बॉयलर स्टीम ड्रम क्या है?
वाटरट्यूब बॉयलर स्टीम ड्रम का उपयोग करते हैं ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि उपभोक्ताओं को आपूर्ति की जाने वाली स्टीम 'स्वच्छ' (विदेशी तत्वों और नमी से मुक्त) हो। वाटरट्यूब बॉयलर स्टीम ड्रम बॉयलर के शीर्ष पर स्थित होते हैं, अन्य सभी बॉयलर भागों के ऊपर। स्टीम ड्रम की विशेषता इसकी लंबी, बेलनाकार आकृति होती है, और इसे आमतौर पर मोटी स्टील प्लेट से बनाया जाता है ताकि यह उच्च दबाव और तापमान का सामना कर सके जिस पर यह संचालित होता है। एक स्टीम ड्रम दो मीटर तक व्यास और 30 मीटर तक लंबाई में हो सकता है।
जानने योग्य - 'वाटरट्यूब', 'वाटर-ट्यूब', या 'वाटर ट्यूब' के कई तरीके हैं, लेकिन अर्थ वही है। यही बात 'फायरट्यूब', 'फायर-ट्यूब' और 'फायर ट्यूब' के लिए भी सही है जैसे कि फायरट्यूब बॉयलर। वाटर ट्यूब में पानी होता है, जबकि फायर ट्यूब में निकास गैसें होती हैं (इसलिए इन्हें 'स्मोक ट्यूब बॉयलर' भी कहा जाता है)।
जानने योग्य - फायरट्यूब बॉयलर कम दबाव वाले बॉयलर होते हैं। वाटरट्यूब बॉयलर पावर स्टेशनों में उपयोग किए जाते हैं क्योंकि वे बहुत अधिक स्टीम, उच्च तापमान और उच्च दबाव पर आपूर्ति कर सकते हैं। फायरट्यूब बॉयलर अपने बॉयलर शेल डिज़ाइन के कारण आकार में सीमित होते हैं (अधिक जानकारी के लिए हमारे फायरट्यूब बॉयलर लेख देखें)।
वाटरट्यूब बॉयलर स्टीम ड्रम स्थिति
स्टीम ड्रम के मुख्य कार्य क्या हैं?
एक स्टीम ड्रम के तीन मुख्य कार्य होते हैं:
- इसका प्राथमिक उद्देश्य स्वच्छ, सूखी स्टीम प्रदान करना है, जैसे सुपरहीटर्स और स्टीम टर्बाइन जैसे डाउनस्ट्रीम उपभोक्ताओं को। स्टीम ड्रम यह सुनिश्चित करता है कि कोई नमी (पानी की बूंदें) या गीली स्टीम इन डाउनस्ट्रीम घटकों तक न पहुंचे, इस प्रकार यह सुनिश्चित करता है कि वे कैरीओवर, वाटर हैमर, और अत्यधिक जंग जैसी समस्याओं से क्षतिग्रस्त न हों।
- स्टीम ड्रम एक भंडार के रूप में भी कार्य करता है, जो बॉयलर प्रणाली के भीतर स्टीम की मांग में उतार-चढ़ाव को संबोधित करने के लिए एक छोटी मात्रा में संतृप्त पानी रखता है।
- पानी का उपचार स्टीम ड्रम के भीतर होता है। उदाहरण के लिए, आंतरिक बॉयलर उपचार के लिए रसायनों का मिश्रण स्टीम ड्रम के भीतर होता है, जैसा कि ब्लोडाउन (एक प्रक्रिया जिसका उपयोग पानी के गुणों को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है जैसे कि कुल निलंबित ठोस (TSS) और कुल घुलित ठोस (TDS))।
वाटरट्यूब बॉयलर योजनाबद्ध
वाटरट्यूब बॉयलर स्टीम ड्रम के मुख्य भाग क्या हैं?
