الغلايات وانواعها فى الحياة

ماهى الغلايات
تمرر الغازات الساخنة في أنابيب محاطة بالماء. ويتحول الماء في الغلاية إلى بخار. وتستخدم هذه الأنواع من الغلايات في المصانع الصغيرة وبعض المنازل.
الغــــلاية
وعاء فلزي يتم فيه تسخين سائل معيّن حتى يتحوّل إلى بخار. ومعظم الغلايات تحوّل الماء إلى بخار يُستخدم لتدفئة المباني. ويتغير البخار من الصورة الغازية إلى الصورة السائلة عندما يستخدم في تدفئة حجرة أو مبنى، وبذلك يعطي حرارة أكثر نتيجة لذلك. وبعض أنظمة التدفئة التي تسمَّى الأنظمة الكهربائية المائية
تستخدم الماء الساخن بدلاً من البخار. ومع ذلك فإن مصدر الحرارة في هذه الأنظمة مازال يعرف بالغلاية. ويستخدم البخار الناتج من الغلايات في التوربينات البخارية وتكرير الزيوت وتجفيف الورق. وتُسمَّى أحد أنواع هذه الغلايات، الغلاية ذات أنابيب الاحتراق
، وتمرر فيها الغازات في أنابيب مُحاطة بالماء. ويستخدم هذا النوع من الغلايات في معظم القاطرات البخارية، وفي المصانع الصغيرة وأحيانًا لتدفئة المنازل. والنوع الثاني من الغلايات هو الغلاية ذات أنابيب الماء
وفيها تمرَّر الغازات على أنابيب مليئة بالماء. وتتصل كل من نهايات أنابيب الماء بأوعية كبيرة الحجم تُسمَّى البراميل
. وكل الغلايات ذات الضغط العالي والكبيرة الحجم تكون عادة من الغلايات ذات أنابيب الماء. وتتحمل الأنابيب الصغيرة في الغلاية ذات أنابيب الماء ضغطًا عاليًا بدرجة تفوق تحمل الأوعية الضخمة الخاصة بالغلاية ذات أنابيب الاحتراق.

عقيد دكتور
بهاء بدر الدين محمود

في الغلاية ذات أنابيب الماء
.
تمر الغازات في أنابيب مليئة بالماء. وكل الغلايات الكبيرة تكون عادة من هذا النوع. ويمكن لهذه الغلايات أن تتحمل ضغطًا عاليًا أفضل من الغلايات ذات أنابيب الاحتراق.
يتجمّع البخار المتولّد في أنابيب الغلايات ذات أنابيب الماء عند الفتحة العلوية للبرميل. ويسير البخار بعد ذلك في مجموعة من الأنابيب تُسمى المحمصة
. وتمر الغازات الساخنة على هذه الأنابيب المملوءة بالبخار، فتزداد درجة حرارة البخار. وتسمَّى عملية الجمع بين الغلاية والمحمصة مُولّد البخار
.

قوة تحمل الغلايات.
من الضروري أن تكون الغلايات قوية بدرجة كافية لتحمل الضغوط العالية بداخلها دون أن تنفجر. ولذلك تُصمم بعناية تامة ويتم اختبارها قبل استعمالها.
ويقاس الضغط داخل الغلاية بالكيلوجرام لكل سنتيمتر مربع، (كجم/سم²). ويكتب على كل غلاية مقدار الضغط الذي يمكن أن تتحمله مع توافر قدر من الأمان للاستخدام، ويركب على كل غلاية أيضًا مقياس يوضِّح مقدار الضغط بداخلها. ومن الضروري أن يكون لكل غلاية صمام للأمان
طبقًا للمواصفات القياسية. فعندما يصل الضغط داخل الغلاية نقطة خطيرة، يمر البخار إلى الخارج فاتحًا صمام الأمان. انظر: صمام الأمان
.
وتعمل الغلايات المُستخدمة في تدفئة المنازل عند ضغط يتراوح بين 0,7كجم/سم² و1كجم/سم²، بينما تعمل غلايات محطات التوليد الصغيرة عند ضغط يتراوح بين 7كجم/سم² و17كجم/سم². وتعمل بعض الغلايات في محطات القدرة الكهربائية عند ضغط يصل إلى 240كجم/سم².
أحجام الغلايات.
تصل الغلايات الموجودة في محطات الطاقة الكهربائية إلى ارتفاع أعلى من مبنى مكوّن من عشرة طوابق، وربما تنتج أكثر من 70,000 كجم من البخار في الساعة الواحدة. ومن الضروري أن يتم إحراق كمية من الفحم الحجري تكفي لملء عربة سكة حديد كل ساعة، وذلك لإنتاج هذه الكمية من البخار.
معالجة مياه الغلايات.
لا يمكن استخدام مياه الصنابير أو الآبار أو الأنهار في غلايات الضغط العالي لاحتوائها على شوائب تسبب تآكل الغلاية وتؤدي إلى ضعفها. وتعمل الشوائب الأخرى علي تكوّن طبقة من الرقائق الصلبة على السطح الداخلي لأنابيب الغلاية. وتؤدّي هذه الرقائق إلى خفض التوصيل الحراري خلال الأنابيب، وبالإضافة إلى ذلك يصبح معدن الأنبوب حارًا وساخنًا أكثر مما ينبغي. ولا بد من توخي الحذر والحيطة لإزالة الهواء والمواد الأخرى الذائبة من الماء الداخل إلى الغلاية. وتضاف مواد معينة للماء تتفاعل مع المواد الموجودة في الماء بالفعل وذلك لتمنع تكوّن هذه الرقائق الصلبة.

