बॉयलर: Difference between revisions

[[Image:Kociol parowy lokomobilowy typ Ln2 skansen kopalniatg 20070627.jpg|thumb|एक जंगम (मोबाइल) बॉयलर <br> (संरक्षित, टार्नोव्स्की ग्री [[ पोलैंड ]] में ऐतिहासिक चांदी की खदान)।]]

[[Image:Wheatland NM School Gym Boiler.jpg|thumb|एक स्थिर बॉयलर <br> ([[ संयुक्त राज्य अमेरिका ]])।]]बॉयलर एक [[ दबाव पोत |बंद बर्तन]] होता है जिसमें [[ द्रव |द्रव]] (प्रायः पानी) को गर्म किया जाता है। जरूरी नहीं है कि तरल पदार्थ उबलता हो। गर्म या वाष्पीकृत द्रव विभिन्न प्रक्रियाओं या ताप अनुप्रयोगों में उपयोग के लिए बॉयलर से बाहर निकलता है,<ref>{{cite book| first=Frederick M.| last=Steingress| title=कम दबाव वाले बॉयलर|edition=4th |publisher=American Technical Publishers| year=2001| isbn=0-8269-4417-5}}</ref>{{page needed|date=February 2021}}<ref>{{cite book| first1=Frederick M.| last1=Steingress| first2=Harold J.| last2=Frost| first3=Darryl R.| last3=Walker| title=उच्च दबाव वाले बॉयलर| edition=3rd |publisher=American Technical Publishers| year=2003| isbn=0-8269-4300-4}}</ref>{{page needed|date=February 2021}} जिसमें पानी का ताप, [[ केंद्रीय हीटिंग |केंद्रीय ताप]], बॉयलर-आधारित विद्युत उत्पादन, खाना पकाने और [[ स्वच्छता |स्वच्छता]] सम्मिलित है।

अधिकांश विक्टोरियन "भाप की आयु" के लिए, उबालने के लिए उपयोग किए जाने वाले एकमात्र पदार्थ रिवेटन द्वारा समन्वायोजन के साथ पिटवाँ लोहे का उच्चतम ग्रेड था। यह लोहा प्रायः विशेषज्ञ [[ कच्चे लोहे का ढलाई खाना |लौह कारखाना]] से प्राप्त किया जाता था, जैसे कि [[ क्लेटर मूर |क्लीएटर मूर]] (यूके) क्षेत्र में उनकी [[ रोलिंग (धातु) |बेलित]] प्लेट की उच्च गुणवत्ता के लिए जाना जाता है जो विशेष रूप से उच्च दबाव वाले बॉयलरों जैसे महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में उपयोग के लिए उपयुक्त था। 20वीं शताब्दी में, डिज़ाइन अभ्यास [[ वेल्डिंग |वेल्डेड]] निर्माण के साथ स्टील के उपयोग की ओर बढ़ गया जो मजबूत और सस्ता है और इसे अधिक तेज़ी से और कम श्रम के साथ बनाया जा सकता है। पिटवाँ लोहा बॉयलर अपने आधुनिक समय के स्टील समकक्षों की तुलना में कहीं अधिक धीरे-धीरे क्षरण करते हैं, और स्थानीयकृत गड्ढे और तनाव-जंग के लिए कम संवेदनशील होते हैं। यह पुराने लोहे के बॉयलरों की दीर्घायु को वेल्डेड स्टील बॉयलरों की तुलना में कहीं बेहतर बनाता है।{{Citation needed|date=August 2018}}

