Boiler
 

تقنيات المرجل

نقوم بتصنيع مراجل ذات قدرة عالية على الاعتماد عليها بفضل قدرتها على العمل حتى 18 شهرًا بين مرات التوقف، بما يتفوق على المعيار الصناعي بنحو ستة أشهر كاملة.

على مدى عقود، عكفنا على تصميم المراجل وبنائها. لا تحتاج مراجلنا إلى الكثير من إجراءات الصيانة ويمكن إجراء معظم أعمال التنظيف أثناء التشغيل.

نحن نستخدم أدوات CFD لنمنحكم تصميمًا مثاليًا للمرجل

منذ عام 1996، كان الاعتماد على نموذج كمبيوتر رقمي لمعرفة حالة الموائع (CFD) أحد أركان التقنية الخاصة بنا.

نحن نستخدم أداة CFD بسهولة لتحقيق أفضل تصميم مرجل ممكن، وذلك باستخدام معملنا الرقمي وطريقة فعالة لتقييم بدائل التصميم المختلفة التي بخلاف ذلك تكون مكلفة للغاية، وتستغرق وقتًا طويلاً، أو يتعذر اختبارها.

لا غنى عن فهم علم الاحتراق ونقل الحرارة كعامل أساسي من عوامل تقنية

 NextBAT®

يوفر تحليل CFD تمثيلاً مفصلاً لعملية الاحتراق، ومجال التدفق ونقل الحرارة. كما تساعدنا المعلومات الكيميائية والفيزيائية المفصلة التي يتم الحصول عليها للمحطات بواسطة أداة CFD في الوصول إلى أفضل حل.

مدى المرجل الخاص بنا 

عادة ما تكون المراجل الخاصة بنا مراجل أنابيب مياه وغالبًا ما تشتمل على أربعة مجاري: ثلاث قنوات إشعاع رأسية ومجرى حمل حراري. تندمج أول مجاري الإشعاع في الفرن كغرفة ما بعد الاحتراق. أما قناة الحمل الحراري التي توجد بها المبخرات ومحمصات البخار (Superheater) والموفرات (Economiser) فقد تكون رأسية أو أفقية.

إننا نهتم كثيرًا بطور التصميم للوصول إلى عملية تدفق منتظمة عبر المرجل، حيث يوفر ذلك العملية الأعلى كفاءة لنقل الحرارة، وأقل بلي وخطر تآكل، ووقت احتفاظ مثالي يمكن أن يحدث فيه الاحتراق.

المراجل المرتبة أفقيًا: منع استنفاذ البخار ونتائج عالية لإنتاج البخار عالي الضغط

تتمثل واحدة من المميزات العديدة لتصميم المرجل الأفقي في إمكانية تنظيف أسطح التسخين باستخدام "جهاز دقدقة" (Rapping device) لا يستهلك البخار الذي يمكن بخلاف ذلك استخدامه في إنتاج الحرارة والكهرباء على عكس نافخ سخام البخار (Steam soot blowers) التقليدي.

من المميزات الأخرى للتصميم الأفقي أنه يمكن وضع دعامة لأسطح التسخين خارج غاز الاحتراق. ومن ثم يمكن استخدام عوارض فولاذية كبيرة للدعم، مما يتيح إمكانية تصميم مراجل أكبر حجمًا.

فيما يتعلق بعملية تنظيف سطح التسخين الحملي، فإن التصميم الأفقي يعني أن الاتساخ الناتج عن عملية التنظيف يدخل القواديس دون المرور على أسطح التسخين الأخرى، وبالتالي يقلل من خطر انسداد حزم الأنابيب. مما يعني توفر المحطة للعمل بصورة أفضل.

