تعليقاتى

التوربينات الهوائية: وهي مشهورة باسم الطواحين الهوائية، وتشغلها الرياح. طوّرت هذه التوربينات قبل حوالي 1,300 سنة، وكان استخدامها الرئيسي في الماضي هو طحن الحبوب وضخ الماء. وفي نهاية القرن الثّامن عشر الميلادي كان استخدام الطواحين الهوائية قد انتشر في بلدان كثيرة في جميع أنحاء العالم. وفي القرن التاسع عشر الميلادي، بدأ في بعض البلدان استبدال توربينات مغلفة ذات فعاليّه أفضل. وخلال السبعينيات من القرن العشرين، أدى نقصان النفط إلى زيادة الرغبة في استخدام التوربينات الهوائية لتوليد الكهرباء.

التركيب العام لتوربين هوائي

هناك نوعان رئيسيان من التوربينات الهوائية: 1- التوربين الهوائي ذو المحور الأفقي 2- التوربين الهوائي ذو المحور العمودي.
التوربينات الهوائية ذوات المحاور الأفقية. المتعارف عليه من هذا النّوع يكون فيه أعضاء دوّارة من عدة مراوح أو ريشات ويدخل ضمنها الطواحين الهوائية الهولندية والطواحين الهوائية الأمريكيّة. انظر: الطاحونة الهوائية. والأنواع المطوّرة من هذه الطواحين والتي تستخدم لتوليد الكهرباء تكون فيها ريشتان دافعتان. ويوضع العضو الدّوار في هذه التوربينات فوق برج مرتفع يرفع الريشتين عاليًا فوق سطح الأرض لكي تتأثرا بالرّيح. ومن أجل زيادة فعاليّة التوربين، فلا بد أن توجّه الريشتان للريح، والمحور يجب أن يكون موازيًا لمجرى الريح. وعندما تهبّ الرّيح، يدور العضو الدّوار وذلك نتيجة ارتطام الهواء بالريشتين ذواتي الشّكل الخاص. وهذا النوع من التوربينات مصمم ليتحمّل التّغيّرات في سرعة أو اتجاه الريح. ومن الممكن تغيير زاوية الريشتين لكي يعمل التوربين بسرعة ثابتة، بغضّ النّظر عن سرعة الرّيح. كذلك، من الممكن إدارة هذه التوربينات حول محور عمودي لكي تكون ريشتا التوربين دائمًا مقابلتين للريح.
التوربينات الهوائية ذوات المحاور العمودية. طوّر المخترع الفرنسي جورج داريو في العشرينيّات من القرن العشرين أفضل توربين هوائي ذي محور عمودي من ناحية الفعاليّة. يشبه توربين داريو الهوائي خافقة بيض عملاقة. ويوجد في هذا التوربين ريشتان أو ثلاث منحنية ومتّصلة عند الطرفين بعمود رأسي. ويتأثر توربين داريو بأي ريح تهبّ بغضّ النّظر عن اتجاهها.

توربين داريو الهوائي توربين هوائي ذو محور عمودي. فعالية توربين داريو الهوائي عالية جدًّا فباستطاعته أن يستفيد من حركة الريح في أي اتجاه

الطاحونة الهوائية التقليدية وفيها ريشات متجهة من محور أفقي. فمنذ نحو 1,300 سنة وطواحين الهواء تنتج طاقة ميكانيكية لضخ الماء ولأغراض أخرى.

