ما هي الغلاية البخارية؟ المراجل البخارية

محدث:

2016-10-06

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.

من أجل التشغيل الآمن للمعدات في منزل خاص ، قام المصنعون بتخفيض 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 المراجل البخارية 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. وتشمل الديزل وزيت الوقود.
• وقود صلب. مثل المراجل البخاريةاستخدام 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 من الغلايات 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 تتراوح بين 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.

الغلايات البخارية هي معدات متخصصة لإنتاج البخار من السوائل ، وخاصة الماء. يستخدم البخار في مختلف مجالات الإنتاج والطاقة وأنظمة التدفئة ، على سبيل المثال ، لتدفئة المباني الصناعية والمؤسسات الواقعة في ظروف مناخية قاسية. استخدام البخار له ما يبرره في أنشطة التطهير في المؤسسات الطبية. اعتمادًا على المهام ، توجد مولدات بخار صناعية ومراجل مصممة للأعمال المنزلية. يمكن أن تعمل هذه الوحدات على مصادر مختلفة للطاقة الحرارية. هناك أجهزة تولد البخار من خلال الاستفادة من الحرارة الزائدة الواردة من المنشآت الصناعية الكبيرة. يجب أن يعتمد اختيار معدات المولدات البخارية الضرورية على معرفة مبادئ تشغيل هذه الأجهزة وتصنيفها.

غلاية بخار ما الغرض منها؟

يتم استخدام الغلايات البخارية ، حسب الغرض ، في مناطق معينة حيث يكون استخدام البخار ضروريًا للتوافق مع الدورة التكنولوجية للإنتاج أو في بعض مشاريع أنظمة التدفئة.

جهاز المرجل البخاري

تنقسم معدات توليد البخار إلى الأنواع التالية:

• غلايات البخار لأغراض الطاقة (تستخدم في محطات توليد الطاقة لتشغيل التوربينات التي تولد الكهرباء) ؛
• المراجل البخارية من النوع الصناعي (توليد البخار لتنفيذ العمليات التكنولوجية في الإنتاج) ؛
• بخار معدات المرجل، مخصص للتدفئة والمغاسل وتشغيل منشآت التطهير ؛
• استخدام الغلايات التي تنتج البخار عن طريق استخلاص الحرارة من السخونة المفرطة غازات المداخنتشكلت نتيجة الإنتاج في الصناعات المعدنية والكيميائية.

غلاية بخارية من النوع الصناعي

تستخدم صناعة الطاقة أقوى الأجهزة التي تنتج ما يصل إلى 5000 طن من البخار في الساعة بضغط يبلغ حوالي 280 كجم / سم 2. يتم تسخين البخار إلى درجة حرارة 500 درجة مئوية ، وبعد ذلك يدخل إلى وحدات التوربينات ، حيث يتم تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية.

تنتج الغلايات البخارية لأنظمة التدفئة بخارًا منخفض الضغط ، وغالبًا ما يكون في حالة مشبعة. يُنصح باستخدام هذا النوع من التسخين في المناطق المناخية شديدة البرودة ، لمنع تجميد نظام التدفئة ، ولا سيما دورة دورانه.

في بعض المؤسسات ، من المفيد تشغيل غلاية بخارية توفر التدفئة للمبنى وتعمل على إمداد المغاسل بالبخار. في بعض الأحيان يتم تركيب مولدات البخار حيث يمكن استخدام الغازات ذات درجة الحرارة العالية ؛ هذا المحلول يوفر كميات كبيرة خلال موسم التدفئة.

الغلايات البخارية ومبدأ التشغيل لها اختلافات كبيرة عن أنظمة تسخين المياه. يعتمد عمل وحدات توليد البخار على تسخين المياه وتحويلها لاحقًا إلى بخار.يتم التسخين باستخدام إطلاق الحرارة من احتراق المواد القابلة للاحتراق ، وغالبًا ما تستخدم غاز طبيعيأو الفحم. يحدث إخراج البخار من المرجل دائمًا تحت ضغط زائد ، اعتمادًا على التعيينتتقلب قيمته على نطاق واسع ويمكن أن تتراوح من 1 kgf / cm2 إلى عدة مئات من kgf / cm2.

