وفّر التدفئة لمساحات شاسعة! غلايات الغاز الصناعية للتدفئة، مبادئ تشغيلها

يرجع الطلب المرتفع على غلايات الغاز المنزلية والصناعية إلى كفاءة عالية وفعالية من حيث التكلفة والسلامة.

تتمتع غلاية الغاز الحديثة بالقدرة على تدفئة الغرفة وتسخين سائل التبريد وتوليد البخار للاحتياجات الصناعية.

يسمح التصميم المعقد للفرن بالحصول على كفاءة عالية مع استهلاك منخفض للغاز، والجدران السميكة والفولاذ السبائكي يجعلان الجهاز متينًا.

هيكل ومبدأ تشغيل الغلايات الغازية الصناعية

يعتمد مبدأ تشغيل جهاز التسخين على احتراق الغاز داخل الفرن مع التسخين المصاحب للسائل المبرد. بناءً على هذه الميزة، يتم تقسيم الغلايات إلى مجموعتين:

• مع دوران الهواء الساخن (أنبوب النار)؛
• مع تسخين السائل إلى درجة الغليان تقريبًا (أنبوب الماء).

يتم تركيب غلايات البخار في المؤسسات التي تستخدم البخار في الإنتاج الصناعي.

موقد غاز

الجزء الرئيسي لأي غلاية هو الموقد. وفقًا لنوع إمدادات الغاز، يتم تقسيمها إلى:

• عند الحقن، امتصاص الغاز مع تيار الهواء؛
• على الشحن الزائد، باستخدام حقن الهواء القسري بواسطة مروحة قوية؛
• على انتشار، توفير الغاز لموقع الاحتراق من خلال قنوات انتشار خاصة.

الصورة ١. غلاية غاز صناعية من ماركة Entroros. الجهاز مزود بموقد غاز ذي سحب قسري.

التصميم الشائع للموقد هو مجموعة من عدة قضبان متوازية موزعة بالتساوي على كامل حجم صندوق الاحتراق. وهي مزودة بفتحات لإخراج خليط الغاز والهواء، وتوفر تسخينًا موحدًا. لزيادة الكفاءة، يُوضع خط أنابيب مزوّد بسائل تبريد بين القضبان. هذه التركيبات قادرة على تحقيق... كفاءة 98-99%.

خيار شائع آخر لموقد الغلايات الصناعية بسعة من 100 كيلو وات وما فوق يحتوي على جهاز شعلة. تُركّب فوهة خاصة على أحد جدران الوحدة، حيث يُضخّ خليط من الغاز والهواء. أثبت احتراق الشعلة فعاليته في الغلايات ثنائية وثلاثية المرور، ويُستخدم للحصول على سائل تبريد بدرجة حرارة 115-120 درجة أو زوجين.

صندوق النار

لإطلاق غلاية قوية من المهم أن تتحمل درجات الحرارة العالية لفترة طويلة. تُضمن مقاومة الحرارة باستخدام فولاذ خاص مع إضافة المنغنيز والكروم ومكونات سبائك أخرى. الجدران مُقوّاة بتمويجات، ومُحاطة بطبقة عازلة للحرارة.

في غلايات الماء الساخن يتم وضعها في صندوق النار دائرة أو دائرتي تبادل حراري، والتي يتم من خلالها تداول سائل التبريد.

تستخدم الغلايات البخارية أو ذات الضغط العالي جدران الحماية والمبادل الحراري لإنتاج الحرارة، ويتم إنتاج البخار في المدخنة حيث يتم خفض درجة حرارة غاز المداخن. حتى 600-800 درجة مئوية.

يتم وضع فاصل وسخان فائق في غرفة الاحتراق الخاصة بالغلاية البخارية.

يضمن صمام الانفجار السلامة التشغيلية.، والذي يُركّب بالضرورة على أحد جدران الغلاية (عادةً الجدار الخلفي). تُفعّل هذه الآلية في حال وجود ضغط زائد في صندوق الاحتراق.

نظام الأتمتة والتحكم

إن تعقيد التحكم في الغلايات الصناعية مرتبط بـ مع تغير درجة حرارة الماء والضغط باستمرار، واستهلاك الغاز اللحظي، ودخول الهواء للموقد وعوامل أخرى.

وللقضاء على العامل البشري يتم تنفيذ كافة عمليات التحكم باستخدام وحدات تحكم خاصة.

بيانات تشغيلها تأتي من مستشعرات درجة الحرارة والضغط وتدفق الهواء والغاز. لمزيد من الموثوقية، تتميز الغلايات الحديثة بآلية تشغيل تلقائية. وتنقسم إلى قسمين:

• أتمتة إمدادات الوقود، وهو المسؤول عن تشغيل الموقد المعدّل والحفاظ على التشغيل المستقر للنظام بأكمله.
• أتمتة السلامة يُراعي هذا النظام ظروف التشغيل الحرجة للغلاية، ووجود لهب في صندوق الاحتراق، وإمدادات الغاز، وتسخين سائل التبريد. في حال حدوث عطل، يُطفأ الغلاية ويُقطع إمداد الوقود. بعض طرازات الغلايات مُجهزة بأنظمة تشخيص ذاتي.

