تعمل قنوات غازات الاحتراق في محطات توليد الطاقة في ظل مجموعة من العوامل تشمل درجات الحرارة العالية، والحركة الحرارية، والاهتزازات، وتقلبات الضغط، والتآكل، وتراكم الجسيمات. ويمكن أن تتمدد أجزاء كبيرة من هذه القنوات، وتنكمش، وتتحرك أثناء بدء التشغيل، والتشغيل العادي، والإيقاف. لذا، فإن التصميم الهندسي السليم لهذه القنوات يتطلبوصلة تمدد النسيجيوفر اتصالاً مرناً يمتص هذه الحركة مع الحفاظ على الفصل والإحكام المطلوبين بين أقسام القناة المتجاورة.
بخلاف الوصلات المرنة البسيطة، يجب تصميم وصلة التمدد في محطات الطاقة وفقًا لظروف غازات الاحتراق الفعلية. فدرجة الحرارة والضغط وتركيب الغاز والرماد المتطاير والحركة وأبعاد القناة وتكوين البطانة كلها تؤثر على تصميم الوصلة.
تقوم شركة BSTFLEX بتصنيع منتجات مخصصةوصلات تمدد من نسيج غير معدنيلأنظمة القنوات الصناعية الكبيرة، بما في ذلك الغلايات، وغازات المداخن، والتحكم في تلوث الهواء، وتطبيقات العادم.
| المعلمة | لماذا يهم ذلك |
|---|---|
| درجة حرارة التشغيل | يحدد نظام الحماية الحرارية والمواد المرنة |
| درجة الحرارة القصوى | يُراعي هذا التقرير ظروف بدء التشغيل، والاضطراب، والظروف العابرة. |
| ضغط | يحدد تحميل الحزام وسلوك الحركة |
| تركيبة غازات المداخن | يؤثر على التوافق الكيميائي واختيار مواد منع التسرب |
| رُطُوبَة | مهم لظروف التكثيف ونقطة الندى الحمضية |
| الرماد المتطاير والغبار | قد يتطلب الأمر بطانة داخلية أو حماية من التآكل |
| الحركة المحورية | يحدد قدرة الضغط والتمدد |
| الحركة الجانبية | يحدد الشكل الهندسي المرن المطلوب |
| أبعاد مجرى الهواء | يؤثر على هيكل الإطار والزاوية والحزام |
تتصل قنوات غازات الاحتراق بمعدات تعمل في ظل تغيرات كبيرة في درجات الحرارة. وقد تتعرض قناة يبلغ طولها عدة أمتار لتمدد ملحوظ في أبعادها عند تسخينها.
لا تقتصر المشكلة على القناة نفسها، بل يمكن أن يحدث انتقال حراري أيضًا بين:
لا تتوسع هذه المكونات بالضرورة في نفس الاتجاه أو بنفس المعدل.
يوفر المفصل المرن موقعًا متحكمًا فيه حيث يمكن أن تحدث الحركة النسبية دون إجبار نظام القناة بأكمله على امتصاص الإزاحة كإجهاد ميكانيكي.
أوصلة تمدد نسيج محطة توليد الطاقةيمكن تركيبها في مواقع متعددة في جميع أنحاء نظام معالجة غازات المداخن.
تشمل المواقع النموذجية ما يلي:
يمكن أن تختلف ظروف التشغيل بشكل كبير بين هذه المواقع، لذلك لا ينبغي تطبيق نفس نوع البناء تلقائيًا في جميع أنحاء المصنع.
قد تتعرض مجاري الهواء المتعلقة بالغلايات لدورات حرارية كبيرة.
أثناء بدء التشغيل، ترتفع درجة حرارة القناة من درجة حرارة المحيط إلى درجة حرارة التشغيل. وأثناء الإيقاف، تنعكس هذه العملية. ويمكن أن ينتج عن هذا التمدد والانكماش الحراري المتكرر آلاف دورات الحركة خلال عمر خدمة المعدات.
أوصلة تمدد مجرى الغلايةلذلك، يجب أن يستوعب الحركة المتكررة بدلاً من حدث إزاحة قصوى واحد فقط.
تشمل الاعتبارات المهمة ما يلي:
يمكن أن تخلق وصلات سخان الهواء المسبق ظروفًا صعبة لأن درجات حرارة الغاز ومسارات التدفق تتغير عبر المعدات.
قد تتعرض فواصل التمدد للحركة الحرارية والاهتزازات واختلافات الضغط أثناء تشغيلها بالقرب من معدات ذات كتلة هيكلية كبيرة.
