वाटरट्यूब बॉयलर की व्याख्या

वाटर-ट्यूब बॉयलर के माध्यम से प्रवाह

इकोनोमाइज़र

बॉयलर फीड पानी पहले इकोनोमाइज़र (अमेरिकी अंग्रेजी 'इकोनोमाइज़र') के माध्यम से बॉयलर में प्रवेश करता है, जो एक सर्पेंटाइन-प्रकार का हीट एक्सचेंजर है। बॉयलर का पानी इकोनोमाइज़र ट्यूबों के माध्यम से आगे और पीछे बहता है जब तक कि यह हीट एक्सचेंजर के शीर्ष पर नहीं पहुँच जाता, जहाँ से इसे स्टीम ड्रम में डिस्चार्ज किया जाता है।

जानने योग्य - 'फीड पानी' को 'फीड-वाटर' या 'फीडवाटर' के रूप में भी लिखा जाता है, लेकिन विभिन्न रूपों का अर्थ समान होता है।

जानने योग्य - पानी जिसे उपचारित किया गया है लेकिन अभी तक बॉयलर में प्रवेश नहीं किया है, उसे 'फीड पानी' के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। बॉयलर के भीतर का पानी 'बॉयलर पानी' के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। भाप जो पानी में संघनित हो गई है, उसे 'संघनन' के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। उपचार के बाद संघनन फीड पानी बन जाता है।

वाटरट्यूब बॉयलर इकोनोमाइज़र और स्टीम ड्रम

स्टीम ड्रम, डाउनकमर्स और मड ड्रम्स

स्टीम ड्रम इकोनोमाइज़र से बॉयलर पानी प्राप्त करता है। स्टीम ड्रम लंबा, बेलनाकार आकार का होता है, और सपाट धातु की प्लेटों से निर्मित होता है। स्टीम ड्रम पानी और भाप को अलग करने के लिए जिम्मेदार होता है। स्टीम ड्रम से भाप को स्टीम टर्बाइन में डिस्चार्ज किया जाता है, जबकि पानी को बॉयलर में तब तक पुनः परिसंचारित किया जाता है जब तक कि यह भाप में न बदल जाए।

वाटरट्यूब बॉयलर स्टीम ड्रम 3D मॉडल

स्टीम ड्रम से अपेक्षाकृत ठंडा पानी -जो अपने कम तापमान के कारण उच्च घनत्व वाला होता है- डाउनकमर्स नामक बड़ी पाइपों के माध्यम से मड ड्रम्स तक पहुँचता है। मड ड्रम्स बॉयलर के आधार पर पानी वितरण मैनिफोल्ड होते हैं। यदि बॉयलर एक प्राकृतिक परिसंचरण बॉयलर है, तो डाउनकमर्स बॉयलर के शीर्ष पर स्टीम ड्रम को बॉयलर के नीचे मड ड्रम्स से जोड़ते हैं, बिना पंप के उपयोग के। यदि बॉयलर एक बलपूर्वक परिसंचरण बॉयलर है, तो स्टीम ड्रम और मड ड्रम के बीच एक मल्टीस्टेज सेंट्रीफ्यूगल पंप स्थापित किया जाएगा। डाउनकमर्स का नाम इस तथ्य से मिलता है कि पानी स्टीम ड्रम से 'नीचे आता है'।

प्राकृतिक और बलपूर्वक परिसंचरण वाटरट्यूब बॉयलर

जानने योग्य - 'मैनिफोल्ड्स' और 'हेडर्स' दो शब्द हैं जिन्हें अक्सर एक-दूसरे के स्थान पर उपयोग किया जाता है। दोनों शब्दों का अर्थ 'एक केंद्रीय वितरण बिंदु जो छोटे प्रणालियों की आपूर्ति करता है' होता है।

वाटरट्यूब बॉयलर में आमतौर पर छह डाउनकमर्स होते हैं, यह मड ड्रम्स के लिए पर्याप्त पानी प्रवाह सुनिश्चित करता है। मड ड्रम्स फर्नेस वॉल्स के आधार पर स्थापित होते हैं और प्रणाली के भीतर परिसंचारित होने वाले अवसाद और अन्य अशुद्धियों के लिए एक संग्रह बिंदु के रूप में कार्य करते हैं। मड ड्रम्स को जमा हुए अवसादों को हटाने के लिए निर्धारित अंतराल पर खोला और साफ किया जाना चाहिए।

जानने योग्य - 'मड ड्रम' नाम 'गंदे' सामग्री से आता है जो ड्रम्स के भीतर जमा होती है।