स्टीम ड्रम के मुख्य भागों का विस्तृत विवरण नीचे दिया गया है। निम्नलिखित परिभाषाओं को नोट करना महत्वपूर्ण है:
- फीडवाटर - पानी जो उपचारित किया गया है, लेकिन अभी तक बॉयलर में प्रवेश नहीं किया है।
- बॉयलर पानी - पानी जो बॉयलर के भीतर है (स्टीम ड्रम सहित)।
- संघनन - स्टीम जो संघनित होकर पानी में बदल गया है। संघनन उपचार के बाद फिर से फीडवाटर बन जाता है।
वाटरट्यूब बॉयलर के चारों ओर पानी और स्टीम के प्रवाह पथों के बारे में जानने के लिए, हमारे वाटरट्यूब बॉयलर लेख देखें। आप विभिन्न बॉयलर प्रकारों और उनके सभी भागों (स्टीम हेडर, फर्नेस वॉल, आदि) के बारे में भी जान सकते हैं हमारे पावर इंजीनियरिंग फंडामेंटल्स वीडियो कोर्स में।
बॉयलर स्टीम ड्रम के भाग
- फीडवाटर इनलेट: फीडवाटर पाइप, जो स्टीम ड्रम की पूरी लंबाई में फैला होता है, ड्रम के भीतर फीडवाटर को समान रूप से वितरित करता है। फीडवाटर को पाइप के भीतर समान रूप से फैले छेदों के माध्यम से ड्रम में पेश किया जाता है, जिससे ड्रम की लंबाई में समान फैलाव सुनिश्चित होता है।
जानने योग्य - 'फीडवाटर' को 'फीड वाटर' या 'फीड-वाटर' भी लिखा जाता है, लेकिन अर्थ वही है।
- डाउनकमर्स और राइजर्स: डाउनकमर्स स्टीम ड्रम से बॉयलर पानी को मड ड्रम्स तक वितरित करते हैं जो फर्नेस वॉल्स के आधार पर होते हैं। जैसे ही पानी गर्म होता है, यह अपनी घनत्व परिवर्तन के कारण फर्नेस वॉल्स के भीतर ऊपर उठता है (गर्म तरल पदार्थ कम घने होते हैं), और ऐसा करते समय यह पानी-स्टीम मिश्रण में बदल जाता है। पानी-स्टीम मिश्रण फिर स्टीम हेडर्स के माध्यम से स्टीम ड्रम में लौटता है।
जानने योग्य - डाउनकमर्स का व्यास बड़ा होता है और राइजर्स की तुलना में संख्या में कम होते हैं। एक राइजर पाइप का व्यास छोटा होता है क्योंकि इससे इसकी ऊष्मा हस्तांतरण दर बढ़ जाती है, जबकि डाउनकमर पाइप के लिए यह आवश्यकता नहीं होती है। राइजर्स और डाउनकमर्स आमतौर पर सीमलेस कार्बन स्टील पाइपिंग से निर्मित होते हैं।
जानने योग्य - राइजर्स को कभी-कभी 'राइजर ट्यूब्स', या 'राइजर पाइप्स' कहा जाता है। इसी तरह, डाउनकमर्स को कभी-कभी 'डाउनकमर ट्यूब्स' या 'डाउनकमर पाइप्स' कहा जाता है।
- संतृप्त स्टीम आउटलेट: एक बार जब स्टीम को पर्याप्त रूप से स्वच्छ और सूखा कर दिया जाता है, तो इसे स्टीम ड्रम के शीर्ष पर स्थित स्टीम डिस्चार्ज पाइपों के माध्यम से निर्वहन किया जाता है। निर्वाहित स्टीम को सुपरहीटर्स द्वारा गर्म किया जाता है ताकि इसके तापमान को बढ़ाया जा सके इससे पहले कि इसे इसके अंतिम उपभोक्ता, जैसे कि स्टीम टर्बाइन की ओर निर्देशित किया जाए। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि संतृप्त स्टीम स्टीम ड्रम से निर्वहन किया जाता है, लेकिन इसे सुपरहीटेड स्टीम में परिवर्तित कर दिया जाता है जब यह सुपरहीटर्स से गुजरता है; इससे स्टीम में पानी की बूंदें बनने की संभावना कम हो जाती है। वाटरट्यूब बॉयलर से स्टीम आउटपुट काफी हो सकता है, कभी-कभी 350 किलोग्राम/सेकंड (771 पाउंड/सेकंड) से अधिक, बॉयलर प्रणाली संभावित रूप से 190 बार (2,755 पीएसआई) से अधिक पर संचालित हो सकती है, और 500°C (932°F) से अधिक पर।
