غلاية البخار هي جهاز أساسي لإنتاج البخار، ويُستخدم على نطاق واسع في مختلف الصناعات كمصدر طاقة نظيف وآمن. بعد أن يُطلق البخار الحرارة الكامنة للتبخر في مختلف المعدات التي تستخدم البخار، يتحول إلى ماء مكثف مشبع عند درجة حرارة وضغط متقاربين. ولأن ضغط استخدام البخار أكبر من الضغط الجوي، يمكن أن تصل الحرارة الموجودة في ماء المكثف إلى 25% من كمية التبخر. وكلما ارتفع ضغط ودرجة حرارة ماء المكثف، زادت حرارته، وزادت نسبته في إجمالي حرارة البخار. ومن الواضح أن استعادة حرارة ماء المكثف والاستفادة منها بفعالية يُوفران الكثير من الطاقة.
فوائد إعادة تدوير المكثفات:
(1) توفير وقود الغلايات؛
(2) توفير المياه الصناعية؛
(3) توفير تكاليف إمداد الغلايات بالمياه؛
(4) تحسين بيئة المصنع والقضاء على سحب البخار؛
(5) تحسين الكفاءة الحرارية الفعلية للغلاية.
كيفية إعادة تدوير مياه المكثفات
يستعيد نظام استعادة مياه المكثفات مياه المكثفات عالية الحرارة المنبعثة من نظام البخار، مما يُحسّن استخدام الحرارة في مياه المكثفات، ويوفر الماء والوقود. تنقسم أنظمة استعادة المكثفات إلى أنظمة مفتوحة وأنظمة مغلقة.
يسترجع نظام الاستعادة المفتوح مياه المكثفات إلى خزان تغذية مياه الغلاية. أثناء عملية استعادة مياه المكثفات واستخدامها، يكون أحد طرفي أنبوب الاستعادة مفتوحًا للهواء، أي خزان تجميع مياه المكثفات. عندما يكون ضغط مياه المكثفات منخفضًا ولا يصل إلى موقع إعادة الاستخدام بالضغط الذاتي، تُستخدم مضخة مياه عالية الحرارة لضغط مياه المكثفات. يتميز هذا النظام ببساطته في المعدات وسهولة تشغيله وانخفاض تكلفته الأولية؛ إلا أنه يشغل مساحة كبيرة، وله فوائد اقتصادية ضئيلة، ويسبب تلوثًا بيئيًا أكبر. علاوة على ذلك، نظرًا لاتصال مياه المكثفات المباشر بالهواء، ينخفض تركيز الأكسجين المذاب فيها. وفي حال زيادته، يسهل التسبب في تآكل المعدات. هذا النظام مناسب لأنظمة إمداد البخار الصغيرة، والأنظمة ذات حجم مياه مكثفات صغير وحجم بخار ثانوي صغير. عند استخدام هذا النظام، يجب تقليل انبعاثات البخار الثانوي إلى أدنى حد.
في نظام الاستعادة المغلق، يكون خزان تجميع مياه المكثفات وجميع الأنابيب تحت ضغط موجب ثابت، ويكون النظام مغلقًا. تُسترد معظم طاقة مياه المكثفات في النظام مباشرةً إلى الغلاية عبر معدات استعادة محددة. تُفقد درجة حرارة استعادة مياه المكثفات فقط في قسم التبريد بشبكة الأنابيب. بفضل الإغلاق المحكم، تُضمن جودة المياه، مما يُقلل من تكلفة معالجة المياه لاستعادتها إلى الغلاية. تكمن ميزة استعادة المكثفات في الفوائد الاقتصادية الجيدة وعمر المعدات الطويل. مع ذلك، فإن الاستثمار الأولي للنظام كبير نسبيًا، والتشغيل غير مريح.
كيفية اختيار طريقة إعادة التدوير
بالنسبة لمشاريع تحويل مياه المكثفات المختلفة، يُعد اختيار طرق إعادة التدوير ومعداتها خطوة حاسمة في تحقيق المشروع للغرض الاستثماري. أولاً، يجب فهم كمية المياه المكثفة في نظام استعادة المياه المكثفة بدقة. إذا كانت حساب كمية المياه المكثفة غير صحيح، فسيتم اختيار قطر أنبوب المياه المكثفة كبيرًا جدًا أو صغيرًا جدًا. ثانيًا، من الضروري فهم ضغط ودرجة حرارة المياه المكثفة بشكل صحيح. ترتبط الطريقة والمعدات وتصميم شبكة الأنابيب المستخدمة في نظام الاستعادة بضغط ودرجة حرارة المياه المكثفة. ثالثًا، يجب أيضًا الانتباه إلى اختيار المصائد في نظام استعادة المكثفات. سيؤثر الاختيار غير الصحيح للمصائد على ضغط ودرجة حرارة استخدام المكثفات، كما يؤثر على التشغيل الطبيعي لنظام الاستعادة بأكمله.
عند اختيار نظام، لا يعني ارتفاع كفاءة الاسترداد أن ذلك أفضل، بل يجب أيضًا مراعاة الجوانب الاقتصادية، أي عند دراسة كفاءة استخدام الحرارة المهدرة، يجب أيضًا مراعاة الاستثمار الأولي. ولأن أنظمة إعادة التدوير المغلقة تتميز بكفاءة أعلى وتلوث بيئي أقل، فإنها غالبًا ما تُعطى الأولوية.
وقت النشر: ١٥ ديسمبر ٢٠٢٣
