كيف تعمل الشبكة الدوّارة؟ منطق الاحتراق الفعّال للوقود الصلب والكتلة الحيوية

يمكن التحكم في احتراق الغاز الطبيعي أو الوقود السائل بسهولة نسبية؛ وذلك من خلال قيام الحارق بخلط الوقود والهواء بنسب متوازنة. أما في حالة الوقود الصلب، فالأمر يختلف: فالوقود مادة متفتتة ورطبة وتحتوي على رماد؛ ويستغرق احتراقه وقتًا ويمر بعدة مراحل. والنظام الذي لا يستطيع التحكم في هذه المراحل إما لا يحرق الوقود بالكامل أو يعمل بكمية هواء زائدة عن الحاجة، مما يؤدي إلى إرسال الحرارة إلى المدخنة.

الشبكة الدوارة هي نظام احتراق يجعل احتراق الوقود الصلب مستمرًا وتلقائيًا وخاضعًا للتحكم. في هذا المقال، نوضح كيف تعمل الشبكة الدوارة ولماذا تعتبر فعالة.

من الشبكة الثابتة إلى الشبكة المتحركة

في حجرات الاحتراق التقليدية ذات الشبكات الثابتة، يُلقى الوقود يدويًّا أو على فترات متقطعة؛ كما يُزال الرماد على فترات زمنية محددة. في هذه الطريقة، يتغير سمك طبقة الوقود باستمرار، ويصبح توزيع الهواء غير منتظم، وتبقى جودة الاحتراق مرتبطة إلى حد كبير بتدخل المشغل في تلك اللحظة. ونتيجة لذلك، يبقى وقود غير محترق في الرماد، ويزداد الهواء الزائد في غازات المدخنة، وتنخفض الكفاءة.

أما في حجرة الاحتراق ذات الشبكة الدوّارة، فيتحرك سطح الشبكة ببطء لينقل الوقود من أحد طرفي حجرة الاحتراق إلى الطرف الآخر. يتم تغذية الشبكة بالوقود بشكل مستمر ومنتظم؛ ومع تقدم عملية الاحتراق، يتم طرد الرماد من طرف الشبكة. وبذلك يصبح الاحتراق عملية متواصلة ومتوازنة.

مراحل الاحتراق على الشبكة

يمر الوقود، أثناء تقدمه على الشبكة، بالمراحل التالية بالترتيب:

1. التجفيف: تتبخر الرطوبة الموجودة داخل الوقود بفعل حرارة حجرة الاحتراق.
2. انبعاث المواد المتطايرة والاشتعال: تنبعث غازات قابلة للاشتعال من الوقود المسخن وتشتعل.
3. احتراق الكربون الثابت: يحترق الجزء الصلب من الوقود الذي انبعثت منه الغازات على الشبكة في شكل جمر.
4. إخراج الرماد والخبث: يبرد الجزء الذي اكتمل احتراقه في نهاية الشبكة ويُخرج على شكل رماد.

يتم ضبط سرعة الشبكة بحيث تكون كافية لإكمال الوقود لهذه المراحل. إذا كانت السرعة عالية جدًا، يتم التخلص من الوقود قبل أن يحترق بالكامل؛ وإذا كانت منخفضة جدًا، يتراكم الوقود على الشبكة ويتعطل الاحتراق.

مفتاح الكفاءة: إدارة الهواء

يتم توفير هواء الاحتراق للوقود الصلب بطريقتين:

• الهواء الأولي: يُزوَّد من أسفل الشبكة ويمر عبر طبقة الوقود ليحرق الكربون المتوهج. ويضمن تقسيم الجزء السفلي من الشبكة إلى مناطق تزويد كل منطقة بالهواء الذي تحتاجه.
• الهواء الثانوي: يتم تزويده من أعلى الشبكة ويضمن الاحتراق الكامل للغازات القابلة للاشتعال المنبعثة من الوقود داخل حجرة الاحتراق.