مخطط غلاية البخار

يرتبط تشغيل هذه الأجهزة ببعض المخاطر ، نظرًا لأن البخار هو وسيط مضغوط وفي الغلايات من نوع معين يكون بكميات كبيرة في حالة مضغوطة ، فيما يتعلق بهذا ، يتم تنظيم موثوقية المعدات بواسطة GOSTs الخاصة. يرجع عامل الموثوقية الرئيسي إلى عدم وجود إزالة للضغط وإطلاق كتلة كبيرة من البخار الساخن في الفضاء المحيط.

تعد المعدات الحديثة أكثر أمانًا ، نظرًا لاستخدام مخططات تصميم الغلاية هذه ، حيث يتم توليد البخار بأحجام صغيرة ، ولكن بسرعة عالية ، أي أنه لا يوجد تراكم للكتل الكبيرة لحالة بخار الماء.ومع ذلك ، فإن سلامة التركيبات البخارية تعتمد على التحكم في معايير الضغط ودرجة الحرارة وعلى مستوى الأتمتة التي تقوم بتصريف البخار الزائد وإيقاف التدفئة في حالة الطوارئ.

اختلافات وأنواع معدات البخار

على الرغم من حقيقة أن مبدأ تشغيل جميع الغلايات يعتمد على نقل حرارة احتراق المواد القابلة للاحتراق إلى الماء لانتقالها إلى حالة البخار ، فإن النهج البناء في وحدات توليد البخار مختلف.

الأنواع الرئيسية للمعدات:

• باستخدام طريقة أنابيب الغاز لإنتاج البخار ؛
• مع طريقة أنابيب المياه.

توفر غلايات أنابيب الغاز البخار بالطريقة التالية. يتم تركيب الأنابيب في الجسم الأسطواني للغلاية ، حيث يحدث الاحتراق أو تمر غازات المداخن الساخنة. من هذه الأنابيب ، تنتقل الحرارة إلى الماء ، ثم يتحول إلى بخار. وتنقسم هذه الوحدات إلى غلايات ذات لهب أو أنابيب نار. يتضمن نوع اللهب عملية حرق الوقود مباشرة في الأنبوب نفسه ؛ لهذا ، يتم تركيب موقد مضغوط عند مدخله ، مما يسمح للوقود بالحرق بالتساوي على طول الأنبوب بالكامل. في أنابيب الدخان ، لا يحدث الاحتراق ، ويتم نقل الحرارة إلى الماء بسبب إمدادها بالغاز الساخن (منتجات الاحتراق).أي ، من الناحية النظرية ، هناك عملية استخدام الحرارة الزائدة لمنتجات الاحتراق. تتم عملية التبخر في الجزء العلوي من الأسطوانة ويتم تفريغ البخار المتراكم تدريجياً في الخط من خلال صمام جانبي مصمم للضغط المطلوب.

غلاية ذات أنبوب غاز لتوليد البخار

تم تصميم مخططات استخدام الغلايات مع طريقة حرق الدخان لنقل الحرارة بحيث تكون درجة حرارة الغازات عند المخرج 150 درجة مئوية على الأقل ، لضمان السحب اللاحق في المداخن.

في الغلايات ذات الأنابيب الغازية ، يتم توليد البخار مباشرة في جسم الجهاز ، ولهذا السبب ، فإن سعة الغلاية عبارة عن تراكم لكتلة كبيرة من البخار تحت ضغط زائد.هذه الحقيقة تحد من خصائص الطاقة للوحدات ، لأنه في حالة توليد البخار تحت ضغط عالٍ ، يمكن لوعاء الوحدة أن ينكسر ويطلق على الفور كتلة كبيرة من المادة البخارية. طاقة الغلايات ذات الأنابيب الغازية محدودة وتبلغ حوالي 400 كيلو وات ، ضغط التشغيللا يزيد عن 10 كجم / سم 2.

