طلب تقديم معلومات عن معدات عملية الإخماد الجاف
Thread Content
أرجو شرح معدات عملية الإطفاء الجاف، شكرًا مسبقًا!
محتوى رين (رقم 113866): خصائص بعض تقنيات إطفاء الكوك بالطريقة الجافة، والوضع الحالي لتقنيات إطفاء الكوك بالطريقة الجافة في البلاد! الجزء الأول: مقدمة مختصرة عن خصائص بعض تقنيات إطفاء الكوك الجاف النموذجية! أولاً: خصائص تقنية إطفاء الكوك بالطريقة الجافة لدى شركة ISOA الألمانية
خصائص تقنية إطفاء الكوك بالطريقة الجافة، التي صممتها شركة TSOA الألمانية، هي كالتالي:
(1) يتم تصميم فرن إطفاء الكوك بالطريقة الجافة على شكل مربع ； (2) لا يوجد جهاز تنقية أولي بين فرن الإطفاء الجاف والغلاية ； (3) تستخدم مراوح التدوير نظام التحكم في السرعة عبر تغيير التردد ； (4) استخدام طريقة التحريك المتقسم لإخراج الفحم، وذلك لضمان توزيع درجة حرارة إخراج الفحم بشكل متساوٍ. يتميز فرن الإطفاء الجاف المربع الذي صممته شركة TSOA بأن قطره يقل إلى 25% من القطر الأصلي في الجزء الخاص بالتخزين المؤقت والجزء الخاص بالتبريد، كما أن الجزء الخاص بالتخزين المؤقت مدعوم بهيكل فولاذي، وهو ما يشكل فرقًا كبيرًا عن فرن الإطفاء الجاف الدائري. نظرًا لوجود فجوة بين قسم التخزين المسبق وقسم التبريد، يكون شكل الكوك في قسم التبريد على هيئة مخروط، مما يخلق مساحة كبيرة فارغة. وفي هذه المنطقة، ينخفض سرعة الغازات الدائرة، كما تستقر حبيبات الكوك الكبيرة داخل جهاز إطفاء الفرن. ووفقًا لشركة TSOA، فإن أكبر حجم لحبيبات الفحم التي يمكن أن تخرج مع الغازات الدائرية من فرن إطفاء الفحم هو 0.5 إلى 1 مم. وهذا أحد الأسباب الرئيسية التي دفعت شركة TSOA إلى تصميم جهاز تنقية الهواء بين فرن إطفاء الفحم والغلاية. يحتوي الجزء السفلي من فرن الإطفاء الجاف المربع على 12 خانة، ويوجد في كل خانة آلية لإخراج الكوك المبرد تعمل بالهيدروليك. كما يوجد داخل الفرن مقاييس حرارية لمراقبة درجة حرارة الكوك؛ فعندما تنخفض درجة الحرارة في أحد الخانات إلى القيمة المسموح بها لإخراج الكوك، تنفتح آلية الإخراج في تلك الخانة، وذلك لضمان توحيد درجة حرارة الكوك أثناء عملية الإخراج. قامت شركة TSOA بتركيب جدران تبريد في الجزء العلوي من قسم التبريد في فرن الإطفاء الجاف. في فرن الإطفاء الجاف، لا يتم تبريد الفحم الأحمر الساخن فقط بواسطة الغازات المستخدمة في عملية التبريد، بل يتم أيضًا امتصاص 30% من الحرارة بواسطة الماء الموجود داخل جدران التبريد. في الواقع، يمكن اعتبار جدران التبريد جزءًا من الغلاية نفسها. من مزايا استخدام الجدران العازلة للحرارة هو إمكانية تقليل كمية الغاز المستخدم في التبريد، بنسبة تصل إلى 20% تقريبًا، وبالتالي يقل استهلاك الطاقة الخاص بالمراوح المستخدمة في التبريد، مما يؤدي إلى خفض تكاليف التشغيل ； العيب هو زيادة حجم الصيانة المطلوبة، فإذا لم يتم التحكم بشكل جيد في الماء داخل أنابيب جدار التبريد، فقد يتسرب إلى فرن الإطفاء الجاف، مما يسبب ضررًا كبيرًا لجهاز إطفاء الكوك الجاف، بل وقد يؤدي إلى وقوع حوادث. بالطبع، يمكن أيضًا تصميم أفران الإطفاء الجافة التي تنتجها شركة TSOA بدون جدران تبريد. ثانيًا: خصائص تقنية إطفاء الكوك بالطريقة الجافة لدى شركة نيبون ستيل في اليابان
خصائص تقنية إطفاء الكوك بالطريقة الجافة التي طورتها شركة نيبون ستيل كالتالي:
(1) يتم تصميم فرن إطفاء الكوك بالطريقة الجافة على شكل دائري ； (2) الجهاز المُستخدم يحتوي على جرس لتحديد وقت إدخال المواد ； (3) استخدام صمامات ختم دوارة لإزالة الكوك بشكل مستمر ； (4) ثاني أكسيد الكربون في غازات دورة الاحتراق الكامل ； (5) مروحة التدوير بدون تعديل للسرعة ； (6) استخدام خزان الفحم الدوار لتجميع الفحم. يساعد جهاز التحميل المزود بجرس توزيع في توزيع الكوك الأحمر بشكل متساوٍ داخل فرن الإطفاء الجاف، كما يساعد في تبريد الكوك بشكل متساوٍ. بالإضافة إلى ذلك، يمكنه أيضًا تقليل كمية الهواء المستخدم في الدوران، وبالتالي تقليل استهلاك الطاقة لمروحة الدوران ； يستخدم جهاز إخراج الفحم صمامات ختم دوارة بدلاً من أجهزة الإخراج التقليدية المتقطعة، مما يسمح بتقليل ارتفاع نظام إخماد الفحم الجاف بحوالي 4 أمتار، وبالتالي تقليل تكاليف البناء. كما يمكن هذا النظام تحقيق عملية إخراج الفحم بشكل مستمر. يستخدم نظام إطفاء الكوك بالتبريد الذي صممته شركة نيبون ستيل طريقة الاحتراق الكامل لغازات الدورة التي تحتوي على H2 وCO، كما يمكن التخلص من الغازات الزائدة في الدورة