تعريف غلاية المراجل البخارية

الغلاية البخارية هي عبارة عن وعاء كبير به ماء ساخن جدا ينتج عنه بخار وباستمرار الغليان وتغذية المياة واحكام الوعاء لينتج ضغط للبخار يتم استخدامه في العديد من الاغراض منها علي سبيل المثال مصانع السكر والالبان والادوية والمشروبات الغذائية وغيرها، ويمكن ايجار غلايات بخار في مصر من خلال شركة مصر للمراجل.

وهو باختصار شديد جهاز يقوم بانتاج البخار عن طريق تطبيق الطاقة الحرارية علي الماء ؛ لذلك تعتبر غلاية مراجل بخارية من الاجزاء الرئيسية في نظام التدفئة العالمي الصادرمن محطات توليد الطاقة , وفي اغلب الاوقات يتم دمج الغلايات البخارية مع نظام أخر مطور لصناعة السبائك تحت درجة حرارة وضغط عالي جداً.

ويرجع السبب في تسمية الغلايات البخارية بهذا الاسم هو قدرتها العالية علي توليد البخار الساخن , وتتكون الغلايات من صمامات ولحقات وتعتبر الافضل علي الاطلاق بسبب قدرتها الكبيرة علي توليد البخار وبذلك يتم انجاز اي عمل بشكل أسرع , وللعلم يجب اختيار نوع الغلاية بحسب حاجتك اليها.

أنواع الغلايات البخارية

غلايات مواسير اللهب : وهي غلايات تحتاج الي ان يكون اللهب بداخل المواسير والمياه في الحيز الخارجي بين المواسير, لكن تصميم هذا النوع من الغلايات وانتاجها يحتاج الي ميزانية كبيرة جدا و وقت كبير لذلك تعتبر مكلفة وصعب انتاجها , وتكون المياه المستخدمة في غلاية النار مزيج من المياة الطبيعية مع مكثفات من البخار مما يؤدي الي تراكم المعادن وانسداد الانابيب.

غلايات مواسير المياه : وهي عبارة عن غلايات تعمل في حالة أن يكون اللهب خارج المواسير في الحيز الخارجي وحولها المياه داخل المواسير وعندما نقوم بتشغيلها تتدفق الغازات المحترقة حول الانابيب مما يؤدي الي غليان الماء وانتاج البخار .

ويحتاج هذا النوع من الغلايات الي كمية كبيرة من البخار في وقت قصير جدا بسبب قدرتها الكبيرة علي انتاج عشرات الالاف من ارطال البخار خلال ساعة واحدة فقط , وتتميز غلايات أنابيب الماء باستخدام أنابيبها بشكل خاص لانها تنتج البخار مع وضع الوقت بناءاً علي رغبتنا عن طريق تأخير بسيط بين تشغيل الغلاية البخارية مع انتاج البخار.

كما أن هذا النوع يحتاج الي مستوي مياه أقل عن باقي أنواع الغلايات البخارية لذلك تستجيب الي تغير في مستوي البخار الناتج

الغلايات العمودية : وهي عبارة عن غلايات تعمل عند وضع انبوب المياة عموديا بدلا من وضعه أفقياً , وتستخدم في الالات والمركبات التي تعمل بالبخار ومن هذه الالات القاطرات البخارية .

لكن مشكلتها الكبيرة هو كون منطقة الشباك فيها صغيرة جدا لذلك تُنتج بخار بكمية قليلة , كما أن أنابيبها ليست طويلة لذلك يجب ابقاء الانابيب في نفس الطول لتقليل الارتفاع وبالتالي نخسر كمية كبيرة من الحرارة عبر المدخنة لانها لا تكون قادرة علي تسخين الانابيب .

كذلك تتراكم الرواسب في صفيحة الانبوب السفلية والتي تكون موجودة فوق صندوق الاحتراق .

يوجد أنواع أخري من الغلايات البخارية تختلف باختلاف الوقود التي تستخدمه , فهناك غلايات تعمل علي المازوت وغلايات تعمل علي البترول والغاز , وتتميز الغلايات البخارية أنها صُنعت منذ فترة طويلة وطورت مع الوقت لتستخدم في العديد من المجالات.

مكونات المراجل البخارية

تتألف غلاية المراجل البخارية من ثلاثة أنظمة رئيسية وهي نظام توليد البخار ونظام تغذية المياه ونظام الوقود:

• نظام تغذية المياه
• نظام البخار
• نظام الوقود

نظام تغذية المياه

يتولى نظام تغذية المياه دورًا حيويًا في المراجل البخارية حيث يهدف إلى تنظيم تدفق الماء الذي سيتحول إلى بخار داخل المرجل. تتوفر نوعان رئيسيان من أنظمة تغذية المياه في المراجل: نظام التغذية المفتوح ونظام التغذية المغلق.

في نظام التغذية المفتوح، يتم توريد الماء مباشرة من مصدر خارجي مثل نهر أو بحيرة. يتم تسخين الماء في المرجل حتى يتحول إلى بخار ويتم تصريف البخار المتكون إلى الجو. يعتبر هذا النظام مناسبًا للتطبيقات التي تحتاج إلى كميات كبيرة من الماء.

