1.1 مقدمة عن فرن تسخين ناقل حراري عضوي (فرن زيت موصل للحرارة)

فرن الناقل الحراري العضوي هو نوع جديد من المراجل الخاصة، ويُعرف أيضًا باسم فرن زيت التوصيل الحراري، ويتميز بخصائص التشغيل منخفضة الضغط وعالية الحرارة، حيث يمكن أن تصل درجة حرارة التسخين إلى 340 درجة مئوية في الطور السائل أو 400 درجة مئوية في الطور الغازي. يمكن استخدام التسخين العضوي لنقل الحرارة في جميع مواقع الإنتاج التي تتطلب تسخينًا موحدًا وثابتًا، ولا يُسمح فيها بالتسخين المباشر باللهب، وتتراوح درجة حرارة التسخين بين 150 درجة مئوية و 380 درجة مئوية. فرن الناقل الحراري العضوي الأفقي الذي يعمل بالوقود النفطي والغاز، يستخدم زيت التوصيل الحراري كوسط، ويستخدم مضخة دوران الزيت الساخن لإجبار الوسط على الدوران في الطور السائل، لنقل الطاقة الحرارية إلى معدات التسخين، ثم العودة إلى فرن التسخين لإعادة التسخين، ويتميز بالحصول على درجات حرارة تشغيل عالية بضغط منخفض، بالإضافة إلى القدرة على التحكم الدقيق في تشغيل الوسط. تتميز هذه النظم بكفاءة عالية لاستخدام الحرارة، وسهولة الصيانة والتشغيل نظرًا لتركيب الوحدة الكاملة، وهي معدات تسخين مثالية آمنة وفعالة وموفرة للطاقة. يدخل الوقود إلى الأنابيب الداخلية بعد اشتعال الموقد، مكونًا سطحًا حراريًا إشعاعيًا، ثم يدور 180 درجة في الجزء الخلفي من الأنابيب الداخلية، مكونًا سطحًا حراريًا تيارياً بين الأنابيب الداخلية والمتوسطة والخارجية. ثم يدخل في الجزء الأمامي من الطبقة بين الأنابيب المتوسطة والخارجية، وفي الجزء الخلفي من الطبقة الثانية بين الأنابيب المتوسطة والخارجية، ثم يخرج من المدخنة إلى الغلاف الجوي.

الخصائص والمميزات:  
1. الحصول على وسط حراري عالي الحرارة ومنخفض الضغط، وسهولة الضبط، وتسخين موحد، يمكنه تلبية درجات الحرارة الدقيقة للعملية.
2. التسخين عن طريق الدوران في الطور السائل، بدون فقدان حرارة التبريد، وكفاءة عالية لنظام التسخين.
3. هناك تدابير تقنية تعويضية في النظام لتغيرات حجم وسط العمل بسبب التسخين والتبريد وارتفاع وانخفاض درجة الحرارة.
4. هناك تدابير تقنية للتحكم الصارم في محتوى الهواء والماء وغيرها من المواد المتطايرة المنخفضة في وسط العمل قبل التسخين الدوري.
حالة المصنع:  
1. عند مغادرة المصنع، يتم نقل الوحدة الرئيسية، وخزان التخزين، وفصل الزيت والبخار، والفلتر، ومضخة الدوران، ومضخة الحقن، والصمامات، والأجهزة، ولوحة التحكم الكهربائية، وأجزاء أخرى ككل.
2. تغليف خزان التمدد المرتفع
3. توفير وثائق تقنية للمستخدمين عند مغادرة المصنع، وقائمة منتجات المصنع، وتعليمات التركيب.
1.2 الأجزاء الرئيسية لفرن تسخين الناقل الحراري العضوي (فرن زيت التوصيل الحراري)
جسم فرن زيت التوصيل الحراري:
أ. يستخدم الفرن ثلاث دورات من الأنابيب الداخلية والمتوسطة والخارجية، مع تصميم ثلاثي الممرات للدخان، مقارنة بالتصاميم الهيكلية الأخرى المحلية والأجنبية، يتميز بمساحة تبادل حراري كبيرة، وفقدان حرارة منخفض، ودرجة حرارة عادم منخفضة، وكفاءة حرارية عالية، وانخفاض استهلاك الوقود، وعمر خدمة طويل.
ب. تم تصميم دورات أنابيب نقل الحرارة في الفرن بشكل مثالي لضمان الحفاظ على درجة حرارة مناسبة لفيلم زيت التوصيل الحراري الملتصق بجدار الدورة، وضمان تدفق وكفاءة كافية لزيت التوصيل الحراري، مما يطيل عمر خدمة دورات أنابيب نقل الحرارة ويقلل من تدهور جودة زيت التوصيل الحراري.
ج. يوجد في الجزء الخلفي من فرن الفرن دورات أنابيب على شكل حلزوني لتشكيل ظهر رطب، مما يقلل من تخزين المواد المقاومة للحرارة داخل الفرن، ويحسن أداء الحماية من انقطاع التيار الكهربائي.
د. يستخدم الفرن أبوابًا متحركة في الأمام والخلف، مع تصميم مانع للتسرب مزدوج، لضمان عدم تسرب الدخان وسهولة الصيانة.
هـ. يستخدم الجزء الداخلي من الفرن عزلًا من ألومنيوم السيليكات، والألياف الخزفية، والطين المقاوم للحرارة، بينما يستخدم العزل الخارجي للفرن هيكلًا رباعي الطبقات، حيث تستخدم الطبقات من 1 إلى 3 ألومنيوم السيليكات، والطبقة الخارجية من الصوف الزجاجي لتعزيز العزل، لتقليل فقدان الحرارة إلى أدنى حد، وتحسين إحكام الفرن.
و. هيكل مضغوط، يتم شحنه ككل، وسهولة التركيب والتشغيل، وصيانة موفرة للوقت والجهد.
ز. يستخدم فرن زيت التوصيل الحراري نظام استعادة حرارة العادم الذاتي التكيفي مع قدرة الفرن، مع توازن تلقائي، واستخدام شامل لدورة الحرارة المتبقية، وخفض درجة حرارة العادم، بدون هدر ثانوي.
ح. يستخدم الموفر للطاقة المرفق مع فرن زيت التوصيل الحراري أنواعًا متعددة من أنظمة توفير الطاقة، والتي يمكن دمجها بشكل مرن لتناسب عملية نظام التسخين، ويمكنه توفير حلول توفير طاقة كاملة وموثوقة.
ط. تصميم فريد لموفر الطاقة في فرن زيت التوصيل الحراري، وتحسين نقل الحرارة، وتأثير واضح لتوفير الطاقة، ويمكنه تحسين كفاءة الحرارة الكلية للفرن بنسبة 5٪ إلى 8٪؛ يتم اختيار مواد مقاومة للتآكل لموفر الطاقة، لتحمل تآكل الدخان، وإطالة عمر الخدمة.
ي. الفوائد الواضحة لتوفير الطاقة في الفرن تجعل نظام التسخين بأكمله يعمل بأفضل وضع اقتصادي.
ك. لضمان تحقيق أفضل وضع تشغيل لكفاءة الفرن، أنشأت شركتنا منصة لاختبار كفاءة الفرن في مصنع الإنتاج، والتي يمكنها اختبار كفاءة فرن زيت التوصيل الحراري الذي تبلغ قدرته 6 ملايين كيلو كالوري أو أقل. يمكن للعملاء التحقق من ذلك في الموقع أثناء الفحص في المصنع، ثم إجراء مقارنة بعد التركيب في الموقع، لضمان تحقيق أفضل وضع تشغيل لكفاءة الفرن.
شرح حلول توفير الطاقة لفرن زيت التوصيل الحراري (مسخن الهواء):
يجب تجهيز فرن زيت التوصيل الحراري بمسخن هواء لاستعادة الحرارة المتبقية من عادم فرن عند استخدام الموقد الحراري من النوع المنفصل. يمكن تحقيق الاستخدام الذاتي التكيفي للحرارة المتبقية من العادم. يتوافق كل من الهواء المستخدم في الاحتراق والكمية المنبعثة من الدخان مع الحمل الحراري، ومن خلال تبادل الحرارة في مسخن الهواء، يمكن للهواء المستخدم في الاحتراق امتصاص الحرارة المتبقية عالية الحرارة من عادم فرن زيت التوصيل الحراري في الوقت الفعلي، وإرسال الحرارة المستعادة مباشرة إلى الفرن لاستخدامها، لتحقيق استخدام دوري ذاتي التكيفي للحرارة المتبقية، واستخدام كامل للحرارة المتبقية، وأعلى معدل استعادة (انظر الشكل أدناه).
هدف تصميم فرن زيت التوصيل الحراري الموفر للطاقة:
خفض درجة حرارة عادم فرن زيت التوصيل الحراري الموفر للطاقة إلى أقل من 170 درجة مئوية، وتحليل الفوائد من الاستعادة كما يلي:
تبلغ درجة حرارة عادم جسم الفرن حوالي: 330 درجة مئوية، وكفاءة جسم الفرن حوالي: 85٪
وفقًا للبيانات التجريبية، يمكن توفير حوالي 1٪ من الوقود مع انخفاض درجة حرارة العادم بمقدار 21 درجة مئوية.
بعد استعادة الحرارة المتبقية من مسخن الهواء، تنخفض درجة حرارة العادم إلى: أقل من 170 درجة مئوية، ويمكن أن تصل كفاءة الحرارة الكلية للفرن إلى: أكثر من 92٪.
لذلك، يمكن توفير أكثر من 7٪ من الوقود من خلال استعادة الحرارة المتبقية من العادم مباشرة.
نظرة عامة على نظام الدوران:
يوصى باستخدام نظام الحقن في نظام الدورة الدموية لفرن حامل الحرارة العضوي، حيث تمر الوسائط ذات الضغط العالي أولاً عبر جسم فرن حامل الحرارة العضوي، بينما يكون ضغط معدات التسخين منخفضًا، مما يحسن من سلامة معدات التسخين.
تتكون الدائرة المحددة لعملية الحقن والدوران للسائل العضوي بشكل أساسي من دائرة الدوران الأساسية، ودائرة السائل القليل، ودائرة الحماية من انقطاع التيار الكهربائي. وظيفة دائرة الدوران هي مضخة الحقن، ومن خلال تبديل الصمامات، يمكن حقن كمية كافية من السائل العضوي المستخدم في النظام من الخارج في خزان التخزين، ويمكن أيضًا إرسال السائل العضوي من خزان التخزين إلى النظام بأكمله. وفي الوقت نفسه، يمكن أيضًا تفريغ السائل المخزن خلال فترة إيقاف التشغيل والصيانة في خزان الزيت.
بعد ملء النظام بالزيت، قم بتشغيل مضخة الدوران، ورفع درجة حرارة جسم الفرن تدريجيًا، مما يزيد من درجة حرارة زيت النظام باستمرار، ويتم إخراج الماء والهواء والمواد المتطايرة المنخفضة الموجودة فيه من خلال الفاصل إلى خزان التمدد.
بعد إزالة الشوائب مثل الماء من النظام، يمكن تشغيله بشكل طبيعي وفقًا لدائرة الدوران الأساسية المذكورة.
من أجل ضمان التشغيل الآمن والموثوق لنظام الدوران بأكمله لفرن حامل الحرارة العضوي، بالإضافة إلى وحدة فرن حامل الحرارة العضوي الرئيسية، تتوفر أيضًا معدات مساعدة لنظام الدوران ناضجة للاختيار من قبل المستخدمين.
المعدات المساعدة الرئيسية:
أ. خزان التمدد: يستخدم خزان التمدد لاستيعاب التمدد الحراري الحجمي للسائل العضوي عند درجات الحرارة العالية (تبلغ نسبة تمدد الزيت 10٪ لكل زيادة قدرها 100 درجة مئوية في درجة حرارة الزيت)، بالإضافة إلى ذلك، له وظيفة تعويض السائل العضوي وإزالة الماء والغازات والمواد المتطايرة المنخفضة من النظام.