वाटरट्यूब बॉयलर मड ड्रम्स

फर्नेस वॉल्स और राइजर्स

मड ड्रम्स से, पानी फर्नेस के पड़ोसी ट्यूबों के माध्यम से ऊपर की ओर बहता है; इन ट्यूबों को 'राइजर्स' कहा जाता है क्योंकि पानी स्टीम ड्रम की ओर 'उठता' है। फर्नेस चारों ओर से राइजर्स से घिरा होता है (सामने, पीछे, और दोनों साइडवॉल्स), एक आयताकार आकार का बॉक्स बनाता है। फर्नेस के आयताकार आकार के कारण, और क्योंकि राइजर्स पानी से भरे होते हैं, बॉयलर के प्रत्येक पक्ष को अक्सर 'वाटर वॉल' के रूप में संदर्भित किया जाता है।

वाटरट्यूब बॉयलर फर्नेस वॉल निर्माण

राइजर्स का व्यास डाउनकमर्स की तुलना में बहुत छोटा होता है क्योंकि उनका प्राथमिक उद्देश्य गर्मी को अवशोषित करना होता है, इसलिए उन्हें फर्नेस के साथ बड़े संपर्क सतह क्षेत्र की आवश्यकता होती है। राइजर ट्यूब बॉयलर के वाष्पीकरण भाग का निर्माण करते हैं क्योंकि ट्यूबों के भीतर वाष्पीकरण होता है।

वाटरट्यूब बॉयलर ट्यूब के भीतर पानी का वाष्पीकरण

जब फर्नेस के भीतर दहन होता है, तो गर्मी राइजर्स को विकिरण और संवहन के माध्यम से स्थानांतरित की जाती है। विकिरणीय गर्मी हस्तांतरण के लिए गर्मी स्रोत और प्राप्तकर्ता के बीच दृष्टि की रेखा की आवश्यकता होती है, इसलिए इकोनोमाइज़र जैसी वस्तुएं विकिरणीय गर्मी के माध्यम से गर्म नहीं होती हैं (क्योंकि दहनशील ईंधन और इकोनोमाइज़र के बीच कोई सीधी दृष्टि रेखा नहीं होती है)।

चालन, संवहन, और विकिरण

हेडर्स और भाप निर्माण

जैसे ही पानी फर्नेस वॉल्स के माध्यम से ऊपर की ओर यात्रा करता है, यह गर्मी को अवशोषित करता है और भाप में वाष्पित होने लगता है। फर्नेस के शीर्ष पर, गीली भाप (भाप जिसमें निलंबित पानी के अणु होते हैं) को हेडर्स में डिस्चार्ज किया जाता है, फिर स्टीम ड्रम में। आमतौर पर चार हेडर्स होते हैं, फर्नेस वॉल के प्रत्येक पक्ष के लिए एक। सभी पानी भाप में वाष्पित नहीं होता है, इसलिए पानी को भी स्टीम ड्रम में लौटाया जाता है।

गीली भाप और पानी स्टीम ड्रम में प्रवेश करते हैं, जहाँ बैफल्स, स्क्रबर्स, और साइक्लोन, भाप से निलंबित पानी के अणुओं को अलग करते हैं। सूखी संतृप्त भाप स्टीम ड्रम से डिस्चार्ज होती है यानी भाप में निलंबित पानी के अणु नहीं होते हैं।

वाटरट्यूब बॉयलर स्टीम ड्रम घटक

जानने योग्य - भाप एक अदृश्य, गंधहीन, गैस है। भाप जो अधिकांश लोग भाप के बारे में सोचते समय देखते हैं, वास्तव में 'गीली भाप' होती है। यदि भाप में निलंबित पानी के अणु होते हैं, तो इसे 'गीली भाप' कहा जाता है; यह निलंबित पानी के अणु होते हैं जो दिखाई देते हैं। यदि भाप में निलंबित पानी के अणु नहीं होते हैं, तो इसे 'सूखी भाप' कहा जाता है। भाप की सूखापन को इसके सूखापन अंश (जिसे 'वाष्प गुणवत्ता' भी कहा जाता है) द्वारा मापा जाता है, जिसमें 0 का मान पूरी तरह से तरल और 1 का मान पूरी तरह से सूखा होता है।

सुपरहीटर्स

भाप टर्बाइन भाप से कितनी ऊर्जा निकाल सकता है, यह भाप के तापमान और दबाव द्वारा निर्धारित होता है। भाप के तापमान को और बढ़ाने के लिए -इस प्रकार भाप टर्बाइन के लिए उपलब्ध शक्ति को बढ़ाने के लिए-, इसे सुपरहीटर्स की एक श्रृंखला के माध्यम से भेजा जाता है। भाप जो अपने संतृप्ति तापमान से ऊपर गर्म होती है, उसे 'सुपरहीटेड भाप' कहा जाता है, यही सुपरहीटर्स में होता है, और इसी तरह उन्हें उनका नाम मिला।