مباشرة. ووفقًا لشركة نيبون ستيل، فإن معدل الخسارة الناتجة عن الاحتراق غير الكامل للكوك هو 6–7 كجم/طن، بينما يبلغ معدل الخسارة الناتجة عن الاحتراق الكامل 9.9 كجم/طن. لكن من الناحية النظرية، فإن الكوك الذي يتعرض للخسارة، يتكون من 20% منه من حبيبات بحجم 20 مم أو أكثر، بينما يتكون 80% منه من حبيبات بحجم أقل من 20 مم، وبالتالي فإن معظم الكوك المتضرر هو في الواقع كوك مسحوقي الشكل. أظهرت القياسات التي أجرتها شركة نيبون ستيل في أفران التكرير رقم 3 و4 في غوانغيان، أن 82.1% من حبيبات الكوك المتضررة كانت بحجم أقل من 25 مم ； عندما يشكل الكوك المحترق 1٪ من إجمالي كمية الكوك، فإن عمق التلف السطحي في الكوك ذو الحجم الكبير يكون 22 مم فقط. يوجد مسار بديل بين مدخل أنابيب الغاز المتداول إلى فرن الإطفاء الجاف ومخرج المدخنة الحلقية، ووظيفته الأساسية هي خفض درجة حرارة الغاز المتداول الذي يدخل الغلاية، لمنع حدوث آثار سلبية على الغلاية بسبب ارتفاع درجة حرارة الغاز، لكن هذا المسار البديل ليس مفتوحًا دائمًا. تعتقد شركة نيبون ستيل أن مروحة الدوران لا تحتاج إلى تعديل سرعتها، طالما أن وقت توقف تزويد الفحم لا يتجاوز الوقت المحدد في التصميم، وبالتالي يمكن عدم تعديل سرعة مروحة الدوران. لذلك، يتم التحكم في كمية الهواء الصادر عن المروحة باستخدام صمامات تحكم لإجراء تعديلات تقريبية فقط. تعتقد شركة نيبون ستيل أنه لا حاجة إلى وجود جدار حاجز في جهاز إزالة الغبار، ويرتبط ذلك بتصميم الشركة لعملية إخماد الكوك عن طريق الاحتراق الكامل ； علاوة على ذلك، تعتقد شركة نيبون ستيل أنه في حالة عدم وجود جدار حاجز في جهاز إزالة الغبار، فإن الجسيمات التي يزيد حجمها عن 1 مم يمكن أن تستقر بفضل قوة الجاذبية. أما بالنسبة للغلايات، فإن الجسيمات التي يزيد حجمها عن 1 مم هي التي يمكن أن تسبب لها آثارًا سلبية. في جهاز إزالة الغبار بدون جدار حاجز، يمكن أن يكون حجم خزان التخزين أصغر بكثير، مما يقلل من تكاليف البناء، كما يسهل صيانته أيضًا. لكن، معظم أجهزة التنقية من الغبار في عملية إطفاء الكوك بالطريقة الجافة، التي صممتها شركة نيبون ستيل، تحتوي على جدران حاجزة. ثالثًا: الخصائص التقنية لعملية إطفاء الفحم في أفران الكوك رقم 7 و8 في شركة ووغانغ
تستخدم أفران الكوك رقم 7 و8 في شركة ووغانغ تقنية شركة نيبون ستيل اليابانية في عملية إطفاء الفحم، لكن تم إجراء بعض التحسينات على هذه التقنية، مما يجعلها تمثل أحدث المستويات التقنية المتاحة حاليًا. وفيما يلي الخصائص التقنية لهذه الأفران:
(1) تم تصميم فرن إطفاء الفحم على شكل دائري ； (2) استخدام خزان دوراني دائري يساعد على توزيع الفحم بشكل متساوٍ ； (3) يحتوي الجهاز على برميل تغذية متطور على شكل “صليب”， مما يساعد على توزيع الفحم بشكل متساوٍ ويحمي غطاء تهوية فرن الإخماد الجاف ； (4) جهاز إخراج الفحم المستمر مع صمام ختم دوار، يساعد على إخراج الفحم بشكل متساوٍ ； (5) تستخدم مراوح التدوير نظام التحكم في التردد لضبط تدفق الغاز بدقة أكبر ； (6) يستخدم جهاز إزالة الغبار من الدرجة الثانية أجهزة تصفية على شكل دوامات متعددة الأنابيب، وهو ما يساعد على تحسين كفاءة إزالة الغبار من الغازات المتداولة ； (7) تم تصميم جهاز لتسخين المياه المستخدمة، وذلك لتبريد الغازات الدائرة قبل دخولها إلى فرن الإطفاء الجاف ； (8) احتراق كامل للهيدروجين وثاني أكسيد الكربون في الغازات المستخدمة في الدورة. يستغل الخزان الدوار الدائري بشكل كامل سعة الخزان، مما يساعد على توزيع الفحم بشكل متساوٍ داخله، وبالتالي يمكن تقليل وزن الخزان، وبذلك يقل استهلاك الطاقة اللازمة لآلات الرفع. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضًا إطالة عمر مواد الطلاء الداخلية للخزان. يساعد جهاز التحميل المزود بجرس توزيع متقدم على شكل “عشرة” في توزيع الفحم الأحمر بشكل متساوٍ داخل فرن الإطفاء الجاف، كما أن هذا الجهاز مع الخزانات الدوارة الدائرية يساعدان في تقليل كمية الهواء المستخدم في الدوران، وبالتالي تقليل استهلاك الطاقة لمروحة الهواء. جهاز إخراج الكوك المستمر مزود بصمام ختم دوار مانع للتسرب، يمكنه **تقليل تسرب الغازات في الدورة** ； وبناءً على مستوى المواد في القسم المخصص لتخزين الفحم في فرن الإطفاء الجاف، يمكن التحكم بدقة عالية في كمية الفحم المُخرجة باستخدام جهاز التغذية الاهتزازي، وبالتالي يمكن إخراج الفحم المبرد بكميات محددة وبشكل مستمر ； مع استخدام مراوح التدوير ذات التحكم في التردد، يمكن