مشاكل الغلايات ذات الهيكل الأنبوبي لاسترداد الحرارة
Thread Content
1. ينص الملحق M من معيار GB/T151 على أن معامل التمدد الخطي لمواد أنابيب التبادل الحراري والهيكل يجب أن يكون متقاربًا (ولا يجب أن يتجاوز الفرق بين قيمهما 10%). لكن العميل يطلب استخدام أنابيب التبادل الحراري من الفولاذ المقاوم للصدأ، بينما يجب أن يكون الهيكل من الفولاذ الكربوني، فكيف يتم الحساب؟ 2. ينص الملحق M من معيار GB/T151 على أنه إذا كان ضغط التصميم للأنابيب أكبر من 0.6 ميجا باسكال، فلا يجوز استخدام لوحات الأنابيب المرنة من النوع I، بينما يسمح معيار SH/T3158 باستخدام لوحات الأنابيب المرنة من النوع I عند ضغوط تقل عن 1.6 ميجا باسكال. الضغط المصمم للوحة التحكم الحالية هو 0.7 ميجا باسكال، فهل يجب استخدام لوحة أنابيب مرنة من النوع II وفقًا لملحق M في معيار GB/T151؟ شخصيًا، أعتقد أن النوع الأول قابل للاستخدام. 3. درجة حرارة التشغيل للأنابيب 1200 درجة، ووفقًا لملحق M من معيار GB/T151 ومعيار SH/T3158، يجب تركيب غلافين من السيراميك الكوراندومي الداخلي والخارجي في موصلات الأنابيب عالية الحرارة؛ أما إذا لم يرغب المستخدم في ذلك، فيتم فقط صب مواد مقاومة للحرارة على سطح لوح الأنابيب. هل هذا ممكن؟
تقوم بعض الشركات المصنعة بتركيب وصلات التمدد، بغض النظر عما إذا كان معامل التمدد الخطي لمواد أنابيب التبادل الحراري والهيكل متقاربًا أم لا. هل هذا منطقي؟ أنا غير معتاد على هذا النوع من الأجهزة، أرجو من الخبراء تقديم المساعدة!
النقطتان الأوليان غير مألوفتين بالنسبة لي، لذا يمكنني فقط شرحهما باختصار:
١. يمكن حساب درجة حرارة الغلاف بناءً على درجة حرارة الماء، ومن ثم تحديد مقدار تمدد الغلاف. وبناءً على درجة حرارة الغازات الناتجة عن الاحتراق، يتم إجراء عملية تكامل لتحديد مقدار تمدد الأنابيب. إذا كان مقدار التمدد متقاربًا، فلا بأس، أما إذا كان هناك فرق كبير، فيجب استخدام البيانات لإقناع المالك.
٢. SH هو المعيار الخاص بصناعة البتروكيماويات، بينما GB هو المعيار الوطني. كل معيار له نطاق تطبيق محدد، لذا من الأفضل قراءته بعناية؛ فمجرد أن يكون ضغط العمل ضمن النطاق المحدد في المعيار لا يعني بالضرورة أنه يمكن استخدامه.
أما النقطة الثالثة، فأنا أعرفها جيدًا، لذا يمكنني شرحها بمزيد من التفصيل.
٣. أوصيك أولاً بالبحث عن رسومات البناء الخاصة بمواد المقاومة الحرارية المستخدمة في الجزء العلوي من الغلاية من نوع الأنابيب والغلاف، وذلك لتسهيل إقناع المالك. يتم استخدام أغلفة الألومينا في هذه الحالات لسببين رئيسيين: أولاً، لحماية الخيوط اللحامية؛ فإذا لم يتم استخدام أغلفة الألومينا في رأس الأنابيب، فإن الغازات الناتجة عن الاحتراق ستؤثر مباشرة على خيوط اللحام، وبما أن الغلاية عبارة عن وعاء تحت ضغط عالٍ، فإن ذلك قد يؤدي إلى تلف خيوط اللحام، وبالتالي حدوث تسرب للمياه، مما يستدعي إيقاف تشغيل الغلاية فورًا، وفي الحالات الخطيرة قد يؤدي ذلك إلى تدمير الغلاية بالكامل. تقوم غلافات الكوراندوم بحماية الجزء الصغير من المنطقة التي يوجد فيها اللحام، مما يمنع وصول الهواء إلى داخلها. وبذلك، حتى لو حدث تشوه في الأنبوب بسبب الحرارة الزائدة، فلن يكون لذلك تأثير كبير. من ناحية أخرى، فإن معدلات التمدد الحراري للمواد المقاومة للحرارة والمعادن مختلفة جدًا؛ لذا، عند وضع المواد المقاومة للحرارة مباشرة على الصفيحة الموجودة عند فتحة الأنبوب، سيكون هناك طبقة فاصلة بين المعدن والمواد المقاومة للحرارة. وغالبًا ما يؤدي اختلاف معدلات التمدد الحراري إلى ظهور فجوات في درجات الحرارة العالية، مما يسمح للهواء الساخن بالدخول بسهولة، وبالتالي تلف سطح الصفيحة أو إزالة المواد المقاومة للحرارة من على السطح. معدل التمدد الحراري لأنابيب الكوراندوم مشابه لمعدل التمدد الحراري للمواد المقاومة للحرارة؛ فعند وضع أنابيب الكوراندوم ثم تغطيتها بمواد مقاومة للحرارة، يمكن ذلك أن يحمي صفائح الفتحات من تسرب الهواء، شريطة الالتزام بمعايير البناء. بالنسبة لغلاية تكلف ملايين الدولارات، فإن المخاطرة بتدميرها من أجل أغلفة من الألومينا تكلفة بضعة عشرات من الآلاف من الدولارات أمر غير مبرر على الإطلاق.
