خبرة تزيد عن 30 عامًا في مجال آلات صنع الطوب الطيني وأفران الأنفاق الدوارة.
آلة تصنيع الطوب الطيني الأوتوماتيكية JKR30 من شركة Yingfeng
آلة تصنيع الطوب الطيني الأوتوماتيكية JKR30 من شركة Yingfeng. وهي آلة صغيرة الحجم لتصنيع الطوب الطيني.
أربعة إجراءات لتقليل استهلاك الطاقة في حرق الطوب | تكنولوجيا الطوب
احتراق الوقود
كما نعلم جميعًا، فإن عملية احتراق الوقود هي عملية أكسدة، ينتج عنها كمية كبيرة من الحرارة. في ظل وجود كمية كافية من هواء الاحتراق، يتأكسد الوقود بالكامل، وهو ما يُعرف بالاحتراق الكامل. من البديهي أنه في حالة الاحتراق الكامل للوقود، لا توجد مكونات قابلة للاحتراق مثل أول أكسيد الكربون، والميثان، والهيدروجين، وبخار الكبريت، وغيرها، في غازات الاحتراق الناتجة. إذا كان الوقود صلبًا، فإن البقايا لا تحتوي على مواد قابلة للاحتراق، أما الاحتراق غير الكامل للوقود فيعني أن الحرارة فيه تصل إلى أقصى حد.
يختلف الاحتراق غير الكامل للوقود عن الاحتراق الكامل. ويعني الاحتراق غير الكامل أن الوقود لا يستغل حرارته بالكامل. وهناك حالتان محتملتان للاحتراق غير الكامل: الأولى هي احتواء غازات الاحتراق على غازات قابلة للاشتعال، والثانية هي احتواء المخلفات على مواد قابلة للاشتعال متبقية.
يُطلق على النوع الأول أيضًا اسم الاحتراق غير الكامل للغاز. وينتج عن عدم كفاية كمية الهواء اللازمة للاحتراق، مما يؤدي إلى نقص الأكسجين اللازم للتفاعل الكيميائي للوقود، وبالتالي عدم اكتمال التفاعل الكيميائي، واحتراق جزء فقط من الكربون. أما النوع الثاني فيُعرف أيضًا باسم الاحتراق غير الكامل للمواد الصلبة. والسبب هو أنه على الرغم من كفاية كمية الهواء، إلا أن الوقود لا يتلامس بشكل كامل مع الهواء، مما يؤدي إلى نقص الهواء المحيط، وبالتالي الاحتراق غير الكامل.
2. يجب أن يتمتع الفرن بظروف تبادل حراري جيدة
تُعدّ عملية حرق الطوب في الفرن عملية تبادل حراري بين الطوب الخام والحرارة الناتجة عن احتراق الوقود داخل الفرن. وتُحدد درجة الحرارة اللازمة لإتمام التفاعل الكيميائي بين مكونات الطوب، مما يؤدي إلى تحويل الطوب الخام إلى طوبة. ويتطلب احتراق الوقود وجود الأكسجين، الذي يُنقل إلى منطقة الحرق بواسطة تيار هواء ساخن مُسخن مسبقًا عبر منطقة التبريد، حيث يُعزز هذا الهواء الساخن احتراق الوقود. وتُنقل الحرارة الناتجة عن احتراق الوقود إلى الطوب الخام. ويُعدّ الغاز الساخن ذو درجة الحرارة العالية وسيلةً لتسخين الطوب الخام، وهو أحد أهم طرق نقل الحرارة في الفرن.
يجب تبريد المنتجات المحروقة ذات درجة الحرارة العالية إلى درجة حرارة الغرفة قبل إخراجها من الفرن، ويتم سحب الحرارة بواسطة الهواء البارد المتدفق إلى الفرن. تُفرغ القطع الرطبة في منطقة التسخين المسبق الرطوبة المتبقية، بينما تستمر القطع الجافة في التسخين المسبق والتسخين، معتمدةً على تدفق غازات الاحتراق الساخنة من منطقة الحرق. لذلك، عند حرق الجسم الخام في الفرن، لا يمكن فصله عن تدفق الغاز ولو للحظة.
3. اعتماد طريقة معقولة للتغطية
الغرض من تكديس القوالب هو تشكيل أكوام مناسبة لمتطلبات الحرق. وتعتمد طريقة الترميز المستخدمة لتشكيل الأكوام على قانون تدفق الغاز في الفرن. وتُحدد عوامل مثل حالة الفرن ومعدات عادم الفرن، ومتطلبات ظروف احتراق الوقود. تكمن أهمية تكديس القوالب في أنه، في ظل ظروف معينة للمعدات، بمجرد تشكيل القوالب، يتم تحديد حجم التهوية في الفرن، وانتظام التهوية في جميع أجزاء القوالب، وتوزيع الوقود الداخلي في الفرن، وظروف الاحتراق، وانتشار الوقود الخارجي، وما إلى ذلك، بشكل عام، وبالتالي يتم تحديد ظروف الحرق في الفرن بشكل أساسي.
