الغلاية عبارة عن وعاء مغلق يتم فيه تسخين سائل (عادةً الماء). لا يغلي السائل بالضرورة. يخرج السائل الساخن أو المتبخر من الغلاية لاستخدامه في عمليات أو تطبيقات تدفئة مختلفة، [ 1 ] [ 2 ] بما في ذلك تسخين المياه، والتدفئة المركزية ، وتوليد الطاقة باستخدام الغلايات ، والطهي، والصرف الصحي.
مصادر الحرارة
في محطة توليد الطاقة التي تعمل بالوقود الأحفوري وتستخدم دورة البخار، يكون المصدر الحراري الرئيسي هو احتراق الفحم أو النفط أو الغاز الطبيعي. في بعض الحالات، يمكن حرق الوقود الثانوي، مثل الغازات المنبعثة الغنية بأول أكسيد الكربون من بطاريات الكوك، لتسخين المرجل؛ كما يمكن استخدام أنواع الوقود الحيوي، مثل قصب السكر ، عند توفرها اقتصاديًا. في محطة الطاقة النووية، تُسخّن المراجل، التي تُسمى مولدات البخار، بالحرارة الناتجة عن الانشطار النووي. عندما يتوفر حجم كبير من الغاز الساخن من عملية ما، يمكن لمولد بخار لاستعادة الحرارة أو مرجل استعادة الحرارة استخدام هذه الحرارة لإنتاج البخار، مع استهلاك قليل أو معدوم للوقود الإضافي؛ هذا التكوين شائع في محطات الطاقة ذات الدورة المركبة التي تستخدم توربين غازي ومرجل بخار. في جميع الحالات، تكون غازات نفايات الاحتراق منفصلة عن سائل التشغيل في دورة البخار، مما يجعل هذه الأنظمة أمثلة على محركات الاحتراق الخارجي .
في نماذج القطارات البخارية الحية ، يُستخدم النحاس أو النحاس الأصفر غالبًا لسهولة تصنيعهما في الغلايات الصغيرة. تاريخيًا، كان النحاس يُستخدم بكثرة في غرف الاحتراق (خاصةً في قاطرات البخار ) نظرًا لسهولة تشكيله وموصليته الحرارية العالية؛ إلا أنه في الآونة الأخيرة، أصبح ارتفاع سعر النحاس يجعل استخدامه غير اقتصادي، ويتم اللجوء إلى بدائل أرخص (مثل الفولاذ).
خلال معظم العصر الفيكتوري، عصر البخار، كانت المادة الوحيدة المستخدمة في صناعة الغلايات هي الحديد المطاوع عالي الجودة ، والذي كان يُجمّع بالمسامير . وكان هذا الحديد يُستورد غالبًا من مصانع حديد متخصصة ، مثل تلك الموجودة في منطقة كليتور مور (المملكة المتحدة)، والتي اشتهرت بجودة صفائحها المدرفلة العالية ، والتي كانت مناسبة بشكل خاص للاستخدام في التطبيقات الحساسة مثل غلايات الضغط العالي. في القرن العشرين، اتجهت ممارسات التصميم نحو استخدام الفولاذ، مع البناء الملحوم ، وهو أقوى وأرخص، ويمكن تصنيعه بسرعة أكبر وبجهد أقل. تتآكل غلايات الحديد المطاوع ببطء شديد مقارنةً بنظيراتها الفولاذية الحديثة، وهي أقل عرضة للتنقر الموضعي والتآكل الإجهادي. وهذا ما يجعل عمر غلايات الحديد المطاوع القديمة أطول بكثير من عمر غلايات الفولاذ الملحومة.
قد يُستخدم الحديد الزهر في وعاء التسخين لسخانات المياه المنزلية. ورغم أن هذه السخانات تُسمى عادةً "غلايات" في بعض البلدان، إلا أن الغرض منها في الغالب هو إنتاج الماء الساخن، وليس البخار، ولذلك تعمل بضغط منخفض وتتجنب الغليان. كما أن هشاشة الحديد الزهر تجعله غير عملي لغلايات البخار ذات الضغط العالي.