أيضًا تعديل تدفق الغاز بدقة أكبر. يساهم الإخراج المستمر والدقيق للكوك، مع تدفق الغازات بدقة، في تحقيق استقرار درجة حرارة مدخل الغلاية، وبالتالي استقرار عمل غلايات إطفاء الكوك بالطريقة الجافة. يمكن لجهاز التنقية ذو الجدار الواقي أن يزيل الجزيئات الخشنة من رماد الفحم الموجود في الغازات المتداولة، مما يضمن بقاء تركيز رماد الفحم في الغازات الداخلة إلى الغلاية ضمن نطاق 10–12 جرام/م³، كما أن قطر جزيئات رماد الفحم أقل من 1 مم، وهو ما يقلل من التآكل الذي يصيب أنابيب نقل الحرارة في الغلاية. في قاع جهاز إزالة الغبار، يوجد 4 أنابيب تبريد بالماء لتبريد المواد وإخراج رماد الكوك. يمر الغاز المتدوير الخارج من الغلاية عبر جهاز تنقية متطور على شكل دوامة متعددة الأنابيب، حيث يتم إزالة معظم الجزيئات الدقيقة من رماد الفحم، وبذلك يصبح تركيز رماد الفحم في الغاز أقل من 1 جرام/م³، مما يلغي الخطر الناتج عنه على مروحة التدوير. مقارنةً بأجهزة الترشيح الدوارة متعددة المراحل، فإن أجهزة الترشيح الدوارة متعددة الأنابيب توفر كفاءة أعلى في إزالة الغبار، كما أنها تشغل مساحة أصغر، وتستخدم كميات أقل من الأنابيب والهياكل الفولاذية، مما يساعد على خفض تكاليف البناء. يتكون مسخن المياه من الأعلى إلى الأسفل من الغلاف العلوي، والقسم العلوي، والقسم السفلي، والغلاف السفلي، حيث يُعد كل من القسم العلوي والقسم السفلي مبادل حراري من نوع الأنابيب والغلاف. يتم ضخ الغاز المتدوير بواسطة مروحة التدوير، ثم يدخل أفقيًا من الهيكل السفلي إلى جهاز تسخين المياه المغذية، حيث يتم تبادل الحرارة مع مبادلات الحرارة من النوع الأنبوبي في الجزء السفلي والجزء العلوي، ثم يخرج من الهيكل العلوي لجهاز تسخين المياه المغذية. لمُسخّن المياه وظيفتان: الأولى، خفض درجة حرارة الغازات المستخدمة في عملية التبريد إلى مستوى أقل، حيث يمكن خفض درجة الحرارة من حوالي 180 درجة مئوية عند مخرج مروحة التدوير إلى حوالي 130 درجة مئوية، وبذلك يتحسن تأثير تبريد الكوك، كما يقل تدفق الغازات المستخدمة في عملية التدوير ； ثانيًا، الاستفادة بشكل أكبر من حرارة الغازات المتدويرة، مما يقلل من كمية البخار المستخدم في جهاز إزالة الأكسجين. من مزايا استخدام طريقة احتراق H2 وCO في الغازات المستخدمة في الدورة الكاملة، أن الغازات الزائدة يمكن التخلص منها مباشرةً ； ثانيًا، يمكن زيادة درجة حرارة الغازات المستخدمة في تشغيل الغلاية، مما يؤدي إلى زيادة كمية البخار الناتج عن الغلاية ； ثالثًا، يقلل من تآكل الغازات المتدويرة للغلاية. الجزء الثاني: الوضع الحالي لتقنية إطفاء الكوك محليًا! منذ أوائل الثمانينيات من القرن العشرين، وبدءًا من مشروع باوغانغ الأول الذي استورد تقنية إطفاء الكوك جافًا من اليابان، هناك حاليًا 6 مصانع تعمل بتقنية إطفاء الكوك جافًا. كما أن هناك اختلافات معينة في طريقة استخدام هذه التقنية في كل مصنع. فيما يلي حالة تطبيق تقنية إطفاء الكوك جافًا في المصانع المختلفة:
1. مصنع باوغانغ: قام مصنع باوغانغ ببناء 12 وحدة لإطفاء الكوك جافًا بسعة 75 طن/ساعة، لخدمة أفران الكوك التي تحتوي على 12 فتحة بقطر 6 أمتار. ويمكن لهذه الوحدات معالجة 5.1 مليون طن من الكوك سنويًا، وقد تم بناؤها على ثلاث مراحل. تم تشغيل وحدة إطفاء الكوك الجاف بسعة 4×75 طن/ساعة في مرحلتها الأولى في مايو 1985، بينما تم تشغيل المرحلتين الثانية والثالثة على التوالي في يونيو 1991 وديسمبر 1997. تم استيراد جهاز إطفاء الكوك بالطريقة الجافة من اليابان كوحدة كاملة ； تم تصميم وبناء جهاز إطفاء الكوك في المرحلة الثانية بناءً على ما تم تحقيقه في المرحلة الأولى، وقد تم تصميمه بشكل أساسي في الصين نفسها. تبلغ نسبة المكونات المحلية في هذا الجهاز 80% من الوزن الإجمالي للمعدات، بينما يتم استيراد بعض المكونات الأساسية من اليابان ； في المرحلة الثالثة، باستثناء عدد قليل جدًا من المكونات الأساسية التي تم استيرادها من اليابان، فإن معظم المعدات أصبحت محلية الصنع، حيث بلغت نسبة المعدات المحلية الصنع أكثر من 90%. تستخدم شركة باوستيل طريقة إطفاء الكوك بالطريقة الجافة فقط، دون استخدام الطريقة الرطبة كخيار احتياطي، وتعتمد نظام إنتاج “ثلاث وحدات تشغيلية ووحدة احتياطية واحدة”. 2. نظام إطفاء الكوك بالتبريد في مصنع بودونغ للغاز