أما في نظام التغذية المغلق، يتم استخدام الماء المعاد تكثيفه من عمليات أخرى داخل المرجل نفسه. يتم تجميع البخار المتكون داخل المرجل وتكثيفه مرة أخرى لتكوين ماء يعاد تدويره في النظام. يعتبر هذا النظام أكثر كفاءة في استخدام الماء ويمكن توفير كميات أقل من المياه الخارجية.

تعتبر المصادر الرئيسية لمياه التغذية في المراجل من المصادر المكثفة والماء الخام القادم من خارج عمليات وحدة المرجل. يتم استخدام الماء المكثف المعاد من عمليات أخرى في النظام كمصدر أساسي للمياه. بالإضافة إلى ذلك، قد يتم توريد الماء الخام الإضافي من مصادر خارجية لتعزيز تدفق الماء في النظام.

تهدف أنظمة تغذية المياه إلى ضمان توفر الماء المناسب والمطلوب لعملية توليد البخار في المراجل، وتحقيق كفاءة عالية في استخدام الماء والطاقة. يتم تصميم هذه الأنظمة بعناية للحفاظ على مستويات مثلى من الماء وضغطه وتدفقه داخل المرجل لضمان أداء فعال ومستقر لعملية توليد البخار.

نظام البخار

نظام البخار يعد أحد أنظمة التحكم الرئيسية في عملية المراجل. يقوم هذا النظام بجمع وتوجيه البخار الناتج في العملية إلى نقاط الاستخدام عبر شبكة الأنابيب. يتم ضبط وتنظيم ضغط البخار على مدار العملية باستخدام مكونات نظام المراجل مثل الصمامات وأجهزة قياس ضغط البخار وغيرها. يتم ضمان توصيل البخار بكفاءة وبدقة معينة إلى المعدات والأجهزة التي تحتاج إلى استخدامه، مما يسهم في تحقيق أداء مراجل فعال ومستقر.

نظام الوقود

نظام الوقود هو العنصر الأساسي في المراجل ويضم جميع المكونات والمعدات الضرورية لتوفير الوقود اللازم لتوليد الحرارة المطلوبة. يختلف تكوين نظام الوقود بناءً على نوع الوقود المستخدم في المرجل.

يتكون نظام الوقود من عدة مكونات أساسية مثل خزانات الوقود التي تستخدم لتخزين الوقود قبل إمداد المرجل به، ومضخات الوقود التي تعمل على ضخ الوقود من الخزانات إلى المرجل، وصمامات التحكم التي تسمح بتدفق الوقود بشكل منظم وفقًا للاحتياجات المطلوبة.

تصميم غلاية المراجل البخارية

في تصميم المراجل، يتم السعي إلى تحقيق مستويات عالية من الوثوقية والاقتصادية والسلامة الملائمة. بالإضافة إلى ذلك، هناك عدة عوامل أخرى ذات أهمية، مثل سهولة التصنيع والصيانة. ويتألف تصميم المرجل من جانبين أساسيين: الجانب الإنشائي والجانب الحراري، ويمكن للمصمم تحسين أداء المرجل من خلالهما.

الجانب الانشائي : يعتبر الجانب الإنشائي من أهم عناصر تصميم المراجل. تُعتبر الكرة الشكل الأمثل للأوعية المضغوطة، وتأتي بعدها الأسطوانة. ومع ذلك، فإن الأسطوانة تتميز بقابلية تصنيع واستخدام أعلى في تطبيقات مبادلات الحرارة. تتناسب سماكة الأسطوانة مع قطرها وضغط السائل الذي يتعامل معه. ونتيجة لذلك، تتمتع الأسطوانات ذات القطر الأصغر بقدرة أكبر على مقاومة الضغط. يتم استخدام الأسطوانة على نطاق واسع في تصميم المراجل، سواء كأنابيب طويلة متعددة الالتواءات أو كأوعية أسطوانية تتميز بسطوح جانبية محدبة.

تتأثر مقاومة المعادن بشكل كبير عند زيادة درجة حرارتها، ولذلك يتم اختيار أنواع من الفولاذ المقاوم للحرارة في تصميم المراجل للتعامل مع درجات حرارة عالية. ويتم أيضًا اهتمام بمسألة تمدد الحرارة بين مكونات المرجل، بالإضافة إلى ظاهرة الزحف الحراري. كما يتم دراسة التباينات في متانة مختلف الأنابيب والمكونات التي تحدث نتيجة للظروف الحرارية والهيدروليكية المحددة.

الجانب الحراري : في الجانب الحراري، يتم تخفيض درجة حرارة الغازات عند تلامسها مع سطوح التسخين في مسار الغازات، حيث تنخفض تدريجياً من درجات حرارة عالية في حجرة الاحتراق إلى حوالي 150 درجة مئوية عند خروجها من المرجل. ويكون الفرق في درجة حرارة الغازات والماء والبخار كبيرًا في حجرة الاحتراق، وهذا الفرق ينخفض تدريجيًا مع انخفاض درجات حرارة الغازات. ومن ذلك يمكن استنتاج أن استخدام مواد معينة في سطوح التسخين بهدف زيادة كفاءة الاحتراق وتقليل استهلاك الوقود يكون مجديًا في حجرة الاحتراق نظرًا للفرق الكبير في درجات الحرارة بين الغازات وخليط البخار مع الماء. وعند تبريد الغازات، يقل أهمية إضافة سطوح تسخين جديدة، ويصبح استخراج الحرارة من الغازات أكثر تكلفة وغير اقتصادي.

استخدامات غلاية المراجل البخارية