जानने योग्य - सुपरहीटर्स स्टीम में संवेदनशील ऊष्मा जोड़ते हैं। संवेदनशील ऊष्मा स्टीम के तापमान को बढ़ाती है, लेकिन इसकी अवस्था/चरण को नहीं बदलती है यानी पानी से स्टीम या इसके विपरीत कोई अवस्था परिवर्तन नहीं होता है। गुप्त ऊष्मा वह ऊर्जा है जो अवस्था परिवर्तन के दौरान जोड़ी या हटाई जाती है यानी संघनन या वाष्पीकरण की प्रक्रिया के दौरान, लेकिन इस ऊर्जा परिवर्तन से कोई तापमान परिवर्तन नहीं होता है।
स्टीम ड्रम आंतरिक
- रासायनिक डोजिंग लाइन: रासायनिक डोजिंग लाइन बॉयलर में रसायनों को पेश करती है। ये रसायन, स्टीम ड्रम की लंबाई में समान रूप से वितरित होते हैं, बॉयलर प्रणाली के भीतर जंग, स्केल निर्माण, और अन्य संभावित समस्याओं की संभावना को कम करते हैं। स्टीम ड्रम के अंदर का अशांत वातावरण इन रसायनों के मिश्रण में मदद करता है।
- निरंतर ब्लोडाउन लाइन (CBL): बॉयलर के भीतर रसायनों की सांद्रता को नियंत्रित करने के लिए, निरंतर ब्लोडाउन लाइन लगातार बॉयलर पानी का एक हिस्सा हटाती है। यह प्रक्रिया महत्वपूर्ण है क्योंकि पानी का वाष्पीकरण गैर-वाष्पीकरणीय रसायनों के संचय का कारण बन सकता है, जिससे कुल घुलित ठोस (TDS) की संख्या बढ़ जाती है।
- पानी स्तर की निगरानी: स्टीम ड्रम के भीतर नीली रेखा सामान्य परिचालन जलरेखा (NOWL या NWL) का प्रतिनिधित्व करती है, जिसे कभी-कभी 'सामान्य जल रेखा' भी कहा जाता है। इंस्ट्रूमेंटेशन छेद स्टीम ड्रम में पानी स्तर संकेतक जैसे स्तर सेंसर और गेज ग्लास, साथ ही दबाव सेंसर, और तापमान सेंसर को समायोजित करते हैं। ये उपकरण यह सुनिश्चित करने में मदद करते हैं कि ड्रम का पानी स्तर परिभाषित सीमाओं के भीतर बना रहे। वाटरट्यूब बॉयलर के भीतर पानी के स्तर को कैसे बनाए रखा जाता है, इस बारे में अधिक जानकारी के लिए हमारे ड्रम स्तर नियंत्रण लेख देखें।
स्टीम सेपरेटर्स - स्टीम ड्रम के भीतर पानी और स्टीम को निम्नलिखित विधियों का उपयोग करके अलग किया जाता है:
- केंद्रीय पृथक्करण: जब पानी-स्टीम मिश्रण ड्रम में प्रवेश करता है, तो यह एक केंद्रीय पृथक्करण यंत्र से गुजरता है। यह उपकरण केंद्रीय बल के सिद्धांत का उपयोग करके स्टीम से कुछ पानी को अलग करता है।
- गुरुत्वाकर्षण और घनत्व पृथक्करण: घने पानी के अणु गुरुत्वाकर्षण बलों के कारण स्वाभाविक रूप से स्टीम ड्रम के आधार पर बस जाते हैं।
जानने योग्य - किसी तरल के भीतर घनत्व का अंतर हमेशा तब उत्पन्न होता है जब तापमान का अंतर होता है, यह प्राकृतिक संवहन का आधार है।
- कष्टप्रद प्रवाह पथ: अर्ध-स्वच्छ स्टीम फिर स्टीम ड्रम के शीर्ष पर स्थित एक स्क्रबर से गुजरता है; यह एक कष्टप्रद प्रवाह पथ प्रदान करता है। यह पथ पानी के अणुओं को स्क्रबर की सतहों से टकराने का कारण बनता है, जहां वे बड़ी बूंदों में मिलकर ड्रम में वापस गिर जाते हैं। स्क्रबर, जो आमतौर पर धातु जाल स्क्रीन से बना होता है, जिसे एक साथ दबाया जाता है, कभी-कभी इसे शेवरॉन ड्रायर या डेमिस्टर कहा जाता है, और यह सुनिश्चित करता है कि स्टीम से 99.5% से अधिक पानी अलग हो जाता है।
स्टीम ड्रम में सूजन और सिकुड़न
अचानक दबाव में उतार-चढ़ाव स्टीम ड्रम के भीतर पानी और स्टीम के व्यवहार में भूमिका निभाते हैं। दबाव में उतार-चढ़ाव के कारण दो मुख्य समस्याएं होती हैं: सूजन, और सिकुड़न।