يجب تركيب خزان التمدد في أعلى نقطة في النظام، للعب دور في استقرار الضغط ومنع تبخر السائل العضوي، ويجب أن يكون قاع خزان التمدد أعلى بمقدار 1.5 متر على الأقل من أعلى نقطة في النظام.
خزان التمدد هو وعاء ضغط عادي، مزود بثقب تصريف متصل بالجو، وفتحة تصريف، بالإضافة إلى جهاز إنذار منخفض مستوى السائل وجهاز قفل الاحتراق لضمان سلامة النظام.
يجب التحكم في مخزون السائل العضوي في خزان التمدد على النحو التالي: عندما يكون النظام في درجة حرارة الغرفة، يكون مستوى الملء 1/4 فقط، بينما يكون مستوى الملء 3/4 عندما يكون النظام في درجة حرارة التشغيل.
ب. خزان التخزين: يجب أن يكون حجم خزان التخزين قادرًا على تلبية متطلبات تخزين السائل العضوي للنظام بأكمله، وهو وعاء ضغط عادي، متصل بخزان التمدد، ويتم وضعه عادةً على الأرض أو أسفل الأرض.
ج. الفلتر: بالإضافة إلى الشوائب التي قد تختلط بالسائل العضوي، يتم إنتاج مركبات وبقايا عند التشغيل في درجات حرارة عالية، ولمنع تراكم هذه المواد على سطح التسخين في جسم الفرن أو انسداد أنابيب النظام، والحفاظ على تشغيل مضخة الدوران بشكل طبيعي، يتم تركيب فلتر على الأنابيب قبل دخول مضخة الدوران، ويجب تنظيف رواسب الفلتر بانتظام. أثناء التنظيف، يمكن إجراء عملية الدوران مؤقتًا من خلال صمام الالتفاف، وبعد الانتهاء من التنظيف، يتم تبديل خط أنابيب الزيت في الوقت المناسب.
د. الفاصل: يستخدم لفصل الهواء، وبخار الماء، والغازات غير المكثفة من النظام، وإخراجها إلى خزان التمدد.
يجب أن يكون ارتفاع التركيب بحيث يكون مدخل ومخرج الأنبوب الأفقي على الأقل على نفس مستوى أعلى نقطة في الأنابيب.
هـ. مضخة الدوران: يؤثر اختيار تدفق، وارتفاع الضغط، وقوة مضخة الدوران بشكل مباشر على تأثير تشغيل النظام، ويحدد أيضًا استهلاك طاقة الجهاز. بالنظر إلى هذين الجانبين، يجب تحديد مضخة الدوران من خلال الحساب والمقارنة، وفقًا للحمل الحراري المطلوب ومقاومة النظام التقريبية، انظر القائمة العامة للمنتجات للحصول على الطراز وارتفاع الرفع.
و. مضخة الحقن: تستخدم لحقن الزيت وتفريغه، نظرًا لأن هذه المضخة هي جهاز غير أساسي، وأن كمية السائل التي يتم ضخها تؤثر فقط على وقت الحقن، لذلك يتم استخدام مضخة تروس صغيرة الحجم، انظر القائمة العامة للمنتجات للحصول على الطراز والمواصفات.
ز. فلتر الزيت (فلتر زيت على شكل حرف Y): يستخدم فلتر الزيت لترشيح وإزالة الأجسام الغريبة من نظام التدفئة.
ح. فاصل الزيت والبخار: يستخدم فاصل الزيت والبخار لفصل وإزالة الهواء، وبخار الماء، والغازات الأخرى من نظام التدفئة، لضمان تشغيل زيت التوصيل الحراري بشكل مستقر في طور السائل بدون غاز أو ماء.
ط. الموقد: يستخدم لتحويل الوقود إلى لهب عالي الحرارة.