غلاية بدائية تُسخّن فيها النار وعاءً مملوءًا جزئيًا بالماء من الأسفل. كانت غلايات هايكوك في القرن الثامن عشر تُنتج وتُخزّن كميات كبيرة من البخار ذي الضغط المنخفض جدًا، والذي غالبًا ما يكون بالكاد أعلى من الضغط الجوي. وكان يُمكن حرق الخشب فيها، أو الفحم في أغلب الأحيان. وكانت كفاءتها منخفضة للغاية.
رسم تخطيطي لغلاية أنابيب اللهبهنا، يملأ الماء جزئيًا أسطوانة المرجل، تاركًا مساحة صغيرة في الأعلى لاستيعاب البخار ( مساحة البخار ). هذا هو نوع المرجل المستخدم في جميع قاطرات البخار تقريبًا. يقع مصدر الحرارة داخل فرن أو غرفة احتراق ، ويجب أن يبقى محاطًا بالماء بشكل دائم للحفاظ على درجة حرارة سطح التسخين دون نقطة الغليان. يمكن وضع الفرن في أحد طرفي أنبوب الاحتراق، مما يطيل مسار الغازات الساخنة، وبالتالي يزيد من سطح التسخين. ويمكن زيادة سطح التسخين بشكل أكبر عن طريق عكس اتجاه الغازات عبر أنبوب موازٍ ثانٍ أو حزمة من أنابيب متعددة (مرجل ذو مسارين أو مدخنة إرجاع). بدلاً من ذلك، يمكن توجيه الغازات على طول الجوانب ثم أسفل المرجل عبر المداخن (مرجل ذو ثلاثة مسارات). في حالة مرجل القاطرة، تمتد أسطوانة المرجل من غرفة الاحتراق، وتمر الغازات الساخنة عبر حزمة من أنابيب الاحتراق داخل الأسطوانة، مما يزيد بشكل كبير من سطح التسخين مقارنةً بأنبوب واحد، ويحسن نقل الحرارة بشكل أكبر . تتميز غلايات الأنابيب النارية عادةً بمعدل إنتاج بخار منخفض نسبيًا، ولكن بسعة تخزين بخار عالية. وتعتمد هذه الغلايات في الغالب على الوقود الصلب، ولكنها قابلة للتكيف بسهولة مع أنواع الوقود السائل أو الغازي. ويُشار إليها أيضًا باسم غلايات "سكوتش-مارين" أو غلايات "بحرية". [ 7 ]
رسم تخطيطي لغلاية أنابيب المياهفي هذا النوع، تُرتّب أنابيب مملوءة بالماء داخل فرن بأشكال متعددة. غالبًا ما تربط أنابيب الماء أسطوانات كبيرة، حيث تحتوي الأسطوانات السفلية على الماء، بينما تحتوي الأسطوانات العلوية على البخار والماء؛ وفي حالات أخرى، مثل غلاية الأنبوب الأحادي، يُضخ الماء بواسطة مضخة عبر سلسلة من الملفات. يوفر هذا النوع عمومًا معدلات إنتاج بخار عالية، لكن بسعة تخزين أقل من غلايات أنابيب اللهب. يمكن تصميم غلايات أنابيب الماء للاستفادة من أي مصدر حراري، وهي مفضلة عمومًا في تطبيقات الضغط العالي نظرًا لاحتواء الماء/البخار عالي الضغط داخل أنابيب صغيرة القطر قادرة على تحمل الضغط بجدران أرق. تُبنى هذه الغلايات عادةً في الموقع، وتكون مربعة الشكل تقريبًا، وقد يصل ارتفاعها إلى عدة طوابق. [ 7 ]
الغلاية الفورية نوع متخصص من غلايات الأنابيب المائية، حيث تكون الأنابيب متقاربة ويُضخ الماء من خلالها. وتختلف الغلاية الفورية عن مولدات البخار أحادية الأنبوب التي يكون أنبوبها مملوءًا بالماء بشكل دائم. في الغلاية الفورية، يُحفظ الأنبوب ساخنًا جدًا لدرجة أن الماء المتدفق يتحول بسرعة إلى بخار ساخن جدًا . وقد استُخدمت الغلايات الفورية في بعض السيارات في القرن التاسع عشر، واستمر استخدامها حتى أوائل القرن العشرين.