- सूजन - अचानक उच्च स्टीम की मांग होती है, जिससे स्टीम ड्रम के भीतर दबाव में कमी होती है, और इससे पानी का स्तर बढ़ जाता है। पानी के स्तर में वृद्धि होती है क्योंकि स्टीम वाष्प बुलबुले जो पानी में निलंबित होते हैं, ड्रम के दबाव में कमी के साथ फैलते हैं (आयतन में वृद्धि होती है), जिससे पानी का स्तर बढ़ जाता है। एक साधारण सिंगल-एलिमेंट कंट्रोल बॉयलर में, स्वचालित फीडवाटर इनलेट वाल्व बढ़े हुए पानी के स्तर के जवाब में बंद हो जाता है, जिसका अर्थ है कि बॉयलर में फीड किया गया पानी कम हो गया है, भले ही स्टीम की खपत बढ़ गई हो (यदि सही नहीं किया गया तो एक खतरनाक स्थिति)।
- सिकुड़न - इसके विपरीत, जब स्टीम की मांग में अचानक कमी होती है, तो स्टीम ड्रम का दबाव बढ़ जाता है, जिससे निलंबित स्टीम वाष्प बुलबुले आयतन में घट जाते हैं और पानी का स्तर घट जाता है। स्वचालित फीडवाटर इनलेट वाल्व घटे हुए पानी के स्तर के जवाब में खुल जाता है, जिससे पानी के स्तर में और भी अधिक कमी होती है। यह इसलिए होता है क्योंकि स्टीम ड्रम में प्रवेश करने वाला अपेक्षाकृत ठंडा पानी पानी और स्टीम वाष्प बुलबुलों को ठंडा करता है, जिससे वाष्प बुलबुले ढह जाते हैं।
दबाव में उतार-चढ़ाव, और इसके कारण होने वाले विस्तार या संकुचन, स्टीम ड्रम के पानी के स्तर को काफी प्रभावित कर सकते हैं। यदि सही तरीके से प्रबंधित नहीं किया गया, तो ये परिवर्तन सुपरहीटर्स और स्टीम टर्बाइन तक पानी के कैरीओवर का कारण बन सकते हैं, जिससे नुकसान और अक्षमताएं हो सकती हैं। यदि पानी का स्तर थर्मल संकुचन के कारण घटता है, तो बॉयलर ऊष्मा हस्तांतरण सतहें (बॉयलर ट्यूब्स आदि) पर्याप्त पानी प्राप्त नहीं कर सकती हैं और अधिक गर्म हो सकती हैं, जिससे बॉयलर की अखंडता को खतरा हो सकता है।
स्टीम ड्रम तीन-एलिमेंट नियंत्रण
कई कारक स्टीम ड्रम के भीतर पानी के स्तर को प्रभावित कर सकते हैं। बॉयलर के सुरक्षित संचालन, कुशल संचालन, और डाउनस्ट्रीम घटकों की सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए पानी के स्तर को हमेशा परिभाषित सीमाओं के भीतर बनाए रखना चाहिए। सटीक ड्रम स्तर रीडिंग सुनिश्चित करने के लिए, बॉयलर प्रणाली एक विधि का उपयोग करती है जिसे तीन-एलिमेंट नियंत्रण कहा जाता है। तीन-एलिमेंट नियंत्रण मापता है:
- स्टीम प्रवाह आउटपुट।
- फीडवाटर प्रवाह इनपुट।
- स्टीम ड्रम दबाव।
- स्टीम ड्रम के भीतर वास्तविक पानी का स्तर।
तीन-एलिमेंट नियंत्रण
ये कारक बॉयलर के द्रव्यमान संतुलन को निर्धारित करने में मदद करते हैं (बॉयलर में क्या डाला गया है इसकी तुलना में क्या निकला है)। इन सभी कारकों पर विचार करके, प्रणाली दबाव परिवर्तनों के कारण संभावित विसंगतियों के लिए लेखांकन करते हुए पानी के स्तर को सटीक रूप से निर्धारित कर सकती है। आप हमारे पावर इंजीनियरिंग फंडामेंटल्स वीडियो कोर्स में सिंगल-एलिमेंट नियंत्रण, दो-एलिमेंट नियंत्रण, और तीन-एलिमेंट नियंत्रण के बारे में अधिक जान सकते हैं।
स्टीम ड्रम और मड ड्रम में क्या अंतर है?
स्टीम ड्रम बॉयलर के शीर्ष पर स्थित होते हैं, जबकि मड ड्रम (या मड ड्रम) बॉयलर के सबसे निचले बिंदु पर स्थित होते हैं। 'मड ड्रम' नाम उन गंदे पदार्थों ('मड') से आता है जो ड्रमों के भीतर जमा होते हैं।
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