لذلك يجب أن يسمح المفصل المرن بالحركة المطلوبة دون إحداث قوى رد فعل مفرطة على مجاري الهواء المتصلة.
تُعد مراوح السحب المستحث موقعًا شائعًا آخر للوصلات المرنة.
قد يكون الشاغل الرئيسي هنا هو الاهتزاز والعزل الميكانيكي بدلاً من درجة الحرارة القصوى وحدها.
يمكن أن يساعد وصلة التمدد النسيجية عند وصلة مروحة السحب على استيعاب ما يلي:
يعتمد التركيب الصحيح على ما إذا كان الوصل موجودًا على جانب الغاز الساخن أو جانب الغاز النظيف أو قسم آخر من النظام.
قد تُثير أنظمة إزالة الكبريت من غازات المداخن مجموعة مختلفة من التحديات.
يمكن أن يحتوي غاز المداخن الرطب على مكونات كيميائية عدوانية، وقد يحدث التكثيف عندما تنخفض درجة حرارة الغاز إلى ما دون نقطة ندى الحمض.
في هذه المواقع، يجب تقييم المادة المرنة من حيث:
يمكن النظر في استخدام حاجز مرن مصنوع من مادة PTFE عندما تكون المقاومة الكيميائية متطلباً رئيسياً في التصميم.
للحصول على مقارنة تفصيلية للمواد، راجع دليلنا الخاص بـمواد وصلات التمدد النسيجية: PTFE، والسيليكون، والألياف الزجاجية، والسيليكا.
غازات الاحتراق ليست مجرد هواء ساخن.
بحسب نوع الوقود وعملية مكافحة التلوث، قد يحتوي على مزيج مما يلي:
بعد تنظيف الغاز وتبريده، قد يصبح التكثيف مصدر قلق إضافي.
وبالتالي، فإن المادة التي تعمل بشكل جيد في قناة هواء ساخن جافة قد لا تكون مناسبة لتطبيق غازات المداخن الرطبة المسببة للتآكل.
تستحق ظروف نقطة الندى الحمضية اهتماماً خاصاً في أنظمة غازات المداخن.
عندما يبرد الغاز بدرجة كافية، يمكن أن تتكثف بعض المكونات وتخلق سوائل شديدة التآكل على الأسطح الداخلية.
وهذا يعني أنه لا ينبغي أن تعتمد درجة حرارة التصميم لطبقة مانعة للتسرب مرنة على درجة حرارة الغاز القصوى فقط.
ينبغي أن يشمل نطاق التشغيل الكامل ما يلي:
في الحالات التي يُتوقع فيها استخدام مواد رطبة وحمضية، يصبح التوافق الكيميائي جزءًا رئيسيًا من اختيار الأقمشة.
من الأخطاء الشائعة اختياروصلة تمدد نسيجية مقاومة لدرجات الحرارة العاليةببساطة عن طريق اختيار القماش ذي أعلى تصنيف لدرجة الحرارة المعلن عنها.
قد يؤدي هذا النهج إلى مفصل غير مناسب.
قد يتحمل النسيج المقاوم للحرارة العالية الحرارة المباشرة بشكل ممتاز، ولكنه يوفر مقاومة كيميائية محدودة أو قدرة محدودة على منع تسرب الغازات. في المقابل، قد لا تكون طبقة PTFE المقاومة كيميائيًا مصممة للتعرض المباشر لأعلى درجة حرارة في غازات الاحتراق.
لذلك، تستخدم فواصل التمدد النسيجية الحديثة في كثير من الأحيان طبقات وظيفية متعددة.
قد تستخدم وصلة غازات المداخن ذات درجة الحرارة العالية مزيجًا من المواد، حيث تؤدي كل طبقة وظيفة محددة.
الترتيب الوظيفي النموذجي
غازات المداخن
↓
الحماية من التدفق الداخلي / الحماية من التآكل
↓
قماش مقاوم للحرارة العالية
↓
العزل
↓
تقوية الألياف الزجاجية
↓
مادة PTFE أو حاجز آخر مانع لتسرب الغاز
↓
الحماية الخارجية
هذا مفهوم هندسي وليس بناءً عالميًا. يعتمد اختيار المواد الفعلية وتسلسل الطبقات على ظروف تشغيل محطة الطاقة المحددة.