غلاية أنابيب نارية مع صندوق احتراق أنابيب مائية
أحيانًا، يُدمج النوعان المذكوران أعلاه على النحو التالي: تحتوي غرفة الاحتراق على مجموعة من أنابيب المياه، تُسمى أنابيب التسخين الحراري . ثم تمر الغازات عبر غلاية أنابيب احتراق تقليدية. وقد تم تركيب غرف احتراق أنابيب المياه في العديد من القاطرات المجرية، لكنها لم تلقَ رواجًا يُذكر في بلدان أخرى.
غلاية مقسمة
في غلاية مقطعية من الحديد الزهر، والتي تُسمى أحيانًا "غلاية شرائح لحم الخنزير"، يُحفظ الماء داخل مقاطع من الحديد الزهر. تُجمّع هذه المقاطع في الموقع لتكوين الغلاية النهائية.
تاريخيًا، كانت الغلايات مصدرًا للعديد من الإصابات الخطيرة وتدمير الممتلكات بسبب ضعف فهم المبادئ الهندسية. فالأغلفة المعدنية الرقيقة والهشة قابلة للتمزق، بينما قد تنفتح اللحامات أو المسامير الضعيفة، مما يؤدي إلى انفجار عنيف للبخار المضغوط. عند تحويل الماء إلى بخار، يتمدد إلى أكثر من 1000 ضعف حجمه الأصلي، ويتدفق عبر أنابيب البخار بسرعة تزيد عن 100 كيلومتر في الساعة (62 ميلًا في الساعة) . لهذا السبب، يُعد البخار وسيلة فعالة لنقل الطاقة والحرارة في الموقع من غرفة الغلايات المركزية إلى حيث الحاجة إليها، ولكن بدون المعالجة المناسبة لمياه تغذية الغلايات، ستعاني محطة توليد البخار من تكوّن الترسبات والتآكل. في أحسن الأحوال، يؤدي ذلك إلى زيادة تكاليف الطاقة، وقد ينتج عنه بخار رديء الجودة، وانخفاض الكفاءة، وتقصير عمر المحطة، وتشغيل غير موثوق. وفي أسوأ الأحوال، قد يؤدي إلى عطل كارثي وخسائر في الأرواح. قد تتسبب أنابيب الغلايات المنهارة أو المنفصلة في رش بخار ودخان شديدي السخونة من مدخل الهواء وقناة الاحتراق، مما قد يؤدي إلى إصابة رجال الإطفاء الذين يقومون بتحميل الفحم في غرفة الاحتراق. ويمكن للغلايات الضخمة للغاية، التي توفر مئات الأحصنة لتشغيل المصانع، أن تهدم مباني بأكملها. [ 9 ]
قد يكون المرجل الذي يفقد ماء التغذية ويُترك ليجف تمامًا شديد الخطورة. فإذا ما أُعيد ضخ ماء التغذية إلى المرجل الفارغ، فإن تدفق الماء الداخل السريع يغلي فورًا عند ملامسته للغلاف المعدني شديد التسخين، مما يؤدي إلى انفجار عنيف لا يمكن السيطرة عليه حتى بواسطة صمامات أمان البخار. كما قد يحدث تصريف للمرجل في حال تسرب كمية من البخار في خطوط الإمداد أكبر من قدرة مياه التغذية على تعويضها. وقد ابتكرت شركة هارتفورد لفحص وتأمين المراجل البخارية " حلقة هارتفورد" عام ١٩١٩ كوسيلة للمساعدة في منع حدوث هذه الحالة، وبالتالي تقليل مطالبات التأمين. [ ١٠ ] [ ١١ ]
غلاية بخارية فائقة التسخين
غلاية فائقة التسخين في قاطرة بخارية
عند غلي الماء، ينتج بخار مشبع ، يُعرف أيضًا باسم "البخار الرطب". يتكون البخار المشبع في معظمه من بخار الماء، ولكنه يحمل معه بعض الماء غير المتبخر على شكل قطرات. يُعد البخار المشبع مفيدًا في العديد من الأغراض، مثل الطهي والتدفئة والصرف الصحي ، ولكنه غير مرغوب فيه عند استخدام البخار لنقل الطاقة إلى الآلات، مثل نظام دفع السفن أو حركة قاطرة بخارية . وذلك لأن فقدان الحرارة و/أو الضغط الحتمي الذي يحدث أثناء انتقال البخار من المرجل إلى الآلات سيؤدي إلى تكثف بعض الماء، مما ينتج عنه دخول الماء السائل إلى الآلات. قد يتسبب الماء المحتجز في البخار في تلف شفرات التوربينات، أو في حالة محرك البخار الترددي ، قد يتسبب في أضرار ميكانيكية جسيمة نتيجةً للضغط الهيدروستاتيكي .
