أنواع الغلايات البخارية .. ومشاكلها وأسباب انفجارها

كتابة: Riyam Tawfeeq آخر تحديث: 13 يونيو 2021 , 15:37

ما هي الغلايات البخارية

الغلايات البخارية أو المراجل البخاري عبارة عن إناء بأحجام مختلفة نضعه على النار ثم نضع ماء في الإناء ونتركه إلى أن يغلي الماء ، ونتيجة لغليان الماء يصدر بخار، حيث يتبخر كل الماء الموجود في الإناء، وبعد ذلك يتم غلق الإناء واستخدام البخار الذي نتج في أمور مختلفة منها في تجفيف الفواكه وبعض الخضراوات.

فهو باختصار جهاز يقوم بإنتاج البخار من خلال تطبيق طاقة حرارية على الماء، تعتبر الغلايات البخارية أحد الأجزاء الرئيسية في نظام التدفئة العالمي الذي صدر من محطات توليد الطاقة، في أغلب الأحيان يتم دمج الغلايات البخارية مع نظام آخر مطور لصنع السبائك تحت درجة حرارة عالية وضغط عالي جداً.

السبب وراء تسمية الغلايات البخارية بهذا الاسم هو قدرتها على توليد البخار الساخن، تتكون الغلايات البخارية من ملحقات وصمامات وملحقات. الغلايات البخارية تعتبر هي الأفضل لأنها لها قدرة عالية على توليد البخار وبالتالي تستطيع أن تنجز بشكل أكبر. يجب اختيار نوع الغلاية بحسب حاجتك إليها.

أنواع الغلايات البخارية

يوجد أربعة أنواع من الغلايات البخارية هما:

  • الغلاية أنابيب النار.
  • غلاية أنابيب  الماء.
  • غلاية التكثيف.
  • الغلاية العمودية.
  • الغلاية الأفقية.

غلاية أنابيب النار

هذا النوع من الغليات هو الأكثر شيوعًا، تستخدم بشكل مستمر في المصانع، هذا النوع من الغلايات قديم جدا وتستمر المصانع في استخدامه إلى اليوم لان كفاءتها  عالية جدا، بالإضافة إلى ذلك تستطيع أن تعمل مع طلبيات كثيرة ومستمرة بوقت قياسي.

ولذلك لا يمكن استبدالها بغلاية  آخر، يتم ملئ أنبوب الماء بالضغط، وتقوم باستخدام الوقود المخزن لتسخين الماء الموجود في داخل سلاسل الأنابيب، تستخدم غلاية اللهب مع نظام تحكم ووقود لكي تنتج بخار ضخم جداً.

مشاكل غلاية انابيب النار

  • تم تصميها لتسخين كمية كبيرة من الماء في نفس الوقت ، ولذلك سوف تستغرق عملية غليان الماء إلى وقت طويل يقدر بعدة ساعات وفي النهاية تصل إلى الضغط المطلوب.
  • تصميم غلاية أنابيب النار وإنتاجها يحتاج إلى ميزانية عالية جدا وجهد ووقت كثير، لذلك تعتبر مكلفة وصعب إنتاجها.
  • المياه التي تستخدم في غلاية النار تكون من مزج مياه طبيعية مع مكثفات من البخار، وذلك قد يؤدي إلى تراكم المعادن وانسداد الأنابيب.

أسباب انفجاره غلاية انابيب النار

  • قد تسبب غلاية اللهب بانفجار خطير جداً  في حالة تعرضها إلى ضغط  عالي ودرجات حرارة مرتفعة، يعتبر هذا السبب شائع جداً في الأنظمة القديمة، لذلك يجب أن يتم صيانتها جيداً وبشكل مستمر.

غلاية أنبوب الماء

هذا النوع من الغلايات البخارية يتميز بالتنوع، حيث يوجد أكثر من نظام لعمل غلاية أنبوب الماء. تعمل غلاية أنبوب الماء من خلال مرور الماء خلال سلسلة من الأنابيب المربوطة مع أسطوانة الطين السفلية الواقعة في قاع الغلاية في أسطوانة البخار العليا.

عندما نقوم بتشغيلها تتدفق الغازات المحترقة حول الأنابيب، ونتيجة إلى ذلك يغلي الماء وينتج البخار. هذا النوع من الغلايات تستخدم عندما نحتاج إلى كميات هائلة من البخار في وقت قصير، حيث لها قدرة على إنتاج عشرات الآلاف من أرطال البخار خلال ساعة واحدة فقط.

ما يميز غلايات أنابيب الماء عن باقي أنواع الغايات الأخرى هو استخدام أنابيبها بشكل خاص لأنها تستطيع أن تنتج البخار مع وضع الوقت حسب رغبتنا من خلال تأخير بسيط بين تشغيل الغلاية البخارية مع إنتاج البخار، بالإضافة إلى ذلك تحتاج غلاية أنبوب الماء على  مستوى مياه أقل عن باقي أنواع الغلايات البخارية، وذلك يجعلها تستجيب أكثر إلى تغير في مستوى البخار الناتج.