لدعم عملية إطفاء الكوك في أفران الكوك التي تنتج 560 ألف طن من الكوك سنويًا، قام مصنع بودونغ للغاز في عام 1984 باستيراد مجموعة كاملة من أجهزة إطفاء الكوك بالتبريد بسعة 2×70 طن/ساعة من الاتحاد السوفيتي. وقد تولى المعهد الوطني السوفيتي لتصميم أفران الكوك مسؤولية التصميم الأساسي لهذه الأجهزة، بينما شارك معهد أنشان لتصميم أفران الكوك ومعهد شنغهاي للبحوث الكيميائية في تصميم المكونات المساعدة لهذه الأجهزة. وقد تولى معهد أنشان لتصميم أفران الكوك مسؤولية التصميم الشامل لمشروع إطفاء الكوك بالتبريد. بدأ العمل في المشروع في ديسمبر 1991، وتم الانتهاء منه ووضعه في الخدمة في ديسمبر 1994. تم استيراد مجموعة معدات إطفاء الكوك بالطريقة الجافة بالكامل من روسيا، مع الاحتفاظ بطريقة إطفاء الكوك بالطريقة الرطبة كخيار احتياطي. ٣. نظام إطفاء الكوك بالطريقة الجافة في شركة جيغانغ: لدعم عملية إطفاء الكوك في الأفران التي تنتج ١.١ مليون طن من الكوك سنويًا، استوردت شركة جيغانغ في عام ١٩٩٤ جهازًا لإطفاء الكوك بالطريقة الجافة بسعة ٢×٧٠ طن/ساعة، وقد تم تصميم هذا الجهاز بالتعاون بين المعهد الوطني الروسي لتصميم عمليات تصنيع الكوك ومعهد التصميم التابع لشركة جيغانغ. تم اعتماد نهج يتضمن استيراد جزء من المعدات والتعاون في تصنيع جزء آخر، حيث بدأ العمل في المشروع عام 1996 وتم الانتهاء منه وبدء التشغيل في مارس 1999. بعد بدء الإنتاج، تبين أن موثوقية التقنية الروسية غير عالية، وأن وقت الوصول إلى الطاقة الإنتاجية الكاملة طويل. يشبه هذا الجهاز جهاز إطفاء الكوك بالطريقة الجافة في مصنع الغاز في بودونغ، حيث أن مستوى الأتمتة فيه ليس مرتفعًا، كما يتم الاحتفاظ بطريقة إطفاء الكوك بالطريقة الرطبة كخيار احتياطي. 4. نظام إطفاء الكوك بالهواء الجاف في شركة شوغانغ: يُعد هذا النظام، الذي تبلغ طاقته 1×65 طن/ساعة، جزءًا من المرحلة الأولى من مشروع شركة شوغانغ. وقد تم بناؤه بفضل برنامج المساعدات البيئية الذي تقدمه اليابان، حيث تم توريد المعدات الرئيسية من اليابان، بينما تم شراء المعدات الإضافية من قبل شركة شوغانغ نفسها. تم تصميم هذا الجهاز بالتعاون بين شركة نيبون ستيل ومعهد تصميم شوغانغ، وبدأ العمل في المشروع عام 1999، ودخل الخدمة في يناير 2001. أثبت جهاز إطفاء الكوك في شركة شوغانغ كفاءته في العمل بعد تشغيله، كما أن مستوى التحكم الآلي والفعالية في حماية البيئة فيه ممتازان. كما احتفظت شركة شوغانغ أيضًا بطريقة إطفاء الكوك بالطريقة الرطبة كخيار احتياطي. 5. إطفاء الكوك بالطريقة الجافة في شركة ووغانغ: فرنا الكوك رقم 7 ورقم 8 في شركة ووغانغ هما فرنان من نوع 2×55 فتحة، بطول 6 أمتار لكل فرن. وقدرة جهاز إطفاء الكوك بالطريقة الجافة في هذين الفرنين تبلغ 1×140 طن/11 ساعة. تم تصميم هذا الجهاز في الأساس في اليابان، بينما قام معهد أنشان لتكنولوجيا الكوك بتعديل تصميمه. يُعد هذا المشروع جزءًا من مشاريع الهيئة الوطنية للتنمية والإصلاح، وهو أكبر جهاز لإيقاف عملية الاحتراق في الصين من حيث القدرة على المعالجة. تم استيراد المعدات الأساسية لعملية إطفاء الكوك جافًا من اليابان، وقد تم تصميم وإشراف بعض هذه المعدات من قبل الجانب الياباني، بينما تم تصنيعها في المصانع المحلية. أما جزء التحكم الأوتوماتيكي في عملية إطفاء الكوك جافًا، فقد تم تصميمه من قبل شركة ووغانغ نفسها. بدأ تنفيذ المشروع في أكتوبر 2002، وتم الانتهاء منه وبدء تشغيله في ديسمبر 2003، وبحلول يونيو 2004، كان الجهاز قد بلغ طاقته الإنتاجية الكاملة. لا يزال استخدام طريقة إطفاء الكوك بالطريقة الرطبة كخيار احتياطي مستمرًا في أفران الكوك رقم 7 و8 في شركة ووغانغ. 6. نظام إطفاء الكوك بالطريقة الجافة في مصنع ماجانغ: فرنا الكوك رقم 5 ورقم 6 في المصنع هما فرنان من نوع 2×50 فتحة، بطول 6 أمتار لكل فرن. قدرة جهاز إطفاء الكوك بالطريقة الجافة المستخدم في هذين الفرنين هي 1×125 طن/ساعة. تم توريد هذا الجهاز من قبل معهد أنشان لتكنولوجيا الكوك، كما تم استيراد بعض المعدات الأساسية من اليابان وألمانيا والولايات المتحدة، بينما تم تصنيع المعدات الأخرى محليًا. يُعتبر هذا الجهاز أكثر الأجهزة المستخدمة في إطفاء الكوك بالطريقة الجافة في الصين من حيث نسبة المكونات المحلية. تم تشغيل هذا الجهاز في أبريل 2004، كما يتم الاحتفاظ بخيار استخدام طريقة إطفاء الكوك بالطريقة الرطبة كبديل. مع التحسين المستمر للوائح البيئية وزيادة وعي الجمهور بأهمية حماية البيئة، أصبح من الضروري تطوير تقنية إخماد الكوك جافًا، ويجب على مصانع الصلب التي تقوم ببناء أفران كوك بطول 4.3 متر أو أكثر أن تُنشئ أجهزة خاصة لإخماد الكوك جافًا مصاحبة لها.