تقوم غلايات البخار المحمص بتبخير الماء ثم تسخين البخار مرة أخرى في محمصة فائقة ، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة البخار الخارج بشكل ملحوظ فوق درجة الغليان عند ضغط تشغيل الغلاية. ولأن " البخار الجاف " الناتج يكون أكثر سخونة بكثير من اللازم للبقاء في الحالة البخارية، فإنه لا يحتوي على كمية كبيرة من الماء غير المتبخر. كما يُمكن الحصول على ضغط بخار أعلى مقارنةً بالبخار المشبع، مما يُمكّن البخار من حمل طاقة أكبر. على الرغم من أن التسخين الفائق يُضيف طاقة إضافية إلى البخار على شكل حرارة، إلا أنه لا يؤثر على الضغط، الذي يتحدد بمعدل سحب البخار من الغلاية وإعدادات ضغط صمامات الأمان . [ 12 ] يُعد استهلاك الوقود اللازم لتوليد البخار المحمص أكبر من استهلاك الوقود اللازم لتوليد حجم مكافئ من البخار المشبع. ومع ذلك، فإن كفاءة الطاقة الإجمالية لمحطة البخار (مجموعة الغلاية والمحمصة الفائقة والأنابيب والآلات) تتحسن بشكل عام بما يكفي لتعويض الزيادة في استهلاك الوقود وزيادة هذا التحسن.
يشبه تشغيل المُسخِّن الفائق تشغيل ملفات التبريد في وحدة تكييف الهواء، وإن كان لغرض مختلف. تُوجَّه أنابيب البخار عبر مسار غازات الاحتراق في فرن الغلاية، وهي منطقة تتراوح درجة حرارتها عادةً بين 1300 و1600 درجة مئوية (2372 و2912 درجة فهرنهايت) . بعض المُسخِّنات الفائقة من النوع الإشعاعي، وكما يوحي الاسم، فإنها تمتص الحرارة بالإشعاع. بينما البعض الآخر من النوع الحملي، حيث يمتص الحرارة من سائل. وبعضها يجمع بين النوعين. في كلتا الحالتين، تعمل الحرارة الشديدة في مسار غازات الاحتراق على تسخين أنابيب البخار في المُسخِّن الفائق والبخار الموجود بداخله.
يُمثل تصميم أي محطة بخار مُحمّص تحديات هندسية عديدة نظرًا لارتفاع درجات الحرارة والضغوط التشغيلية. ومن بين هذه التحديات إدخال مياه التغذية إلى المرجل. يجب أن تكون المضخة المستخدمة لتغذية المرجل قادرة على التغلب على ضغط تشغيل المرجل، وإلا فلن يتدفق الماء. وبما أن المرجل المُحمّص يعمل عادةً تحت ضغط عالٍ، فإن ضغط مياه التغذية المقابل يجب أن يكون أعلى، مما يستلزم تصميم مضخة أكثر متانة.