1 -تقوم الغلاية بإنتاج البخار steam عند ضغط يصل إلى 100 bar ودرجة حرارة عالية تصل إلى 520 درجة ، في الرسم التالي نوضح الفائدة من وجود غلاية البخار Steam Boiler أو Steam generation في الدائرة أن البخار الخارج من الغلاية يتجه إلى توربينة البخار Steam Turbine منخفض وكما نعلم أن الفائدة من هذه العملية كلها هو إنتاج وتوليد الطاقة من خلال مولد Generator متصل بالتوربين .
2- تحتوي الغلاية من الداخل على مجموعة خلايا من الأنابيب Bank of Tubes مرتبة بطريقة هندسية تضمن انتقال الحرارة بأكبر شكل ممكن ، الحرارة تأتي عبر مدافع تطلق اللهب وتسمى Burners or Flame gun وتصل درجة حرارة هذا اللهب Flame Teamperature إلى 1200 درجة مئوية
3-دائما تكون الأنابيب التي بداخل الغلاية معلقة من الأعلى إلى الأسفل لماذا ؟
السبب هو إعطاء الإمكانية لعملية التمدد (تمدد الأنابيب بفعل درجة الحرارة الشديدة) في الاتجاه الطولي لجسم الغلاية .
4- من المهم جدا حماية جدران الغلاية ويكون ذلك بفصل وطرد أكبر نسبة ممكنة من الأملاح بالإضافة إلى،ويكون ذلك بفصل وطرد أكبر نسبة ممكنة من الأملاح بالإضافة إلى، 4- من المهم جدا حماية جدران الغلاية والأنابيب الصدأ)) القيام بطرد الأكسجين للابتعاد عن ظاهرة التآكل
بكفاءة الغلاية ما يلي: 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
كما ترون في الرسم السابق أن هناك اثنين من Drum ولكن وظيفتهما مختلفة ، الكرة العلوية تسمى ب Steam Drum و السفلية تسمى Mud Drum وتقوم بعملية blowdown .
يتدفق الماء المشبع Saturated water من steam drum إلى Mud drum عبر أنبوب يسمى ب Downcomer من جهة اليمين ) ، ثم يصعد مرة أخرى إلى steam drum باختلاف الضغط) عبر أنبوب آخر يسمى ب Riser هو الأنبوب الخارج من يسار (mud drum ) وتكون مدافع اللهب موجهة إليها .
وهنا نقطة مهمة في عملية التصميم إذ لابد أن يضع المصمم في حسبانه مقدار الضغط المتولد من هذه العملية على جدران الأنابيب خاصة وأنه سوف يتكون في منطقة riser فقاعات وحرارة شديدة وزيادة في التمدد more expansion

1 أنظمة البخار لتوليد الطاقة الكهربية
تستخدم الغلايات ذات مواسير المياه لتوليد الطاقة الكهربية في المرافق العامة، و هي تعمل عند مستويات من الضغط تحت الحرج (sub-critical pressure) مرتفعة بشكل ملحوظ ، كما تستخدم في بعض وحدات الطاقة عند ضغوط فائقة الحرج (super-critical pressure) . و يمد مولد البخار التوربينات بالبخار المحمص. وفي الوحدات الحديثة تكون الغلايات مزودة بملحقات مساعدة مثل: المحمصات (superheaters)، ملفات إعادة التسخين (reheaters) ، سخانات الهواء (preheaters) والتي تزيد من الكفاءة الحرارية للوحدة .

-2 أنظمة العمليات عالية الضغط (High-Pressure Process Systems)
تستخدم في هذه الأنظمة غلايات مواسير لهب أو مياه، تبعاً للضغط أو السعة المطلوبة. ويستخدم البخار لإمداد التوربينات بالقدرة اللازمة لتشغيـل المكابس والمضخـات والمعدات الشبيهة، كما يستخدم أيضاً لسد احتياجات العمليات الصناعية من درجات حرارة مرتفعة و ضغط عالي .

-3 أنظمة عمليات الضغط المنخفض/ أنظمة المياه الساخنة
(Low-Pressure Steam Systems / Hot-Water Systems)
تصنف الغلايات و سخانات المياه التي تعمل عند ضغط تحت واحد بار (1 bar) مقاس كأنظمة ضغط منخفض.

