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Subject - THERMAL ENGINEERING - II ME 4003
Branch - Mechanical Engineering
Semester - 4th Semester

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स्टीम जनरेटर (Steam Generators)

स्टीम जनरेटर, जिसे आमतौर पर स्टीम बॉयलर कहा जाता है, एक ऐसा उपकरण है जो जल को भाप में परिवर्तित करता है। इसका उपयोग बिजली उत्पादन, औद्योगिक प्रक्रियाओं और इंजन चलाने के लिए किया जाता है।

इस टॉपिक में हम स्टीम बॉयलर के प्रकार, वाटर-ट्यूब और फायर-ट्यूब बॉयलर की तुलना, उच्च-दबाव बॉयलर, बॉयलर माउंटिंग्स और बॉयलर एक्सेसरीज़ के बारे में जानेंगे।

3.1 स्टीम बॉयलर के प्रकार और उनका वर्गीकरण

स्टीम बॉयलर क्या है?

स्टीम बॉयलर एक बंद बर्तन (Closed Vessel) होता है जिसमें जल को गर्म करके भाप में बदला जाता है।

स्टीम बॉयलर का वर्गीकरण

जल और गर्म गैसों के प्रवाह के आधार पर
- फायर-ट्यूब बॉयलर (Fire-Tube Boiler) – इसमें गर्म गैसें ट्यूबों के अंदर से गुजरती हैं और पानी उन्हें घेरकर रखता है।
  - उदाहरण: कोचरन बॉयलर (Cochran Boiler), लैंकाशायर बॉयलर (Lancashire Boiler)
- वाटर-ट्यूब बॉयलर (Water-Tube Boiler) – इसमें पानी ट्यूबों में प्रवाहित होता है और बाहर से गर्म गैसें गुजरती हैं।
  - उदाहरण: बैबकॉक एंड विलकॉक्स बॉयलर (Babcock & Wilcox Boiler)
दबाव के आधार पर
- लो-प्रेशर बॉयलर (Low-Pressure Boiler) – 15 बार से कम दबाव पर कार्य करता है।
- हाई-प्रेशर बॉयलर (High-Pressure Boiler) – 15 बार से अधिक दबाव पर कार्य करता है (जैसे बेंसन बॉयलर, लैमोंट बॉयलर)।
जल संचरण विधि के आधार पर
- प्राकृतिक संचारण बॉयलर (Natural Circulation Boiler) – जल का प्रवाह प्राकृतिक रूप से होता है।
- बलपूर्वक संचारण बॉयलर (Forced Circulation Boiler) – जल प्रवाह एक पंप द्वारा नियंत्रित किया जाता है।
ईंधन के आधार पर
- कोयला चालित बॉयलर (Coal-Fired Boiler)
- तेल चालित बॉयलर (Oil-Fired Boiler)
- गैस चालित बॉयलर (Gas-Fired Boiler)
- इलेक्ट्रिक बॉयलर (Electric Boiler)
अनुप्रयोग के आधार पर
- स्थिर बॉयलर (Stationary Boiler) – बिजली संयंत्रों और उद्योगों में प्रयुक्त।
- गतिशील बॉयलर (Mobile Boiler) – रेल इंजन और जहाजों में प्रयुक्त।

3.2 वाटर-ट्यूब और फायर-ट्यूब बॉयलर की तुलना

विशेषता	फायर-ट्यूब बॉयलर	वाटर-ट्यूब बॉयलर
जल और गैस का प्रवाह	गर्म गैसें ट्यूबों के अंदर, पानी बाहर	पानी ट्यूबों के अंदर, गर्म गैसें बाहर
भाप उत्पादन दर	कम	अधिक
कार्यशील दबाव	कम से मध्यम	उच्च
आकार	बड़ा और भारी	छोटा और कॉम्पैक्ट
दक्षता	कम	अधिक
लोड परिवर्तन के प्रति प्रतिक्रिया	धीमी	तेज़
अनुप्रयोग	छोटे उद्योग, हीटिंग	बिजली संयंत्र, समुद्री अनुप्रयोग

3.3 उच्च-दबाव बॉयलर (High-Pressure Boilers)