من الاعتبارات الأخرى السلامة. فالبخار عالي الضغط والمُحمَّص للغاية قد يكون شديد الخطورة إذا تسرب عن غير قصد. ولتوضيح الأمر، كانت محطات البخار المستخدمة في العديد من مدمرات البحرية الأمريكية التي بُنيت خلال الحرب العالمية الثانية تعمل بضغط 600 رطل لكل بوصة مربعة (4100 كيلو باسكال ؛ 41 بار ) ودرجة حرارة فائقة تبلغ 850 درجة فهرنهايت (454 درجة مئوية) . في حال حدوث تمزق كبير في النظام، وهو خطر دائم في السفن الحربية أثناء القتال ، فإن الطاقة الهائلة المنبعثة من البخار المُحمَّص المتسرب، والذي يتمدد لأكثر من 1600 ضعف حجمه المحصور، ستكون بمثابة انفجار كارثي، وتتفاقم آثاره بسبب تسرب البخار في مكان مغلق، مثل غرفة محركات السفينة . كما أن التسريبات الصغيرة غير المرئية عند نقطة التسرب قد تكون قاتلة إذا ما دخل شخص ما في مسار البخار المتسرب. لذا، يسعى المصممون إلى منح مكونات نظام معالجة البخار أقصى قدر ممكن من المتانة للحفاظ على سلامتها. وتُستخدم طرق خاصة لربط أنابيب البخار لمنع التسرب، حيث تستخدم أنظمة الضغط العالي جدًا وصلات ملحومة لتجنب مشاكل التسرب التي قد تحدث مع الوصلات الملولبة أو المزودة بحشوات .
مولد بخار فوق حرج
غلاية لمحطة توليد الطاقة
تُستخدم مولدات البخار فوق الحرجة بكثرة في إنتاج الطاقة الكهربائية . وهي تعمل عند ضغط فوق الحرج . على عكس "الغلاية تحت الحرجة"، يعمل مولد البخار فوق الحرج عند ضغط عالٍ جدًا (أكثر من 3200 رطل لكل بوصة مربعة أو 22 ميجا باسكال ) بحيث يتوقف الاضطراب الفيزيائي الذي يميز الغليان؛ فالسائل ليس سائلًا ولا غازًا، بل سائل فوق حرج. لا تتولد فقاعات بخار داخل الماء، لأن الضغط أعلى من نقطة الضغط الحرجة التي يمكن أن تتشكل عندها فقاعات البخار. عندما يتمدد السائل عبر مراحل التوربين، تنخفض حالته الديناميكية الحرارية إلى ما دون النقطة الحرجة أثناء قيامه بعمل يُدير التوربين الذي يُدير بدوره المولد الكهربائي الذي تُستخرج منه الطاقة في النهاية. قد يكون السائل عند تلك النقطة مزيجًا من البخار وقطرات سائلة أثناء مروره إلى المكثف . ينتج عن ذلك استهلاك أقل للوقود، وبالتالي إنتاج أقل للغازات الدفيئة . لا ينبغي استخدام مصطلح "غلاية" لوصف مولد البخار ذي الضغط فوق الحرج، لأنه لا يحدث "غليان" في هذا الجهاز.
أجهزة التحكم بالضغط للتحكم في ضغط البخار في الغلاية. تحتوي الغلايات عمومًا على جهازين أو ثلاثة أجهزة للتحكم بالضغط: جهاز تحكم بالضغط يُعاد ضبطه يدويًا، ويعمل كإجراء أمان من خلال تحديد الحد الأعلى لضغط البخار؛ وجهاز تحكم بالضغط التشغيلي، الذي يتحكم في وقت احتراق الغلاية للحفاظ على الضغط؛ وبالنسبة للغلايات المجهزة بموقد متغير، يوجد جهاز تحكم بالضغط متغير يتحكم في كمية اللهب.
مؤشرات مستوى الماء: تُظهر هذه المؤشرات للمشغل مستوى السائل في الغلاية، والمعروفة أيضًا باسم زجاج الرؤية أو مقياس الماء أو عمود الماء.
