الغلاية من النوع D أم الغلاية من نوع المجمّعات؟ الفرق الحقيقي بين نوعين من الغلايات ذات الأنابيب المائية

أكثر سؤال يُطرح عند الاستثمار في غلاية بخار عالية السعة هو: غلاية من النوع D أم غلاية من نوع المجمّعات؟ كلتاهما غلاية ذات أنابيب مائية؛ ففي كلتيهما يسري الماء داخل الأنابيب، بينما يسخّن اللهب والغازات الساخنة الأنابيب من الخارج، وكلتاهما مناسبة للضغوط والسعات العالية. غير أن هاتين الغلايتين المتشابهتين جدًا على الورق تؤديان إلى نتائج مختلفة تمامًا على امتداد 15–20 عامًا من تشغيل المنشأة. وما يصنع الفرق هو طريقة توصيل الأنابيب بالغلاية، وما يحدث عندما يتعطل أحد الأنابيب.

نحن في Çiftel Kazan نصنّع منذ عام 1986 في منشأتنا في Kemalpaşa بمدينة İzmir كلًّا من الغلايات من النوع D والغلايات ذات الأنابيب المائية من نوع المجمّعات الحاصلة على براءة اختراع. ونقارن في هذا المقال بين التصميمين من حيث البنية والصيانة واستبدال الأنابيب والوقود والتكلفة على مدى العمر.

ما الفرق الأساسي بين الغلاية من النوع D والغلاية من نوع المجمّعات؟

يكمن الفرق الأساسي في طريقة توصيل الأنابيب. ففي الغلاية من النوع D تُوصَل أنابيب منحنية بين أسطوانة البخار العلوية وأسطوانة الماء السفلية، وتتكوّن جدران حجرة الاحتراق من أنابيب غشائية ملحومة بعضها ببعض. لذلك لا يمكن استبدال الأنبوب التالف في موضعه، بل يمكن سدّه فقط. أما في الغلاية من نوع المجمّعات فتُوصَل أنابيب مستقيمة بين صندوقَي مجمّع بطريقة التوسيع، وبفتح غطاء الصيانة المقابل لكل أنبوب، يُفكّ كل أنبوب ويُجدَّد على حدة.

هذا الفرق الوحيد يحدّد بشكل مباشر مدة الصيانة وتكلفة التوقف وكفاءة الغلاية على مر السنين وعمرها الإجمالي. لنتعرّف أولًا على التصميمين باختصار.

كيف تعمل الغلاية ذات الأنابيب المائية من النوع D؟

تستمد الغلاية من النوع D اسمها من ترتيب الأنابيب المحيطة بحجرة الاحتراق، إذ يشبه مقطعها العرضي الحرف «D». وتوجد أسطوانة البخار في الأعلى وأسطوانة الماء في الأسفل. وتتيح حزمة أنابيب الحمل الحراري الواقعة بينهما، مع حجرة الاحتراق ذات الجدران الغشائية، استيعاب سطح تسخين كبير ضمن هيكل مدمج. وتنتقل حرارة اللهب الخارج من الحارق أولًا إلى الجدران الغشائية بالإشعاع، ثم إلى حزمة الأنابيب بالحمل الحراري. ويرتفع خليط الماء والبخار إلى أسطوانة البخار بالدوران الطبيعي.

تُشغَّل الغلايات من النوع D في الغالب بحوارق تعمل بالغاز الطبيعي والوقود السائل. وهي تقدّم حلًا مدمجًا بسعة عالية، وتدخل الخدمة بسرعة وتستجيب سريعًا لتغيرات الحمل. وقد شرحنا تفاصيل التصميم في دليلنا للغلاية من النوع D.

كيف تعمل الغلاية ذات الأنابيب المائية من نوع المجمّعات؟

«المجمّع» (Header) هو صندوق التجميع الذي تتصل به الأنابيب. وفي الغلاية من نوع المجمّعات تُصفّ الأنابيب في صفوف بين الألواح المتوازية لصندوقَي المجمّع الأمامي والخلفي. وتُثبَّت أطراف الأنابيب في لوح المجمّع بإحكام يمنع التسرّب عن طريق توسيعها بالمندريل. ويوجد على سطح المجمّع غطاء صيانة مقابل لكل أنبوب تمامًا.