مولدات بخار أنبوب الماء لها مبدأ التشغيل المعاكس. في نفوسهم ، يتم نقل حرارة احتراق الوقود إلى الأنابيب التي يوجد بها الماء ، ونتيجة لذلك يحدث الغليان ويمر إلى حالة بخار.يعتمد موقع أنابيب الغلايات وطريقة تداول الماء من خلالها على ميزات التصميم.

المخططات الأكثر شيوعًا لمولدات بخار أنبوب الماء:

• طبل؛
• مباشرة من خلال.

دائرة الطبل

أجهزة الطبل أفقية أو رأسية، يتكون من صندوق نيران ، يوجد فوقه تجهيزات أنابيب تدخل في أسطوانة تتراكم بخارًا جاهزًا. تي يتم نقل حرارة احتراق الوقود إلى الأنابيب ، ويتم تكوين بخار مشبع فيها ، ويتم فصل الماء غير المتبخر في الأسطوانة ، والتي تعود مرة أخرى إلى الأنابيب.يمكن أن يحدث تدفق السائل من خلالها حتى 30 مرة ويعتمد على نوع الركام. تعمل الغلايات ذات الدورة الطبيعية للمياه على مبدأ رفع طبقات المياه الساخنة وتعتبر أقل إنتاجية. في مولدات أنابيب المياه المتداولة ، يتم تقليل عدد الممرات وزيادة مردود البخار النهائي ، بينما يلزم المزيد من الوقود لضمان معدل التبخر.يمكن أن يكون تنفيذ الغلايات أفقيًا أو رأسيًا. في الهياكل الأفقيةيتم استخدام أسطوانة واحدة لاستقبال البخار ، وفي المحاليل الرأسية يُسمح بعدة براميل.

طبل المرجل مع أنبوب توليد بخار الماء

تنص التصميمات الحديثة على تركيب شاشات إشعاع في الفرن ، مما يسمح بتحديد نوع الطاقة المشعة أثناء الاحتراق وإنتاج البخار بالإضافة إلى ذلك. يؤثر الترتيب الهندسي للأنابيب في غلاف الغلاية بشكل مباشر على معدل التسخين والتبخر ، مع توفير الوقود.

كما هو الحال في غلايات أنابيب الغاز ، يجب ألا تقل درجة حرارة الغازات عن 150 درجة مئوية ، وذلك لتجنب تدهور السحب. في المنشآت الصناعية الكبيرة ، تستخدم عوادم الدخان لإزالة منتجات الاحتراق.

من أجل إنتاج بخار شديد السخونة عند درجة الحرارة المرغوبة ، يتم تركيب سخان فائق.يشبه تصميمه توصيلًا مجمعًا للأنابيب ، حيث يتم تزويدها بالبخار المشبع فقط ، وعند المنفذ يخرج في حالة شديدة التسخين. يتم التسخين أيضًا بواسطة غازات المداخن.

مخطط التدفق المباشر

تم تصميم وحدات التدفق المباشر بحيث تمر المياه التي يتم توفيرها للأنابيب بدون تداول وخلال هذا الوقت يكون لديها وقت للدخول في حالة بخار. هذا النوع من الغلايات هو الأكثر إنتاجية.

تحتوي محطة توليد البخار المعقدة على فاصل خاص ، وتتمثل مهمته في إزالة المكون السائل للخليط البخاري. هذا أمر بالغ الأهمية للمستهلكين الذين يحتاجون إلى بخار جاف. محتوى المرحلة السائلة من الماء يضعف انتقال الحرارة ويمكن أن يؤدي إلى تأثيرات التكثيف في عقد الخط ، ونتيجة لذلك ، هناك خطر مطرقة الماء في النظام.