خصائص تقنية إطفاء الكوك بالطريقة الجافة، التي صممتها شركة TSOA الألمانية، هي كالتالي:
(1) يتم تصميم فرن إطفاء الكوك بالطريقة الجافة على شكل مربع ； (2) لا يوجد جهاز تنقية أولي بين فرن الإطفاء الجاف والغلاية ； (3) تستخدم مراوح التدوير نظام التحكم في السرعة عبر تغيير التردد ； (4) استخدام طريقة التحريك المتقسم لإخراج الفحم، وذلك لضمان توزيع درجة حرارة إخراج الفحم بشكل متساوٍ. يتميز فرن الإطفاء الجاف المربع الذي صممته شركة TSOA بأن قطره يقل إلى 25% من القطر الأصلي في الجزء الخاص بالتخزين المؤقت والجزء الخاص بالتبريد، كما أن الجزء الخاص بالتخزين المؤقت مدعوم بهيكل فولاذي، وهو ما يشكل فرقًا كبيرًا عن فرن الإطفاء الجاف الدائري. نظرًا لوجود فجوة بين قسم التخزين المسبق وقسم التبريد، يكون شكل الكوك في قسم التبريد على هيئة مخروط، مما يخلق مساحة كبيرة فارغة. وفي هذه المنطقة، ينخفض سرعة الغازات الدائرة، كما تستقر حبيبات الكوك الكبيرة داخل جهاز إطفاء الفرن. ووفقًا لشركة TSOA، فإن أكبر حجم لحبيبات الفحم التي يمكن أن تخرج مع الغازات الدائرية من فرن إطفاء الفحم هو 0.5 إلى 1 مم. وهذا أحد الأسباب الرئيسية التي دفعت شركة TSOA إلى تصميم جهاز تنقية الهواء بين فرن إطفاء الفحم والغلاية. يحتوي الجزء السفلي من فرن الإطفاء الجاف المربع على 12 خانة، ويوجد في كل خانة آلية لإخراج الكوك المبرد تعمل بالهيدروليك. كما يوجد داخل الفرن مقاييس حرارية لمراقبة درجة حرارة الكوك؛ فعندما تنخفض درجة الحرارة في أحد الخانات إلى القيمة المسموح بها لإخراج الكوك، تنفتح آلية الإخراج في تلك الخانة، وذلك لضمان توحيد درجة حرارة الكوك أثناء عملية الإخراج. قامت شركة TSOA بتركيب جدران تبريد في الجزء العلوي من قسم التبريد في فرن الإطفاء الجاف. في فرن الإطفاء الجاف، لا يتم تبريد الفحم الأحمر الساخن فقط بواسطة الغازات المستخدمة في عملية التبريد، بل يتم أيضًا امتصاص 30% من الحرارة بواسطة الماء الموجود داخل جدران التبريد. في الواقع، يمكن اعتبار جدران التبريد جزءًا من الغلاية نفسها. من مزايا استخدام الجدران العازلة للحرارة هو إمكانية تقليل كمية الغاز المستخدم في التبريد، بنسبة تصل إلى 20% تقريبًا، وبالتالي يقل استهلاك الطاقة الخاص بالمراوح المستخدمة في التبريد، مما يؤدي إلى خفض تكاليف التشغيل ； العيب هو زيادة حجم الصيانة المطلوبة، فإذا لم يتم التحكم بشكل جيد في الماء داخل أنابيب جدار التبريد، فقد يتسرب إلى فرن الإطفاء الجاف، مما يسبب ضررًا كبيرًا لجهاز إطفاء الكوك الجاف، بل وقد يؤدي إلى وقوع حوادث. بالطبع، يمكن أيضًا تصميم أفران الإطفاء الجافة التي تنتجها شركة TSOA بدون جدران تبريد. ثانيًا: خصائص تقنية إطفاء الكوك بالطريقة الجافة لدى شركة نيبون ستيل في اليابان
خصائص تقنية إطفاء الكوك بالطريقة الجافة التي طورتها شركة نيبون ستيل كالتالي:
(1) يتم تصميم فرن إطفاء الكوك بالطريقة الجافة على شكل دائري ； (2) الجهاز المُستخدم يحتوي على جرس لتحديد وقت إدخال المواد ； (3) استخدام صمامات ختم دوارة لإزالة الكوك بشكل مستمر ； (4) ثاني أكسيد الكربون في غازات دورة الاحتراق الكامل ； (5) مروحة التدوير بدون تعديل للسرعة ； (6) استخدام خزان الفحم الدوار لتجميع الفحم. يساعد جهاز التحميل المزود بجرس توزيع في توزيع الكوك الأحمر بشكل متساوٍ داخل فرن الإطفاء الجاف، كما يساعد في تبريد الكوك بشكل متساوٍ. بالإضافة إلى ذلك، يمكنه أيضًا تقليل كمية الهواء المستخدم في الدوران، وبالتالي تقليل استهلاك الطاقة لمروحة الدوران ； يستخدم جهاز إخراج الفحم صمامات ختم دوارة بدلاً من أجهزة الإخراج التقليدية المتقطعة، مما يسمح بتقليل ارتفاع نظام إخماد الفحم الجاف بحوالي 4 أمتار، وبالتالي تقليل تكاليف البناء. كما يمكن هذا النظام تحقيق عملية إخراج الفحم بشكل مستمر. يستخدم نظام إطفاء الكوك بالتبريد الذي صممته شركة نيبون ستيل طريقة الاحتراق الكامل لغازات الدورة التي تحتوي على H2 وCO، كما يمكن التخلص من الغازات الزائدة في الدورة مباشرة. ووفقًا لشركة نيبون ستيل، فإن معدل الخسارة الناتجة عن الاحتراق غير الكامل للكوك هو 6–7 كجم/طن، بينما يبلغ معدل الخسارة الناتجة عن الاحتراق الكامل 9.9 كجم/طن. لكن من الناحية النظرية، فإن الكوك الذي يتعرض للخسارة، يتكون من 20% منه من حبيبات بحجم 20 مم أو أكثر، بينما يتكون 80% منه من حبيبات