تتيح ألواح التوجيه مزدوجة الجدار بزاوية 45 درجة أن يقطع اللهب أربعة مسارات داخل الغلاية. وتُركَّب الأنابيب بزاوية 6 درجات بالنسبة إلى الأرض، ما يساعد البخار على التدفق من الأسفل إلى الأعلى والتجمّع في الأسطوانة. وتُعزل جدران خلية الاحتراق بالطوب الحراري والصوف الصخري. ويقوم نظام الاحتراق بالشبكة الدوّارة الموجود أسفل الغلاية بتغذية الفحم والكتلة الحيوية آليًا وتصريف الرماد آليًا. وللاطلاع على التفاصيل يمكنكم زيارة صفحة غلاية البخار ذات الأنابيب المائية من نوع المجمّعات بشبكة دوّارة.

الفرق الحقيقي: ماذا يحدث عندما يتعطل أحد الأنابيب؟

تبلى الأنابيب بمرور الوقت في كل غلاية ذات أنابيب مائية. فقد تؤدي الترسبات الكلسية أو التآكل أو الأكسجين أو الصدمات الحرارية المفاجئة أو السخونة الموضعية المفرطة إلى ثقب أحد الأنابيب. والمعالجة الجيدة للمياه تقلّل هذا الخطر لكنها لا تلغيه. والسؤال الحقيقي هو: كيف سيُعالَج هذا العطل الذي ستواجهه الغلاية خلال عمرها؟

في الغلاية من النوع D: لا استبدال للأنبوب في موضعه، بل سدّه فقط

الأنابيب في الغلاية من النوع D منحنية، وفي جدران حجرة الاحتراق تشكّل الأنابيب الملحومة جنبًا إلى جنب ألواحًا غشائية. لذلك لا يكون من الممكن عمليًا في الموقع فكّ أنبوب واحد وتركيب أنبوب جديد مكانه. والحل المتّبع عمليًا هو إغلاق طرفي الأنبوب التالف بسدادات من داخل الأسطوانتين، ويُسمّى ذلك سدّ الأنبوب.

وسدّ الأنبوب ليس عملًا قصيرًا هو الآخر:

• تُوقَف الغلاية تمامًا، وتُبرَّد وتُفرَّغ.
• تُفتح فتحات الدخول في الأسطوانتين ويُهوّى الحيّز الداخلي، وتُتّخذ تدابير السلامة اللازمة للعمل في الأماكن المغلقة.
• يدخل الفريق إلى الأسطوانة، ويحدّد طرفي الأنبوب التالف ويسدّهما، ويُصلَح الضرر في الجدار الغشائي باللحام بشكل منفصل.
• تُملأ الغلاية من جديد، ويُجرى فحص الإحكام والضغط، ثم تُعاد إلى الخدمة تدريجيًا.

وتستغرق هذه العملية في أغلب الأحيان أيامًا. والأهم من ذلك أن كل أنبوب يُسدّ يُقتطع نهائيًا من سطح التسخين في الغلاية. وبعد سدّ عدة أنابيب تنخفض السعة والكفاءة، وقد يختل توازن الدوران. وفي النهاية تصبح عملية تجديد شاملة ومكلفة للأنابيب أمرًا لا مفرّ منه.

في الغلاية من نوع المجمّعات: يُفكّ الأنبوب من الغطاء ويُركَّب أنبوب جديد

أما في الغلاية من نوع المجمّعات فيُعالَج العطل نفسه بطريقة أبسط بكثير. يُفتح غطاء المجمّع المقابل للأنبوب التالف ويُفكّ الأنبوب القديم، ثم يُدخَل الأنبوب الجديد في مكانه وتُثبَّت أطرافه في لوح المجمّع بإحكام يمنع التسرّب عن طريق توسيعها بالمندريل. ويُغلق الغطاء ويُجرى اختبار الضغط وتُعاد الغلاية إلى الخدمة، دون المساس بهيكل الغلاية أو عزلها أو بقية الأنابيب.