उच्च-दबाव बॉयलर 15 बार से अधिक दबाव पर कार्य करते हैं और थर्मल पावर प्लांट में अधिक दक्षता के लिए उपयोग किए जाते हैं।

3.3.1 लैमोंट बॉयलर (Lamont Boiler)

प्रकार: वाटर-ट्यूब, बलपूर्वक संचारण, उच्च-दबाव बॉयलर।
दबाव रेंज: 30-50 बार।
भाप उत्पादन दर: 50,000 किग्रा/घंटा।
कार्य सिद्धांत:
- पंप की सहायता से जल को वाटर ट्यूबों में प्रवाहित किया जाता है।
- गर्म गैसों से यह पानी भाप में परिवर्तित होता है।
- भाप और पानी का मिश्रण सेपरेटर ड्रम में भेजा जाता है, जहाँ भाप को अलग किया जाता है और टरबाइन में भेजा जाता है।
- बचा हुआ पानी पुनः सर्कुलेट किया जाता है।
अनुप्रयोग: थर्मल पावर प्लांट और उद्योगों में उपयोग किया जाता है।

3.3.2 बेंसन बॉयलर (Benson Boiler)

प्रकार: वाटर-ट्यूब, सुपरक्रिटिकल, उच्च-दबाव बॉयलर।
दबाव रेंज: 225 बार से अधिक (सुपरक्रिटिकल)।
विशेष विशेषता: इसमें कोई स्टीम ड्रम नहीं होता।
कार्य सिद्धांत:
- पानी को सीधे सुपरक्रिटिकल दबाव (225 बार से अधिक) पर भाप में बदला जाता है।
- इससे स्टीम सेपरेटर ड्रम की आवश्यकता नहीं होती।
- यह उच्च दक्षता और तेजी से भाप उत्पादन करता है।
अनुप्रयोग: आधुनिक पावर प्लांट्स में उपयोग किया जाता है।

3.4 बॉयलर माउंटिंग्स (Boiler Mountings)

बॉयलर माउंटिंग्स वे सुरक्षा उपकरण और नियंत्रण यंत्र होते हैं, जो बॉयलर की सुरक्षित और कुशल संचालन सुनिश्चित करते हैं।

महत्वपूर्ण बॉयलर माउंटिंग्स:

सुरक्षा वाल्व (Safety Valve) – अत्यधिक दबाव बढ़ने पर भाप को बाहर निकालता है।
जल स्तर संकेतक (Water Level Indicator) – बॉयलर के अंदर पानी का स्तर दिखाता है।
दबाव गेज (Pressure Gauge) – बॉयलर के अंदर के भाप दबाव को मापता है।
ब्लो-ऑफ वाल्व (Blow-Off Valve) – तलछट (Sludge) निकालने के लिए।
फीड चेक वाल्व (Feed Check Valve) – बॉयलर में जल आपूर्ति को नियंत्रित करता है।
स्टॉप वाल्व (Stop Valve) – भाप के प्रवाह को नियंत्रित करता है।

3.5 बॉयलर एक्सेसरीज़ (Boiler Accessories)

बॉयलर एक्सेसरीज़ वे उपकरण होते हैं जो बॉयलर की कार्यकुशलता (Efficiency) को बढ़ाते हैं।

महत्वपूर्ण बॉयलर एक्सेसरीज़:

इकोनॉमाइज़र (Economizer) – निकास गैसों की ऊष्मा से जल को पहले से गरम करता है।
सुपरहीटर (Superheater) – संतृप्त भाप को अधिक तापमान तक गर्म करता है।
एयर प्रीहीटर (Air Preheater) – दहन के पहले हवा को गरम करता है।
फीड पंप (Feed Pump) – बॉयलर में जल की आपूर्ति करता है।
स्टीम सेपरेटर (Steam Separator) – भाप से जल कणों को अलग करता है।

निष्कर्ष (Conclusion)

स्टीम बॉयलर बिजली उत्पादन और औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण हैं। आधुनिक उच्च-दबाव बॉयलर जैसे लैमोंट और बेंसन बॉयलर अधिक दक्षता (Efficiency) प्रदान करते हैं।