सुपरहीटर्स पाइपिंग से निर्मित हीट एक्सचेंजर्स होते हैं जो डिज़ाइन में राइजर्स के समान होते हैं; उन्हें बॉयलर के भीतर उनकी स्थिति के आधार पर प्राथमिक या द्वितीयक के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। सुपरहीटर्स भाप के तापमान को बढ़ाते हैं यानी, वे संवेदनशील गर्मी जोड़ते हैं। सुपरहीटर्स गुप्त गर्मी नहीं जोड़ते क्योंकि भाप पहले से ही गैसीय अवस्था में होती है यानी, भाप के गर्म होने पर कोई अवस्था परिवर्तन नहीं होता।

प्राथमिक सुपरहीटर बॉयलर के अपेक्षाकृत ठंडे क्षेत्र में भाप को गर्मी जोड़ता है, यह भाप को ठंडा होने और द्वितीयक सुपरहीटर्स तक पहुँचने से पहले संघनित होने से रोकता है। सूखी संतृप्त भाप प्राथमिक सुपरहीटर में प्रवेश करती है और सूखी सुपरहीटेड भाप बाहर निकलती है!

वाटरट्यूब बॉयलर प्राथमिक और द्वितीयक सुपरहीटर्स

प्राथमिक सुपरहीटर के बाद, सूखी सुपरहीटेड भाप दो द्वितीयक सुपरहीटर्स में जाती है: प्लेटन सुपरहीटर और अंतिम द्वितीयक सुपरहीटर। द्वितीयक सुपरहीटर्स बॉयलर के गर्म क्षेत्रों में स्थित होते हैं, इस प्रकार यह सुनिश्चित करते हैं कि भाप अपने उच्चतम तापमान तक पहुँच जाए बॉयलर से उच्च दबाव भाप टर्बाइन(s) तक डिस्चार्ज होने से पहले।

इस चरण में, बॉयलर के माध्यम से कोई और प्रवाह नहीं होता जब तक कि बॉयलर एक रीहीट बॉयलर न हो।

जानने योग्य - भाप टर्बाइन को उनके संचालन के दबावों के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है:

• उच्च दबाव भाप टर्बाइन – पहला टर्बाइन जिसे अंतिम द्वितीयक सुपरहीटर से निकलने के बाद भाप मिलती है; इस टर्बाइन को 'एचपी टर्बाइन' कहा जाता है।
• मध्य दबाव भाप टर्बाइन – टर्बाइन जिसे द्वितीयक रीहीटर सुपरहीटर से निकलने के बाद (यदि रीहीट बॉयलर है), या, एचपी टर्बाइन से निकलने के बाद भाप मिलती है। इस टर्बाइन को 'आईपी टर्बाइन' कहा जाता है।
• निम्न दबाव भाप टर्बाइन – भाप को आईपी टर्बाइन से निम्न दबाव टर्बाइन तक एक क्रॉसओवर कनेक्शन के माध्यम से पहुँचाया जाता है। इस टर्बाइन को 'एलपी टर्बाइन' कहा जाता है।

रीहीट बॉयलर

उच्च दबाव सुपरहीटेड भाप के उच्च दबाव भाप टर्बाइन से गुजरने के बाद, इसे रीहीटिंग के लिए बॉयलर में वापस भेजा जाता है। भाप का रीहीटिंग 'रीहीटर्स' के रूप में संदर्भित हीट एक्सचेंजर्स में होता है, जो डिज़ाइन में सुपरहीटर्स के समान होते हैं। सुपरहीटर्स की तरह, रीहीटर्स को भी बॉयलर के भीतर उनकी स्थिति के आधार पर प्राथमिक या द्वितीयक के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। रीहीटिंग के बाद, भाप को मध्य दबाव भाप टर्बाइन में डिस्चार्ज किया जाता है, और अंततः निम्न दबाव भाप टर्बाइन में (जो एक क्रॉसओवर पाइप के माध्यम से जुड़ा होता है)।

सभी वाटरट्यूब बॉयलरों में रीहीटिंग चक्र नहीं होता। भाप को रीहीट करने का मुख्य उद्देश्य इसके तापमान को बढ़ाना और परिणामस्वरूप भाप टर्बाइन के लिए उपलब्ध शक्ति को बढ़ाना है; रीहीटिंग संयंत्र की समग्र थर्मल कुशलता को भी बढ़ाता है। भाप को रीहीट करने से भाप में निलंबित पानी के अणुओं की उपस्थिति की संभावना कम हो जाती है, इस प्रकार टर्बाइन ब्लेड के क्षरण और जंग के जोखिम को कम करता है।