بحجم أقل من 20 مم، وبالتالي فإن معظم الكوك المتضرر هو في الواقع كوك مسحوقي الشكل. أظهرت القياسات التي أجرتها شركة نيبون ستيل في أفران التكرير رقم 3 و4 في غوانغيان، أن 82.1% من حبيبات الكوك المتضررة كانت بحجم أقل من 25 مم ； عندما يشكل الكوك المحترق 1٪ من إجمالي كمية الكوك، فإن عمق التلف السطحي في الكوك ذو الحجم الكبير يكون 22 مم فقط. يوجد مسار بديل بين مدخل أنابيب الغاز المتداول إلى فرن الإطفاء الجاف ومخرج المدخنة الحلقية، ووظيفته الأساسية هي خفض درجة حرارة الغاز المتداول الذي يدخل الغلاية، لمنع حدوث آثار سلبية على الغلاية بسبب ارتفاع درجة حرارة الغاز، لكن هذا المسار البديل ليس مفتوحًا دائمًا. تعتقد شركة نيبون ستيل أن مروحة الدوران لا تحتاج إلى تعديل سرعتها، طالما أن وقت توقف تزويد الفحم لا يتجاوز الوقت المحدد في التصميم، وبالتالي يمكن عدم تعديل سرعة مروحة الدوران. لذلك، يتم التحكم في كمية الهواء الصادر عن المروحة باستخدام صمامات تحكم لإجراء تعديلات تقريبية فقط. تعتقد شركة نيبون ستيل أنه لا حاجة إلى وجود جدار حاجز في جهاز إزالة الغبار، ويرتبط ذلك بتصميم الشركة لعملية إخماد الكوك عن طريق الاحتراق الكامل ； علاوة على ذلك، تعتقد شركة نيبون ستيل أنه في حالة عدم وجود جدار حاجز في جهاز إزالة الغبار، فإن الجسيمات التي يزيد حجمها عن 1 مم يمكن أن تستقر بفضل قوة الجاذبية. أما بالنسبة للغلايات، فإن الجسيمات التي يزيد حجمها عن 1 مم هي التي يمكن أن تسبب لها آثارًا سلبية. في جهاز إزالة الغبار بدون جدار حاجز، يمكن أن يكون حجم خزان التخزين أصغر بكثير، مما يقلل من تكاليف البناء، كما يسهل صيانته أيضًا. لكن، معظم أجهزة التنقية من الغبار في عملية إطفاء الكوك بالطريقة الجافة، التي صممتها شركة نيبون ستيل، تحتوي على جدران حاجزة. ثالثًا: الخصائص التقنية لعملية إطفاء الفحم في أفران الكوك رقم 7 و8 في شركة ووغانغ
تستخدم أفران الكوك رقم 7 و8 في شركة ووغانغ تقنية شركة نيبون ستيل اليابانية في عملية إطفاء الفحم، لكن تم إجراء بعض التحسينات على هذه التقنية، مما يجعلها تمثل أحدث المستويات التقنية المتاحة حاليًا. وفيما يلي الخصائص التقنية لهذه الأفران:
(1) تم تصميم فرن إطفاء الفحم على شكل دائري ； (2) استخدام خزان دوراني دائري يساعد على توزيع الفحم بشكل متساوٍ ； (3) يحتوي الجهاز على برميل تغذية متطور على شكل “صليب”， مما يساعد على توزيع الفحم بشكل متساوٍ ويحمي غطاء تهوية فرن الإخماد الجاف ； (4) جهاز إخراج الفحم المستمر مع صمام ختم دوار، يساعد على إخراج الفحم بشكل متساوٍ ； (5) تستخدم مراوح التدوير نظام التحكم في التردد لضبط تدفق الغاز بدقة أكبر ； (6) يستخدم جهاز إزالة الغبار من الدرجة الثانية أجهزة تصفية على شكل دوامات متعددة الأنابيب، وهو ما يساعد على تحسين كفاءة إزالة الغبار من الغازات المتداولة ； (7) تم تصميم جهاز لتسخين المياه المستخدمة، وذلك لتبريد الغازات الدائرة قبل دخولها إلى فرن الإطفاء الجاف ； (8) احتراق كامل للهيدروجين وثاني أكسيد الكربون في الغازات المستخدمة في الدورة. يستغل الخزان الدوار الدائري بشكل كامل سعة الخزان، مما يساعد على توزيع الفحم بشكل متساوٍ داخله، وبالتالي يمكن تقليل وزن الخزان، وبذلك يقل استهلاك الطاقة اللازمة لآلات الرفع. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضًا إطالة عمر مواد الطلاء الداخلية للخزان. يساعد جهاز التحميل المزود بجرس توزيع متقدم على شكل “عشرة” في توزيع الفحم الأحمر بشكل متساوٍ داخل فرن الإطفاء الجاف، كما أن هذا الجهاز مع الخزانات الدوارة الدائرية يساعدان في تقليل كمية الهواء المستخدم في الدوران، وبالتالي تقليل استهلاك الطاقة لمروحة الهواء. جهاز إخراج الكوك المستمر مزود بصمام ختم دوار مانع للتسرب، يمكنه **تقليل تسرب الغازات في الدورة** ； وبناءً على مستوى المواد في القسم المخصص لتخزين الفحم في فرن الإطفاء الجاف، يمكن التحكم بدقة عالية في كمية الفحم المُخرجة باستخدام جهاز التغذية الاهتزازي، وبالتالي يمكن إخراج الفحم المبرد بكميات محددة وبشكل مستمر ； مع استخدام مراوح التدوير ذات التحكم في التردد، يمكن أيضًا تعديل تدفق الغاز بدقة أكبر. يساهم الإخراج المستمر والدقيق للكوك، مع تدفق الغازات بدقة، في تحقيق استقرار درجة حرارة مدخل الغلاية، وبالتالي استقرار عمل غلايات إطفاء الكوك بالطريقة الجافة. يمكن