; [[Image:Steam Boiler 2 English version.png|thumb|एक अग्नि-ट्यूब बॉयलर का आरेख]]अग्नि-नलिका बॉयलर: यहां, पानी आंशिक रूप से भाप (भाप स्थान) को समायोजित करने के लिए ऊपर छोड़ी गई एक छोटी मात्रा के साथ बॉयलर बैरल भरता है। लगभग सभी भाप इंजनों में इस प्रकार के बॉयलर का उपयोग किया जाता है। ऊष्मा स्रोत एक भट्टी या फायरबॉक्स के अंदर होता है जिसे क्वथनांक के नीचे ताप सतह के तापमान को बनाए रखने के लिए स्थायी रूप से पानी से घिरा रहना पड़ता है। भट्ठी एक अग्नि-नलिका के एक छोर पर स्थित हो सकती है जो गर्म गैसों के मार्ग को लंबा करती है, इस प्रकार तापन सतह को बढ़ाती है जिसे दूसरी समानांतर नलिका या कई नलिकाओं ( दो-पास या प्रतिवर्ती ग्रिप बॉयलर) के बंडल के माध्यम से गैसों को विपरीत दिशा में बनाकर और बढ़ाया जा सकता है वैकल्पिक रूप से गैसों को पक्षों के साथ और फिर बॉयलर के नीचे ग्रिप (3-पास बॉयलर) के माध्यम से ले जाया जा सकता है। इंजन-प्रकार के बॉयलर की स्थिति में, बॉयलर बैरल फायरबॉक्स से निकलता है और गर्म गैसें बैरल के अंदर फायर नलिकाओं के एक बंडल से गुजरती हैं जो नलिका की तुलना में तापन सतह को बहुत बढ़ा देती हैं और ऊष्मा स्थानांतरण में और सुधार करती हैं। अग्नि-नलिका बॉयलरों में प्रायः भाप उत्पादन की अपेक्षाकृत कम दर होती है, लेकिन उच्च भाप भंडारण क्षमता होती है। अग्नि-नलिका बॉयलर ज्यादातर ठोस ईंधन जलाते हैं, लेकिन द्रव या गैस की विविधता के लिए आसानी से अनुकूल होते हैं। अग्नि-नलिका बॉयलरों को "स्कॉच-समुद्री" या "समुद्री" प्रकार के बॉयलरों के रूप में भी संदर्भित किया जा सकता है।<ref name="fda_canneries">{{cite web| title=कैनरियों में स्टीम जनरेशन| url=https://www.fda.gov/ICECI/Inspections/InspectionGuides/ucm064854.htm| website=[[United States Food & Drug Administration]]| access-date=25 March 2018}}</ref>

; [[Image:Steam Boiler 3 english.png|thumb|एक जल-ट्यूब बॉयलर का आरेख।]][[ जल-ट्यूब बॉयलर |जल-नलिका बॉयलर]]: इस प्रकार में, पानी से भरी नलियों को एक भट्टी के अंदर कई संभावित विन्यासों में व्यवस्थित किया जाता है। प्रायः पानी की नलियाँ बड़े ड्रमों को जोड़ती हैं, निचले वाले पानी से भरे होते हैं और ऊपरी वाले भाप और पानी से भरे होते हैं अन्य स्थितियों में, जैसे कि एक एकल-नलिका बॉयलर, पानी को एक पंप द्वारा कॉइल के अनुक्रम के माध्यम से परिचालित किया जाता है। यह प्रकार प्रायः उच्च भाप उत्पादन दर देता है, लेकिन ऊपर की तुलना में कम भंडारण क्षमता होती है। जल नलिका बॉयलरों को किसी भी ताप स्रोत का दोहन करने के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है और प्रायः उच्च दबाव वाले अनुप्रयोगों में अधिमानित किया जाता है क्योंकि उच्च दबाव वाले पानी / भाप छोटे व्यास के पाइपों के भीतर समाहित होते हैं जो एक पतली दीवार के साथ दबाव का सामना कर सकते हैं। ये बॉयलर प्रायः जगह में बनाए जाते हैं, आकार में मोटे तौर पर वर्गाकार होते हैं, और कई मंजिल लंबे हो सकते हैं।<ref name="fda_canneries" />:[[ फ्लैश बॉयलर |'''फ्लैश बॉयलर''']]

[[File:Victorian Railways J class boiler and firebox.jpg|thumb|1950 के दशक के डिजाइन [[ लोकोमोटिव बॉयलर ]], एक [[ विक्टोरियन रेलवे जे क्लास (1954) ]] से]]'''जल-नलिक फायरबॉक्स के साथ अग्नि-नलिका बॉयलर'''