प्राथमिक रीहीटर

एक प्राथमिक रीहीटर एक प्राथमिक सुपरहीटर के समान होता है (दोनों एक सर्पेंटाइन हीट एक्सचेंजर डिज़ाइन का उपयोग करते हैं), लेकिन यह बॉयलर के पड़ोसी हिस्से में स्थित होता है। उच्च दबाव टर्बाइन से भाप को प्राथमिक रीहीटर में डिस्चार्ज किया जाता है। जैसे ही भाप प्राथमिक रीहीटर के माध्यम से यात्रा करती है, इसे रीहीट किया जाता है, और फिर द्वितीयक रीहीटर में डिस्चार्ज किया जाता है। भाप का मार्ग काफी जटिल होता है, जो इष्टतम गर्मी हस्तांतरण सुनिश्चित करता है।

वाटरट्यूब बॉयलर रीहीटर्स

द्वितीयक रीहीटर

प्राथमिक रीहीटर सुपरहीटर से गुजरने के बाद, भाप द्वितीयक रीहीटर सुपरहीटर में प्रवेश करती है, जहाँ इसे मध्य दबाव टर्बाइन में डिस्चार्ज होने से पहले और अधिक गर्म किया जाता है।

निकास गैस सफाई प्रणाली

निकास गैस सफाई प्रणाली बॉयलर के संचालन के दौरान उत्पन्न दहन गैसों का उपचार करती है।

जानने योग्य - 'दहन गैसें', 'फ्लू गैसें', या 'दहन की गैसें' के रूप में भी जानी जाती हैं।

निकास गैसें बॉयलर के माध्यम से यात्रा करती हैं, हीट एक्सचेंजर्स (सुपरहीटर्स आदि) और अन्य घटकों (वायु प्रीहीटर आदि) के ऊपर से गुजरती हैं। एक बार जब निकास गैसें बॉयलर को अपनी अधिकांश गर्मी ऊर्जा स्थानांतरित कर देती हैं, तो उन्हें निकास गैस सफाई प्रणाली में डिस्चार्ज कर दिया जाता है।

निकास गैस सफाई प्रणाली में आमतौर पर फ्लू गैस डीसल्फराइजर्स, और इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रीसिपिटेटर्स या बैगहाउस शामिल होते हैं। फ्लू गैस सफाई उपकरण फ्लू गैसों से प्रदूषकों और कण पदार्थ को हटाने के लिए डिज़ाइन किया गया है, इससे पहले कि उन्हें वातावरण में डिस्चार्ज किया जाए।

सारांश – यह सब कैसे एक साथ काम करता है

1. कोयला कोयला यार्ड से डे साइलो में प्रवेश करता है।
2. कोयला पल्वराइज़र में पहुँचाया जाता है, जहाँ इसे पीसा, सुखाया, और वर्गीकृत किया जाता है।
3. पल्वराइज्ड कोयला न्यूमेटिक रूप से बॉयलर बर्नर्स तक पहुँचाया जाता है।
4. कोयला फर्नेस में छिड़का जाता है, जहाँ इसे प्रज्वलित किया जाता है और दहन होता है।
5. द्वितीयक वायु फर्नेस में फूंकी जाती है ताकि कुशल दहन सुनिश्चित हो सके।
6. स्टीम ड्रम से अपेक्षाकृत ठंडा बॉयलर पानी डाउनकमर्स के माध्यम से मड ड्रम्स तक नीचे की ओर यात्रा करता है।
7. पानी मड ड्रम्स से फर्नेस के पड़ोसी राइजर ट्यूबों के माध्यम से ऊपर की ओर बहता है। जैसे ही पानी ऊपर की ओर बहता है, यह गर्मी को अवशोषित करता है, और कुछ पानी भाप में वाष्पित हो जाता है।
8. गीली भाप फर्नेस के शीर्ष पर हेडर्स के माध्यम से बाहर निकलती है।
9. गीली भाप स्टीम ड्रम में प्रवेश करती है, जहाँ निलंबित पानी के अणुओं को अलग किया जाता है। स्टीम ड्रम से सूखी संतृप्त भाप डिस्चार्ज होती है।
10. सूखी भाप प्राथमिक और द्वितीयक सुपरहीटर्स के माध्यम से अपने अंतिम तापमान तक पहुँचने के लिए गुजरती है (इस चरण के दौरान यह सुपरहीटेड हो जाती है)।
11. सूखी सुपरहीटेड भाप बॉयलर से डिस्चार्ज होती है और अब इसे शक्ति उत्पादन के लिए भाप टर्बाइन(s) द्वारा उपयोग किया जा सकता है।
12. यदि एक रीहीट प्रणाली स्थापित है, तो उच्च दबाव टर्बाइन से भाप को रीहीटिंग के लिए बॉयलर में वापस भेजा जाता है। यदि कोई रीहीट प्रणाली स्थापित नहीं है, तो भाप को उच्च दबाव टर्बाइन से अगले चरणों में डिस्चार्ज किया जाता है यानी आईपी या एलपी टर्बाइन।

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