تطبيقات أفران الموقد المتحرك في مختلف الصناعات: من توليد الطاقة إلى طاقة الرياح
أفران التسخين ذات القاعدة المتحركة ليست معدات متخصصة، بل هي أساس العديد من العمليات الصناعية، وقد ازداد الطلب على المعالجة الحرارية للمكونات الكبيرة خلال العقد الماضي مع توسع نطاق معدات توليد الطاقة، وزيادة حجم توربينات الرياح، وتطور تصميمات أوعية الضغط نحو جدران أكثر سمكًا. سأستعرض أهم مجالات التطبيق، ووصفات المعالجة النموذجية، وما تعلمته شركة مونتي إنتليجنس من خلال العمل في هذه الصناعات.
توليد الطاقة: أعمدة الدوار ومكونات المولد
تستخدم صناعة توليد الطاقة أفرانًا ذات قاعدة متحركة لعمليات التطبيع والتلطيف وتخفيف الإجهاد في أعمدة الدوار وحلقات المولد ومكونات التوربينات. يزن عمود دوار التوربين البخاري النموذجي ما بين 50 و200 طن، ويتطلب دورة تطبيع وتلطيف لاكتساب الخصائص الميكانيكية المطلوبة.
تتلخص عملية معالجة عمود دوار يزن 100 طن تقريبًا في الخطوات التالية: التسخين بمعدل 100 درجة مئوية في الساعة حتى الوصول إلى 870 درجة مئوية، ثم تثبيت درجة الحرارة لمدة تتراوح بين 12 و16 ساعة، ثم التبريد التدريجي إلى 600 درجة مئوية بمعدل 50 درجة مئوية في الساعة، ثم التبريد بالهواء. تستغرق الدورة الكاملة من 30 إلى 40 ساعة. يجب أن يكون تجانس درجة الحرارة ضمن نطاق ±5 درجات مئوية في جميع أنحاء منطقة العمل، وذلك باستخدام نظام تحكم يتكون من 5 إلى 6 مناطق لتحقيق هذا التجانس.
تستخدم تصاميم أفران MONTE INTELLIGENCE ذات الموقد المتحرك، والمخصصة لتشكيل المعادن في صناعات توليد الطاقة، نظام تحكم متعدد المناطق مزود بمزدوجات حرارية احتياطية وتسجيل مستمر للبيانات. ويتوافق نظام التحكم مع معيار AMS 2750، وهو المعيار المعتمد للمعالجة الحرارية في صناعات الطيران وتوليد الطاقة.
طاقة الرياح: تخفيف إجهاد البرج وتروس حلقية كبيرة
تتراوح أوزان أقسام أبراج توربينات الرياح عادةً بين 20 و80 طنًا للقسم الواحد، ويتكون كل برج من 3 إلى 5 أقسام. تُصنع هذه الأقسام من صفائح بسمك يتراوح بين 30 و80 ملم، ملحومة على شكل حلقات يصل قطرها إلى 6 أمتار. ويُعدّ تخفيف الإجهاد في منطقة اللحام أمرًا ضروريًا لمنع حدوث تشققات الإجهاد أثناء التشغيل.
تتراوح درجة حرارة دورة تخفيف الإجهاد بين 595 و620 درجة مئوية لمدة ساعة إلى ساعتين، وذلك حسب سُمك المقطع. يقوم فرن الموقد ذو العربات بتحميل مقطع أو مقطعين من البرج في كل دورة تسخين، وتستغرق الدورة من 12 إلى 18 ساعة لكل دورة. ويُشترط أن تكون درجة الحرارة متجانسة بنسبة ±10 درجات مئوية.
تتراوح أوزان تروس حلقات توربينات الرياح عادةً بين 5 و15 طنًا لكل ترس، بقطر يتراوح بين 3 و5 أمتار. تُصنع هذه التروس من فولاذ منخفض السبائك، إما مطروق أو مصبوب، وتُخضع لعمليات التطبيع والتطبيع الحراري للوصول إلى صلابة مستهدفة تتراوح بين 220 و280 وحدة برينل. تستخدم تصاميم أفران التسخين ذات العربات لتروس الحلقات محركًا دوارًا لضمان توزيع متساوٍ للحرارة، وتستغرق دورة التسخين من 18 إلى 24 ساعة.
قامت شركة مونتي إنتليجنس بتوريد أفران ذات قاعدة متحركة لتخفيف الإجهاد في أبراج توربينات الرياح لدى العديد من مصنعي أبراج الرياح في الصين وأوروبا. وتستوعب أكبر منشأة أحمالاً تصل إلى 100 طن في غرفة أبعادها 6 أمتار عرضًا × 8 أمتار ارتفاعًا × 30 مترًا طولًا.
البحرية: أعمدة المراوح وأجزاء الدفة المطروقة
تزن أعمدة مراوح السفن التجارية الكبيرة ما بين 30 و150 طنًا. تُصنع هذه الأعمدة من الفولاذ الكربوني أو الفولاذ منخفض السبائك، وتتطلب عمليات التطبيع والتطبيع الحراري لاكتساب القوة والمتانة اللازمتين. أما أفران صهر أعمدة المراوح المستخدمة في السفن، فتبلغ أبعادها عادةً 5 أمتار عرضًا × 5 أمتار ارتفاعًا × 25 مترًا طولًا، بسعة تحميل تصل إلى 200 طن.