يمكن النظر في استخدام نسيج السيليكا في المواقع التي تتجاوز فيها درجة حرارة السطح الساخن النطاق العملي لمواد الألياف الزجاجية التقليدية.
يتمثل دورها الأساسي في وصلة التمدد المركبة عمومًا في الحماية الحرارية بدلاً من العمل كغشاء وحيد مانع للتسرب الغازي.
توريدات BSTFLEXنسيج السيليكا عالي الحرارة بنسبة 96%لتطبيقات الحماية الحرارية الصعبة.
في وصلة التمدد لمحطة الطاقة، يمكن دمج نسيج السيليكا في نظام متعدد الطبقات عندما يتطلب الجانب الساخن حماية حرارية إضافية.
تُستخدم الألياف الزجاجية على نطاق واسع في وصلات التمدد النسيجية الصناعية لأنها توفر مزيجًا مفيدًا من القوة والاستقرار الأبعاد ومقاومة درجات الحرارة.
يمكن استخدامه كـ:
لا يشترط أن تكون الألياف الزجاجية هي الطبقة الخارجية. يعتمد موضعها على الوظيفة المطلوبة من الوصلة بأكملها.
يمكن أن يكون استخدام الألياف الزجاجية المطلية بمادة PTFE مفيدًا عندما تتطلب الوصلة حاجزًا مرنًا مقاومًا للمواد الكيميائية.
تشمل مزاياها المحتملة ما يلي:
ومع ذلك، يجب حماية طبقة PTFE من درجات الحرارة التي تتجاوز نطاق التشغيل المناسب لها.
في نظام ذي درجة حرارة عالية، يمكن تحقيق ذلك من خلال العزل وطبقات الحماية للجانب الساخن.
قد يكون استخدام الألياف الزجاجية المطلية بالسيليكون مناسبًا في المواقع التي تكون فيها المرونة ومقاومة العوامل الجوية والأداء المعتدل في درجات الحرارة العالية مهمة.
ويمكن أن يكون ذلك مفيدًا بشكل خاص على الجانب الخارجي من الهيكل المركب أو في الأجزاء ذات درجات الحرارة المعتدلة نسبيًا من نظام غازات المداخن.
لا ينبغي تحديدها تلقائياً لأكثر أجزاء قناة مخرج الغلاية سخونة دون تقييم درجة حرارة الطبقة الفعلية.
لا ينبغي بالضرورة تعريض وصلة التمدد النسيجية مباشرة للسرعة الكاملة لغاز المداخن.
يمكن استخدام بطانة داخلية لإعادة توجيه تدفق الغاز وحماية التجميع المرن.
بحسب النظام، يمكن أن تساعد البطانة في تقليل ما يلي:
بالنسبة للغاز المحمل بالجسيمات، يعد تصميم البطانة أحد أهم مكونات مجموعة وصلة التمدد الكاملة.
يمكن أن تعرض محطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم وغيرها من محطات توليد الطاقة التي تنتج الجسيمات، وصلات التمدد في القنوات للرماد المتطاير.
يمكن لسرعة الغاز العالية أن تحول الجزيئات الدقيقة نسبياً إلى تيار كاشط فعال.
إذا اصطدمت هذه الجسيمات مباشرة بالحزام المرن، فقد يحدث التآكل بشكل أسرع بكثير مما هو متوقع من التعرض لدرجة الحرارة وحدها.
ولهذا السبب، ينبغي أن يراعي التصميم ما يلي:
تعمل العديد من أنظمة غازات المداخن في محطات توليد الطاقة تحت ضغط سلبي بسبب مراوح السحب المستحثة.
يمكن للضغط السلبي أن يسحب النسيج المرن إلى الداخل.
يُعد هذا الأمر بالغ الأهمية بشكل خاص بالنسبة لفواصل التمدد المستطيلة الكبيرة ذات الامتدادات الطويلة غير المدعومة.
لذا ينبغي أن يراعي التصميم ما يلي:
إن تقديم قيمة الضغط الفعلية أكثر فائدة بكثير من مجرد ذكر "خدمة التفريغ".
معظم قنوات غازات الاحتراق الكبيرة تكون مستطيلة أو مربعة.
وهذا يخلق اعتبارات هندسية إضافية مقارنة بالوصلات الدائرية.
يجب أن تنتقل الزوايا الأربع بسلاسة بين الجوانب المتجاورة، في حين أن الجوانب الطويلة قد تتعرض لتشوه أكبر تحت الضغط.
أوصلة تمدد قماشية مستطيلةلذلك ينبغي تصميمها حول المحيط الكامل.
تشمل الأبعاد المهمة ما يلي:
| الأبعاد | المعلومات المطلوبة |
|---|---|
| عرض | عرض القناة الفعلي |
| ارتفاع | الارتفاع الفعلي للقناة |
| وجهاً لوجه | المسافة بين مستويات التثبيت |
| شفة | العرض والسمك وتكوين التثبيت |
| ركن | الشكل الهندسي الفعلي للزاوية ونصف قطرها حيثما ينطبق ذلك |
بالنسبة للمفاصل الكبيرة التي تحتاج إلى استبدال، يُنصح بشدة باستخدام الصور الفوتوغرافية والرسومات الهندسية.
ينتج عن التمدد الحراري عموماً حركة محورية حيث تتغير أطوال أقسام القناة المتصلة.
يجب تحديد وصلة التمدد بقيم منفصلة للضغط والتمدد.
على سبيل المثال:
الضغط المحوري: 40 مم
الامتداد المحوري: 15 مم
هذا أكثر فائدة للهندسة من تحديد إجمالي النمو الحراري النظري فقط.
يمكن لمعدات محطة توليد الطاقة أن تتحرك بالنسبة للهيكل المحيط بها.
قد ينتج الإزاحة الجانبية عن:
ينبغي تصميم وصلة التمدد النسيجية بحيث تمتص الإزاحة المطلوبة دون إجهاد مفرط للنسيج أو تلامس بين المكونات الداخلية.
يمكن أن تتعرض وصلة التمدد في محطة توليد الطاقة لدورات حرارية متكررة طوال فترة خدمتها.
كل عملية بدء تشغيل وإيقاف تشغيل يمكن أن تُنتج دورة حركة أخرى.
وهذا يعني أن عمر الخدمة لا يعتمد فقط على درجة الحرارة القصوى ولكن أيضًا على:
إن المفصل المصمم لحدث حركة كبير واحد ليس بالضرورة أن يكون مُحسَّنًا لآلاف الدورات الحرارية الأصغر.
عندما يفشل مفصل النسيج قبل الأوان، فإن الضرر المرئي ليس دائمًا هو السبب الأصلي.
قد تشمل آليات الفشل الشائعة ما يلي:
قد لا يؤدي استبدال النسيج بمادة تتحمل درجات حرارة أعلى دون تحديد آلية العطل إلى حل المشكلة الأساسية.
بالنسبة للوصلات المستطيلة، تعتبر الزوايا نقاط فحص مهمة.
بحث:
قد يشير التلف المتركز حول زاوية واحدة إلى مشاكل في الحركة أو التركيب أو الهندسة بدلاً من مجرد مشكلة تتعلق بدرجة حرارة المادة.
ينبغي فحص البطانة الداخلية أيضاً.
تحقق من:
يمكن أن يؤدي تلف البطانة إلى تعريض الحزام المرن لظروف لم يتم تصميمه من أجلها.
بالنسبة لمشاريع الاستبدال، فإن نسخ أبعاد حزام القماش القديم ليس كافياً دائماً.
ينبغي مراجعة عملية الاستبدال في ضوء ظروف التشغيل الحالية.
قبل الطلب، يرجى جمع ما يلي:
إذا تعطل المفصل القديم مبكراً، فقم بتضمين صور توضح المناطق المتضررة.
للحصول على طلب خاصوصلة تمدد غازات الاحتراقإن أهم المعلومات المفيدة هي نطاق التشغيل الفعلي.
| معلومة | مثال |
|---|---|
| حجم القناة | 3000 × 2500 مم |
| وجهاً لوجه | 250 مم |
| درجة حرارة طبيعية | 350 درجة مئوية |
| درجة الحرارة القصوى | 450 درجة مئوية |
| ضغط | -5 كيلو باسكال |
| غاز العملية | غازات المداخن |
| الحركة المحورية | ±30 مم |
| الحركة الجانبية | ±25 مم |
| سرعة الغاز | خاص بالمشروع |
| تحميل الجسيمات | ظروف الرماد المتطاير / الغبار |
القيم المذكورة أعلاه هي أمثلة فقط. يجب استخدام مواصفات المشروع الفعلية لأغراض الهندسة.
نادراً ما تكون أنظمة قنوات محطات الطاقة متطابقة.
قد يكون لمفصلين نفس الأبعاد الاسمية ولكن ظروف تشغيل مختلفة تمامًا.
قد يعمل أحدهما بغاز ساخن جاف، بينما يتعامل الآخر مع غازات مداخن رطبة أكالة. قد يتعرض أحدهما لضغط موجب، بينما يعمل الآخر تحت ضغط سالب كبير. قد يتطلب أحدهما بطانة مقاومة للتآكل، بينما لا يتطلبها الآخر.
ولهذا السبب، أوصلة تمدد غير معدنيةينبغي تحديدها كمجموعة هندسية بدلاً من اختيارها بناءً على الحجم فقط.
| مادة | الدور المحتمل | محرك الاختيار النموذجي |
|---|---|---|
| الألياف الزجاجية | تعزيز | القوة والاستقرار الحراري |
| الألياف الزجاجية المطلية بالسيليكون | طبقة خارجية أو مانعة للتسرب مرنة | المرونة ومقاومة البيئة |
| الألياف الزجاجية المغلفة بمادة PTFE | حاجز مقاوم للمواد الكيميائية | غاز أكّال أو رطب |
| نسيج السيليكا | حماية الوجه من الحرارة | التعرض الحراري الشديد |
| العزل | حاجز حراري | حماية الطبقات ذات درجات الحرارة المنخفضة |
| بطانة معدنية | الحماية من التدفق والتآكل | غاز عالي السرعة أو غاز جسيمي |
يمكن استخدام كل من وصلات التمدد المصنوعة من القماش والمعدن في أنظمة القنوات الصناعية، لكن خصائصها مختلفة.
| عامل | وصلة تمدد النسيج | وصلة تمدد معدنية |
|---|---|---|
| عنصر مرن | مركب من الأقمشة التقنية | منفاخ معدني مُشكّل |
| أحجام قنوات كبيرة | مناسب للغاية | يعتمد على التصميم |
| المرونة الجانبية | مرتفع بشكل عام | يعتمد على التكوين |
| العزل الحراري | يمكن دمجها في البناء متعدد الطبقات | يتطلب ذلك عادة تصميمًا حراريًا منفصلاً |
| حاجز كيميائي | يمكن استخدام طبقات مصنوعة من مادة PTFE | يعتمد ذلك على اختيار السبيكة |
| قوة رد فعل منخفضة | ميزة قوية في العديد من تطبيقات مجاري الهواء | يجب أخذ قوة الزنبرك في الاعتبار |
| الاستبدال | قد يكون الحزام المرن قابلاً للاستبدال | خاص بالتجميع |
يعتمد الخيار الأفضل على الضغط ودرجة الحرارة والحركة والتركيب الكيميائي للغاز وهندسة القناة ومتطلبات النظام الكامل.
ينبغي أن يصف المواصفات المفيدة حالة الخدمة بالكامل بدلاً من مجرد ذكر ما يلي:
"وصلة تمدد نسيجية تتحمل درجات الحرارة العالية."
تحدد المواصفات الأقوى ما يلي:
تتيح هذه المعلومات للشركة المصنعة تصميم التجميع المرن بما يتناسب مع التطبيق الفعلي.
تقوم شركة BSTFLEX بتطوير منتجات مخصصةوصلات تمدد نسيجية لأنظمة غازات المداخن في محطات توليد الطاقةوفقًا للأبعاد وظروف التشغيل التي يقدمها العميل.
بحسب التطبيق، يمكن أن يشتمل البناء على تقوية من الألياف الزجاجية، وأقمشة مطلية بالسيليكون، وحواجز غازية قائمة على مادة PTFE، ونسيج السيليكا عالي الحرارة، والعزل، والحماية من التدفق الداخلي أو التآكل.
تتوفر تكوينات مخصصة لأشكال القنوات المستطيلة والمربعة والمستديرة وغير القياسية.
للاطلاع على المواصفات الكاملة للمنتج، تفضل بزيارة الموقع الإلكتروني التالي:وصلة تمدد من نسيج غير معدنيصفحة المنتج.
أرسل إلى BSTFLEX أبعاد القناة، والطول من وجه إلى وجه، ودرجة حرارة التشغيل والقصوى، والضغط، وتكوين غاز المداخن، والحركة، وسرعة الغاز، وظروف الجسيمات، وتفاصيل البطانة الحالية.
بالنسبة لمشاريع الاستبدال، يرجى تضمين صور ورسومات للتركيب الحالي كلما أمكن ذلك.
English
français
Deutsch
русский
italiano
español
português
Nederlands
日本語
한국의
Türkçe
Polski
Tiếng Việt
slovenský
Indonesia