تعتبر نوعية الميـاه عنصراً أسـاسياً و مؤثراً في كفاءة الغلايـات و أنظمـة البخار. و تحتوي مصادر المياه المختلفة على شوائب متنوعة مثل الغازات الذائبة، و المواد الصلبة العالقة و الذائبة. و تعتمد عمليات معالجة المياه إما على إزالة تلك المواد أو تخفيض تركيزاتها إلى المستوى الذي يحد من تأثيراتها السلبية أو على إضافة مواد أخرى للحصول على نفس النتائج. و تهدف معالجة مياه التعويض في الغلاية
(make up water) إلى:
• منع تكون القشور في الغلاية (scales) و في المعدات الملحقة بها و التي تؤدي إلى انخفاض كفاءتها و حدوث أضرار جسيمة بها.
• الحد من تكون الرغوة و تجنب تلوث البخار بالمواد التي تحتويها مياه الغلاية .
• الحد من تآكل جسم الغلاية بسبب الأكسجين الذائب في مياه التغذية، و تآكل مواسير شبكة البخار بسبب تواجد ثاني أكسيد الكربون . و يحدد الملحق (C) نوعية المياه التي يوصى باستخدامها لتغذية الغلايات.
و هناك طريقتين أساسيتين في معالجة المياه: المعالجة الخارجية و المعالجة الداخلية.
إن من أسباب انهيار أنابيب الغلاية هو (العسرة) إن عسرة الماء تودي إلى تكون طبقات من الكلس على الأنابيب تودي إلى عدم انتقال الحرارة إلى الماء مما يؤدي بدوره إلى ارتفاع درجة حرارة الأنابيب وبالتالي تلف تلك الأنابيب.
لذلك فان المياه المستخدمة في الغلاية لابد و أن تكون منزوعة الأملاح اى يتم معا لجتها ونزع الأملاح عن طريق
Water Treatment Plant بعد إنتاجها من وحدات المعالجة الكيميائية وهذه المعالجة تتم بطريقة المعالجة الأيونية وبذلك نحصل على مياه منزوعة الأملاح ويتم تخزينها في الخزانات ليتم استخدامها
حيث إن المشكلة الأساسية في أنابيب الغلاية هي جودة المياه المستخدمة في الغلاية ونزع الأكسجين والغازات الغير قابلة للتكثيف سواء في نازع الغازات أو بإضافة المواد الكيمائية مثل الهيدرازين
تعالج المياه وذلك بنزع الأملاح منها عن طريق وحدة المعالجة بنظرية كاتيين ومن ثم تجميعها في خزانات التغذية الاحتياطية وتستخدم كمياه تعويض للوحدات خلال الدورة البخارية ويتم ضخ المياه إلى خزان التغذية عن طريق دورة المتكاثف وهناك يتم طرطشة المياه داخل نازع الغازات فتسقط المياه إلى أسفل والغازات الغير قابلة للتكثيف يتم سحبها خارج المنظومة ويتم تسخين المياه المتساقطة إلى خزان التغذية بواسطة التلامس المباشر بين المياه والبخار وكلما زادت درجة حرارة المياه قلة نسبة الأكسجين.
وتحقن مادة الهيدرازين في خزان التغذية للتخلص من الأكسجين ورفع الأس الهيدروجيني إلى 8.2 اى وسط قلوي خفيف وهى مادة خطرة تستخدم بحرص تام
ويتم ضخ المياه إلى الغلاية وهناك يتم حقن مادة يتم حقن مادة تراى صوديوم فوسفيت في الدرم وذلك للتخلص من الكالسيوم والمغنسيوم ليتم التخلص منها عن طريق خط التصريف المستمر
وخلال سحب المياه في الدائرة البخارية يتم حقن المياه بمادة الهيدرازين وهى تتفاعل عند درجة حرارة
اعلي من 120 درجة مئوية فينتج عنها الأكسجين الذي يتم التخلص بسحبة من خزان التغذية ويتم أيضا التخلص من الأكسجين عن طريق تذرية المتكاثف في خزان التغذية في جزء علوي يسمى Dearator
أو نازع الغازات الغير قابلة للتكثيف وهى ضارة لمعدن الحديد الذي يتكون منة جدار الغلاية Pipe Wall