مشاكل غلاية أنبوب الماء

  • لا يوجد أي مشاكل أو سلبيات لدى هذا النوع من الغلايات البخارية، حيث تكون تكلفتها منخفضة، وفعاليتها عالية.

أسباب انفجار غلاية أنبوب الماء

تعتبر أمينة جدا، ولم يشهد أي حالة انفجار لها، غلاية التكثيف من ناحية الكفاءة تعتبر غلاية التكثيف أكثر كفاءة من غلاية أنابيب الماء وغلاية اللهب، في معظم الأحيان تحقق غلاية التكثيف معدل كفاءة من الوقود إلى البخار يقدر تقريبا بتسعة وتسعون بالمئة.

هذا النوع من الغلايات يقوم باسترداد جزء من الطاقة الحرارية الكامنة من بخار الماء بواسطة بخار الماء الذي لم يتم استخدامه، والذي كان قد ضاع في الغلايات عن طريق إعادته مرة أخرى لكي يتحد مع الماء الموجود في الغلاية.

تكون درجة الحرارة في هذا النوع من الغلاية البخارية ١١٩° درجة، تعتبر هذه درجة الحرارة المرتفعة مثالية في عملية التكثيف. ومن الجدير بالذكر أن كلما ازدادت برودة الماء العائد كلما زادت كفاءة الغلاية في التكثيف حيث تصل كفاءة غلاية التكثيف إلى ٩٨٪؜، أي أنها أكفأ من غلايات أنبوب الماء، وغلاية أنبوب النار.

مشاكل غلاية التكثيف

غلاية التكثيف تتميز بكلفة مادية عالية لقطع الغيار الخاصة بها، وبالإضافة إلى ذلك تمتلك مبادل حراري حساس، يجب التعامل معه بحذر لكي لا تلجأ إلى الصيانة المكلفة وأيضا عندما نقوم بتشغيل الغلاية سائل  يملأ الغلاية، حيث تبلغ سعتها ثلاثة لترات، هذا السائل يتكون من مياه غير نقية  مع زيوت وأحماض مختلفة.

هذا السائل صعب جدا التخلص منه بالأخص إذا كان المكان الذي موجودة فيه غلاية التكثيف غير متصلة مع نظام صرف صحي مركزي.

أسباب انفجار غلاية التكثيف

  •  تحجيم الألواح وتسخينها بشكل مفرط أو انخفاض مستوى الماء يؤديان إلى انفجار الغلاية، وأيضا توقف صمام الأمان وارتفاع درجة الحرارة والضغط يؤديان إلى ذلك أيضا.

الغلايات العمودية

في هذا النوع من الغلايات يتم وضع أنبوب المياه عموديا بدلا من وضعه أفقيا. الغلايات العامورية بشكل عام تستخدم في المركبات والآلات التي تعمل بالبخار، ومن هذه الآلات القاطرات البخارية.

مشاكل الغلاية العمودية

منطقة الشباك تكون فيها صغيرة جدا وبالتالي تنتج كمية أقل من البخار، بالإضافة إلى قصر طول أنابيبها، بسبب ذلك يجب إبقاء الأنابيب في نفس الطول لتقليل الارتفاع، وبالتالي يتم خسارة كمية كبيرة من الحرارة المتاحة عبر المدخنة حيث تكون غير قادرة على تسخين الأنابيب، كما تتراكم الرواسب في صفيحة الأنبوب السفلية التي تقع فوق صندوق الاحتراق.

أسباب انفجار الغلاية العمودية

  • قد تنفجر الغلايات العمودية اذا حدث انخفاض في مستوى الماء داخل الغلاية، أو عند وجود تكلسات طبقة سميكة على جدار الغلاية.
  • اذا كان هناك نسبة عالية من الحديد في المياه المغلية وذلك يؤدي الى تأكلها.

غلايات بخارية أخرى

يوجد نوعيات أخرى تختلف باختلاف الوقود المستخدم، يوجد غلايات تعمل على المازوت، وغلايات بخارية أخرى تعمل على  البترول والغاز. مميزات الغلايات البخارية الغلايات البخارية تم إنتاجها منذ  فترة طويلة جداً حيث كان يتم استخدامها في تحضير المتفجرات، وإنتاج أشياء أخرى تستخدم في الحروب.

مع مرور الزمن تم تطوير الغلايات البخارية حيث كان الناس في العصور الوسطى يقومون باستخدام الغلايات البخارية في تجفيف الطعام مثل الخضراوات والفواكه، وايضا في صنع الألبان ومنتجات السكر، حيث تعمل الغلاية البخارية على انتاج طعام صحي وبشكل أمن يمكن ان يتم حفظه لفترات طويلة، ثم تقوم المصانع ببيعها.

وفي يومنا هذا يتم استخدام الغلايات البخارية ولكن بشكل اقل بسبب  تطور التكنولوجيا، اصبح استخدامها بشكل محدود. وتم تبديل الغلايات البخارية باختراعات أخرى اقل تكلفة  وأكثر كفاءة، كما يمكن استخدام الأواني الموجودة في  الغلايات البخارية في  أنشطة كيميائية أخرى.[1]

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق