غلايات لصناعة المعادن وتشغيل المعادن
لهذا القطاع تصمم TIPO Kotlogradnja وتصنّع: غلايات بخار صناعية; غلايات استرداد الحرارة المهدرة; غلايات الماء شديد السخونة.
تُصمَّم كل غلاية وتُصنَّع وفق السعة المطلوبة ومتطلبات العملية ونوع الوقود وظروف تشغيل المنشأة.
دور الحرارة والبخار في صناعة المعادن وتشغيلها
في هذه الصناعة تستهلك الأفران الجزء الأكبر من الطاقة: أفران إعادة التسخين في الدرفلة على الساخن، وأفران المعالجة الحرارية والتلدين، وأفران الصهر. ويخرج جزء من حرارتها مع غازات العادم؛ وفي أفران القوس الكهربائي تحمل هذه الغازات طاقة كبيرة يمكن استغلالها في تسخين الخردة مسبقاً أو إنتاج البخار أو توليد الكهرباء. والغلاية لا تحل محل الفرن: فهي تخدم مستهلكين مساعدين وتستفيد من حرارة غازات عادم الفرن، ولذلك يكون دورها في سلسلة الإنتاج مكمّلاً أكثر منه أساسياً.
ويُستخدم البخار والماء الساخن أو الماء شديد السخونة غالباً في خطوط معالجة الأسطح. ففي الجلفنة بالغمس الساخن تمر القطعة بعدة أحواض: إزالة الشحوم في محلول قلوي مسخَّن، والتخليل بالحمض، والمعالجة بالمادة المساعدة (الفلكس) في محلول مسخَّن، ثم التجفيف عند الاقتضاء قبل الغمس في الزنك المنصهر. والأحواض المسخَّنة مستهلك طبيعي للبخار أو الماء الساخن، وفي خطوط الطلاء بالغمس المستمرة يمكن أيضاً إنتاج البخار من غازات عادم الأفران.
المتطلبات واللوائح
حرارة الأفران ليست متاحة بصورة دائمة. فأفران القوس الكهربائي تعمل على دفعات، فتتغير كمية الغازات ونوعيتها خلال الدورة، وتُصمَّم أنظمة الاسترداد عادةً حول نقطة تصميم واحدة، مما يجعل التشغيل بعيداً عنها صعباً. لذلك تُصمَّم غلاية استرداد الحرارة وفق مواصفات الغازات الفعلية، ويحتاج مستهلكو البخار إلى حل للفترات التي يتوقف فيها الفرن، مثل غلاية بخار إضافية. وينبغي تحديد ذلك في بداية المشروع لا عند التشغيل التجريبي.
الغلايات والأنابيب معدات خاضعة للضغط، ولذلك يسري في الاتحاد الأوروبي PED 2014/68/EU وعلامة CE؛ وتجدون نظرة عامة على المعايير في صفحة الشهادات والمعايير. وتخضع المنشآت كذلك للإطار البيئي: فوثيقة المرجع الخاصة بأفضل التقنيات المتاحة لتشغيل المعادن الحديدية (JRC، 2022) جزء من التوجيه 2010/75/EU بشأن الانبعاثات الصناعية، وهي تشمل في جملة ما تشمل الدرفلة على الساخن والطلاء بالغمس الساخن، بما فيه الجلفنة بالدفعات. ووفق استعراض ألماني للتقنيات، تتطلب أحواض الحمض المسخَّنة شفط الأبخرة، ويُسخَّن الحمض بطريقة غير مباشرة دون حقن مباشر للبخار.
الوقود والطاقة والاستدامة
استرداد الحرارة أمر معتاد في هذه الصناعة: تسخين الشحنة أو هواء الاحتراق مسبقاً بغازات العادم، والشعلات التجديدية والاستردادية، وحيث يلزم البخار تُستخدم غلايات استرداد الحرارة المهدرة. ولكل إجراء مفاضلة؛ فتسخين الهواء مسبقاً مثلاً يزيد انبعاثات أكاسيد النيتروجين. لذا يتوقف الحل الصحيح على وجود مستهلك للبخار أو الماء الساخن في المصنع، وعلى الفترات التي يجب تزويده فيها، وعلى مدى تحميل الفرن خلال الوردية.
ووفق استعراض لـ IRENA، تشكّل الحرارة الصناعية حصة كبيرة من استهلاك الوقود الأحفوري في إنتاج الصلب. ويعتمد إزالة الكربون على الهيدروجين، وأفران القوس الكهربائي العاملة بالخردة، وكهربة الحرارة، واسترداد الحرارة، لكن كثيراً من تقنيات التسخين لم تبلغ بعد نضجاً كافياً للاستخدام الصناعي. وهذا يعني بالنسبة إلى غرفة الغلايات أن يُخطَّط لمصدر الطاقة وللتكوين مع إمكانية التغيير لاحقاً، بما في ذلك غلايات كهربائية حيث تتوافر كهرباء من مصادر متجددة.
ما الذي ينبغي تحديده عند اختيار الغلاية
قبل اختيار نوع الغلاية يجب الفصل بين سؤالين: كم من البخار أو الحرارة يحتاج إليه المستهلكون ومتى، وكم من الحرارة يطلقها الفرن فعلاً ومتى. ولا تتضح من المقارنة بينهما إلا الإجابة عن كفاية غلاية استرداد الحرارة، أو الحاجة إلى غلاية بخار أو غلاية ماء شديد السخونة إضافية، أو ضرورة الجمع بينها. وفي كل الأحوال ينبغي تخطيط غرفة الغلايات مع خطوط الإنتاج لا بعدها، لأن موقع الفرن وقنوات الغازات والمستهلكين يحدد مسار الأنابيب والمساحة المتاحة. وتفاصيل الاختيار موصوفة في دليل كيفية اختيار غلاية صناعية.
- نمط استهلاك البخار أو الماء الساخن أو شديد السخونة لكل وردية ولكل خط إنتاج (الأحواض والمجففات والتدفئة)
- خصائص مصدر الحرارة المهدرة: دورة تشغيل الفرن والانقطاعات وتركيب الغازات ونظافتها
- احتياط للفترات التي لا يعمل فيها الفرن وطريقة الحرق الإضافي
- معالجة مياه التغذية وإرجاع المكثفات
- اللوائح والمعايير (PED وCE والتراخيص البيئية) والمساحة المتاحة بجوار الفرن
أنواع الغلايات لهذا القطاع
غلايات بخار صناعية
بخار مشبع أو فائق التسخين للتطبيقات الصناعية والعمليات وتوليد الطاقة. غلايات أنابيب لهب وأنابيب ماء للوقود الصلب والكتلة الحيوية والوقود السائل والغازي.
عرض ←غلايات استرداد الحرارة المهدرة
WHRB (غلاية استرداد الحرارة المهدرة) مولد بخار يستخدم الحرارة المهدرة لغازات العادم من العمليات الصناعية لإنتاج بخار مشبع.
عرض ←
غلايات الماء شديد السخونة
ماء شديد السخونة للأنظمة الصناعية وأنظمة الطاقة والتدفئة المركزية للمناطق. غلايات أنابيب لهب وأنابيب ماء لجميع أنواع الوقود الشائعة.
عرض ←التطبيقات
غلايات بخار صناعية
- المعادن والتعدين
- حرارة عمليات للعمليات كثيفة الاستهلاك للطاقة
- المعادن والتعدين
- بخار عمليات وماء شديد السخونة للعمليات كثيفة الاستهلاك للطاقة
غلايات استرداد الحرارة المهدرة
- المعادن
- حرارة من الأفران والعمليات الحرارية
الأسئلة الشائعة
ما الفرق بين غلاية البخار بأنابيب اللهب وغلاية البخار بأنابيب الماء؟
غلاية أنابيب اللهب ذات محتوى ماء كبير، مبنية وفق EN 12953 وتناسب القدرات الصغيرة والمتوسطة بتشغيل مستقر. غلاية أنابيب الماء ذات محتوى ماء صغير، مبنية وفق EN 12952 وتُستخدم للقدرات الأكبر والضغوط الأعلى والبخار فائق التسخين.
