في فرن التكليس ذي الشكل الأسطواني، يتطلب تحسين نسبة الهواء للاحتراق الثانوي للمواد المتطايرة لتحقيق التوازن الحراري الذاتي إجراء تعديلات شاملة من خمسة جوانب: حساب دقيق لحجم الهواء، والتحكم في توزيع الهواء الطبقي، وضبط معامل الهواء الزائد، وإدارة الضغط السلبي داخل الفرن، وتطبيق أنظمة التحكم الآلي. وفيما يلي التفاصيل:
أولاً: حساب دقيق لحجم الهواء
- متطلبات احتراق المواد المتطايرة: احسب كمية الهواء اللازمة لاحتراق المواد المتطايرة احتراقًا كاملًا بناءً على محتواها وقيمتها الحرارية في المادة الخام. تتطلب المواد المتطايرة، المكونة أساسًا من الهيدروكربونات، كمية كافية من الأكسجين لتفاعلات احتراقها.
- متطلبات احتراق الكربون: ضع في اعتبارك عملية احتراق الكربون الثابت في المادة الخام، واحسب كمية الهواء اللازمة لاحتراقه. يُعد احتراق الكربون الثابت أحد أهم مصادر الحرارة في عملية التكليس.
- متطلبات احتراق الكبريت: إذا كانت المادة الخام تحتوي على الكبريت، فاحسب كمية الهواء اللازمة لاحتراقها. ينتج عن احتراق الكبريت غازات مثل ثاني أكسيد الكبريت، ويُعد ضمان الاحتراق الكامل أمرًا ضروريًا للحد من انبعاثات الملوثات.
ثانياً: التحكم في توزيع الهواء الطبقي
- تصميم طبقات ممرات الاحتراق: تحتوي أفران التكليس من النوع الأسطواني عادةً على ممرات احتراق متعددة، ولكل ممر توزيعات حرارية ومتطلبات احتراق مختلفة. لذلك، من الضروري التحكم المستقل في نسبة الهواء لكل ممر احتراق بناءً على منحنى توزيع درجة الحرارة الخاص به.
- استخدام الهواء المُسخّن مسبقًا: يُسخّن الهواء البارد مسبقًا عبر قنوات الهواء المُسخّن مسبقًا الموجودة في أسفل الفرن أو جدرانه الجانبية قبل إدخاله إلى مسارات الاحتراق. يُحسّن الهواء المُسخّن مسبقًا كفاءة الاحتراق ويُقلّل من فقدان الحرارة.
- ضبط لوحة سحب المواد المتطايرة: قم بتركيب لوحات السحب بين قنوات تجميع المواد المتطايرة وممرات الحريق. اضبط فتحة لوحات السحب للتحكم في معدل تدفق المواد المتطايرة وموضع احتراقها، وبالتالي تحسين نسبة الهواء.
ثالثًا: ضبط معامل الهواء الزائد
- جو مؤكسد في منطقة التسخين المسبق: في منطقة التسخين المسبق، يتم إدخال كمية صغيرة من الهواء الأولي لإنشاء جو مؤكسد بمعامل هواء زائد أكبر من 1. وهذا يسهل الاحتراق الكامل للمواد المتطايرة ويرفع درجة حرارة الفرن.
- جو الاختزال في منطقة التكليس: في منطقة التكليس، يتم التحكم في إدخال الهواء الثانوي لإنشاء جو اختزال بمعامل هواء زائد أقل من 1. وهذا يساعد على تقليل احتراق الأكسدة للمواد ويحسن جودة فحم الكوك المكلس.
- الاحتراق التكميلي بالهواء الثالثي: يُضخّ كمية مناسبة من الهواء الثالثي قرب نهاية الفرن لضمان الاحتراق الكامل للمواد المتطايرة المتسربة من منطقة التسخين المسبق. يساعد ذلك على رفع درجة حرارة الفرن الإجمالية وإطالة منطقة التكليس.
رابعاً: إدارة الضغط السلبي داخل الفرن
- تعديل نظام الضغط السلبي: التحول من عمليات الضغط السلبي السابقة إلى عمليات الضغط السلبي الصغيرة، مع ضبط الضغط السلبي في مدخنة الكلس إلى 80-95 باسكال. يساعد هذا في تقليل دخول الهواء البارد وتقليل فقدان الحرارة.
- التحكم في توازن الضغط السلبي: تحسين توازن الضغط السلبي من خلال نهج تحكم مزدوج يشمل القنوات الفرعية والرئيسية. تقليل فرق الضغط السلبي بين القنوات الفرعية والرئيسية من 50 باسكال إلى 20 باسكال لضمان استقرار الضغط السلبي في كل ممر حريق.
- ضبط الضغط السلبي ودرجة الحرارة بالتنسيق: يتم تنسيق ضبط الضغط السلبي وحجم الهواء بناءً على توزيع درجة الحرارة داخل الفرن. يُزاد الضغط السلبي بشكل مناسب في المناطق ذات درجات الحرارة المرتفعة لتعزيز تبديد الحرارة؛ ويُخفض الضغط السلبي في المناطق ذات درجات الحرارة المنخفضة لتقليل فقد الحرارة.
خامساً: تطبيق التحكم الآلي
- نظام الضبط التلقائي لدرجة الحرارة والضغط: يهدف هذا النظام إلى تعزيز استخدام أنظمة الضبط التلقائي لدرجة الحرارة والضغط، وذلك لضبط درجة الحرارة والضغط تلقائيًا بناءً على منحنى توزيع درجة الحرارة المناسب في منطقة الاحتراق. يساعد هذا النظام في الحفاظ على استقرار ظروف الفرن وتحسين كفاءته الحرارية.
- تحسين المحاكاة العددية: استخدام أدوات المحاكاة العددية لتحليل المجالات الحرارية ومجالات التدفق داخل الفرن، وتصميم هيكل الفرن بدقة بناءً على خصائص توزيع درجة الحرارة والضغط السلبي. تحسين هياكل قنوات الهواء وقنوات المواد المتطايرة لتعزيز كفاءة احتراقها.
- المراقبة والتحليل عبر الإنترنت: يتم تركيب أجهزة مراقبة عبر الإنترنت لمراقبة معايير مثل درجة الحرارة والضغط وحجم الهواء داخل الفرن بشكل مستمر. ويتم تحليل البيانات المرصودة لضبط نسبة الهواء ونظام الضغط السلبي على الفور، مما يحقق تحكمًا مثاليًا في توازن التسخين الذاتي.
تاريخ النشر: 22 أبريل 2026