مخطط مرجل لمرة واحدة مع طريقة أنبوب الماء لإنتاج البخار

تحتاج غلايات أنابيب المياه ، على عكس غلايات أنابيب الغاز ، إلى معالجة مائية دقيقة ، حيث يمكن ترسيب الأملاح أثناء تكوين البخار على السطح الداخلي للأنابيب.هذا يؤدي إلى انخفاض في الإنتاجية أو إلى حالات طارئة بسبب الإرهاق. تتضمن معالجة المياه إزالة الأكسجين المذاب وتليين المياه بمواد كيميائية خاصة. عند تشغيل المرجل في دائرة مغلقة ، على سبيل المثال في نظام التدفئةتتم معالجة المياه مرة واحدة.إذا كان من المتصور تناولًا ثابتًا للبخار النهائي ، فسيتم إجراء المكياج فقط بالماء المحضر.

يمكن أن يكون وقود المراجل البخارية:

• غاز طبيعي؛
• فحم؛
• ديزل؛
• كهرباء؛
• زيت الوقود؛
• الطاقه الذريه.

المراجل البخارية ذات الإنتاجية المنخفضة ، والمستخدمة لتدفئة مناطق مختلفة ، غالبًا ما تستخدم الغاز الطبيعي أو الفحم أو وقود الديزل.

ما هي الغرف المناسبة للتدفئة بالبخار؟

يتم استخدام التسخين بالبخار في حالات معينة ، خاصة عندما يُنصح باستخدام طاقة غازات المداخن من أي إنتاج. كقاعدة عامة ، غالبًا ما يتم تسخين مناطق الإنتاج (ورش العمل وورش العمل وغرف المرافق والجراجات).

في الوقت الحالي ، نادرًا ما يتم استخدام التسخين بالبخار في المباني السكنية ، حيث يصعب تنظيم نظام درجة الحرارة وهناك خطر حدوث حروق بالبخار في حالة تلف نظام التدفئة.

المراجل البخارية التي تعمل بالفحم أو الغاز أو ديزلمثبتة في تلك الغرف التي تحتاج فيها إلى ضبط درجة حرارة معينة في فترة زمنية قصيرة.ويرجع ذلك إلى القصور الذاتي المنخفض لأنظمة البخار والعودة العالية للطاقة الحرارية. ينقل البخار ، بالإضافة إلى نقل الحرارة ، نوعًا كامنًا من الطاقة الحرارية أثناء تكاثفه ، والتي يتم الحصول عليها في عملية التبخر. أي أن الطاقة الحرارية تنتقل ليس فقط بسبب تبريد كتلة البخار ، ولكن أيضًا بسبب تكثيفها.

مخطط تسخين البخار في المنزل

مزايا التسخين بالبخار:

• من الممكن استخدام مشعات منطقة أصغر ، بسبب الحجم الكبير t ؛
• تحقيق سريع لدرجة حرارة الغرفة المطلوبة ؛
• حجم صغير من الماء المكثف في خط أنابيب الإرجاع ، يسمح باستخدام أنابيب ذات قطر صغير ؛
• القدرة على تقليل تكاليف التدفئة مع إمكانية استخدام غازات المداخن في مولد البخار.

سلبيات:

• استحالة ضبط درجة حرارة المشعات ؛
• احتمال حدوث حروق عند لمس عناصر نظام التدفئة (درجة الحرارة 120-130 درجة مئوية) ؛
• ارتفاع مستوى الضجيج في الغلايات البخارية ؛
• فقدان الحرارة في خطوط الأنابيب.
• يجب اختيار الغلايات البخارية ومواصفات تشغيلها اعتمادًا على المهام والجدوى المالية لاستخدامها.

غلاية بخار السعر يعتمد على الحجم

حصيلة

يمكن استخدام معدات توليد البخار ، على وجه التحديد بالإضافة إلى التطبيقات الصناعية والطاقة ، كبديل لتسخين المياه في المباني غير السكنية ، مع مراعاة متطلبات تصميم هذا النظام.

مبدأ تشغيل غلاية بخار (فيديو)

في هذا الفيديو سوف تتعلم كيف تعمل الغلاية البخارية.

