बॉयलर

File:Kociol parowy lokomobilowy typ Ln2 skansen kopalniatg 20070627.jpg

एक चल (मोबाइल) बॉयलर(संरक्षित, टार्नोव्स्की गोरी पोलैंड में ऐतिहासिक चांदी की खान)।

बॉयलर एक बंद बर्तन होता है जिसमें 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,^[1]^[2] जिसमें पानी का ताप, केंद्रीय ताप, बॉयलर-आधारित विद्युत उत्पादन, खाना पकाने और स्वच्छता सम्मिलित है।

ऊष्मा स्रोत

विद्युत उत्पादन के लिए भाप चक्र का उपयोग करने वाले एक जीवाश्म ईंधन विद्युत संयंत्र में, प्राथमिक ताप स्रोत कोयला, तेल या प्राकृतिक गैस का दहन होगा। कुछ स्थितियों में उपोत्पाद ईंधन जैसे कि कोक बैटरी की कार्बन मोनोऑक्साइड से भरपूर गैस को बॉयलर को गर्म करने के लिए जलाया जा सकता है खोई जैसे जैव ईंधन, जहाँ आर्थिक रूप से उपलब्ध हों, का भी उपयोग किया जा सकता है। परमाणु ऊर्जा संयंत्र में, भाप जनरेटर कहे जाने वाले बॉयलरों को परमाणु विखंडन द्वारा उत्पन्न ऊष्मा से गर्म किया जाता है। जहां किसी प्रक्रिया से बड़ी मात्रा में गर्म गैस उपलब्ध होती है, गर्मी पुनः प्राप्त करने वाला भाप जनित्र या पुनःप्राप्ति बॉयलर कम या बिना अतिरिक्त ईंधन की खपत के भाप का उत्पादन करने के लिए ऊष्मा का उपयोग कर सकता है इस तरह का विन्यास एक संयुक्त चक्र विद्युत संयंत्र में सामान्य है जहां एक गैस टरबाइन और भाप बॉयलर का उपयोग किया जाता है। सभी स्थितियों में दहन उत्पाद अपशिष्ट गैसें भाप चक्र के कार्यशील द्रव से अलग होती हैं जो इन प्रणालियों को बाहरी दहन इंजन का उदाहरण बनाती हैं।

पदार्थ

बॉयलर का दाब पात्र प्रायः स्टील (या मिश्र धातु स्टील) से बना होता है, या ऐतिहासिक रूप से पिटवाँ लोहा होता है। स्टेनलेस स्टील, विशेष रूप सेऑस्टेनिटिक प्रकार का, संक्षारण और तनाव संक्षारण अपघटन के कारण बॉयलरों के गीले भागों में उपयोग नहीं किया जाता है।^[3]^{[page needed]} हालांकि, फेरिटिक स्टेनलेस स्टील का उपयोग प्रायः अतितापित्र वर्गों में किया जाता है जो उबलते पानी के संपर्क में नहीं आएंगे, विसंक्रमित्र और कीटाणुनाशकों के लिए भाप के उत्पादन के लिए यूरोपीय "दबाव उपकरण निर्देश" के तहत विद्युत रूप से गर्म स्टेनलेस स्टील के आवरण बॉयलरों की अनुमति है।^[4]

सक्रिय भाप मॉडल में, तांबे या पीतल का प्रायः उपयोग किया जाता है क्योंकि यह छोटे आकार के बॉयलरों में अधिक आसानी से निर्मित होता है। ऐतिहासिक रूप से, तांबे का उपयोग प्रायः फायरबॉक्स (विशेष रूप से भाप इंजनों के लिए) के लिए किया जाता था, क्योंकि इसकी बेहतर संरचना और उच्च तापीय चालकता के कारण, हालाँकि, हाल के दिनों में, तांबे की उच्च कीमत प्रायः इसे एक गैर-आर्थिक विकल्प बनाती है और इसके स्थान पर सस्ते विकल्प (जैसे स्टील) का उपयोग किया जाता 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 लौह कारखाना से प्राप्त किया जाता था, जैसे कि क्लीएटर मूर (यूके) क्षेत्र में उनकी 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 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।