4 غلايات التسخين بالبخار (Steam-Heating Boiler)
تتكون غلايات التسخين بالبخار من وحدات ضغط منخفض مصنوعة من الصلب، و في بعض الأحيان تستخدم غلايات الضغط المرتفع المصنوعة من الصلب في المباني السكنية الكبيرة أو المنشآت الصناعية الضخمة، و في مثل هذه الحالات تزود خطوط البخار بصمامات لتخفيض الضغط في أجهزة التسخين بالإشعاع الحراري (radiators) و سخانات الحمل الحراري (convectors) و ملفات البخار (steam coils) . و تعمل أنظمة تسخين البخار في دوائر مغلقة تضمن عودة متكثفات البخار إلى الغلاية.
و تعمل غلايات التسخين ذات الضغط المنخفض أوتوماتيكياً بواسطة أجهزة تحكم (تشغيل و إغلاق) أو بواسطة معدات تحكم لضبط الحارق أو الولاعة (modulating burner control) . وقد يتصور البعض خطأ أن غلايات الضغط المنخفض الأوتوماتيكية آمنة تماماً و يمكن الاعتماد عليها حيث تعمل كإنسان آلي غير أن الحقيقة على العكس تماماً من هذا التصور فقد يؤدي التشغيل الخاطئ أو الأعطاب التي قد تحدث في أجهزة التحكم إلى وقوع انفجارات خطيرة . فقد ينتج عن حدوث عطب مفاجئ في أحد مفاتيح الضبط و التحكم الحدية (limit control) وقوع اشـتعال زائـد (over firing) يتسبب في حدوثه أحد العوامل التالية:
• فشل أحد مفاتيح التحكم الحدية في إيقاف الحارق بسبب عطل ميكانيكي أو بسبب أحد المرحلات التحكمية (relay) .
• عطب ميكانيكي لأحد صمامات الوقود ، أو تراكم الأتربة على أحد الصمامات مما يمنع إغلاقه.
• عدم وجود رصد لدرجات الحرارة عند تشغيل الحارق يدوياً .
• كبر حجم الحارق بالنسبة لنظام الغلاية (أو انخفاض الطلب على البخار أو بسبب توقف إحدى عن العمل) .
• حدوث مس كهربائي في الأسلاك يؤدي إلى تجاوز بعض مفاتيح الضبط و التحكم .
• انصهار الملامس في أحد مفاتيح الإيقاف/التشغيل عند وضع التشغيل .
• حدوث عطل ميكانيكي أو كهربي في الصمامات التي تعمل بملف لولبي (solenoid valves) أو الصمامات التي تعمل بالهواء و التي تتولى عزل الغلاية عن القدرة الكهربية بسبب أعطاب قد تحدث في مفاتيح التحكم .