غلاية البخار هي جهاز يستخدم في الحياة اليومية وفي الصناعة. إنه مصمم لتحويل الماء إلى بخار. يتم استخدام البخار الناتج بعد ذلك لتسخين الغلاف أو تدوير الماكينات التوربينية. ما هي المحركات البخارية وأين هي الأكثر طلبًا؟

غلاية البخار هي آلة لإنتاج البخار. في هذه الحالة ، يمكن للجهاز إنتاج نوعين من البخار: مشبع ومسخن للغاية. تبلغ درجة حرارة البخار المشبع 100 درجة مئوية وضغطه 100 كيلو باسكال. يتميز البخار المحمص بدرجة حرارة عالية (تصل إلى 500 درجة مئوية) وضغط مرتفع (أكثر من 26 ميجا باسكال).

ملحوظة:يستخدم البخار المشبع في تدفئة المنازل الخاصة ، وفي الصناعة والطاقة. إنه ينقل الحرارة بشكل أفضل ، وبالتالي فإن استخدام البخار المحمص يزيد من كفاءة المصنع.

أين تستخدم المراجل البخارية؟

1. في نظام التدفئة ، يكون البخار هو الناقل للطاقة.
2. في قطاع الطاقة ، تستخدم المحركات البخارية الصناعية (المولدات البخارية) لتوليد الكهرباء.
3. في الصناعة ، يمكن استخدام البخار المحمص للتحويل إلى حركة ميكانيكية وتحريك المركبات.

المراجل البخارية: النطاق

أسرة أجهزة البخارتستخدم كمصدر للحرارة لتدفئة المنزل. يقومون بتسخين وعاء من الماء ودفع البخار الناتج إلى أنابيب التسخين. غالبًا ما يكون هذا النظام مجهزًا بفرن أو مرجل فحم ثابت. كقاعدة عامة ، لا تنتج الأجهزة المنزلية للتدفئة بالبخار سوى بخار مشبع غير مسخن.

بالنسبة تطبيقات صناعيةالبخار شديد السخونة. يستمر تسخينه بعد التبخر من أجل زيادة درجة الحرارة. تتطلب مثل هذه التركيبات تنفيذًا عالي الجودة من أجل منع انفجار خزان البخار.

يمكن استخدام البخار المحمص من الغلاية لتوليد الكهرباء أو الحركة الميكانيكية. كيف يحدث هذا؟ بعد التبخر ، يدخل البخار إلى التوربينات البخارية. هنا يقوم تدفق البخار بتدوير العمود. تتم معالجة هذا الدوران إلى كهرباء. هذه هي الطريقة التي يتم بها الحصول على الطاقة الكهربائية في توربينات محطات توليد الطاقة - عندما يدور عمود التوربينات ، يتم توليد تيار كهربائي.

ما وراء التعليم التيار الكهربائي، يمكن أن ينتقل دوران العمود مباشرة إلى المحرك والعجلات. نتيجة لذلك ، يبدأ نقل البخار في الحركة. تعتبر القاطرة البخارية من الأمثلة المعروفة على المحركات البخارية. في ذلك ، عندما تم حرق الفحم ، تم تسخين الماء ، وتشكيل بخار مشبع ، والذي قام بتدوير عمود المحرك والعجلات.

مبدأ تشغيل غلاية البخار

يمكن أن يكون مصدر الحرارة لتسخين المياه في غلاية بخار أي نوع من الطاقة: الطاقة الشمسية أو الحرارية الأرضية أو الكهربائية أو الحرارة الناتجة عن احتراق الوقود الصلب أو الغاز. البخار الناتج هو سائل تبريد ، ينقل حرارة احتراق الوقود إلى مكان تطبيقه.