ढलवा लोहे का उपयोग घरेलू जल तापकों के तापन पात्र के लिए किया जा सकता है। हालांकि ऐसे तापको को प्रायः कुछ देशों में "बॉयलर" कहा जाता है, उनका उद्देश्य प्रायः गर्म पानी का उत्पादन करना होता है, न कि भाप का, और इसलिए वे कम दबाव में चलते हैं और उबलने से बचने की कोशिश करते हैं। ढलवा लोहे की भंगुरता इसे उच्च दबाव वाले भाप बॉयलरों के लिए अव्यावहारिक बना देती है।

ऊर्जा

बॉयलर के लिए ऊष्मा का स्रोत लकड़ी, कोयला, तेल या प्राकृतिक गैस जैसे कई ईंधनों में से किसी एक का दहन होता है। विद्युत भाप बॉयलर प्रतिरोध या तन्मयता प्रकार के ताप तत्वों का उपयोग करते हैं। भाप पैदा करने के लिए परमाणु विखंडन का उपयोग ऊष्मा स्रोत के रूप में भी किया जाता है, या तो सीधे (बीडब्ल्यूआर) या, ज्यादातर स्थितियों में, "भाप जनित्र" (पीडब्लूआर) नामक विशेष ताप विनिमायकों में। ऊष्मा पुनः प्राप्ति भाप जनित्र (एचआरएसजी) गैस टर्बाइन जैसी अन्य प्रक्रियाओं से निकलने वाली ऊष्मा का उपयोग करते हैं।

बॉयलर दक्षता

एएसएमई पीटीसी 4 (ASME PTC 4) बॉयलरों के लिए एएसएमई (ASME) प्रदर्शन परीक्षण कोड (पीटीसी) में बॉयलर की दक्षता को मापने के लिए दो तरीके हैं।^[5] तथा एचआरएसजी एएसएमई पीटीसी (HRSG ASME PTC) 4.4 और ईएन (EN) 12952-15 के^[6] जल नलिका बॉयलरों के लिए-

इनपुट-आउटपुट विधि (प्रत्यक्ष विधि)
ऊष्मा हानि विधि (अप्रत्यक्ष विधि)

इनपुट-आउटपुट विधि (या, प्रत्यक्ष विधि)

बायलर दक्षता परीक्षण की प्रत्यक्ष विधि अधिक उपयोगी या अधिक सामान्य है।

बॉयलर दक्षता = पावर आउट / पावर इन = Q × (Hg − Hf) / (q × GCV) × 100%

जहां

Q- भाप के प्रवाह की दर किग्रा/घंटा में

Hg- संतृप्त भाप की एन्थैल्पी किलोकैलोरी/किग्रा (kcal/kg) में

Hf- प्रभरण जल की एन्थैल्पी किलोकैलोरी/किग्रा (kcal/kg) में

q- ईंधन के उपयोग की दर किलो/घंटा में

जीसीवी (GCV), सकल कैलोरी मान किलोकैलोरी/किग्रा में (उदाहरण के लिए, पेट कोक 8200 किलोकैलोरी/किलोग्राम)

ऊष्मा-हानि विधि (या, अप्रत्यक्ष विधि)

अप्रत्यक्ष विधि में बॉयलर की दक्षता को मापने के लिए, इस तरह के पैरामीटर की आवश्यकता होती है।

ईंधन का अंतिम विश्लेषण ( ${\ce {H2}}$ , ${\ce {S2}}$ , ${\ce {S}}$ , ${\ce {C}}$ , नमी अवरोध, राख अवरोध)
ग्रिप गैस पर ${\ce {O2}}$ या ${\ce {CO2}}$ का प्रतिशत
आउटलेट पर ग्रिप गैस का तापमान
परिवेश का तापमान °C में और वायु की आर्द्रता किग्रा/किग्रा में
ईंधन का जीसीवी (GSV) किलोकैलोरी/किलोग्राम में
ज्वलनशील ईंधन में राख प्रतिशत
राख का जीसीवी (GSV) किलोकैलोरी/किलोग्राम में