कभी-कभी उपरोक्त दो प्रकारों को निम्नलिखित तरीके से संयोजित किया गया है फायरबॉक्स में पानी की नलियों का एक संयोजन होता है, जिसे [[ थर्मिक साइफन |थर्मिक साइफन]] कहा जाता है। गैसें फिर एक पारंपरिक फायरट्यूब बॉयलर से होकर गुजरती हैं। कई [[ हंगरी |हंगेरियन]] इंजन में जल-नलिका फायरबॉक्स स्थापित किए गए थे,{{citation needed|date=November 2015}} लेकिन अन्य देशों में बहुत कम सफलता मिली है।

;अनुभागीय बॉयलर: ढलवा लोहा अनुभागीय बॉयलर में, जिसे कभी-कभी "पोर्क चॉप बॉयलर" कहा जाता है, पानी ढलवा लोहा अनुभागों के अंदर समाहित होता है।{{citation needed|date=November 2015}} तैयार बॉयलर बनाने के लिए इन वर्गों को स्थान पर इकट्ठा किया जाता है।

ऐतिहासिक रूप से, बॉयलर कम समझ वाले इंजीनियरिंग सिद्धांतों के कारण कई गंभीर चोटों और संपत्ति के विनाश का स्रोत थे। पतले और भंगुर धातु के गोले फट सकते हैं, जबकि खराब वेल्डेड या रिवेट किए गए स्तर खुल सकते हैं, जिससे दबाव वाली भाप का हिंसक विस्फोट हो सकता है। जब पानी को भाप में परिवर्तित किया जाता है तो यह अपनी मूल मात्रा से 1,000 गुना अधिक फैलता है और 100 किलोमीटर प्रति घंटे (62 मील प्रति घंटे) से अधिक की गति से भाप पाइपों तक जाता है। इस वजह से, भाप केंद्रीय बॉयलर हाउस से एक स्थान के चारों ओर ऊर्जा और गर्मी को स्थानांतरित करने की एक कुशल विधि है, जहां इसकी आवश्यकता होती है, लेकिन सही बॉयलर फीडवाटर उपचार के बिना भाप बनाने वाला संयंत्र पैमाने के गठन और जंग से पीड़ित होगा।<ref>{{cite book| title=लोकोमोटिव| author=Hartford Steam Boiler Inspection and Insurance Company| publisher=Hartford Steam Boiler Inspection and Insurance Co.| year=1911| via=Google Books| url=https://books.google.com/books?id=-LYSAAAAYAAJ&pg=PA1}} An article on a massive Pabst Brewing Company boiler explosion in 1909 that destroyed a building, and blew parts onto the roof of nearby buildings. This document also contains a list of day-by-day boiler accidents and accident summaries by year, and discussions of boiler damage claims.</ref>

एक बॉयलर जिसमें फ़ीड पानी का नुकसान होता है और सूखी उबालने की अनुमति होती है, वह बेहद खतरनाक हो सकता है।यदि फ़ीड पानी को खाली बॉयलर में भेजा जाता है, तो आने वाले पानी का छोटा झरना तुरंत सुपरहिटेड मेटल शेल के संपर्क में उबलता है और एक हिंसक विस्फोट की ओर जाता है जिसे सुरक्षा स्टीम वाल्व द्वारा भी नियंत्रित नहीं किया जा सकता है।बॉयलर की ड्रेनिंग भी हो सकती है यदि स्टीम सप्लाई लाइनों में रिसाव होता है जो मेकअप पानी की आपूर्ति से बड़ा होता है।हार्टफोर्ड लूप का आविष्कार 1919 में [[ हार्टफोर्ड स्टीम बॉयलर निरीक्षण और बीमा कंपनी | हार्टफोर्ड स्टीम बॉयलर निरीक्षण और बीमा कंपनी]] द्वारा किया गया था ताकि इस स्थिति को होने से रोकने में मदद करने के लिए एक विधि के रूप में, और इस तरह उनके बीमा दावों को कम किया जा सके।<ref>{{cite web| first=Dan| last=Holohan| url=http://www.massengineers.com/Documents/Hartford%20Loop.htm| title=आपको हार्टफोर्ड लूप्स}} </रेफ के बारे में क्या पता होना चाहिए><nowiki><ref></nowiki>{{cite web| url=http://inspectapedia.com/heat/Hartford_Loop.php| title=स्टीम बॉयलर पर हार्टफोर्ड लूप}} </ref>