في مختلف تصميمات الغلايات البخارية ، يتم استخدام مخطط عام لتسخين المياه وتحويلها إلى بخار:

• يتم تنظيف الماء وتغذيته في الخزان بمساعدة مضخة كهربائية. كقاعدة عامة ، يقع الخزان في الجزء العلوي من المرجل.
• من الخزان ، يتدفق الماء عبر الأنابيب إلى المجمع.
• من المجمع ، يرتفع الماء مرة أخرى لأعلى عبر منطقة التسخين (احتراق الوقود).
• يتشكل البخار داخل أنبوب الماء ، والذي يرتفع لأعلى تحت تأثير فرق الضغط بين السائل والغاز.
• في الجزء العلوي ، يمر البخار عبر فاصل. هنا ينفصل عن الماء ويعاد بقاياه إلى الخزان. ثم يدخل البخار في خط البخار.
• إذا لم تكن هذه غلاية بخار بسيطة ، ولكنها مولد بخار ، فإن أنابيبها تمر مرة أخرى عبر منطقة الاحتراق والتدفئة.

جهاز المرجل البخاري

غلاية البخار عبارة عن وعاء يتبخر فيه الماء الساخن ويشكل بخارًا. كقاعدة عامة ، هذا أنبوب بأحجام مختلفة.

بالإضافة إلى أنبوب الماء ، تحتوي الغلايات على غرفة احتراق (يحترق الوقود فيها). يتم تحديد تصميم الفرن حسب نوع الوقود الذي تم تصميم المرجل من أجله. إذا كان الفحم الصلب ، الحطب ، فهناك شبكة في الجزء السفلي من غرفة الاحتراق. لديها الفحم والحطب. من الأسفل ، يمر الهواء عبر الشبكة إلى غرفة الاحتراق. للجر الفعال (حركة الهواء واحتراق الوقود) ، يتم ترتيب صناديق الاحتراق في الأعلى.

إذا كان ناقل الطاقة سائلًا أو غازيًا (زيت الوقود ، الغاز) ، يتم إدخال الموقد في غرفة الاحتراق. بالنسبة لحركة الهواء ، فإنها تدخل أيضًا وخروج (صر ومدخنة).

يرتفع الغاز الساخن الناتج عن احتراق الوقود إلى وعاء به ماء. يسخن الماء ويخرج من خلال المدخنة. يبدأ الماء المسخن إلى درجة الغليان في التبخر. يرتفع البخار ويدخل الأنابيب. هذه هي الطريقة التي يحدث بها الدوران الطبيعي للبخار في النظام.

تصنيف المراجل البخارية

يتم تصنيف الغلايات البخارية وفقًا لعدة معايير. حسب نوع الوقود الذي يعملون عليه:

• غاز؛
• فحم؛
• زيت الوقود؛
• الكهرباء.

عن طريق الغرض:

• أسرة؛
• صناعي؛
• طاقة؛
• إعادة التدوير.

حسب ميزات التصميم:

• أنبوب الغاز؛
• انبوب ماء.

دعونا نلقي نظرة على الفرق بين تصميم آلات أنابيب الغاز وأنابيب المياه.

غلايات أنابيب الغاز والمياه: الاختلافات

غالبًا ما يكون وعاء توليد البخار عبارة عن أنبوب أو عدة أنابيب. يتم تسخين المياه في الأنابيب بواسطة الغازات الساخنة المتكونة أثناء احتراق الوقود. تسمى الأجهزة التي تصعد فيها الغازات إلى أنابيب بالماء غلايات أنابيب الغاز. يظهر مخطط وحدة أنبوب الغاز في الشكل.

مخطط غلاية أنبوب الغاز: 1 - إمدادات الوقود والمياه ، 2 - غرفة الاحتراق ، 3 و 4 - أنابيب النار بالغاز الساخن الذي يمر عبر المدخنة (الموضعان 13 و 14 - المدخنة) ، 5 - صر بين الأنابيب ، 6 - مدخل المياه ، المخرج مميز بالرقم 11 - مخرجه ، بالإضافة إلى وجود جهاز لقياس كمية الماء عند المخرج (مميز برقم 12) ، 7 - مخرج البخار ، منطقة وجوده يتم تمييز التكوين بالرقم 10 ، 8 - فاصل البخار ، 9 - السطح الخارجي للخزان ، حيث يدور الماء.

