مواقد أنابيب المياه

مراجل أنابيب المياه

القدرة على تصميم مراجل أنابيب المياه دون الحاجة إلى استخدام و عاء ضغط كبير و سميك يجعل هذه المراجل مناسبة خاصة في التطبيقات التي تتطلب بخارًا جافًا بضغط عالٍ و طاقة عالية، بما في ذلك توليد الطاقة بواسطة توربينات البخار.
نظرًا لخصائصها الرائعة في العمل، يُفضل استخدام مراجل أنابيب المياه بشكل كبير في المجالات الرئيسية التالية:

• مجموعة متنوعة من تطبيقات العمليات في الصناعات
• أقسام المعالجة الكيميائية
• مصانع تصنيع اللب و الورق
• وحدات التكرير
• محطات توليد الطاقة

و بالإضافة إلى ذلك، تُستخدم بشكل متكرر في محطات توليد الطاقة حيث تُطلب كميات كبيرة من البخار (تصل إلى 500 كيلوغرام/ثانية) بضغط عالٍ يبلغ حوالي 16 ميجاباسكال (160 بار)، و درجات حرارة عالية تصل إلى حوالي 550 درجة مئوية.
يمكن تعريف المرجل ذو الأنابيب المائية على أنه مرجل بخار حيث يتدفق الماء في الأنابيب، بالإضافة إلى الغازات الساخنة التي تحيط بالأنابيب. على عكس مراجل الأنابيب اللهبية، يحقق هذا المرجل ضغوطًا عالية و إمكانيات بخار عالية. يحدث ذلك بفعل الضغط المحوري المكثف على الأنابيب، المعروف أيضًا باسم الإجهاد الحلقي.
يوفر موقد Raadman WT أداءً عالي الكفاءة في المراجل التي تعمل بالغاز، مع انبعاثات منخفضة من أكاسيد النيتروجين تصل إلى 20 جزء في المليون عند نسبة أوكسجين 3 بالمئة. باستخدام تقنيات تدريج متقدمة للوقود و الهواء، يتمتع موقد Raadman WT، سواء أثناء التشغيل مع أو بدون إعادة تدوير غازات المداخن (FGR)، بالمزايا التالية:

• يقلل من انبعاثات أكاسيد النيتروجين و أول أكسيد الكربون
• أداء احتراق قوي و موثوق
• نسبة تقليل عالية لتحقيق أقصى مرونة في التشغيل
• لهب موثوق مع نطاق واسع لتشغيل الهواء الزائد
• القدرة على التشغيل المتزامن باستخدام الغاز و الزيت
• السعة القصوى تصل إلى 40 ميجاوات
• تقنية تدريج متقدمة للهواء و الوقود مع إعادة تدوير غازات المداخن (FGR) لتحقيق أداء منخفض في انبعاثات أكاسيد النيتروجين بتكلفة فعّالة
•تصميم متطور لمسدس الزيت (lance) مع استخدام منخفض للبخار
•انبعاثات منخفضة لغاز أول أكسيد الكربون (CO)، الجسيمات، و عدم الشفافية
•تقليل فترات التوقف، و الصيانة، و تكاليف الوقود و التشغيل
• احتراق مستقر للغاية باستخدام دوامة قابلة للتعديل و رأس الموقد

التقسيمات الفرعية الرئيسية:
• سجل الهواء: تدفق هوائي محوري خالٍ من التشويش، الشكل المحسن يقلل من فقدان الضغط عبر الموقد و يزيد من السرعة
•الدوامة: تنتج لهبًا مستقرًا و تمكّن من خلط شامل
•الحلق: متطابق بدقة مع تصميم سجل الهواء و الدوامة لتوفير لهب مستقر ديناميكيًا
• موقد الغاز: توجيه فريد للحاقن يوفر ترتيبًا للوقود داخل حقل اللهب، مما يقلل من تكوين أكاسيد النيتروجين الحرارية
•موقد الوقود: تصاميم متقدمة لطرف مسدس الزيت تحقق هندسة دقيقة للهب بتحكم دقيق
• صندوق الهواء
• خطوط الوقود

الهواء الأساسي – الثانوي و السجلات الهوائية

أساس التصميم هو تطوير هيكل لهب متدرج بأقسام معينة من اللهب تعمل بتركيز الوقود في بعضها و تعمل أقسام أخرى بتركيز الهواء. يوفر تصميم الموقد التدرج الداخلي للهب لتحقيق تقليل في انبعاثات أكاسيد النيتروجين (NOx) مع الحفاظ على لهب مستقر. يؤدي تدريج الهواء إلى منطقة الاحتراق إلى إبطاء عملية الاحتراق و فصل اللهب إلى مناطق مختلفة، حيث تكون بعض هذه المناطق غنية بالوقود و البعض الآخر قليل الوقود.