وعندما يتعيّن استمرار الإنتاج على وجه السرعة، يمكن هنا أيضًا سدّ الأنبوب التالف خلال وقت قصير عبر أغطية المجمّع. لكن السدّ في هذه الحالة إجراء مؤقت؛ إذ يُجدَّد الأنبوب في أول توقف مناسب، فتستعيد الغلاية سطح التسخين الذي كانت عليه في يومها الأول. أي أن الغلاية من نوع المجمّعات أصلٌ قابل للتجديد، لا أصلٌ يستنفد عمره. وقد جمعنا المزايا الأخرى لهذا التصميم في مقالنا 7 مزايا للغلاية من نوع المجمّعات.

جدول المقارنة بين الغلاية من النوع D والغلاية من نوع المجمّعات

أيّهما أفضل من حيث الكفاءة؟

تعمل كلتا الغلايتين بكفاءة عالية وهما جديدتان إذا صُمّمتا تصميمًا صحيحًا. ويظهر الفرق في القدرة على الحفاظ على الكفاءة على مر السنين. فهناك عاملان رئيسيان يخفّضان كفاءة الغلاية: الترسبات الكلسية والسخام المتراكمان في الأنابيب، وسطح التسخين المفقود.

• قابلية التنظيف: يمكن تنظيف الأنابيب المستقيمة في الغلاية من نوع المجمّعات ميكانيكيًا عبر الأغطية وفحصها بالعين. أما في الأنابيب المنحنية للنوع D فغالبًا ما يتعذّر ذلك، فيُلجأ إلى التنظيف الكيميائي.
• فقدان السطح: في النوع D يقلّل كل أنبوب يُسدّ سطحَ التسخين، فترتفع درجة حرارة غازات المداخن وتنخفض الكفاءة. أما في الغلاية من نوع المجمّعات فيُجدَّد الأنبوب ويُحافَظ على السطح.
• مسار اللهب: يضمن دوران اللهب رباعي المسارات وعزل الطوب الحراري في الغلاية من نوع المجمّعات بقاء الحرارة داخل الغلاية.

ولمعرفة الكفاءة الحالية لغلايتكم، يمكنكم استخدام أداة حساب كفاءة الغلاية لدينا.

كيف يؤثر اختيار الوقود في القرار؟

يُعدّ الوقود من أكثر العوامل حسمًا في هذه المقارنة. فالغلايات من النوع D مصمّمة لتطبيقات الغاز الطبيعي والوقود السائل التي تعمل بالحارق، أما غلاياتنا من نوع المجمّعات فقد طُوّرت مع الشبكة الدوّارة من أجل حرق الوقود الصلب كالفحم والكتلة الحيوية آليًا وبكفاءة.

الوقود هو البند الأكبر في تكلفة غلاية البخار على مدى عمرها. وقد يكون الوقود الصلب والكتلة الحيوية في كثير من المناطق أكثر اقتصادًا من الغاز الطبيعي من حيث تكلفة وحدة الطاقة. ويمكنكم رؤية الفرق في منشأتكم بأرقامكم الخاصة باستخدام أداة مقارنة تكاليف الوقود. وقد شرحنا مبدأ الاحتراق في الشبكة الدوّارة في مقالنا كيف تعمل الشبكة الدوّارة.

أيّهما يناسب أيّ منشأة؟

الحالات التي ينبغي فيها اختيار الغلاية من نوع المجمّعات

• إذا كنتم ترغبون في استخدام الوقود الصلب أو الكتلة الحيوية مثل الفحم أو قشر البندق أو الكريات (Pellet) أو تفل الزيتون.
• إذا كان إنتاجكم متواصلًا ويكلّفكم التوقف فيه ثمنًا باهظًا (الألبان، الأغذية، الزيوت النباتية، النسيج، الأدوية، الدواجن).
• إذا كنتم تهدفون إلى استخدام الغلاية 20 عامًا أو أكثر والحفاظ على كفاءتها من خلال تجديد الأنابيب.
• إذا كان سحبكم للبخار متغيرًا وكان تشغيلكم متقطعًا.