विन्यास

बॉयलरों को निम्नलिखित विन्यासों में वर्गीकृत किया जा सकता है।

पॉट बॉयलर या हैकॉक बायलर/हेस्टैक बॉयलर: एक प्राचीन "केतली" जहां आग आंशिक रूप से भरे हुए पानी के पात्र को नीचे से गर्म करती है। 18वीं शताब्दी के हैकॉक बॉयलरों ने प्रायः बहुत कम दबाव वाली भाप की बड़ी मात्रा का उत्पादन और भंडारण किया, जो प्रायः वायुमंडल से मुश्किल से ऊपर होता है। ये लकड़ी या प्रायः कोयला जला सकते थे। दक्षता बहुत कम थी।
प्रवाहित बॉयलर: एक या दो बड़े प्रवाहों के साथ- प्रारंभिक प्रकार या अग्नि-नलिका बॉयलर का पूर्वगामी।
File:Steam Boiler 2 English version.png 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।^[7]
File:Steam Boiler 3 english.png जल-नलिका बॉयलर का आरेख। 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।^[7]:फ्लैश बॉयलर; एक फ्लैश बॉयलर एक विशेष प्रकार का वॉटर-ट्यूब बॉयलर होता है जिसमें ट्यूब एक साथ बंद होते हैं और उनके माध्यम से पानी पंप किया जाता है।एक फ्लैश बॉयलर एकल-नलिका भाप जनित्र के प्रकार से भिन्न होता है जिसमें नलिाक को स्थायी रूप से पानी से भर दिया जाता है। एक फ्लैश बॉयलर में, नलिका को इतना गर्म रखा जाता है कि जल प्रभरण जल्दी से भाप में बदल जाता है और अतितापित हो जाता है। 19वीं सदी में फ्लैश बॉयलरों का ऑटोमोबाइल में कुछ उपयोग था और यह उपयोग 20वीं सदी के प्रारम्भ में जारी रहा

1950 के दशक में विक्टोरियन रेलवे जे क्लास से स्टीम इंजन बॉयलर डिजाइन किया गया।

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 कहा जाता है। गैसें फिर एक पारंपरिक फायरट्यूब बॉयलर से होकर गुजरती हैं। कई हंगेरियन इंजन में जल-नलिका फायरबॉक्स स्थापित किए गए थे, 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। तैयार बॉयलर बनाने के लिए इन वर्गों को स्थान पर इकट्ठा किया जाता है।

सुरक्षा

बॉयलरों को सुरक्षित रूप से परिभाषित करने और सुरक्षित करने के लिए, यांत्रिक इंजीनियरों का अमरीकी समुदाय (ASME) जैसे कुछ पेशेवर विशेष संगठन मानकों और विनियमन कोड विकसित करते हैं। उदाहरण के लिए, एएसएमई बॉयलर और दाब पात्र कोड एक मानक है जो सुरक्षा, सुरक्षा और डिजाइन मानकों के साथ बॉयलर और अन्य दाब पात्रों के अनुपालन को सुनिश्चित करने के लिए नियमों और निर्देशों की एक विस्तृत श्रृंखला प्रदान करता है।^[8]

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 ऊष्मा को स्थानांतरित करने की एक कुशल विधि है, जहां इसकी आवश्यकता होती है, लेकिन सही बॉयलर जल प्रभरण उपचार के बिना, भाप-उठाने वाला संयंत्र पैमाने के निर्माण और जंग से ग्रस्त होगा। सर्वोत्तम रूप से, यह ऊर्जा की लागत को बढ़ाता है और खराब गुणवत्ता वाली भाप, कम दक्षता, छोटे पौधे के जीवन और अविश्वसनीय संचालन को जन्म दे सकता है। सबसे बुरी स्थिति में, यह विपत्तिपूर्ण विफलता और जीवन की हानि का कारण बन सकता है। ध्वस्त या विस्थापित बॉयलर नलिका भी गर्म भाप का छिड़काव कर सकते हैं और हवा के सेवन और ज्वालन प्रवणिका से धुआं निकाल सकते हैं, जिससे अग्नि कक्ष में कोयले को भरने वाले फायरमैन घायल हो जाते हैं। कारखानों को संचालित करने के लिए सैकड़ों अश्वशक्ति प्रदान करने वाले अत्यधिक बड़े बॉयलर संभावित रूप से पूरी इमारतों को ध्वस्त कर सकते हैं।^[9]