لجهاز التنقية ذو الجدار الواقي أن يزيل الجزيئات الخشنة من رماد الفحم الموجود في الغازات المتداولة، مما يضمن بقاء تركيز رماد الفحم في الغازات الداخلة إلى الغلاية ضمن نطاق 10–12 جرام/م³، كما أن قطر جزيئات رماد الفحم أقل من 1 مم، وهو ما يقلل من التآكل الذي يصيب أنابيب نقل الحرارة في الغلاية. في قاع جهاز إزالة الغبار، يوجد 4 أنابيب تبريد بالماء لتبريد المواد وإخراج رماد الكوك. يمر الغاز المتدوير الخارج من الغلاية عبر جهاز تنقية متطور على شكل دوامة متعددة الأنابيب، حيث يتم إزالة معظم الجزيئات الدقيقة من رماد الفحم، وبذلك يصبح تركيز رماد الفحم في الغاز أقل من 1 جرام/م³، مما يلغي الخطر الناتج عنه على مروحة التدوير. مقارنةً بأجهزة الترشيح الدوارة متعددة المراحل، فإن أجهزة الترشيح الدوارة متعددة الأنابيب توفر كفاءة أعلى في إزالة الغبار، كما أنها تشغل مساحة أصغر، وتستخدم كميات أقل من الأنابيب والهياكل الفولاذية، مما يساعد على خفض تكاليف البناء. يتكون مسخن المياه من الأعلى إلى الأسفل من الغلاف العلوي، والقسم العلوي، والقسم السفلي، والغلاف السفلي، حيث يُعد كل من القسم العلوي والقسم السفلي مبادل حراري من نوع الأنابيب والغلاف. يتم ضخ الغاز المتدوير بواسطة مروحة التدوير، ثم يدخل أفقيًا من الهيكل السفلي إلى جهاز تسخين المياه المغذية، حيث يتم تبادل الحرارة مع مبادلات الحرارة من النوع الأنبوبي في الجزء السفلي والجزء العلوي، ثم يخرج من الهيكل العلوي لجهاز تسخين المياه المغذية. لمُسخّن المياه وظيفتان: الأولى، خفض درجة حرارة الغازات المستخدمة في عملية التبريد إلى مستوى أقل، حيث يمكن خفض درجة الحرارة من حوالي 180 درجة مئوية عند مخرج مروحة التدوير إلى حوالي 130 درجة مئوية، وبذلك يتحسن تأثير تبريد الكوك، كما يقل تدفق الغازات المستخدمة في عملية التدوير ； ثانيًا، الاستفادة بشكل أكبر من حرارة الغازات المتدويرة، مما يقلل من كمية البخار المستخدم في جهاز إزالة الأكسجين. من مزايا استخدام طريقة احتراق H2 وCO في الغازات المستخدمة في الدورة الكاملة، أن الغازات الزائدة يمكن التخلص منها مباشرةً ； ثانيًا، يمكن زيادة درجة حرارة الغازات المستخدمة في تشغيل الغلاية، مما يؤدي إلى زيادة كمية البخار الناتج عن الغلاية ； ثالثًا، يقلل من تآكل الغازات المتدويرة للغلاية. الجزء الثاني: الوضع الحالي لتقنية إطفاء الكوك محليًا! منذ أوائل الثمانينيات من القرن العشرين، وبدءًا من مشروع باوغانغ الأول الذي استورد تقنية إطفاء الكوك جافًا من اليابان، هناك حاليًا 6 مصانع تعمل بتقنية إطفاء الكوك جافًا. كما أن هناك اختلافات معينة في طريقة استخدام هذه التقنية في كل مصنع. فيما يلي حالة تطبيق تقنية إطفاء الكوك جافًا في المصانع المختلفة:
1. مصنع باوغانغ: قام مصنع باوغانغ ببناء 12 وحدة لإطفاء الكوك جافًا بسعة 75 طن/ساعة، لخدمة أفران الكوك التي تحتوي على 12 فتحة بقطر 6 أمتار. ويمكن لهذه الوحدات معالجة 5.1 مليون طن من الكوك سنويًا، وقد تم بناؤها على ثلاث مراحل. تم تشغيل وحدة إطفاء الكوك الجاف بسعة 4×75 طن/ساعة في مرحلتها الأولى في مايو 1985، بينما تم تشغيل المرحلتين الثانية والثالثة على التوالي في يونيو 1991 وديسمبر 1997. تم استيراد جهاز إطفاء الكوك بالطريقة الجافة من اليابان كوحدة كاملة ； تم تصميم وبناء جهاز إطفاء الكوك في المرحلة الثانية بناءً على ما تم تحقيقه في المرحلة الأولى، وقد تم تصميمه بشكل أساسي في الصين نفسها. تبلغ نسبة المكونات المحلية في هذا الجهاز 80% من الوزن الإجمالي للمعدات، بينما يتم استيراد بعض المكونات الأساسية من اليابان ； في المرحلة الثالثة، باستثناء عدد قليل جدًا من المكونات الأساسية التي تم استيرادها من اليابان، فإن معظم المعدات أصبحت محلية الصنع، حيث بلغت نسبة المعدات المحلية الصنع أكثر من 90%. تستخدم شركة باوستيل طريقة إطفاء الكوك بالطريقة الجافة فقط، دون استخدام الطريقة الرطبة كخيار احتياطي، وتعتمد نظام إنتاج “ثلاث وحدات تشغيلية ووحدة احتياطية واحدة”. 2. نظام إطفاء الكوك بالتبريد في مصنع بودونغ للغاز