هناك تصميمات أخرى يتحرك فيها الغاز عبر أنبوب داخل وعاء ماء. في مثل هذه الأجهزة ، تسمى خزانات المياه براميل ، وتسمى الأجهزة نفسها غلايات بخار أنابيب المياه. اعتمادًا على موقع البراميل التي تحتوي على الماء ، يتم تصنيف غلايات أنابيب المياه إلى أفقي ، وعمودي ، وشعاعي ، وكذلك مجموعات من اتجاهات مختلفة من الأنابيب. يظهر رسم تخطيطي لحركة الماء من خلال غلاية أنبوب الماء في الشكل.

مخطط غلاية أنابيب المياه: 1 - إمداد الوقود ، 2 - فرن ، 3 - أنابيب لحركة المياه ؛ يُشار إلى اتجاه حركتها بالأرقام 5،6 و 7 ، ومكان دخول المياه هو 13 ، ومكان خروج المياه هو 11 ومكان الصرف 12 ، و 4 هي المنطقة التي يبدأ فيها الماء بالدوران في البخار ، 19 هي المنطقة التي يوجد بها كل من البخار والماء ، 18 - منطقة البخار ، 8 - الأقسام التي توجه حركة الماء ، 9 - المدخنة و 10 - مدخنة، 14 - مخرج البخار من خلال الفاصل 15، 16 - السطح الخارجي لخزان المياه (الاسطوانة).

غلايات أنابيب الغاز والمياه: مقارنة

لمقارنة غلايات أنابيب الغاز والمياه ، إليك بعض الحقائق:

1. حجم أنابيب المياه والبخار: بالنسبة لمراجل أنابيب الغاز ، تكون الأنابيب أكبر ، أما بالنسبة لمراجل أنابيب المياه فهي أصغر.
2. قوة غلاية أنبوب الغاز محدودة بضغط 1 ميجا باسكال وقدرة توليد حرارة تصل إلى 360 كيلو وات. إنه مرتبط بـ حجم كبيرأنابيب. يمكنهم توليد كمية كبيرة من البخار والضغط العالي. تتطلب زيادة الضغط وكمية الحرارة المتولدة سماكة كبيرة للجدران. سيكون سعر هذا المرجل بجدران سميكة مرتفعًا بشكل غير معقول ، ولن يكون مربحًا اقتصاديًا.
3. قوة غلاية أنبوب الماء أعلى من غلاية أنبوب الغاز. تستخدم الأنابيب ذات القطر الصغير هنا. لذلك ، يمكن أن يكون ضغط البخار ودرجة الحرارة أعلى من وحدات أنابيب الغاز.

ملحوظة:غلايات أنابيب المياه أكثر أمانًا وقوة وتنتج درجات حرارة عالية وتسمح بأحمال زائدة كبيرة. هذا يمنحهم ميزة على وحدات أنابيب الغاز.

عناصر إضافية للوحدة

قد لا يشمل تصميم غلاية البخار غرفة احتراق وأنابيب (براميل) لتدوير الماء والبخار. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام الأجهزة التي تزيد من كفاءة النظام (رفع درجة حرارة البخار ، وضغطه ، وكميته):

1. Superheater - يرفع درجة حرارة البخار فوق + 100 درجة مئوية. وهذا بدوره يزيد من اقتصاد وكفاءة الآلة. يمكن أن تصل درجة حرارة البخار المحمص إلى 500 درجة مئوية (هذه هي الطريقة التي تعمل بها الغلايات البخارية في محطات الطاقة النووية). بالإضافة إلى ذلك ، يتم تسخين البخار في الأنابيب التي يدخل فيها بعد التبخر. في الوقت نفسه ، يمكن أن يكون لها غرفة احتراق خاصة بها أو يمكن دمجها في غلاية بخار مشتركة. من الناحية الهيكلية ، تتميز سخانات الحمل الحراري والإشعاع. تقوم الهياكل الإشعاعية بتسخين البخار 2-3 مرات أكثر من تلك التي تعمل بالحمل الحراري.
2. فاصل البخار - يزيل الرطوبة من البخار ويجعله جافًا. هذا يزيد من كفاءة الجهاز وكفاءته.
3. مجمع البخار هو جهاز يأخذ البخار من النظام عند وجود الكثير منه ويضيفه إلى النظام عندما لا يكون هناك ما يكفي منه.
4. جهاز تحضير الماء - يقلل من كمية الأكسجين المذاب في الماء (مما يمنع التآكل) ، ويزيل المعادن المذابة في الماء (مع الكواشف الكيميائية). تمنع هذه الإجراءات انسداد الأنابيب بمقياس ، مما يعيق نقل الحرارة ويخلق ظروفًا لحرق الأنابيب.