एक बॉयलर जिसमें प्रभरण जल की हानि होती है और और इसे उबाल कर सुखाना अत्यंत खतरनाक हो सकता है। यदि प्रभरण जल को खाली बॉयलर में भेजा जाता है, तो आने वाले पानी का छोटा झरना अतितापित धातु के खोल के संपर्क में आने पर तुरंत उबल जाता है और एक हिंसक विस्फोट की ओर जाता है जिसे सुरक्षा भाप वाल्वों द्वारा भी नियंत्रित नहीं किया जा सकता है। यदि भाप आपूर्ति लाइनों में रिसाव होता है जो प्रतिपूरक जल आपूर्ति से बड़ा है तो उसे प्रतिस्थापित किया जा सकता है और बॉयलर की निकासी भी हो सकती है। हार्टफोर्ड लूप का आविष्कार 1919 में हार्टफोर्ड भाप बॉयलर निरीक्षण और बीमा कंपनी द्वारा इस स्थिति को होने से रोकने में मदद करने के तरीके के रूप में किया गया था, और इस तरह उनके बीमा दावों को कम किया गया था।^[10]

अतितापित भाप बॉयलर

भाप इंजन पर एक अतितापित बॉयलर

जब पानी उबाला जाता है तो संतृप्त भाप बनती है, जिसे "गीली भाप" भी कहा जाता है। संतृप्त भाप, जबकि ज्यादातर जल वाष्प से युक्त होती है, बूंदों के रूप में कुछ बिना वाष्पित पानी को वहन करती है। संतृप्त भाप खाना पकाने, गर्म करने और स्वच्छता जैसे कई उद्देश्यों के लिए उपयोगी है, लेकिन यह वांछनीय नहीं है जब भाप से मशीनरी को ऊर्जा देने की उम्मीद की जाती है, जैसे कि जहाज की प्रणोदन प्रणाली या भाप इंजन की "गति"। ऐसा इसलिए है क्योंकि अपरिहार्य तापमान और/या दबाव में कमी जो बॉयलर से मशीनरी तक भाप की यात्रा के दौरान होती है, कुछ संघनन का कारण बनती है, जिसके परिणामस्वरूप तरल जल मशीनरी में ले जाया जाता है। भाप में प्रवेश करने वाला जल टरबाइन ब्लेड को हानि पहुंचा सकता है या एक पारस्परिक भाप इंजन की स्थिति में, जलस्थैतिक अवरोध के कारण गंभीर यांत्रिक क्षति हो सकती है।

अतितापित भाप बॉयलर पानी को वाष्पित करते हैं और फिर अतितापित्र में भाप को गर्म करते हैं, जिससे विसर्जित किए गए भाप का तापमान बॉयलर के परिचालन दाब में उबलते तापमान से काफी अधिक हो जाता है। चूंकि परिणामी "शुष्क भाप" वाष्पशील अवस्था में रहने के लिए आवश्यकता से अधिक गर्म होती है, इसमें कोई महत्वपूर्ण अवाष्पीकृत पानी नहीं होगा। इसके अलावा, संतृप्त भाप की तुलना में उच्च भाप का दबाव संभव होगा, जिससे भाप को अधिक ऊर्जा ले जाने में मदद मिलेगी। हालांकि अतितापन ऊष्मा के रूप में भाप में अधिक ऊर्जा जोड़ती है, दबाव पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है, जो उस दर से निर्धारित होता है जिस पर बॉयलर से भाप खींची जाती है और सुरक्षा वाल्व की दबाव सेटिंग होती है।^[11] अतितापित भाप उत्पन्न करने के लिए आवश्यक ईंधन की खपत संतृप्त भाप के समतुल्य मात्रा उत्पन्न करने के लिए आवश्यकता से अधिक है। हालांकि, भाप संयंत्र (बॉयलर, अतितापित्र, पाइपिंग और मशीनरी का संयोजन) की समग्र ऊर्जा दक्षता प्रायः बढ़ी हुई ईंधन खपत को पूरा करने के लिए पर्याप्त रूप से बेहतर होगी।