لدعم عملية إطفاء الكوك في أفران الكوك التي تنتج 560 ألف طن من الكوك سنويًا، قام مصنع بودونغ للغاز في عام 1984 باستيراد مجموعة كاملة من أجهزة إطفاء الكوك بالتبريد بسعة 2×70 طن/ساعة من الاتحاد السوفيتي. وقد تولى المعهد الوطني السوفيتي لتصميم أفران الكوك مسؤولية التصميم الأساسي لهذه الأجهزة، بينما شارك معهد أنشان لتصميم أفران الكوك ومعهد شنغهاي للبحوث الكيميائية في تصميم المكونات المساعدة لهذه الأجهزة. وقد تولى معهد أنشان لتصميم أفران الكوك مسؤولية التصميم الشامل لمشروع إطفاء الكوك بالتبريد. بدأ العمل في المشروع في ديسمبر 1991، وتم الانتهاء منه ووضعه في الخدمة في ديسمبر 1994. تم استيراد مجموعة معدات إطفاء الكوك بالطريقة الجافة بالكامل من روسيا، مع الاحتفاظ بطريقة إطفاء الكوك بالطريقة الرطبة كخيار احتياطي. ٣. نظام إطفاء الكوك بالطريقة الجافة في شركة جيغانغ: لدعم عملية إطفاء الكوك في الأفران التي تنتج ١.١ مليون طن من الكوك سنويًا، استوردت شركة جيغانغ في عام ١٩٩٤ جهازًا لإطفاء الكوك بالطريقة الجافة بسعة ٢×٧٠ طن/ساعة، وقد تم تصميم هذا الجهاز بالتعاون بين المعهد الوطني الروسي لتصميم عمليات تصنيع الكوك ومعهد التصميم التابع لشركة جيغانغ. تم اعتماد نهج يتضمن استيراد جزء من المعدات والتعاون في تصنيع جزء آخر، حيث بدأ العمل في المشروع عام 1996 وتم الانتهاء منه وبدء التشغيل في مارس 1999. بعد بدء الإنتاج، تبين أن موثوقية التقنية الروسية غير عالية، وأن وقت الوصول إلى الطاقة الإنتاجية الكاملة طويل. يشبه هذا الجهاز جهاز إطفاء الكوك بالطريقة الجافة في مصنع الغاز في بودونغ، حيث أن مستوى الأتمتة فيه ليس مرتفعًا، كما يتم الاحتفاظ بطريقة إطفاء الكوك بالطريقة الرطبة كخيار احتياطي. 4. نظام إطفاء الكوك بالهواء الجاف في شركة شوغانغ: يُعد هذا النظام، الذي تبلغ طاقته 1×65 طن/ساعة، جزءًا من المرحلة الأولى من مشروع شركة شوغانغ. وقد تم بناؤه بفضل برنامج المساعدات البيئية الذي تقدمه اليابان، حيث تم توريد المعدات الرئيسية من اليابان، بينما تم شراء المعدات الإضافية من قبل شركة شوغانغ نفسها. تم تصميم هذا الجهاز بالتعاون بين شركة نيبون ستيل ومعهد تصميم شوغانغ، وبدأ العمل في المشروع عام 1999، ودخل الخدمة في يناير 2001. أثبت جهاز إطفاء الكوك في شركة شوغانغ كفاءته في العمل بعد تشغيله، كما أن مستوى التحكم الآلي والفعالية في حماية البيئة فيه ممتازان. كما احتفظت شركة شوغانغ أيضًا بطريقة إطفاء الكوك بالطريقة الرطبة كخيار احتياطي. 5. إطفاء الكوك بالطريقة الجافة في شركة ووغانغ: فرنا الكوك رقم 7 ورقم 8 في شركة ووغانغ هما فرنان من نوع 2×55 فتحة، بطول 6 أمتار لكل فرن. وقدرة جهاز إطفاء الكوك بالطريقة الجافة في هذين الفرنين تبلغ 1×140 طن/11 ساعة. تم تصميم هذا الجهاز في الأساس في اليابان، بينما قام معهد أنشان لتكنولوجيا الكوك بتعديل تصميمه. يُعد هذا المشروع جزءًا من مشاريع الهيئة الوطنية للتنمية والإصلاح، وهو أكبر جهاز لإيقاف عملية الاحتراق في الصين من حيث القدرة على المعالجة. تم استيراد المعدات الأساسية لعملية إطفاء الكوك جافًا من اليابان، وقد تم تصميم وإشراف بعض هذه المعدات من قبل الجانب الياباني، بينما تم تصنيعها في المصانع المحلية. أما جزء التحكم الأوتوماتيكي في عملية إطفاء الكوك جافًا، فقد تم تصميمه من قبل شركة ووغانغ نفسها. بدأ تنفيذ المشروع في أكتوبر 2002، وتم الانتهاء منه وبدء تشغيله في ديسمبر 2003، وبحلول يونيو 2004، كان الجهاز قد بلغ طاقته الإنتاجية الكاملة. لا يزال استخدام طريقة إطفاء الكوك بالطريقة الرطبة كخيار احتياطي مستمرًا في أفران الكوك رقم 7 و8 في شركة ووغانغ. 6. نظام إطفاء الكوك بالطريقة الجافة في مصنع ماجانغ: فرنا الكوك رقم 5 ورقم 6 في المصنع هما فرنان من نوع 2×50 فتحة، بطول 6 أمتار لكل فرن. قدرة جهاز إطفاء الكوك بالطريقة الجافة المستخدم في هذين الفرنين هي 1×125 طن/ساعة. تم توريد هذا الجهاز من قبل معهد أنشان لتكنولوجيا الكوك، كما تم استيراد بعض المعدات الأساسية من اليابان وألمانيا والولايات المتحدة، بينما تم تصنيع المعدات الأخرى محليًا. يُعتبر هذا الجهاز أكثر الأجهزة المستخدمة في إطفاء الكوك بالطريقة الجافة في الصين من حيث نسبة المكونات المحلية. تم تشغيل هذا الجهاز في أبريل 2004، كما يتم الاحتفاظ بخيار استخدام طريقة إطفاء الكوك بالطريقة الرطبة كبديل. مع التحسين المستمر للوائح البيئية وزيادة وعي الجمهور بأهمية حماية البيئة، أصبح من الضروري تطوير تقنية إخماد الكوك جافًا، ويجب على مصانع الصلب التي تقوم ببناء أفران كوك بطول 4.3 متر أو أكثر أن تُنشئ أجهزة خاصة لإخماد الكوك جافًا مصاحبة لها.