قواعد التصميم والتشغيل الآمن للغلايات البخارية

تعتبر الغلاية البخارية من أقدم الأجهزة التي تستخدم لتحويل الطاقة الحرارية إلى عمل ميكانيكي، ويكون سائل العمل فيه بخار الماء. لم يتغير تصميم الغلايات البخارية منذ مئات السنين. بحكم التعريف، هذا جهاز مصمم لإنتاج بخار ماء عالي الإمكانات. يقدم السوق عددًا كبيرًا من النماذج المختلفة ذات التصميمات المختلفة المستخدمة في الحياة اليومية وفي الصناعة. في هذه المقالة سوف نتعرف على مبدأ التشغيل وقواعد التشغيل ونطاق تطبيق الغلايات البخارية.

مبدأ التشغيل والجهاز

المبدأ الأساسي لتشغيل الغلايات البخارية بمختلف أنواعها لم يتغير وبسيط - يتم تسخين الماء في حجم مغلق وتحويله إلى بخار ماء، والذي يستخدم لاحقًا لأداء عمل مفيد. يمكن أن يكون مصدر الطاقة للتدفئة هو طاقة الشمس أو الأرض أو الغاز التقليدي أو الوقود الصلب أو الكهرباء.

اعتمادًا على الغرض، ينقسم البخار الناتج إلى نوعين: مشبع ومسخن جدًا. ويتميز البخار المشبع بدرجة حرارة تبلغ حوالي 100 درجة مئوية وضغط داخل الغلاف الجوي الواحد. يتم توليده بواسطة الغلايات المنزلية ويستخدم بشكل رئيسي في أنظمة التدفئة في المنازل الخاصة.

يعد البخار المسخن مصدر طاقة عالي الإمكانات مع درجات حرارة تصل إلى 500 درجة مئوية ويمكن أن يتعرض لضغط يصل إلى 260 ضغطًا جويًا. نطاق تطبيق البخار المسخن: المنشآت الصناعية والطاقة - دوران التوربينات في محطات الطاقة الحرارية والنووية. تتميز المنشآت التي تنتج بخارًا شديد السخونة بكفاءة أعلى.

الأنواع المختلفة من الأجهزة متطابقة وتختلف فقط في التفاصيل البسيطة. في المرحلة الأولى تحدث المرحلة الإجبارية لتنقية المياه من الأملاح المعدنية والأكسجين الزائد. يعد ذلك ضروريًا لمنع تكوين الحجم وتآكل عناصر الغلاية. يؤدي الصدأ والقياس إلى تقليل كفاءة الجهاز بشكل كبير، وفي بعض الحالات يمكن أن يجعله غير صالح للاستخدام تمامًا.

يتم توفير المياه النقية إلى خزان خاص، والذي يمر عبر خط أنابيب إلى المجمع في الجزء السفلي، حيث تقع منطقة التدفئة. هنا يتم تسخين الماء إلى 100 درجة مئوية ويتشكل بخار الماء، والذي يرتفع بشكل مستقل عبر الأنابيب.

يحتوي البخار الناتج على كمية كبيرة من الرطوبة وغير مناسب للاستخدام، وبالتالي فإن الخطوة التالية هي تجفيف سائل العمل. يدخل البخار المجفف إلى خط البخار للاستخدام المقصود منه.

في الغلايات الصناعية، لإنتاج بخار شديد السخونة، في المرحلة الأخيرة، يتم تسخين البخار المشبع بشكل إضافي في خط البخار لزيادة درجة حرارته وضغطه إلى حدود محددة.

تعمل جميع الغلايات البخارية وفقًا للمبدأ الموصوف أعلاه؛ الاختلافات في الجهاز تكمن فقط في حجم الجهاز، ونوع وموقع المجمع، ووجود الصمامات، وتعقيد الأتمتة، وكذلك نوع الوقود المستخدم للتشغيل.

قواعد تشغيل غلايات البخار والماء الساخن

غلاية البخار عبارة عن جهاز يعمل تحت الضغط وينتمي إلى منشآت عالية المخاطر. إذا تم استخدامه بشكل غير صحيح، فمن الممكن حدوث حروق حرارية من البخار المحموم، وفي حالات استثنائية، انفجار التثبيت بأكمله.

أثناء التشغيل، من المهم الالتزام الصارم بقواعد تشغيل الأجهزة التي تحددها الشركة المصنعة والوثائق التنظيمية.

مهم! يجب أن يتم التركيب والصيانة الدورية فقط من قبل متخصصين معتمدين.

وأهم أسباب الفشل بحسب الإحصائيات هي:

• معالجة المياه ذات الجودة الرديئة، مما يؤدي إلى زيادة تآكل العناصر وتقليل كفاءتها بشكل كبير؛
• عدم وجود قراءة دورية لغرفة احتراق الوقود.
• إعدادات الأتمتة غير صحيحة.

إن وجود أجهزة السلامة وأتمتة التحكم الخاضعة للتركيب والتكوين الاحترافي يجعل غلايات البخار الحديثة أجهزة آمنة.

أنواع ونطاق التطبيق

تنقسم الغلايات البخارية حسب نطاق تطبيقها إلى فئتين كبيرتين: المنزلية والصناعية.

تولد الأجهزة المنزلية بخار ماء مشبع، والذي يستخدم كمبرد لأنظمة التدفئة. وكقاعدة عامة، تعمل هذه الأنظمة على الوقود الصلب أو السائل.

تستخدم الغلايات الصناعية البخار المسخن تحت ضغط مرتفع، مما يزيد بشكل كبير من كفاءة الأجهزة. يتم استخدام الفحم وزيت الوقود والغاز أو طاقة الاضمحلال الذري كوقود للمنشآت الصناعية.

وتستخدم تلك الصناعية في صناعة الطاقة الكهربائية، والتصنيع، والبناء، وما إلى ذلك. يمكن أن تسمى هذه الأجهزة أساس الصناعة. فيما يلي بعض الأمثلة على التطبيقات الصناعية:

• تبخير الهياكل الخرسانية.
• التعقيم والتطهير في صناعة المواد الغذائية؛
• توليد الكهرباء؛
• مشغلات القيادة للأدوات الآلية والآليات.