أنواع غلايات الغاز الصناعية

تنقسم الغلايات الغازية الصناعية إلى عدة أنواع.

سخانات المياه الساخنة

تتميز هذه الغلايات بترتيب متماثل للمبادلات الحرارية، وتعمل وفق مبدأ المرور المتعدد لحركة نواتج الاحتراق. تُستخدم لتسخين سائل التبريد وتدفئة الغرفة. أقصى ضغط للماء في دائرة الدوران هو 16 بار. تختلف سعة الغلايات التسلسلية من 0.7 إلى 35 ميجاوات. هذا يكفي لتدفئة الورش الكبيرة والمباني الصناعية. لتزويد الماء الساخن، يُوصل به غلاية تُسخّن من المدخنة.

الصورة ٢. غلاية غاز صناعية تعمل بالماء الساخن. تُستخدم هذه الأجهزة لتدفئة المباني.

بخار

صُممت غلاية البخار للعمل بسائل تبريد عالي الحرارة. يُنتَج البخار على مرحلتين. المرحلة الأولى هي تسخين الماء. حتى 100 درجة وتكوين البخار الأولي، الذي يمر عبر جهاز فصل للتجفيف. أما المرحلة الثانية فتتمثل في إعادة تسخين البخار الجاف إلى درجة الحرارة المطلوبة. بعد ذلك، يصبح البخار جاهزًا للاستخدام.

تؤدي مولدات البخار مهمتين في وقت واحد: تسخين سائل التبريد لتدفئة المباني وإنتاج البخار. ولزيادة كفاءة هذه المحطة، تُستخدم أنظمة إضافية لتوزيع الدخان، لتسخين الماء المتداول في الأنابيب.

مولدات الحرارة ذات القدرة المتوسطة والعالية

يصل متوسط ​​قوة الغلايات الغازية إلى حتى 2 ميجاوات. وهذا يكفي لتدفئة منشأة إنتاج صغيرة أو قرية.

يتم توفير التدفئة وإمدادات المياه للمناطق الفردية في المدينة والمؤسسات الصناعية الكبيرة بواسطة غلايات الماء الساخن عالية الطاقة (من 2 إلى 30 ميجاواتتحتوي هذه التركيبات على عدة دوائر تسخين وهي مصممة للاستخدام الأكثر كفاءة للطاقة الحرارية التي يتم الحصول عليها من احتراق الغاز.

التوليد المشترك للطاقة

منشآت من هذا النوع قادرة على إطلاق الطاقة الحرارية بشكل متسلسل للتدفئة وإمدادات المياه، ومن ثم الكهرباء لتزويد الإنتاج أو منطقة صغيرة بالكهرباء.

الصورة ٣. غلايتان غازيتان لتوليد الطاقة المشتركة. تُستخدم هذه المعدات للتدفئة وتزويد الماء الساخن.

تتمثل ميزة التوليد المشترك للطاقة (إنتاج أنواع مختلفة من الطاقة من وقود واحد) في كفاءته العالية، والتي تصل إلى 90%.

يتم استخدامه لتوليد الكهرباء محرك مكبس الغازتُستخدم الحرارة الزائدة لتسخين سائل التبريد. ويتم التسخين الرئيسي للماء في غلايات الماء الساخن. تُستخدم هذه التقنية في أنظمة توليد الطاقة والحرارة المشتركة الصغيرة (CHP) للعمل في المناطق النائية.

سلامة تشغيل معدات الغلايات على الغاز المسال أو الطبيعي

يكمن الخطر في خطر انفجار الغاز، لذا تُصنّف غرفة الغلاية ضمن فئة المخاطر المقابلة. يتم تشغيل الجهاز ومراقبته بواسطة هيئات الرقابة الحكومية. تم تطويره للغلايات الصناعية متطلبات التشغيل الإلزامية:

• خدمة مرتين في السنة.
• تتطلب المياه معالجة وتصفية وتنقية.
• تجهيز غرفة المرجل بأجهزة استشعار الغاز وأجهزة إنذار الحرائق ومعدات إطفاء الحرائق الأولية.
• يتلقى جميع الأشخاص المخولين بتشغيل الغلاية تدريبًا خاصًا.

فيديو مفيد

شاهد الفيديو الذي يوضح عملية تنظيف غلايات الغاز الصناعية من نوع الماء الساخن.

خاتمة

يتم اختيار معدات الغلايات من هذه الفئة وفقًا للمهام وظروف التشغيل المحددة. الاختيار الصحيح نوع الغلاية وقوتها سوف يساعدك على التوفير في صيانته.