الحالات التي تتميّز فيها الغلاية من النوع D

• إذا كان وقودكم الغاز الطبيعي أو الوقود السائل فقط، وكنتم بحاجة إلى استيعاب سعة عالية جدًا في مساحة مدمجة.
• إذا لم تتوفر في غرفة الغلايات مساحة لمستودع الوقود الصلب ولتصريف الرماد.

وبالنسبة إلى المنشآت التي ستعمل بالغاز الطبيعي بسعة متوسطة، تُعدّ الغلاية الاسكتلندية العاملة بالغاز الطبيعي خيارًا قويًا أيضًا. ويمكنكم الاطلاع على جميع خيارات الغلايات ذات الأنابيب المائية مجتمعةً في دليلنا للغلايات ذات الأنابيب المائية.

من الميدان: بصفتنا مصنّعًا ينتج التصميمين كليهما

صُنعت إحدى غلاياتنا من النوع D لصالح جامعة في العراق، أما غلاياتنا من نوع المجمّعات فتعمل في جميع أنحاء تركيا:

• Akova Süt: 25 طن/ساعة و25 بار.
• Özmiroğlu Yağ: 20 طن/ساعة و12 بار.
• ومنشآت كثيرة مثل Yonca Gıda و Verde Yağ و Doğuş Süt.

وخبرتنا الميدانية واضحة: في المنشآت التي تستخدم الوقود الصلب وتعمل بإنتاج متواصل، لا تقلّ سهولة صيانة الأنابيب أهميةً عن السعة عند اختيار الغلاية.

إن الغلاية ذات الأنابيب المائية من نوع المجمّعات ونظام الاحتراق بالشبكة الدوّارة تصميمان حاصلان على براءات اختراع طوّرتهما Çiftel Kazan بنفسها، ولدينا إجمالًا 4 براءات اختراع مسجّلة. ويمكنكم الاطلاع على جميع مشاريعنا في صفحة مشاريعنا المرجعية.

قبل اتخاذ القرار: السعة وجودة المياه

أيًّا كانت الغلاية التي تختارونها، فهناك أمران يحدّدان عمرها: السعة الصحيحة والمعالجة الجيدة للمياه.

• السعة: الغلاية المختارة بسعة أكبر من اللازم تعمل بكفاءة منخفضة عند الأحمال المنخفضة، والغلاية المختارة بسعة أصغر من اللازم تعمل تحت إجهاد دائم. يمكنكم إجراء حساب أولي لاحتياجكم باستخدام أداة حساب سعة غلاية البخار، والاطلاع على دليلنا لاختيار السعة.
• جودة المياه: في الغلايات ذات الأنابيب المائية تكون الأنابيب الرفيعة حساسة للترسبات الكلسية وللتآكل بالأكسجين. وقد تناولنا هذا الموضوع في مقالنا عن معالجة مياه الغلايات. ويمكنكم أيضًا الرجوع إلى قائمة صيانة غلايات البخار لدينا من أجل الصيانة المنتظمة.

الخلاصة: غلايتان من العائلة نفسها، وعمران مختلفان

تنتمي الغلاية من النوع D والغلاية من نوع المجمّعات إلى تقنية الأنابيب المائية نفسها، لكنهما تفترقان عند مواجهة عطل في أحد الأنابيب:

• في النوع D لا يمكن استبدال الأنبوب في موضعه، بل يلزم إجراء سدّ يستغرق أيامًا، وتفقد الغلاية مع كل عملية سدّ جزءًا إضافيًا من سطحها.
• في الغلاية من نوع المجمّعات يُجدَّد كل أنبوب على حدة من غطائه وفي وقت قصير، فتعود الغلاية إلى أدائها في يومها الأول.

ولهذا يميل الاختيار في أغلب الأحيان إلى الغلاية من نوع المجمّعات لدى المنشآت التي تستهدف الوقود الصلب والإنتاج المتواصل والعمر الطويل.

دعونا نقيّم معًا التصميم المناسب لمنشأتكم في ضوء احتياجكم من البخار والضغط والوقود ومساحة التركيب. تواصلوا معنا أو اتصلوا بنا على الأرقام +90 232 479 11 21 / +90 544 479 11 21.