ويتم حفن ثلاثي الفوسفيت لرفع درجة الموصلية في الغلاية إلى 35 والتخلص من نواتج هذا الحقن في الاسطوانة العليا Upper Drum بواسطة التصريف المستمر .
من العوامل المؤثرة والمساعدة في عملية التحكم-5
أولا : إنتاج كمية كبيرة من البخار ويكون ذلك بزيادة نسبة انتقال الحرارة عن طريق ا لحمل
ثانيا : التحكم في اتجاه مدافع اللهب داخل الغلاية من جعلها متحركة لضمان وصول الحرارة إلى بعض الأماكن الصعبة.
والنواحي الأخرى
- أن أخطر عدو يمكن أن يؤثر في الغلايات هو نسبة الأملاح الموجودة في الماء فكما في محطات توليد الكهرباء من المستحيل أن يأخذوا ماء البحر مباشرة إلى الغلاية خوفا على الغلاية من هذه الأملاح التي تم سحبها من مياه الخام
دون أن يمر الماء بوحدات معالجة
تتراكم المواد الصلبة علي أسطح المبادلات الحرارية لتكون الترسبات . ومن هذه الترسبات :
- ترسبات بلورات صلدة Hard Crystalline .، وتلتصق بأسطح المبادلات الحرارية .وهذا النوع يمكن إزالته بطرق طبيعية مثل النحت أو الحفر
- ترسبات نتجت من محلول المادة والتي تناقص ذوباناتها مع زيادة درجة الحرارة .
4. ترسبات بللورية كثيفة وتكون متحدة ومترابطة بصورة جيدة بسطح المعدن
ويمكن تقسيم الترسبات إلى الأنواع التالية :
1. ترسبات قلويــة
2. ترسبات غير قلوية
كما أن هذه الترسبات تصعب إزالتها لأنها لا تذوب في الأحماض المعدنيـة وربما أدت إلى وقف وحدة التقطير . ومن أنسب الطرق العملية لتقليــل مشاكل ترسبات كبريتات الكالسيوم تشغيل الوحدة علي درجة حرارة تقل عن 120 درجة مئوية لمنع تراكم المترسبات .
ومن الطرق المتبعة للتخلص من المترسبات إضافة حامض لإزالة أيونــات الكربونات من الماء قبل إدخاله إلي وحدة التقطير وكما يمكن إزالة المترسبات بالنظافة بالكريات الإسفنجية ( تسمي طريقة تابوراج نسبة لصانع ) وهنا يتم استخدام كريات مرنة من الإسفنج لها قطر أكبر من قطر أنابيـب جهــاز التقطير ومن الطرق المستخدمة أيضا لإزالة المترسبات تلك التي تعتمد علـي إزالة العناصر المكونة للترسب مثـل أيونـات الكالسيـوم والمغنيسيــوم والبيكربونات والكبريتات وتتم إزالة هذه الكربونـات بإضافة أحماض لإزالة البيكربونات وتبادل الكاتيونات عبر الراتنج لإزالة أيونات الكالسيوم وإضافة مركب كربونات الجير والماغنسيوم لترسيب أيونـات الكالسيـوم وأيونات البيكربونات كما ويمكن استخدام الأغشية المتنقاه للأيونات لتمرير الأيونات أحادية التكافؤ عبر الغشاء ومنع الأيونات ثنائية التكافؤ من العبـور مثــل أيونات الكالسيوم والماغنسيوم والكبريتات .
وهناك التقانات الميكانيكية والطبيعية لتجـنب الترسيب حيث تضاف مواد ناعمة للمحلول فوق المشبع لإيجاد سطح يزيد من نمو البلورات ومثال لهذه المواد كربونات الكالـسيوم وكبريتات الباريوم وهيدروكسيد الماغنسيوم والحبيبات الزجاجية وغيرها من المواد .
وتوجد أنماط عديدة من طرق التقطير التي تزيد فيها وحدات التقطير ويتم غلي الماء في الوحدة الأولى تحت ضغط عالي إلى أن يتم التبخر في الوحدة الأخيرة تحت الضغط العادي

عقيد دكتور
بهاء بدر الدين محمود

» ماهى الغلايات 3
» طرق تنظيف مواسير الغلايات من زيوت الغلايات المترسبة بها
» lمحاضرة 1 فى الغلايات
» محاضرة 2 فى الغلايات
» المحاضرة 3 فى الغلايات