अतितापित्र संचालन वातानुकूलन यूनिट पर कुंडलियों के समान है, हालांकि एक अलग उद्देश्य के लिए भाप पाइपिंग को बॉयलर भट्टी में ग्रिप गैस पथ के माध्यम से निर्देशित किया जाता है, एक ऐसा क्षेत्र जिसमें तापमान प्रायः 1,300 और 1,600 डिग्री सेल्सियस (2,372 और 2,912 डिग्री फ़ारेनहाइट) के बीच होता है। कुछ अतितापित्र दीप्तिमान प्रकार के होते हैं, जैसा कि नाम से पता चलता है, वे विकिरण द्वारा ऊष्मा को अवशोषित करते हैं। अन्य संवहन प्रकार के होते हैं, जो द्रव से ऊष्मा को अवशोषित करते हैं। कुछ दो प्रकार के संयोजन हैं। किसी भी विधि के माध्यम से, ग्रिप गैस पथ में अत्यधिक गर्मी अतितापित्र भाप पाइपिंग और भाप को भी गर्म कर देगी।

किसी भी अतितापित भाप प्लांट का डिज़ाइन उच्च कार्य तापमान और दबावों के कारण कई इंजीनियरिंग चुनौतियाँ प्रस्तुत करता है। एक विचार बॉयलर में प्रभरण जल का प्रारम्भ है। बॉयलर को आवेशित करने के लिए उपयोग किए जाने वाला पंप बॉयलर के परिचालन दाब को दूर करने में सक्षम होना चाहिए, अन्यथा पानी नहीं बहेगा। चूंकि एक अतितापित बॉयलर प्रायः उच्च दबाव पर संचालित होता है, इसलिए अधिक मजबूत पंप डिजाइन की मांग करते हुए संबंधित प्रभरण जल का दबाव और भी अधिक होना चाहिए।

एक अन्य विचार सुरक्षा है। उच्च दाब, अतितापित भाप अत्यधिक खतरनाक हो सकती है यदि यह अनायास ही निकल जाए। पाठक को कुछ परिप्रेक्ष्य देने के लिए, द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान बनाए गए कई अमेरिकी नौसेना विध्वंसकों में उपयोग भाप संयंत्र 600 पीएसआई (psi) (4,100 केपीए; 41 बार) दबाव और 850 डिग्री फ़ारेनहाइट (454 डिग्री सेल्सियस) अतितापित पर संचालित होते थे। प्रणाली के एक बड़े टूटने की स्थिति में, युद्ध के दौरान एक युद्धपोत में एक हमेशा मौजूद खतरा, अतितापित भाप से बचने से भारी ऊर्जा का निकलना, इसकी सीमित मात्रा में 1600 गुना से अधिक तक विस्तार, एक प्रलयकारी विस्फोट के बराबर होगा, जिसका प्रभाव जहाज के इंजन कक्ष जैसे एक सीमित स्थान में होने वाली भाप के निकलने से और बढ़ जाएगा। इसके अलावा, छोटे रिसाव जो रिसाव के बिंदु पर दिखाई नहीं दे रहे हैं, घातक हो सकते हैं यदि कोई व्यक्ति बच निकलने वाली भाप के मार्ग में कदम रखता है। इसलिए डिजाइनर अखंडता बनाए रखने के लिए प्रणाली के भाप-प्रबंधन घटकों को अधिक से अधिक शक्ति देने का प्रयास करते हैं। सूत्रित या गैसकेटेड संयोजनों के साथ रिसाव की समस्याओं से बचने के लिए वेल्डेड जोड़ों को नियोजित करने वाले बहुत उच्च दबाव प्रणालियों के साथ रिसाव को रोकने के लिए भाप पाइप को एक साथ जोड़ने के विशेष तरीकों का उपयोग किया जाता है।

