمثلة.

• بالنسبة للمنزل الذي تبلغ مساحته 60 إلى 200 متر مربع ، يكفي استخدام غلاية بخار بسعة 25 كيلو واط ؛
• إذا كانت مساحة المبنى المدفأ تصل إلى 300 متر مربع ، فيجب أن تصل قوة الجهاز إلى 30 كيلو واط ؛
• بمساحة في حدود 300-600 متر مربع ، تكفي قوة 35-60 كيلوواط.

من أجل زيادة كفاءة وحدة البخار الخاصة بك ، مع تقليل تكاليف الوقود في نفس الوقت ، يوصى بشراء موفرات إضافية أو نماذج مرجل مزودة بسخانات مدمجة.

تغيرت الآراء على معدات التدفئة هذه بشكل كبير. أصبح هذا ممكنًا بسبب تحديث التكنولوجيا وتكييفها للعمل في المنازل السكنية الخاصة.