[[Image:Superheater.jpg|thumb|upright=1.2|एक स्टीम लोकोमोटिव पर एक सुपरहीट बॉयलर]]

जब पानी उबला जाता है तो परिणाम [[ अतितापित भाप ]]#संतृप्त भाप होता है, जिसे गीले भाप के रूप में भी जाना जाता है।संतृप्त भाप, जबकि ज्यादातर पानी के वाष्प से मिलकर, बूंदों के रूप में कुछ असमान पानी ले जाता है।संतृप्त भाप कई उद्देश्यों के लिए उपयोगी है, जैसे कि खाना पकाने, [[ गरम करना ]] और भाप की सफाई, लेकिन वांछनीय नहीं है जब भाप को मशीनरी को ऊर्जा देने की उम्मीद की जाती है, जैसे कि जहाज का स्टीम टर्बाइन#समुद्री प्रणोदन या एक स्टीम लोकोमोटिव की गति।ऐसा इसलिए है क्योंकि अपरिहार्य तापमान और/या दबाव हानि जो कि बॉयलर से मशीनरी तक भाप की यात्रा के रूप में होती है, कुछ संक्षेपण का कारण होगा, जिसके परिणामस्वरूप तरल पानी मशीनरी में ले जाया जाता है।भाप में प्रवेश किया गया पानी टरबाइन ब्लेड को नुकसान पहुंचा सकता है या भाप इंजन के मामले में, [[ हाइड्रोस्टेटिक ताला ]] के कारण गंभीर यांत्रिक क्षति हो सकती है।

सुपरहिटेड स्टीम बॉयलर पानी को वाष्पित कर देते हैं और फिर एक सुपरहेटर में भाप को गर्म करते हैं, जिससे डिस्चार्ज किए गए भाप का तापमान बॉयलर के ऑपरेटिंग दबाव में उबलते तापमान से काफी अधिक होता है।चूंकि परिणामी [[ सूखी भाप ]] वाष्पशील अवस्था में रहने के लिए आवश्यक से अधिक गर्म होती है, इसलिए इसमें कोई महत्वपूर्ण असमान पानी नहीं होगा।इसके अलावा, संतृप्त भाप की तुलना में उच्च भाप का दबाव संभव होगा, जिससे भाप अधिक ऊर्जा ले जा सके।यद्यपि सुपरहीटिंग गर्मी के रूप में भाप में अधिक ऊर्जा जोड़ता है, दबाव पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है, जो कि उस दर से निर्धारित होता है जिस पर बॉयलर से भाप खींची जाती है और सुरक्षा वाल्व की दबाव सेटिंग्स होती है।<ref>{{cite book| last=Bell| first=A.M.| year=1952| title=लोकोमोटिव| volume=1| page=46| publisher=Virtue and Company Ltd| location=London}}</ref> सुपरहिटेड स्टीम उत्पन्न करने के लिए आवश्यक ईंधन की खपत संतृप्त भाप के बराबर मात्रा उत्पन्न करने के लिए आवश्यक से अधिक है।हालांकि, स्टीम प्लांट (बॉयलर, सुपरहाटर, पाइपिंग और मशीनरी के संयोजन) की समग्र ऊर्जा दक्षता आम तौर पर बढ़ी हुई ईंधन की खपत को ऑफसेट करने के लिए पर्याप्त सुधार किया जाएगा।