تُعالج أيضًا قطع الدفة المطروقة وأجزاء الإطار الخلفي المصبوبة في أفران ذات قاعدة مقوسة. وتتشابه طرق المعالجة مع طرق معالجة عمود الدوار، مع إضافة تعقيد يتمثل في الاختلافات في البنية المجهرية بين الصب والتشكيل، مما يتطلب تحكمًا أدق في درجة الحرارة.
تصنيع أوعية الضغط
تُصنع أغلفة أوعية الضغط المستخدمة في تطبيقات البتروكيماويات والأسمدة والغاز الطبيعي المسال من صفائح مدرفلة، تُلحم لتشكيل أسطوانات، وتُخضع لمعالجة تخفيف الإجهاد قبل عمليات التشغيل النهائية. يتراوح سمك الصفيحة من 30 إلى 250 مم، بينما يتراوح قطر الوعاء من 2 إلى 8 أمتار. تُصمم أفران التسخين ذات القاعدة المتحركة لتخفيف إجهاد أوعية الضغط عادةً لأحمال قطرها 6 أمتار وطولها 30 مترًا، بسعة تتراوح من 200 إلى 400 طن.
تتراوح درجة حرارة دورة تخفيف الإجهاد لغلاف وعاء بسمك 200 مم بين 595 و650 درجة مئوية لمدة تتراوح بين 4 و8 ساعات. ويستغرق هذا الإجراء من 18 إلى 30 ساعة لكل وعاء، وذلك تبعًا لسمك المقطع وكثافة التحميل. ويُشترط أن يكون التفاوت الحراري في درجة الحرارة ضمن نطاق ±10 درجات مئوية على كامل سطح الغلاف.
صناعة الحدادة: المعالجة الحرارية العامة
تستخدم ورش الحدادة أفرانًا ذات قاعدة متحركة لعمليات التطبيع والتلدين وتخفيف الإجهاد لمجموعة واسعة من المكونات المطروقة. تتراوح أحجام هذه المكونات بين الصغيرة (من 5 إلى 10 أطنان) والكبيرة (من 100 إلى 200 طن لأعمدة الدوارات). يُصمم الفرن بما يتناسب مع حجم العمل المعتاد، وتمتلك معظم ورش الحدادة من 2 إلى 4 أفران ذات قاعدة متحركة بأحجام مختلفة لتغطية نطاق العمل.
في عمليات التشغيل متعددة الورديات، يتراوح استخدام الفرن بين 5000 و8000 ساعة سنويًا، وتُهيمن تكاليف الوقود (من 60 إلى 70 بالمئة) والعمالة (من 20 إلى 30 بالمئة) على تكاليف التشغيل. وتُعدّ عوامل كفاءة الطاقة الموضحة في مقالنا السابق حول هذا الموضوع بالغة الأهمية لجدوى التشغيل الاقتصادية.
مقدمو خدمات المعالجة الحرارية
تُعدّ ورش المعالجة الحرارية التجارية من أبرز مستخدمي أفران الموقد المتحرك. تعالج هذه الورش مجموعة واسعة من مكونات العملاء، ولذا يجب أن يراعي تصميم الفرن هذا التباين. وتُعدّ أنظمة التحكم متعددة المناطق، وتكوينات التحميل المرنة، وأنظمة تسجيل العمليات، عناصر أساسية في هذا الصدد.
تُزوّد شركة مونتي إنتليجنس العديد من ورش المعالجة الحرارية التجارية بأفران ذات قاعدة متحركة، مع التركيز على المرونة والموثوقية وتوثيق العمليات. صُممت أنظمة التحكم لإدارة وصفات مئات العمليات المختلفة، حيث ترتبط كل عملية بعميل ومكون محددين.
اتجاهات الصناعة
يشهد سوق أفران التسخين ذات القاعدة المتحركة نموًا سنويًا يتراوح بين 4 و6%، مدفوعًا بقطاعات طاقة الرياح، وبناء السفن، وتصنيع أوعية الضغط. ويُعدّ قطاع تخفيف الإجهاد في أبراج طاقة الرياح القطاع الأسرع نموًا، حيث أدى التوسع في تصميمات التوربينات إلى زيادة أحجام الأفران لتصل إلى 300-400 طن لكل دورة تسخين.
أصبحت كفاءة الطاقة معياراً أساسياً في عمليات الشراء، لا سيما في الأسواق التي تشهد ارتفاعاً في أسعار الغاز الطبيعي. وتُفضّل الأفران المزودة بمواقد استرجاعية، وأنظمة استعادة حرارة الغازات المنبعثة، وأنظمة التحكم الحديثة بشكل متزايد على التصاميم القديمة.
تحدث إلى مونتي إنتليجنس بشأن طلبك
بالنسبة للمشترين الذين يقيّمون فرنًا ذا موقد متحرك لتطبيق صناعي محدد، يمكن لشركة مونتي إنتليجنس الهندسية مراجعة أبعاد الشحنة ومتطلبات العملية وأهداف الإنتاج للتوصية بتكوين الفرن. تفضل بزيارةwww.cnlymonte.com/products-bogie-hearth-furnace.html للاطلاع على مواصفات المنتج ودراسات الحالة الصناعية، يُرجى التواصل عبر البريد الإلكتروني helenxu@cnlymonte.com مع كتابة "تطبيق موقد بوجي" في خانة الموضوع، وإرفاق تفاصيل عن قطاعكم وعملياتكم.