ما الوقود الذي يمكن لغلاية بخار TIPO Kotlogradnja استخدامه؟
الوقود الصلب (الفحم)، الكتلة الحيوية (رقائق الخشب، الحبيبات، القش، القشور)، الوقود السائل والغازي (الغاز الطبيعي، زيت الوقود الخفيف، زيت الوقود الثقيل) وخلائط الغاز والهيدروجين. يُصمم الفرن والحارقات للوقود المختار.
كيف يتم اختيار قدرة وضغط غلاية البخار؟
من ملف الطلب الفعلي على البخار، والضغط ودرجة الحرارة المطلوبين عند المستهلكين، ونوع الوقود ونظام التشغيل. يجري مهندسونا حسابًا حراريًا على بيانات المستثمر ويقترحون النوع والحجم والتكوين.
ما المعايير التي تنطبق على غلايات البخار؟
EN 12953 لغلايات أنابيب اللهب، EN 12952 لغلايات أنابيب الماء، EN 13445 لأوعية الضغط، EN 13480 للأنابيب، وASME BPVC أو AD 2000 لأسواق التصدير. تحمل معدات الضغط علامة CE بموجب PED 2014/68/EU.
هل تعمل غلاية استرداد الحرارة المهدرة عندما يعمل الفرن بصورة متقطعة؟
نعم، لكن يجب مراعاة أن الحرارة ليست متاحة دائماً. ففي الأفران ذات الدفعات مثل أفران القوس الكهربائي تتغير كمية الغازات ونوعيتها خلال الدورة، وتُصمَّم أنظمة الاسترداد عادةً حول نقطة تصميم. لذلك يُحدَّد نمط الغازات قبل المشروع، ويُقرَّر ما إذا كان الفارق سيُغطّى بغلاية إضافية أم بتخزين الحرارة.
هل ينبغي تسخين أحواض الحمض بحقن البخار مباشرة؟
وفق استعراض ألماني لأفضل التقنيات في تشغيل الصلب، لا يُوصى بحقن البخار مباشرة؛ إذ تُسخَّن الأحماض بطريقة غير مباشرة عبر مبادلات حرارية. ويمكن أن يكون وسيط نقل الحرارة في المبادل بخاراً أو ماء ساخناً، ويُحدَّد ذلك بحسب نوع الحوض ومتطلبات الخط.
هل تسخين الشحنة مسبقاً أفضل من إنتاج البخار من غازات عادم الفرن؟
ليس أحدهما أفضل دائماً؛ فالأمر يتوقف على المصنع. فتسخين الشحنة أو الهواء مسبقاً والشعلات التجديدية تعيد الحرارة إلى الفرن مباشرة، أما غلاية استرداد الحرارة فتكون مجدية عندما يوجد في المصنع مستهلك للبخار أو الماء الساخن، كالأحواض أو المجففات. ويمكن الجمع بين الإجراءين، مع مراعاة أن تسخين الهواء مسبقاً يزيد انبعاثات أكاسيد النيتروجين.
المعايير التي نصمم ونصنع وفقها
تصمم TIPO Kotlogradnja الغلايات ومنشآت الغلايات الكاملة وتصنّعها وفق متطلبات المستثمر ونوع الوقود والقدرة ونظام التشغيل. تغطي العملية تحليل المتطلبات واقتراح الحل والعرض والتصميم وشراء المواد والتصنيع والتركيب والاختبار والتشغيل. وأيًا كان تعقيد المشروع أو السوق، تُصمم المعدات وتُبنى وفق المعايير الأوروبية والدولية، بما في ذلك EN 12952 وEN 12953 وEN 13445 وEN 13480 وASME BPVC وAD 2000، بما يتماشى مع وثائق المشروع ومتطلبات المستثمر.
قطاعات أخرى
هل لديك مشروع؟
أخبرونا بمتطلباتكم وسيراجع فريقنا المشروع ويقترح الحل التقني المناسب.