إذا تم تزويد الهواء بكمية قليلة، فلن يكتمل الاحتراق، مما يؤدي إلى تكوين الدخان وأول أكسيد الكربون. وإذا تم تزويده بكمية زائدة، فإن الهواء البارد الذي يدخل حجرة الاحتراق يسخن ويتم طرده عبر المدخنة، مما يؤدي إلى انخفاض الكفاءة. يتم إجراء الضبط الصحيح من خلال مراقبة قيمة الأكسجين في غازات المدخنة. وقد أوضحنا في مقالتنا المخصصة للمشغلين المؤهلين تأثير هذه الضبطات على تكلفة التشغيل بالأرقام.

ما هي أنواع الوقود التي يمكن للشبكة الدوارة حرقها؟

يمكن أن تعمل أنظمة الشبكات الدوارة بأنواع مختلفة من الوقود الصلب:

• الفحم: أنواع الفحم ذات الجودة المختلفة مثل الليغنيت والفحم المستورد.
• الكتلة الحيوية: المنتجات الثانوية الزراعية والصناعية مثل تفل الزيتون ونواة الزيتون، وقشور البندق، ورقائق الخشب، والكريات.

هذه المرونة مهمة بشكل خاص للمصانع التي تنتج نواتج ثانوية يمكن استخدامها كوقود من إنتاجها الخاص. على سبيل المثال، يمكن لمنشأة في قطاع زيت الزيتون تحويل تفل الزيتون ونواة الزيتون إلى طاقة عن طريق حرقها في مرجل الشبكة الدوارة. مشروع «Verde Yağ» الخاص بنا هو مثال على ذلك.

ومع ذلك، تختلف كل نوع من أنواع الوقود من حيث الرطوبة ونسبة الرماد والقيمة الحرارية وسلوك ذوبان الرماد. لذا يجب ضبط سرعة الشبكة وتوزيع الهواء وتغذية الوقود وفقًا لهذه الخصائص. إن استشارة الشركة المصنعة للغلاية قبل تغيير نوع الوقود يمنع فقدان الكفاءة ومشاكل الشبكة.

التغذية التلقائية وإخراج الرماد

في الأنظمة ذات الشبكات الدوارة، يتم تغذية الوقود تلقائيًا إلى الشبكة عبر خزان ومغذي؛ كما يتم إخراج الرماد باستمرار من نهاية الشبكة. وبذلك:

• تزول الأعمال الشاقة مثل إضافة الوقود يدويًا وإزالة الرماد،
• يصبح ضغط البخار أكثر استقرارًا نظرًا لاستمرار الاحتراق دون انقطاع،
• يتم منع دخول الهواء البارد وفقدان الحرارة الناتجين عن الفتح المتكرر لباب حجرة الاحتراق.

نظام الشبكة الدوارة الحاصل على براءة اختراع من Çiftel

نظام حرق الوقود الصلب المزود بشبكة دوارة من Çiftel Kazan حاصل على براءة اختراع (TR 2010 01291 B). نطبق نظامنا في كل من غلايات البخار ذات الأنابيب المائية من نوع المجمّعات وكذلك في حلول حجرة الاحتراق الأمامية المستخدمة لتكييف الغلايات الحالية مع الوقود الصلب. لمزيد من التفاصيل، يمكنكم الاطلاع على صفحة «نظام حرق الوقود الصلب بشبكة دوارة».

دعونا نقيّم غرفة المرجل الخاصة بكم معًا

نحن في Çiftel Kazan ننتج منذ عام 1986 في منشأتنا في Kemalpaşa، İzmir غلايات البخار والزيت الحراري والماء الساخن. يرجى التواصل معنا أو الاتصال بنا على أرقام +90 232 479 11 21 / +90 544 479 11 21 لتقييم الوضع الحالي لغرفة المرجل الخاصة بكم معًا، ومناقشة ما يمكن القيام به من حيث الكفاءة والتكلفة.