تحترق المناطق الغنية بالوقود و المناطق قليلة الوقود على حد سواء عند درجات حرارة ذروية أقل من خليط الوقود و الهواء الموحد، مما يؤدي إلى تكوين أقل لأكاسيد النيتروجين الحرارية (NOx). ثم تتحد نواتج الاحتراق من هاتين المنطقتين لاستكمال عملية الاحتراق، و النتيجة هي أكسدة الوقود بالكامل. من خلال خلق منطقة غنية بالوقود في الجزء الأمامي من اللهب، يمكن أيضًا تقليل تحويل النيتروجين المرتبط بالوقود إلى أكاسيد النيتروجين و بالتالي خفض تكوين أكاسيد النيتروجين الناتجة عن الوقود.

تم تجهيز مواقد أنابيب المياه من نوع Raadman باثنين من سجلات الهواء المناسبة لأي نوع من الوقود السائل و/أو الغازي مع إمكانية حرق وقود واحد أو أكثر في نفس الوقت. يتم تقسيم هواء الاحتراق إلى تدفقين “أولي” و “ثانوي”، مما يؤدي إلى احتراق متدرج. يسمح هذا الحل بتخفيض عام في درجة حرارة الاحتراق و بالتالي يقلل من توليد أكاسيد النيتروجين الحرارية.
تُزود هذه المواقد بسلسلة من رماح الغاز المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ والتي يمكن تعديلها أثناء التشغيل. تقوم هذه الرماح بحقن الجزء الأكبر من غاز الوقود، بينما يتم حقن كمية صغيرة من خلال مسدس غاز مركزي لضمان ثبات اللهب.

عندما يُطلب تطبيق مختلط للغاز/الوقود، يحل مرذاذ السائل محل مسدس الغاز المركزي.

يتم توليد و ضمان دوران الهواء بواسطة ريش تشكل كل سجل هواء. تُعد وضعية هذه الريش خلال مراحل التشغيل الأولى أمرًا هامًا للتحكم في شدة اللهب و شكله، و التي تختلف من حجرة احتراق إلى أخرى أو من وقود إلى آخر. يمكن التحكم في ريش سجلات الهواء يدويًا أو بواسطة محرك أو هوائيًا، حسب نوع المنطقة الخطرة لضبط كمية هواء الاحتراق.

يتم توزيع الوقود الغازي من خلال غرفة خارجية و سلسلة من رماح الغاز، كل واحدة منها مزودة بفوهة “متعددة النفاثات” ذات وجه منحرف و التي يمكن تعديلها و تدويرها لتحسين توزيع الغاز دون إيقاف تشغيل الموقد.

تم تصميم مواقد Raadman WT لتلبية متطلبات انبعاثات أكاسيد النيتروجين المنخفضة مع توفير كفاءة احتراق عالية و تعدد الاستخدامات. تشمل التطبيقات النموذجية لهذا النوع من المواقد مراجل السحب القسري أو المتوازن و سخانات المعالجة.

شكل و أبعاد اللهب

تختلف أشكال اللهب في المواقد حسب استخداماتها. في حين أن مراجل أنابيب النار تتطلب لهبًا طويلًا بقطر صغير، فإن مراجل أنابيب الماء غالبًا ما تتطلب لهبًا قصيرًا و لكن بمواقد ذات قطر كبير. بشكل عام، يكون طول اللهب في مواقد أنابيب الماء من 2 إلى 2.5 مرة من قطر اللهب. تحتوي مواقد رادمن ذات الأنابيب المائية (Raadman WT) على لهب على شكل كرة مع دوامة أساسية (عدد الدوامة أكبر من 0.6). يتمتع اللهب بتدفق عكسي ساخن إلى المركز وتدفق أمامي بارد على الجوانب. يحدث امتزاج مكثف و تكون سرعة النفث الثانوي أكبر من سرعة النفث الأساسي. يتم استخدام اللهب في غرف الاحتراق التي تكون على شكل مكعب تقريبًا.

أبعاد اللهب المقدرة