المراجل المرتبة رأسيًا: تحسين التصميم بشكل أفضل وتصغير حجم المساحة التي تشغلها

تتم عادةً تنظيف أسطح التسخين الحملي في المرجل الرأسي باستخدام نافخات السخام التي تقلل مخاطر انسداد حزم الأنابيب. ونظرًا لأن أسطح التسخين الرأسية تستخدم قادوسًا عاديًا لاستخلاص الرماد، يتم تحسين الأداء لكل طن من الفولاذ. لتجنب التآكل الذي يسببه نافخ السخام، تتم حماية أنابيب محمص البخار والمبخر بواسطة أغطية أنابيب مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ. ويعني ترتيب الأنابيب عدم احتياج حزم الأنابيب إلى مصارف منفصلة، وهي ميزة أساسية فيما يتعلق بالوقت اللازم لاستبدال الحزم.

Vertical vs horizontal boiler design

تصميم المرجل الأفقي مقابل الرأسي

مجرى الحمل الحراري: يساعد في تحسين العملية

يتميز مجرى الحمل الحراري في أي مرجل بطريقة نقل الطاقة من غاز الاحتراق الساخن إلى الماء أو البخار، والذي يحدث في الأساس عبر نقل الحرارة الحملية. في مراجل تحويل النفايات إلى طاقة، عادة ما تكون درجة حرارة غاز الاحتراق (عند المدخل إلى مجرى الحمل الحراري) أقل من 

 625 درجة مئوية، مما يتيح إمكانية وضع أسطح تسخين داخل غاز الاحتراق وليس حوله، كما هو الحال في مجرى الإشعاع التقليدي.

تؤدي أسطح التسخين الموجودة داخل غاز الاحتراق إلى زيادة أثر التحسين. ونظرًا لإمكانية تحسين منطقة سطح التسخين، يمكن تحسين المرجل بالكامل، مما يعني تحسين بناء المحطة بالكامل. ومع ذلك، يؤدي حرق بعض أنواع الوقود (مثل النفايات) إلى إنتاج تركيز عالٍ من الجسيمات التي تكون لزجة في درجات الحرارة المرتفعة. لتجنب حدوث انسداد في ممر غاز الاحتراق، يجب أن تكون درجة حرارة غاز الاحتراق أقل من درجة حرارة معينة، مما يحد من استخدام أسطح التسخين الحملية.

نظام Vølund Online Boiler Washing System™ الأوتوماتيكي الكامل لتنظيف المراجل

يقوم منتجنا الجديد Vølund Online Boiler Washing System™ بعملية تنظيف أوتوماتيكية بالكامل لجدران المرجل في الجزء المشع من المرجل. ويتم ذلك بهدف التحكم في درجة حرارة الدخول إلى جزء الحمل الحراري بالمرجل ومن ثم تجنب التكلس والتآكل. تم تطوير هذا النظام لتسهيل عمليات التشغيل اليومية، وزيادة سلامة عاملي التشغيل، وتحسين وقت التشغيل، ومدة الخدمة وإنتاج الطاقة.

  Vølund Online Boiler Washing System is used in 2nd and 3rd passes

يتم استخدام Vølund Online Boiler Washing System™ في المجرى الثاني والثالث.

Vølund Online Boiler Washing System

Inconel® - أفضل حماية مقاومة للتآكل في المجال الصناعي

عند تصميم مرجل لحرق النفايات، يجب مراعاة المخاطر الخاصة بالتآكل. وترجع هذه المخاطر بشكل أساسي إلى إطلاق غاز الكلور من النفايات خلال عملية الاحتراق واندماجه مع مكونات التكثف لمعدني الزنك والرصاص.

ترتفع حرارة مفرطة من الفرن إلى غرفة ما بعد الاحتراق في المرجل. وعندما يحدث ذلك، هناك فرصة كبيرة لحدوث تآكل. لتوفير الحد الأقصى من الحماية، نستخدم سبائك Inconel®، وهو "درع" قوي يتحمل التشغيل الشاق في المرجل والفرن، لضمان زيادة العمر الافتراضي وتقليل وقت التعطل في محطتك.