وقد تستخدم أنظمة تسخين البخار أساليب ميكانيكية أو أساليب تعتمد على الجاذبية لاسترجاع متكثفات البخار. و يختلف النظامان فيما يلي: إذا كانت كافة أجهزة التسخين من مشعات و سخانات و ملفات البخار موجودة في مستويات أعلى من الغلاية و لا تستخدم مضخات في عملية الاستعادة فإن هذا النظام يعتمد على الجاذبية الأرضية في استعادة متكثفات البخار إلى الغلاية . أما في حالة استخدام مصائد البخار أو المضخات لاستعادة المتكثفات فإن هذا النظام يعرف بنظام الاسترجاع الميكانيكي . و يتضمن هذا النظام بالإضافة إلى مصائد البخار، خزان المتكثفات ومضخة المتكثفات أو خزان تفريغ (vacuum tank) و مضخة تفريغ (vacuum pump).
5 أنظمة المياه الساخنة (Hot-Water Systems)
هناك ثلاثة فئات من أنظمة المياه الساخنة:
1) أنظمة التزويد بالمياه الساخنة لأغراض الغسل و الأغراض الأخرى المشابهة .
2) أنظمة تسخين الهواء من أنواع الضغط المنخفض و يطلق عليها عادة أنظمة تسخين المباني.
3) أنظمة مياه الحرارة المرتفعة و الضغط العالي التي تعمل عند درجات حرارة أعلى من 120ْم و مستوى ضغط أكبر من 10 بار.
و يحتاج كل من نظام تسـخين الميـاه الساخنـة (hot-water-heating system) و نظام مياه الحرارة المرتفعة (high-temperature hot-water system) إلى خزانات للتمدد (expansion tanks) تسمح بتمدد المياه بسبب الحرارة العالية دون حدوث زيادة في الضغط . غير أن خزانـات التمدد قد تفقد وسائدها الهوائيـة (air cushion) مما يؤدي إلى حدوث ارتـفاع في الضغط نتيجة تمدد المياه بالحرارة، و هذه المشكلة عادة ما تواجه أنظمة تسخين المياه الساخنة. و إذا أهملت هذه المشكلة فقد يؤدي تزايد الضغط إلى فتح صمام التـنفيس (relief valve) و إغراق المبنى . لذلك فإن تصريف خزان التمدد دورياً يعد أمراً ضرورياً لاستعادة الوسائد الهوائية بالخزان .

