غلاية البخار: مبدأ العمل وأنواع الغلايات
ما هو الغلاية البخارية؟
الغلاية (وتُعرف أيضًا باسم الغلاية البخارية) هي وعاء مغلق يتم فيه تسخين السائل (عادة الماء). لا يتعين أن يغلي السائل بالضرورة. يتم توجيه السائل المسخن أو المتبخر خارج الغلاية لاستخدامه في عمليات مختلفة أو تطبيقات التدفئة، مثل الطهي أو تسخين الماء أو التدفئة المركزية أو توليد الكهرباء المستند إلى الغلايات. تعتبر الغلايات (أو بشكل أكثر تحديدًا الغلايات البخارية) جزءًا أساسيًا من محطات توليد الكهرباء الحرارية.
مبدأ عمل الغلاية
المبدأ الأساسي لعمل الغلاية بسيط جدًا وسهل الفهم. الغلاية هي أساسًا وعاء مغلق يتم تخزين الماء داخله. يتم حرق الوقود (عادة الفحم) في فرن ويتم إنتاج غازات ساخنة.
تتلامس هذه الغازات الساخنة مع وعاء الماء حيث يتم نقل حرارة هذه الغازات الساخنة إلى الماء وبالتالي يتم إنتاج البخار في الغلاية.
ثم يتم توصيل هذا البخار إلى التوربين في محطة توليد الكهرباء الحرارية. هناك العديد من أنواع الغلايات المختلفة المستخدمة لأغراض مختلفة مثل تشغيل وحدة إنتاج، وتطهير منطقة معينة، وإستريل الأجهزة، وتسخين المحيط وما إلى ذلك.
كفاءة الغلاية البخارية
يُطلق على نسبة الحرارة الكلية المصدرة بواسطة البخار الخارج من الغلاية إلى الحرارة الكلية المقدمة بواسطة الوقود (الفحم) اسم كفاءة الغلاية البخارية.
تشمل الكفاءة الحرارية وكفاءة الاحتراق وكفاءة تحويل الوقود إلى بخار. تعتمد كفاءة الغلاية البخارية على حجم الغلاية المستخدمة. عادةً ما تكون كفاءة الغلاية البخارية بين 80٪ إلى 88٪.
في الواقع، هناك بعض الخسائر التي تحدث مثل الاحتراق غير الكامل، والخسارة الإشعاعية من جدران الغلاية البخارية، والغازات الاحتراق المعيبة وغيرها. لذلك، تعطي كفاءة الغلاية البخارية هذا النتيجة.
أنواع الغلايات
هناك نوعان رئيسيان من الغلايات - الغلاية ذات الأنابيب المائية والغلاية ذات الأنابيب النار.
في الغلاية ذات الأنابيب النار، هناك عدد من الأنابيب التي تمر عبرها الغازات الساخنة والماء يحيط بهذه الأنابيب.
الغلاية ذات الأنابيب المائية هي العكس تمامًا للغلاية ذات الأنابيب النار. في الغلاية ذات الأنابيب المائية يتم تسخين الماء داخل الأنابيب والغازات الساخنة تحيط بهذه الأنابيب.
هذه هما النوعان الرئيسيان من الغلايات ولكن كل نوع يمكن تقسيمه إلى العديد من الأنواع الأخرى والتي سنناقشها لاحقًا.
الغلاية ذات الأنابيب النار
كما يشير الاسم، تتكون الغلاية ذات الأنابيب النار من عدد من الأنابيب التي تمر عبرها الغازات الساخنة. يتم غمر هذه الأنابيب الساخنة في الماء داخل وعاء مغلق.
في الواقع، في الغلاية ذات الأنابيب النار، يوجد وعاء مغلق أو قشرة تحتوي على الماء، حيث تمر عبره الأنابيب الساخنة.
تسخن هذه الأنابيب النار أو الأنابيب الساخنة الماء وتحوله إلى بخار والبخار يبقى في نفس الوعاء.
نظرًا لأن الماء والبخار موجودان في نفس الوعاء، لا يمكن للغلاية ذات الأنابيب النار إنتاج بخار بضغط عالٍ جدًا.
عادةً يمكنها إنتاج ضغط أقصى 17.5 كجم/سم² وبقدرة 9 طن متري من البخار في الساعة.
أنواع الغلاية ذات الأنابيب النار
هناك أنواع مختلفة من الغلاية ذات الأنابيب النار مثل الغلاية ذات الفرن الخارجي والغلاية ذات الفرن الداخلي.
يمكن تصنيف الغلاية ذات الفرن الخارجي إلى ثلاثة أنواع مختلفة-
الغلاية الأفقية ذات الأنابيب المرتجعة.
الغلاية القصيرة ذات الصندوق النار.
الغلاية المدمجة.
وبالمثل، يمكن تقسيم الغلاية ذات الفرن الداخلي إلى فئتين رئيسيتين وهما الغلاية الأفقية ذات الأنابيب والغلاية العمودية ذات الأنابيب النار.
عادةً ما تستخدم الغلاية الأفقية ذات الأنابيب المرتجعة في محطات توليد الكهرباء الحرارية ذات السعة المنخفضة. تتكون من برميل أفقي يحتوي على عدد من الأنابيب الأفقية. هذه الأنابيب مغمورة في الماء.
يتم حرق الوقود (عادة الفحم) أسفل البرميل الأفقي وتتحرك الغازات القابلة للاحتراق نحو الخلف حيث تدخل الأنابيب النار وتتجه نحو الأمام في صندوق الدخان.
خلال هذا السفر للغازات في الأنابيب، تقوم بنقل حرارتها إلى الماء وتصعد فقاعات البخار. مع إنتاج البخار، يتم تطوير ضغط الغلاية في ذلك الوعاء المغلق.
مزايا الغلاية ذات الأنابيب النار
تشمل مزايا الغلاية ذات الأنابيب النار ما يلي—
هي مدمجة للغاية في التصميم.
يمكن تلبية التذبذبات في طلب البخار بسهولة.
هي أيضًا رخيصة الثمن.
عيوب الغلاية ذات الأنابيب النار
تشمل عيوب الغلاية ذات الأنابيب النار ما يلي—
نظرًا لكمية الماء الكبيرة المطلوبة لتشغيل الغلاية، يتطلب وقتًا طويلًا لتوليد بخار بضغط مرغوب.
نظرًا لأن الماء والبخار موجودان في نفس الوعاء، فإن الحصول على ضغط بخار عالٍ جدًا أمر مستحيل.
البخار المستلم من الغلاية ذات الأنابيب النار ليس جافًا جدًا.
ما هي الغلاية ذات الأنابيب المائية؟