صمامات تصريف الضغط السفلي : توفر هذه الصمامات وسيلة لإزالة الجسيمات الصلبة التي تتكثف وتتراكم في قاع المرجل. وكما يوحي الاسم، يقع هذا الصمام عادةً في قاع المرجل مباشرةً، ويُفتح من حين لآخر للاستفادة من ضغط المرجل لدفع هذه الجسيمات إلى الخارج.
صمام تصريف مستمر: يسمح هذا الصمام بتصريف كمية صغيرة من الماء بشكل مستمر، وذلك لمنع تشبع الماء في المرجل بالأملاح الذائبة. يؤدي التشبع إلى تكوّن الرغوة وحمل قطرات الماء مع البخار، وهي حالة تُعرف باسم " التحضير" . كما يُستخدم التصريف غالبًا لمراقبة التركيب الكيميائي لماء المرجل.
صمام قياس مستوى السائل: نوع من الصمامات يُستخدم غالبًا للتحقق يدويًا من مستوى السائل في الخزان. يوجد عادةً في سخانات المياه.
خزان التبخير: يدخل تصريف الضغط العالي إلى هذا الوعاء حيث يمكن للبخار أن "يتبخير" بأمان ويمكن استخدامه في نظام منخفض الضغط أو يتم تهويته إلى الغلاف الجوي بينما يتدفق تصريف الضغط المحيط إلى المصرف.
نظام تصريف تلقائي/استعادة حرارة مستمرة: يسمح هذا النظام للغلاية بتصريف الماء فقط عند تدفق الماء المُغذّي إليها، مما ينقل أقصى قدر ممكن من الحرارة من الماء المُصرّف إلى الماء المُغذّي. ولا حاجة عادةً إلى خزان تبخير لأن درجة حرارة الماء المُصرّف قريبة من درجة حرارة الماء المُغذّي.
فتحات اليد: هي عبارة عن صفائح فولاذية مثبتة في فتحات في "الرأس" للسماح بعمليات الفحص وتركيب الأنابيب وفحص الأسطح الداخلية.
الأجزاء الداخلية لأسطوانة البخار، وسلسلة من الشاشات، وأجهزة التنظيف والعلب (فواصل الإعصار).
نظام إيقاف التشغيل عند انخفاض مستوى الماء: هو وسيلة ميكانيكية (عادةً ما تكون مفتاح عوّامة) أو قطب كهربائي مزود بمفتاح أمان، يُستخدم لإيقاف الموقد أو قطع الوقود عن الغلاية لمنعها من العمل بمجرد انخفاض مستوى الماء عن حد معين. في حال تشغيل الغلاية بدون ماء، فقد يؤدي ذلك إلى تمزقها أو حدوث عطل كارثي.
خط تصريف السطح: يوفر وسيلة لإزالة الرغوة أو المواد الخفيفة الأخرى غير القابلة للتكثيف والتي تميل إلى الطفو على سطح الماء داخل الغلاية.
مضخة الدوران : تم تصميمها لإعادة تدوير الماء إلى الغلاية بعد أن تطرد بعضًا من حرارتها.
صمام عدم الرجوع أو صمام الإغلاق: صمام إيقاف مانع للرجوع في خط تغذية المياه . يمكن تركيبه على جانب الغلاية، أسفل مستوى الماء مباشرة، أو في أعلى الغلاية. [ 13 ]
التغذية العلوية: في هذا التصميم لحقن ماء التغذية، يُضخ الماء إلى أعلى المرجل. وهذا يقلل من إجهاد المرجل الناتج عن الإجهاد الحراري. وبرش ماء التغذية على سلسلة من الصواني، يسخن الماء بسرعة، مما يقلل من ترسبات الكلس .
أنابيب أو حزم إزالة التسخين الفائق: سلسلة من الأنابيب أو حزم الأنابيب في أسطوانة الماء أو أسطوانة البخار مصممة لتبريد البخار المحمص، من أجل تزويد المعدات المساعدة التي لا تحتاج إلى البخار الجاف أو قد تتضرر منه.
خط حقن المواد الكيميائية: وصلة لإضافة مواد كيميائية للتحكم في درجة حموضة مياه التغذية .