تتكون المحطات البخارية من أربع أجزاء رئيسية وهى الغلاية و المكثف و التربينة ومضخات التغذية
ومن خلال ذلك نستنتج أن للحصول من الغلاية على الطاقة الحرارية اللازمة ويقابلها المكثف لنزع الحرارة المتبقية من الدورة البخارية وكذلك التربينة للحصول منها على الطاقة الحركية ويقابلها مضخات التغذية
فخلال هذه الدورة يتم الاستفادة من 38% من الطاقة والباقي يتم فقده من الإشعاعات الحرارية والمولد وخطوط الاستنزاف وخطوط التسخين و40% من الطاقة يتم فقده أو سحبة في المكثف لإعادة الدورة البخارية لبدايتها
الغلاية هي التي يتم فيها الحصول على الطاقة نتيجة احتراق الوقود (ثقيل أو خفيف أو غاز) وفى الغلاية يتم الحصول على بخار محمص حسب المواصفات لكل غلاية ولكن لماذا محمص وليس مشبع الجواب لان البخار المحمص بخار جاف وبذلك للمحافظة على ريش التربينة من التآكل وخاصة في المراحل الأخيرة للتربينة والبخار المحمص نستطيع التحكم في درجة حرارته وضغطة دون التغير في كل منهما اى نستطيع خفض الحرارة من 500 درجة إلى 240 درجة دون التغير في الضغط وكذلك الضغط اى أن كلا منها غير معتمد على الأخر ويتم الحصول على البخار المشبع من الغلاية ثم تمريره على المحمصات ويتم بإضافة كمية من الحرارة للبخار المشبع وبذلك نحصل على بخار محمص ويتم التحكم في درجة حرارة البخار عن طريق صمامات الرش لتخفيض درجة الحرارة إلى المعدل المطلوب .
لذا فان انهيار أنابيب الغلاية يتسبب في أضرار اقتصادية جسيمة حيث يؤدى هذا الانهيار إلى توقف مفاجئ وما يوافق ذلك من تكاليف اقتصادية إضافية بالإضافة إلى تكاليف الصيانة الدورية حيث يتطلب في كثير من الأحيان تبديل الجزء المعدني التالف بجزء جديد .كما أن هذا الانهيار غير المتوقع تكمن خطورته في حدوث الحوادث المفاجئة
الغلاية ( مولد البخار( :
تعتبر الجزء الرئيسي في وحدات محطات التوليد البخارية.
حيث تقوم بتحويل الطاقة الموجودة في الوقود إلى بخار يقوم بدوره بتدوير التربينة وبالتالي المولد الكهربائي لإنتاج الطاقة الكهربائية
فهي المصدر الثابت الذي يغذى التربينة بالبخار وتنقسم الغلاية الإشعاعية إلى غرفة الاحتراق وممر الغازات العادمةغرفة الاحتراق تتكون من حوائط مزعنفة متلاصقة تكون جدار غرفة الاحتراق ويركب بغرفة الاحتراق الحوارق (burner) وهى مصدر اللهب أو الاحتراق الناتج من احتراق الوقود والهواء وتنتقل الحرارة إلى الأنابيب بواسطة التوصيل بالإشعاع وتنتقل الحرارة إلى المياه داخل الأنابيب بواسطة التوصيل.
تصل مياه التغذية من مضخات التغذية إلى الاسطوانة العليا (drum ) الموجود في اعلي الغلاية يخرج من الاسطوانة أنابيب هابطة وهى التي وهى التي تقوم بتوزيع المياه إلى حوائط الغلاية ولأنابيب الهابطة هي الأنابيب المكونة لجدار الممر الثاني أو ممر غازات العادم وتصل المياه المجمعات السفلية ثم تتوزع على الحوائط الجانبية والخلفية والأمامية والأرضية لتتجمع بأعلى مجمع في اعلي غرفة الاحتراق ونظرية عمل الغلاية تعتمد على الدوران الطبيعي للغلاية وهى نتيجة اكتساب مياه التغذية الحرارة تنخفض كثافته وتصعد إلى اعلي لتحل محلها مياه اقل حرارة قادمة من الاسطوانة وبذلك تستمر الدورة وترجع إلى الاسطوانة عن طريق الأنابيب الصاعدة مرة أخرى ليتم فصل البخار عن المياه فيصعد البخار إلى أعلى ليخرج وترجع المياه مرة أخرى إلى الاسطوانة ثم يمر البخار المشبع إلى المحمصات وهى حزم من الأنابيب موضوعة في الممر الثاني فعند عملية الاحتراق يخرج الغاز العادم من غرفة الاحتراق ثم يمر في الممر الثاني الموجودة بة المحمصات لتتم عملية التحميص للبخار حيث يمر البخار عكس مرور الغاز العادم وبذلك نستطيع الاستفادة من الحرارة المتبقية من عملية الاحتراق وقد تزود الغلاية بعدد من المحمصات حسب قدرة الغلاية وهذه العملية تساعد على امتصاص جزء من الحرارة وثم يمر الغاز على الموفر وهى مبادل حراري موجود يقوم برفع درجة حرارة مياه التغذية قبل وصولها إلى الاسطوانة
الغرض الرئيسي:
إنتاج البخار المطلوب بمعدل سريان معين عند درجة حرارة معينة وضغط معين.
*تصميم الغلاية:
سريان الماء والبخار داخل الغلاية يكون من خلال أنابيب.
مرور الغازات المنبعثة بهذه الأنابيب.
*الأجزاء الرئيسية:
الفرن(Furnace) – محمصات البخار(Superheated)- محمص البخار الراجع من التربين (Reheater)-Economizer-Steam Drum-نظام التحكم بدرجة حرارة البخار(Desuperheater).
*الأنظمة الرئيسية:
نظام دورة البخار والماء – نظام الهواء والغازات ونظام الوقود اللازمين للاحتراق.
*الأجزاء المساعدة:
الحارقات- مراوح دفع الهواء- مراوح سحب الغازات-مراوح تدوير الغازات-مسخنات الهواء- المدخنة وغيرها من المعدات الأخرى

أمين أمين يارب العالمين
يسلم إيديكي مقال أكثر من رائع الواحد لو حب يعلق عليه مايلقاش حاجه تساوي روعته كفاية فكرت المقال أكثر من رائع فما بالك بالكلمات والأحاسيس والمشاعر إلي فيه ويارب يزيدك ديما إيمان علي إيمان وإلي الأفضل ديما .