Superheater ऑपरेशन एक [[ वातानुकूलन ]] यूनिट पर कॉइल के समान है, हालांकि एक अलग उद्देश्य के लिए।स्टीम पाइपिंग को बॉयलर भट्ठी में ग्रिप गैस पथ के माध्यम से निर्देशित किया जाता है, एक ऐसा क्षेत्र जिसमें तापमान आमतौर पर होता है {{convert|1300|and|1600|C|F|0|abbr=off}}।कुछ सुपरहाइटर्स रेडिएंट प्रकार हैं, जैसा कि नाम से पता चलता है, वे विकिरण द्वारा गर्मी को अवशोषित करते हैं।अन्य संवहन प्रकार हैं, एक तरल पदार्थ से गर्मी को अवशोषित करते हैं।कुछ दो प्रकारों का एक संयोजन हैं।या तो विधि के माध्यम से, फ्ल्यू गैस पथ में चरम गर्मी भी सुपरहेटर स्टीम पाइपिंग और भाप को गर्म कर देगी।

किसी भी सुपरहिटेड स्टीम प्लांट का डिजाइन उच्च काम करने वाले तापमान और दबावों के कारण कई इंजीनियरिंग चुनौतियों को प्रस्तुत करता है।एक विचार बॉयलर को [[ चम्मच से पानी पिलाना ]] की शुरूआत है।बॉयलर को चार्ज करने के लिए उपयोग किए जाने वाले [[ फीडवाटर पंप ]] को बॉयलर के ऑपरेटिंग दबाव को दूर करने में सक्षम होना चाहिए, अन्यथा पानी नहीं बहेगा।एक सुपरहीट बॉयलर के रूप में आमतौर पर उच्च दबाव में संचालित होता है, इसी फीडवाटर दबाव को और भी अधिक होना चाहिए, एक अधिक मजबूत पंप डिजाइन की मांग करता है।

एक और विचार सुरक्षा है।उच्च दबाव, सुपरहिटेड भाप बेहद खतरनाक हो सकती है अगर यह अनजाने में बच जाती है।पाठक को कुछ परिप्रेक्ष्य देने के लिए, [[ द्वितीय विश्व युद्ध ]] के दौरान निर्मित कई अमेरिकी नौसेना फ्लेचर-क्लास विध्वंसक में इस्तेमाल किए गए स्टीम प्लांट में संचालित किया गया {{convert|600|psi|kPa bar|lk=on||abbr=on}} दबाव और {{convert|850|°F|°C|abbr=off}} सुपरहेट।प्रणाली के एक बड़े टूटने की स्थिति में, [[ नौसेना युद्ध ]] के दौरान एक युद्धपोत में एक वर्तमान खतरा, सुपरहिटेड स्टीम से बचने की भारी ऊर्जा रिहाई, इसकी सीमित मात्रा में 1600 गुना से अधिक का विस्तार, एक प्रलयकारी विस्फोट के बराबर होगा,जिनके प्रभाव को एक सीमित स्थान पर होने वाली भाप रिलीज से बढ़ा दिया जाएगा, जैसे कि जहाज का इंजन रूम।इसके अलावा, छोटे लीक जो रिसाव के बिंदु पर दिखाई नहीं दे रहे हैं, यदि कोई व्यक्ति भाप के रास्ते से बचने के लिए कदम उठाता है तो घातक हो सकता है।इसलिए डिजाइनर अखंडता को बनाए रखने के लिए सिस्टम के स्टीम-हैंडलिंग घटकों को यथासंभव अधिक ताकत देने का प्रयास करते हैं।लीक को रोकने के लिए एक साथ स्टीम पाइप को युग्मित करने के विशेष तरीकों का उपयोग किया जाता है, बहुत उच्च दबाव प्रणालियों के साथ वेल्डिंग जोड़ों को नियोजित करने के लिए [[ पेंच कसना ]] या गैसकेटेड कनेक्शन के साथ रिसाव की समस्याओं से बचने के लिए।

=== सुपरक्रिटिकल स्टीम जनरेटर ===