١. يمكن حساب درجة حرارة الغلاف بناءً على درجة حرارة الماء، ومن ثم تحديد مقدار تمدد الغلاف. وبناءً على درجة حرارة الغازات الناتجة عن الاحتراق، يتم إجراء عملية تكامل لتحديد مقدار تمدد الأنابيب. إذا كان مقدار التمدد متقاربًا، فلا بأس، أما إذا كان هناك فرق كبير، فيجب استخدام البيانات لإقناع المالك.
٢. SH هو المعيار الخاص بصناعة البتروكيماويات، بينما GB هو المعيار الوطني. كل معيار له نطاق تطبيق محدد، لذا من الأفضل قراءته بعناية؛ فمجرد أن يكون ضغط العمل ضمن النطاق المحدد في المعيار لا يعني بالضرورة أنه يمكن استخدامه.
أما النقطة الثالثة، فأنا أعرفها جيدًا، لذا يمكنني شرحها بمزيد من التفصيل.
٣. أوصيك أولاً بالبحث عن رسومات البناء الخاصة بمواد المقاومة الحرارية المستخدمة في الجزء العلوي من الغلاية من نوع الأنابيب والغلاف، وذلك لتسهيل إقناع المالك. يتم استخدام أغلفة الألومينا في هذه الحالات لسببين رئيسيين: أولاً، لحماية الخيوط اللحامية؛ فإذا لم يتم استخدام أغلفة الألومينا في رأس الأنابيب، فإن الغازات الناتجة عن الاحتراق ستؤثر مباشرة على خيوط اللحام، وبما أن الغلاية عبارة عن وعاء تحت ضغط عالٍ، فإن ذلك قد يؤدي إلى تلف خيوط اللحام، وبالتالي حدوث تسرب للمياه، مما يستدعي إيقاف تشغيل الغلاية فورًا، وفي الحالات الخطيرة قد يؤدي ذلك إلى تدمير الغلاية بالكامل. تقوم غلافات الكوراندوم بحماية الجزء الصغير من المنطقة التي يوجد فيها اللحام، مما يمنع وصول الهواء إلى داخلها. وبذلك، حتى لو حدث تشوه في الأنبوب بسبب الحرارة الزائدة، فلن يكون لذلك تأثير كبير. من ناحية أخرى، فإن معدلات التمدد الحراري للمواد المقاومة للحرارة والمعادن مختلفة جدًا؛ لذا، عند وضع المواد المقاومة للحرارة مباشرة على الصفيحة الموجودة عند فتحة الأنبوب، سيكون هناك طبقة فاصلة بين المعدن والمواد المقاومة للحرارة. وغالبًا ما يؤدي اختلاف معدلات التمدد الحراري إلى ظهور فجوات في درجات الحرارة العالية، مما يسمح للهواء الساخن بالدخول بسهولة، وبالتالي تلف سطح الصفيحة أو إزالة المواد المقاومة للحرارة من على السطح. معدل التمدد الحراري لأنابيب الكوراندوم مشابه لمعدل التمدد الحراري للمواد المقاومة للحرارة؛ فعند وضع أنابيب الكوراندوم ثم تغطيتها بمواد مقاومة للحرارة، يمكن ذلك أن يحمي صفائح الفتحات من تسرب الهواء، شريطة الالتزام بمعايير البناء. بالنسبة لغلاية تكلف ملايين الدولارات، فإن المخاطرة بتدميرها من أجل أغلفة من الألومينا تكلفة بضعة عشرات من الآلاف من الدولارات أمر غير مبرر على الإطلاق.