अतिक्रांतिक भाप जनित्र

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बिजली संयंत्र के लिए बॉयलर

विद्युत शक्ति के उत्पादन के लिए अतिक्रांतिक भाप जनित्र का प्रायः उपयोग किया जाता है। वे अतिक्रांतिक दबाव में कार्य करते हैं। एक "उपक्रांतिक बॉयलर" के विपरीत, एक अतिक्रांतिक भाप जनित्र इतने उच्च दाब (3,200 psi या 22 MPa से अधिक) पर संचालित होता है कि उबलने की विशेषता वाली भौतिक अशांति तरल पदार्थ न तो तरल है और न ही गैस बल्कि एक अतिक्रांतिक द्रव है। जल के भीतर भाप के बुलबुले का निर्माण नहीं होता है, क्योंकि दाब उस महत्वपूर्ण दबाव बिंदु से ऊपर होता है जिस पर भाप के बुलबुले बन सकते हैं। जैसे ही टर्बाइन चरणों के माध्यम से तरल पदार्थ का विस्तार होता है, इसकी ऊष्मागतिक स्थिति महत्वपूर्ण बिंदु से नीचे गिर जाती है क्योंकि यह टर्बाइन को घुमाने का काम करता है जो विद्युत जनरेटर को प्रारम्भ करता है जिससे अंततः शक्ति निकाली जाती है। उस बिंदु पर द्रव भाप और तरल बूंदों का मिश्रण हो सकता है क्योंकि यह संघनित्र में गुजरता है। इसके परिणामस्वरूप थोड़ा कम ईंधन का उपयोग होता है और इसलिए कम ग्रीनहाउस गैस का उत्पादन होता है। "बॉयलर" शब्द का उपयोग अतिक्रांतिक दाब भाप जनित्र के लिए नहीं किया जाना चाहिए, क्योंकि इस उपकरण में "उबलना" नहीं होता है।