Inconel

زيادة العمر الافتراضي: إن Inconel® هو استثمار في المزايا المالية طويلة الأجل

سبائك Inconel® هي مادة ذات قوة عالية ومقاومة للتآكل والتأكسد تكون طبقة أكسيد سميكة ومستقرة لحماية الأسطح. إن أفضل تغطية للحماية من التآكل هي طريقة نقل المعادن الباردة (CMT) التي ينتج عنها محتوى منخفض جدًا من الحديد في سبيكة Inconel®. سبائك Inconel® هي استثمار يوفر مزايا مالية كبيرة طويلة الأجل، حيث إنها تقلل من 

 تبعات نقص أو انعدام وجود حماية من التآكل في محطتكم. يتم كذلك تصميم جدران المراجل والأنابيب الخاصة بنا باستخدام تغطية Inconel®.

CMT - Inconel

 نقل المعادن الباردة (CMT)

تقوم فلسفتنا على الاستفادة من تقنيتنا في محطة Reno-Nord

في عام 2005، قمنا بتصميم مرجل جديد لمحطة Reno-Nord، وهي محطة

تحويل النفايات إلى طاقة تقع في Aalborg، الدنمارك. 

بدأنا العمل بتبني فلسفة التصميم الخاصة بنا التي تعتمد على ضبط درجة حرارة غاز الاحتراق قبل محمصات البخار لضمان الحصول على درجة حرارة غاز الاحتراق الصحيحة في كل الأوقات. الأمر الذي يحقق أعلى تحميص ممكن للبخار.

سيؤدي انخفاض درجة حرارة غاز الاحتراق أكثر من اللازم إلى تحميص البخار بشكل غير كافٍ، بينما سيؤدي ارتفاع درجات الحرارة أعلى من اللازم إلى حدوث تكلس وتآكل غير ضروري بمحمصات البخار.

أهم عامل في مخطط التنظيم هذا هو تنظيف جزء الإشعاع أثناء التشغيل.

وأهم ثاني عامل هو الهواء الزائد. إذا تعذرت زيادة درجة حرارة غاز الاحتراق بصورة كافية للوصول إلى تحميص البخار المطلوب، فيمكن زيادة كمية الهواء الزائد بهدف زيادة سعة محمص البخار للنظام.

أهم عامل في مخطط التنظيم هذا هو تنظيف جزء الإشعاع أثناء التشغيل. 

بالقيود المحددة في التصميم العام لتحقيق الحد الأقصى من الدخل من إنتاج الطاقة. وهكذا نجد أن أحد الأهداف هو تقليل درجة حرارة غاز الاحتراق عند مخرج المرجل وتسخين هواء الاحتراق بواسطة مجموعة من مصادر الحرارة التي توفر أعلى إنتاج للكهرباء.

المرجل لمحطة جديدة لحرق النفايات

يعتمد التصميم على نفس مبادئ التصميم المستخدمة في المرجل للخط 4 في محطة Reno-Nord. يعمل خط 4 في محطة Reno-Nord حاليًا وفقًا لوقت مخطط بين مرات المراجعة الأساسية التي تصل مدتها إلى 18 شهرًا بهدف الاستمرار لمدة عامين.

وكالعادة يوفر المرجل المميزات التالية:

  • جزء إشعاع يعتمد على تقليل منطقة سطح التسخين (لضمان تحميص بخار عالٍ عند بدء التشغيل) وزيادة فرص التنظيف (لضمان انخفاض درجة حرارة غاز الاحتراق عند انتهاء التشغيل).
  • درجة حرارة غاز الاحتراق قبل محمصات البخار عند الحمل التقديري المستمر الأقصى عند انتهاء التشغيل: 

التنظيف في جزء الإشعاع 565 درجة مئوية
مع التنظيف المتوقع في جزء الإشعاع 600 درجة مئوية

بدون تنظيف جزء الإشعاع

640 درجة مئوية

يوضح ذلك أنه عند استخدام التنظيف، ستتوفر إمكانيات كافية لإدخال التعديلات الخاصة بمدخل حرارة جزء الإشعاع، ومن ثم السماح بالحفاظ على درجة حرارة غاز الاحتراق - إلى أقصى حد ممكن - ضمن حدود النطاق المثالي لتحميص البخار والحد من التآكل.