كما نعلم جميعًا، في عملية حرق الفرن، يتعرض الغاز داخله لمقاومتين: الأولى هي مقاومة الاحتكاك والمقاومة الموضعية التي يواجهها الغاز أثناء مروره عبر أنظمة الفرن المختلفة، وهي ناتجة عن بنية الفرن ولا يمكن التحكم بها صناعيًا. لا تتغير هذه المقاومة إلا بتغير سرعة تدفق الهواء، فتزداد أو تنقص بنسبة معينة. أما المقاومة الثانية فهي مقاومة الرصّ، والتي يمكن تعديلها. بتغيير طريقة الرصّ، يمكن تحسين تدفق الهواء، وبالتالي تحسين التهوية داخل الفرن وظروف الحرق.
بشكل عام، يؤدي تقليل المقاومة إلى زيادة حجم الهواء. عند تغيير كثافة البليت، تتغير سرعة الرياح وحجم الهواء داخل الفرن، مما يؤثر على ظروف احتراق الوقود. فعندما تكون كثافة البليت منخفضة، تكون المقاومة قليلة وحجم التهوية كبيرًا؛ وعندما تكون سرعة الرياح عالية، تكون ظروف احتراق الوقود جيدة، ويكون معامل انتقال الحرارة كبيرًا، مما يُحسّن عملية التلبيد. لذلك، فإن جودة شكل الرصّ وكثافته وجودة عملية الرصّ لا تؤثر فقط بشكل مباشر على إنتاجية الفرن وجودة الحرق، بل والأهم من ذلك، أنها تؤثر على كمية استهلاك طاقة الوقود ومستوى استهلاك طاقة الاحتراق.
إذن، كيف نحدد طريقة تكديس القوالب؟ بغض النظر عن شكل التكديس المستخدم، ضمن حدود معينة، يجب الالتزام بمبدأ "السماكة الرقيقة". إضافةً إلى ذلك، تختلف طرق التكديس باختلاف نوع الطوب المستخدم، سواء كان طوب احتراق خارجي أو داخلي.
بالنسبة لتوزيع الكثافة في قسم الفرن، إذا كان طوب الوقود خارجيًا، فيُعتمد أسلوب "الكثافة العلوية والكثافة السفلية"، أو "الكثافة المتوسطة والكثافة الداخلية والرقة الخارجية"، أو "الكثافة الأفقية والنعومة". أما الفرن المنحني، فيُعتمد فيه أسلوب "الكثافة الداخلية والرقة الخارجية". وإذا كان طوب الاحتراق داخليًا، فيُعتمد أسلوب "الكثافة العلوية والتخفيف السفلي" و"كثافة الحواف والتخفيف المتوسط". أثناء عملية تكديس القوالب، يجب "سحب" أكوام القوالب عند المداخن الخارجية لضمان تدفق هواء سلس أثناء عملية الحرق، بحيث يتدفق الهواء بالتساوي على قسم الفرن.
4. اعتماد أسلوب تشغيل معقول
تتسم عملية حرق الأفران بتعدد جوانبها وشموليتها. ولا يمكن تحقيق هدف خفض استهلاك الطاقة في عملية الحرق إلا عند التعامل مع جميع جوانبها بجدية وعقلانية.
أولاً وقبل كل شيء، من الضروري التحكم بدقة في محتوى الرطوبة المتبقية في البليت الجاف الداخل إلى الفرن، وتقليل الطاقة الحرارية المستهلكة عن طريق إزالة الرطوبة، ورفع معدل التسخين، وتقليل استهلاك الطاقة في مرحلة التسخين المسبق.
ثانيًا، من الضروري التحكم في طول كل حزام واستقرار كل حزام أثناء إطلاق النار، بحيث لا يكون طول كل حزام غير مستقر، أو طويلًا وقصيرًا فجأة، أو لا يمكن تثبيت كل حزام في موضعه المطلوب، مما يؤدي إلى ظاهرة "الانحراف"، والتي تستهلك أيضًا الكثير من طاقة إطلاق النار.
ثالثًا، استخدم بوابة الهواء في الفرن استخدامًا رشيدًا، وحاول الاستفادة من الحرارة المهدرة فيه. فكلما زادت نسبة الاستفادة من هذه الحرارة، انخفض استهلاك الطاقة في عملية حرق الفرن.
رابعًا، يجب تعزيز فحص إحكام إغلاق جسم الفرن، لمنع تسرب الغاز الساخن من داخله، ومنع دخول الهواء البارد من خارجه. فكلا التسربين، سواء كان للغاز الساخن أو للهواء البارد، يُعدّان خسارة في الطاقة الحرارية للفرن، مما يزيد من استهلاكه للطاقة اللازمة للحرق، ولا يُقلّل من كفاءته.
خامساً، تسريع دورات تشغيل الفرن، وتقليل فقدان الحرارة المخزنة في جسم الفرن وعربة النقل، بحيث يمكن الاستفادة الكاملة من الطاقة الحرارية المخزنة أصلاً، مما يقلل من استهلاك الطاقة أثناء عملية الحرق. سادساً، يُعد تحسين إنتاجية الحرق الطريقة الأكثر مباشرة وفعالية لتقليل استهلاك الطاقة في عملية حرق الفرن. فبعد زيادة إنتاجية الحرق، لا يمكن توفير كمية كبيرة من الطاقة الحرارية فحسب، بل يمكن أيضاً توفير كمية كبيرة من الطاقة الكهربائية وأجور العمال وتكاليف المواد الخام، مع إطالة عمر المعدات.