सहायक उपकरण

बॉयलर पुर्जे और सहायक उपकरण

बॉयलर में भाप के दबाव को नियंत्रित करने के लिए प्रेशरट्रोल। बॉयलर में प्रायः 2 या 3 प्रेशरट्रोल होते हैं- एक मैनुअल-रीसेट प्रेशरट्रोल, जो भाप के दबाव की ऊपरी सीमा को सेट करके सुरक्षा के रूप में कार्य करता है, ऑपरेटिंग प्रेशरट्रोल, जो दबाव बनाए रखने के लिए बॉयलर में आग लगने पर नियंत्रित करता है, और एक व्यवस्थित बर्नर से लैस बॉयलर के लिए , एक व्यवस्थित प्रेशरट्रोल जो आग की मात्रा को नियंत्रित करता है।
सुरक्षा वाल्व- इसका उपयोग दबाव को कम करने और बॉयलर में संभावित विस्फोट को रोकने के लिए किया जाता है।
जल स्तर संकेतक- वे ऑपरेटर को बॉयलर में द्रव के स्तर को दिखाते हैं, जिसे साइट ग्लास, जलस्तर मापक या जल स्तम्भ के रूप में भी जाना जाता है।
निचला अवधमन वाल्व- वे ठोस कणों को हटाने के लिए एक साधन प्रदान करते हैं जो एक बॉयलर के तल पर संघनित और स्थित हैं। जैसा कि नाम से पता चलता है, यह वाल्व प्रायः सीधे बॉयलर के तल पर स्थित होता है, और कभी-कभी इन कणों को बाहर धकेलने के लिए बॉयलर में दबाव का उपयोग करने के लिए खोला जाता है।
निरंतर अवधमन वाल्व- यह पानी की थोड़ी मात्रा को लगातार बाहर निकलने देता है। इसका उद्देश्य बॉयलर में पानी को घुलित लवणों से संतृप्त होने से रोकना है। संतृप्ति से झाग बनेगा और पानी की बूंदों को भाप के साथ ले जाने का कारण होगा- जिसे प्राइमिंग के रूप में जाना जाता है। अवधमन का उपयोग प्रायः बॉयलर के पानी के रसायन विज्ञान की निगरानी के लिए भी किया जाता है।
ट्राईकॉक- एक प्रकार का वाल्व जिसका उपयोग प्रायः टैंक में तरल स्तर को मैन्युअल रूप से जांचने के लिए किया जाता है। प्रायः पानी के बॉयलर पर पाया जाता है।
फ्लैश टैंक- उच्च दाब अवधमन इस पात्र में प्रवेश करता है जहां भाप सुरक्षित रूप से 'फ्लैश' कर सकती है और कम दबाव वाली प्रणाली में उपयोग की जा सकती है या वातावरण में प्रवाहित की जा सकती है जबकि परिवेशी दाब अवधमन निकास में बहता है।
स्वचालित अवधमन/निरंतर ऊष्मा पुनः प्राप्ति प्रणाली- यह प्रणाली बॉयलर को केवल तभी अवधमन करने की अनुमति देता है जब परिपूरक जल बॉयलर में प्रवाहित हो रहा हो, जिससे अवधमन से परिपूरक जल में अधिकतम संभव ऊष्मा स्थानांतरित हो सके। प्रायः किसी फ्लैश टैंक की जरूरत नहीं होती है क्योंकि विसर्जित होने वाला अवधमन परिपूरक जल के तापमान के समीप होता है।
हस्त छेद- वे नलिकाओं के निरीक्षण और स्थापना और आंतरिक सतहों के निरीक्षण की अनुमति देने के लिए "प्रवेशिका" में खुलने वाली स्टील प्लेटें हैं।
भाप ड्रम आंतरिक, स्क्रीन की एक श्रृंखला, स्क्रबर और डिब्बे (चक्रवात विभाजक)।
निम्न जल कटऑफ- यह एक यांत्रिक साधन है (प्रायः एक द्रव स्तर मापक) या सुरक्षा स्विच के साथ एक इलेक्ट्रोड जिसका उपयोग बर्नर को बंद करने या बॉयलर को ईंधन को बंद करने के लिए किया जाता है ताकि पानी के एक निश्चित बिंदु से नीचे जाने पर इसे चलने से रोका जा सके। यदि एक बॉयलर "शुष्क आग" (बिना पानी के जला हुआ) है तो यह फटने या विनाशकारी विफलता का कारण बन सकता है।
सतह अवधमन लाइन- यह झाग या अन्य हल्के गैर-संघनित पदार्थों को हटाने के लिए एक साधन प्रदान करता है जो बॉयलर के अंदर पानी के ऊपर तैरने लगते हैं।
परिसंचारी पंप- यह अपनी कुछ गर्मी को बाहर निकालने के बाद पानी को बॉयलर में वापस प्रसारित करने के लिए बनाया गया है।
प्रभरण जल चेक वाल्व या क्लैक वाल्व- प्रभरण जल लाइन में एक नॉन-रिटर्न स्टॉप वाल्व। इसे बॉयलर के बगल में, पानी के स्तर के ठीक नीचे या बॉयलर के ऊपर लगाया जा सकता है।^[12]
शीर्ष प्रभरण- प्रभरण जल इंजेक्शन के लिए इस डिजाइन में, पानी को बॉयलर के ऊपर तक डाला जाता है। यह ऊष्मीय तनाव के कारण बॉयलर की थकान को कम कर सकता है। ट्रे की एक श्रृंखला पर प्रभरण जल का छिड़काव करने से पानी जल्दी गर्म हो जाता है और इससे लाइमस्केल कम हो सकता है।
विअतितापक नलिका या बंडल- जल के ड्रम या भाप ड्रम में नलिकाओं की एक श्रृंखला या बंडलों को अतिताप भाप को ठंडा करने के लिए बनाया गया है, ताकि सहायक उपकरण की आपूर्ति की जा सके, जिसकी आवश्यकता नहीं है, या शुष्क भाप से क्षतिग्रस्त हो सकती है।
रासायनिक इंजेक्शन लाइन- प्रभरण जल पीएच को नियंत्रित करने के लिए रसायनों को जोड़ने का संयोजन हैं।

भाप सहायक उपकरण

मुख्य भाप रोक वाल्व
भाप जाल
मुख्य भाप बंद / चेक वाल्व- इसका उपयोग कई बॉयलर अधिष्ठापनों पर किया जाता है।

दहन सहायक उपकरण

ईंधन तेल प्रणाली- ईंधन तेल हीटर
गैस प्रणाली
कोयला प्रणाली

अन्य आवश्यक वस्तुएं

दबावमापक यन्त्र
प्रभरण पंप
संगलनीय प्लग
रोधन औरअंतराल
निरीक्षक दबाव नापने का यंत्र के संलग्न का परीक्षण करते हैं
नाम पटल
पंजीकरण पटल