يجب أن يوفر المرجل الذي يعمل بالوقود هواءً لأكسدة الوقود. كانت المراجل القديمة توفر هذا التيار الهوائي، أو السحب ، من خلال الحمل الحراري الطبيعي في مدخنة متصلة بعادم غرفة الاحتراق. ولأن غازات الاحتراق المسخنة أقل كثافة من الهواء المحيط بالمرجل، فإنها ترتفع في المدخنة، ساحبةً معها هواءً أكثر كثافة ونضارة إلى غرفة الاحتراق.
تعتمد معظم الغلايات الحديثة على السحب الميكانيكي بدلاً من السحب الطبيعي. ويعود ذلك إلى أن السحب الطبيعي يتأثر بظروف الهواء الخارجي ودرجة حرارة غازات الاحتراق الخارجة من الفرن، بالإضافة إلى ارتفاع المدخنة. كل هذه العوامل تجعل من الصعب تحقيق السحب المناسب، وبالتالي فإن معدات السحب الميكانيكي أكثر موثوقية واقتصادية.
يمكن تقسيم أنواع السحب إلى سحب مُستحث ، حيث تُسحب غازات العادم من المرجل؛ وسحب قسري ، حيث يُدفع الهواء النقي إلى داخل المرجل؛ وسحب متوازن ، حيث يُستخدم كلا النوعين. يُعد السحب الطبيعي عبر المدخنة نوعًا من السحب المُستحث؛ أما السحب الميكانيكي فيمكن أن يكون مُستحثًا أو قسريًا أو متوازنًا.
يوجد نوعان من أنظمة السحب الميكانيكي. الأول هو استخدام نفاث بخاري. يعمل هذا النفاث، الموجه في اتجاه تدفق غازات الاحتراق، على دفع هذه الغازات إلى المدخنة، مما يزيد من سرعة تدفقها وبالتالي يزيد من قوة السحب الكلية في الفرن. كانت هذه الطريقة شائعة في قاطرات البخار التي لم تكن مزودة بمداخن عالية. أما الطريقة الثانية، فتعتمد على استخدام مروحة سحب تعمل على سحب غازات الاحتراق من الفرن ودفعها إلى أعلى المدخنة. وتعمل معظم أفران السحب الميكانيكي بضغط سلبي طفيف.
يتم توفير السحب القسري الميكانيكي بواسطة مروحة تدفع الهواء إلى غرفة الاحتراق. غالبًا ما يمر الهواء عبر سخان هواء، والذي، كما يوحي اسمه، يسخن الهواء الداخل إلى الفرن لزيادة كفاءة المرجل الإجمالية. تُستخدم صمامات للتحكم في كمية الهواء الداخل إلى الفرن. عادةً ما يكون لأفران السحب القسري ضغط موجب.
يُحقق السحب المتوازن باستخدام كلٍ من السحب المُستحث والسحب القسري. وهذا شائعٌ في الغلايات الكبيرة حيث يتعين على غازات الاحتراق قطع مسافة طويلة عبر العديد من مسارات الغلاية. تعمل مروحة السحب المُستحث بالتزامن مع مروحة السحب القسري، مما يسمح بالحفاظ على ضغط الفرن أقل بقليل من الضغط الجوي.
↑ "فحص الغلايات وأوعية الضغط وفقًا لمعايير الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 14-01-2017.
↑ شركة هارتفورد لفحص وتأمين غلايات البخار (1911). القاطرة . شركة هارتفورد لفحص وتأمين غلايات البخار – عبر كتب جوجل.مقالٌ يتناول انفجارًا هائلًا في غلاية شركة بابست للمشروبات عام ١٩٠٩، والذي دمّر مبنىً كاملًا، وتناثرت أجزاؤه على أسطح المباني المجاورة. يحتوي هذا المستند أيضًا على قائمة بحوادث الغلايات اليومية وملخصات الحوادث حسب السنة، بالإضافة إلى مناقشات حول مطالبات التعويض عن أضرار الغلايات.