بالإضافة إلى ذلك ، هناك صمامات تصريف للمكثفات ، وسخانات هواء ، وبالطبع نظام مراقبة وتحكم. وهي تشتمل على مفتاح ومفتاح احتراق ، ومنظمات تلقائية لاستهلاك الماء والوقود.

مولد البخار: محرك بخاري قوي

مولد البخار عبارة عن غلاية بخارية مزودة بعدة أجهزة إضافية. يتضمن تصميمه واحدًا أو أكثر من السخانات الفائقة الوسيطة ، مما يزيد من قوة تشغيله بعشرات المرات. أين تستخدم المحركات البخارية القوية؟

تستخدم مولدات البخار بشكل رئيسي في محطات الطاقة النووية. هنا ، بمساعدة البخار ، يتم تحويل طاقة اضمحلال الذرة إلى كهرباء. دعونا نصف طريقتين لتسخين الماء وتوليد البخار في المفاعل:

1. يغسل الماء وعاء المفاعل من الخارج ، بينما يسخن نفسه ويبرد المفاعل. وهكذا ، يحدث تكوين البخار في دائرة منفصلة (يتم تسخين الماء على جدران المفاعل وينقل الحرارة إلى دائرة التبخر). في هذا التصميم ، يتم استخدام مولد بخار - يعمل كمبادل حراري.
2. تجري أنابيب لتسخين المياه داخل المفاعل. عندما يتم إدخال الأنابيب في المفاعل ، فإنها تصبح غرفة الاحتراقويتم نقل البخار مباشرة إلى المولد. هذا التصميم يسمى مفاعل الماء المغلي. ليست هناك حاجة لمولد بخار.

مولدات البخار الصناعية هي آلات قوية تزود الناس بالكهرباء. الوحدات المنزلية - تعمل أيضًا في خدمة الرجل. تسمح لك الغلايات البخارية بتدفئة المنزل وأداء أعمال مختلفة ، كما توفر نصيب الأسد من الطاقة الكهربائية للمصانع المعدنية. الغلايات البخارية هي العمود الفقري للصناعة.

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. بعبارات بسيطة ، تتمثل مهمتهم في تسخين المياه 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 أو الطاقة الشمسية أو الطاقة الحرارية الأرضية أو الحرارة الناتجة عن احتراق الغاز أو وقود صلب. 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 الحطب أو الفحم الصلب ، يتم 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. يتم استخدام شبكة ومدخنة أيضًا لتدوير الهواء ، 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 وتغيره 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 بغرفة احتراق إضافية أو خط أنابيب بسيط يمر عدة مرات عبر الفرن الرئيسي قبل نقل البخار إلى الاستخدام 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.

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 الغلايات البخارية 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 بتنفيذ عملية آمنةالمراجل 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. تعمل الغلايات البخارية ذات الدوران الطبيعي نتيجة لاختلاف الكثافة بين البخار والماء.

بشكل عام ، يكون تشغيل غلاية البخار دائمًا متماثلًا تقريبًا. يتكون مما يلي: يتم تحضير الماء في جهاز نزع الهواء ، وبعد ذلك يتم ضخه إلى نظام توفير المياه بمساعدة 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

يجب على الشركات التي تنتج الغلايات البخارية تزويد 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 الدورة الدموية الطبيعيةالماء: 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 توربينات الغاز 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 المياه ، 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 بخار وماء 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 الموقد وتشغيله 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.