प्रारूप

एक ईंधन-गर्म बॉयलर को अपने ईंधन को ऑक्सीकरण करने के लिए हवा प्रदान करनी चाहिए। प्रारम्भिक बॉयलरों ने दहन कक्ष के निकास से जुड़ी चिमनी में संवहन की प्राकृतिक क्रिया के माध्यम से हवा की यह धारा, या प्रारूप प्रदान किया। चूँकि गर्म ग्रिप गैस बॉयलर के आसपास की परिवेशी वायु की तुलना में कम घनी होती है, ग्रिप गैस चिमनी में ऊपर उठती है, सघन, ताज़ी हवा को दहन कक्ष में खींचती है।

अधिकांश आधुनिक बॉयलर प्राकृतिक प्रारूप के बजाय यांत्रिक प्रारुप पर निर्भर करते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि प्राकृतिक प्रारूप बाहरी वायु की स्थिति और भट्ठी से निकलने वाली ग्रिप गैसों के तापमान के साथ-साथ चिमनी की ऊंचाई के अधीन है। ये सभी कारक उचित प्रारूप को प्राप्त करने के लिए कठिन बनाते हैं और इसलिए यांत्रिक प्रारूप उपकरण को और अधिक विश्वसनीय और किफायती बनाते हैं।

प्रारूप के प्रकारों को प्रेरित प्रारूप में भी विभाजित किया जा सकता है, जहां बॉयलर से निकास गैसों को बाहर निकाला जाता है। अनिवार्य प्रारूप, जहां ताजी हवा को बॉयलर में धकेल दिया जाता है और संतुलित प्रारूप, जहां दोनों प्रभाव कार्यरत हैं। चिमनी के उपयोग के माध्यम से प्राकृतिक प्रारूप एक प्रकार का प्रेरित प्रारूप है यांत्रिक प्रारूप को प्रेरित, अनिवार्य या संतुलित किया जा सकता है।

यांत्रिक प्रेरित प्रारूप दो प्रकार के होते हैं। पहला भाप जेट के उपयोग के माध्यम से है। ग्रिप गैस प्रवाह की दिशा में उन्मुख भाप जेट, ग्रिप गैसों को ढेर में प्रेरित करता है और अधिक से अधिक ग्रिप गैस वेग के लिए अनुमति देता है जिससे भट्ठी में समग्र प्रारूप बढ़ जाता है। भाप से चलने वाले इंजन पर यह तरीका सामान्य था, जिसमें लंबी चिमनियां नहीं हो सकती थीं। दूसरी विधि केवल एक प्रेरित प्रारूप पंखा (आईडी पंखा) का उपयोग करके है जो भट्टी से ग्रिप गैसों को निकालता है और निकास गैस को ढेर तक ले जाता है। लगभग सभी प्रेरित प्रारूप भट्टियां थोड़े ऋणात्मक दबाव के साथ काम करती हैं।

दहन कक्ष में हवा को अनिवार्य करने वाले पंखे के माध्यम से यांत्रिक अनिवार्य प्रारूप प्रदान किया जाता है। हवा प्रायः एक एयर हीटर के माध्यम से पारित की जाती है जैसा कि नाम से पता चलता है, बॉयलर की समग्र दक्षता बढ़ाने के लिए भट्ठी में जाने वाली हवा को गर्म करता है। भट्टी में प्रवेश करने वाली हवा की मात्रा को नियंत्रित करने के लिए अवमंदको का उपयोग किया जाता है। अनिवार्य प्रारूप भट्टियों में प्रायः सकारात्मक दबाव होता है।

संतुलित प्रारूप प्रेरित और अनिवार्य प्रारूप दोनों के उपयोग के माध्यम से प्राप्त किया जाता है। यह बड़े बॉयलरों के साथ अधिक सामान्य है जहां कई बॉयलर पास के माध्यम से ग्रिप गैसों को लंबी दूरी तय करनी पड़ती है। प्रेरित प्रारूप पं�

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