  • تتكون المنطقة الكبيرة لسطح التسخين من جدران حاجزة ومبخرات واقية بالعرض الكامل لتيار غاز الاحتراق

الأمر الذي يضمن أفضل تسوية ممكنة للأغطية الحرارية في تيار غاز الاحتراق، وبالتالي الوصول إلى الحد الأدنى من البلي بسبب التآكل المحلي في محمصات البخار.

  • الاستخدام الفعال للتنظيف في جزء الإشعاع

يتم ضبط عملية التنظيف أثناء التشغيل لضمان - إلى أقصى حد ممكن وفي كل الأوقات - بقاء درجة حرارة غاز الاحتراق مناسبة كما يلزم لتحميص البخار. أو بمعنى آخر، يجب استخدام حقن الماء بين محمصات البخار فقط لضبط درجة حرارة البخار – على أن يتم إجراء عمليات الضبط الأساسية بواسطة تنظيف جزء الإشعاع، ومع ذلك، يجب ألا تزيد درجة حرارة غاز الاحتراق عن 625 درجة مئوية ويفضل ألا تزيد عن 600 درجة مئوية. الأمر الذي يضمن عدم زيادة بلي التآكل بصورة مفرطة.

  • هواء فائض قليل يتوافق مع نسبة 5% من الأكسجين في غاز الاحتراق الرطب

يزيد الهواء الزائد فقط عند الأحمال حيث يتعذر الوصول إلى تحميص البخار من خلال الاستخدام الفعال للتنظيف في جزء الإشعاع.
الأمر الذي يضمن أعلى كفاءة ممكنة للمرجل.

  • مناطق كبيرة لسطح التسخين في محمص البخار، مما يسمح باستخلاص الجزء الأكبر من الحد الأقصى النظري من حجم الطاقة من غاز الاحتراق لتحميص البخار

الأمر الذي يضمن إمكانية تحقيق التحميص المطلوب عند أقل درجة حرارة ممكنة لغاز الاحتراق قبل محمصات البخار، مما يمنع زيادة بلي التآكل بصورة مفرطة.

  • الجمع بين مجموعتي أو 3 مجموعات أنابيب الأكثر حرارة في تدفق موازي

الأمر الذي يضمن أن أعلى درجة حرارة للمعدن موجودة في أبرد غاز احتراق ممكن – وأن غاز الاحتراق الأعلى حرارة عند مدخل محمص البخار يتصل بأبرد أنبوب ممكن. مما يحافظ على الحد الأدنى من بلي التآكل من المعدن المجمع ودرجات حرارة غاز الاحتراق.
لقد قمنا بتطوير مرجل قوي قادر على إنتاج بخار بدرجة حرارة 400-440 مئوية مع الحفاظ على توفر أفضل مرجل ممكن ذي قوة تحمل وأقل تكلفة للعميل. 

الميزات المتضمنة في تصميم المرجل الخاص بنا

يشتمل تصميمنا على عدد من الميزات لتقديم مرجل يلبي جميع المتطلبات، ولا سيما تلك التي تتعلق بمفهوم "بدون التنظيف الأوتوماتيكي" لمجاري الهواء المشعة والقيود على كمية الهواء الزائد/ غاز الاحتراق الكلي. أهم هذه الميزات:

  • ميل أكبر للأنابيب في مجموعة محمص البخار الأمامية لتجنب الانسداد الناتج عن الرماد
  • مبخرات واقية أكبر حجمًا قبل محمصات البخار لتوفير المزيد من التسوية للأغطية الحرارية في غاز الاحتراق.