المبرد الهوائي الأفقي المبادل الحراري التدفق القسري في مفاعل تكرير النفط

مبرد هواء أفقي، تيار الحمل القسري في مفاعل مصفاة النفط

-نظرة عامة-

يعتمد مبرد الهواء الأفقي على هيكل تبادل حراري عرضي، ويجبر إمداد الهواء من خلال مروحة مدمجة عالية الكفاءة، مما يؤدي بسرعة إلى إدخال الهواء البارد المحيط إلى المعدات. باستخدام مبدأ تبادل الحرارة بالحمل الحراري، يتم أخذ الحرارة بعيدًا عن سائل العملية أو المعدات، وبالتالي تحقيق الغرض من التبريد السريع. هيكلها الأفقي المدمج ليس سهل التركيب والصيانة فحسب، بل يتكيف أيضًا بمرونة مع متطلبات المساحة لمواقع صناعية مختلفة.

-مبدأ العمل-

• استنشاق الهواء: تستنشق المعدات الهواء البارد من البيئة الخارجية من خلال مدخل الهواء المحدد مسبقًا.
• إمداد الهواء القسري: ترسل المروحة المدمجة الهواء البارد المستنشق إلى منطقة تبادل الحرارة بسرعة عالية وبشكل موحد، بحيث يشكل الهواء حملًا حراريًا قويًا على سطح المبادل الحراري.
• نقل الحرارة: نظرًا للاتصال الوثيق بين الهواء المتدفق عالي السرعة وسطح تبادل الحرارة، يتم نقل الحرارة بسرعة إلى الهواء، مما يحقق تبديدًا سريعًا للحرارة.
• تصريف الهواء الساخن: يتم تصريف الهواء الذي يأخذ الحرارة من المعدات من خلال منفذ العادم، مما يكمل دورة تبادل حراري كاملة.

يعمل إمداد الهواء القسري هذا، بناءً على مبدأ الحمل الحراري، على تحسين كفاءة تبديد الحرارة بشكل كبير ويمكّن المعدات من الحفاظ على تحكم جيد في درجة الحرارة حتى أثناء التشغيل عالي الحمل.

-التصميم الهيكلي-
1. التخطيط الأفقي والتصميم المعياري:

• هيكل مدمج: يتيح التخطيط الأفقي للمعدات زيادة مساحة تبادل الحرارة في مساحة محدودة، مما يسهل تركيبه في المصنع أو غرفة التحكم أو البيئة المفتوحة، وفي الوقت نفسه، من السهل الاتصال بمعدات العمليات الأخرى.
• المكونات المعيارية: المكونات الداخلية الرئيسية (مثل وحدات تبادل الحرارة، وقنوات الهواء، ووحدات المروحة، وما إلى ذلك) ذات تصميم معياري. هذا لا يسهل الإنتاج والنقل فحسب، بل يسمح أيضًا بالتجميع السريع واستبدال المكونات المعيبة في الموقع، مما يقلل من تكاليف الصيانة.

2. هيكل المبادل الحراري

• لوحة تبادل حراري فعالة: عادة ما يتم استخدام هيكل الأنبوب الزعانف المصنوع من الألومنيوم أو النحاس لتعزيز كفاءة تبادل الحرارة بين الهواء والسائل باستخدام مساحات كبيرة من الزعانف المعدنية. تتم معالجة السطح بطلاء خاص مضاد للتآكل لضمان مقاومة الطقس ومقاومة التآكل أثناء التشغيل طويل الأجل.
• قناة تبادل حراري متعددة الطبقات: تم تصميم قنوات هواء متعددة الطبقات داخليًا لضمان توزيع الهواء البارد بالتساوي على سطح تبادل الحرارة بأكمله، وتجنب النقاط الساخنة المحلية، وتحسين كفاءة تبديد الحرارة.
• تصميم مجرى الهواء الأمثل: تم حساب تصميم مجرى الهواء الداخلي بعناية لضمان أقصر مسار لتدفق الهواء وأصغر مقاومة، وذلك لتقليل استهلاك الطاقة وتحسين كفاءة تبادل الحرارة.

-نظام القيادة-
1. مشغل المروحة:

• مروحة عالية الأداء: المكون الأساسي لنظام القيادة هو مروحة عالية الأداء، وعادة ما تكون مروحة طرد مركزي أو مروحة تدفق محوري. اعتمادًا على بيئة العمل ومتطلبات حجم الهواء، تم اختيار طراز المروحة بعناية لضمان تدفق هواء كافٍ وضغط ثابت.
• التحكم في السرعة القابلة للتعديل: يمكن لنظام التحكم في العاكس المتقدم تحقيق تعديل ديناميكي لسرعة المروحة، بحيث يمكن لكفاءة تبادل الحرارة أن تصل إلى أفضل حالة في ظل ظروف عمل مختلفة. لا تلبي وظيفة تنظيم السرعة احتياجات الحمل المختلفة فحسب، بل تقلل أيضًا من استهلاك الطاقة والضوضاء عند الأحمال المنخفضة.

2. محرك القيادة والتحكم

• محرك قيادة عالي الكفاءة: استخدم محركات غير متزامنة موفرة للطاقة أو محركات DC بدون فرش، والتي تتميز بالكفاءة العالية والاهتزاز المنخفض والعمر الطويل. يعمل المحرك بسلاسة ويمكنه الحفاظ على خرج ثابت أثناء التشغيل المستمر الطويل.
• آلية الحماية من السلامة: تم تجهيز النظام بوظائف حماية متعددة مثل الحمل الزائد والسخونة الزائدة والجهد المنخفض لضمان الإغلاق التلقائي أو تقليل سرعة التشغيل في ظل ظروف العمل غير الطبيعية، وضمان سلامة المعدات وأنظمة الإنتاج.

-مجالات التطبيق-
نظرًا لكفاءته العالية وخصائصه الموفرة للطاقة، فقد تم استخدام مبردات الهواء الأفقية على نطاق واسع في العديد من المجالات الصناعية، وتشمل بشكل أساسي:

• الصناعات البتروكيماوية والكيماوية: تستخدم لتبديد الحرارة بكفاءة في المفاعلات والمبادلات الحرارية والمعدات الأخرى لضمان التشغيل المستقر لتدفق العملية.
• صناعة الطاقة: تستخدم لتبريد المعدات في محطات الطاقة والمحطات الفرعية والأماكن الأخرى، مما يحسن الكفاءة والسلامة العامة للنظام.
• صناعة المعادن: في سيناريوهات التشغيل ذات درجة الحرارة العالية، يتم تقليل درجة حرارة المعدات عن طريق إمداد الهواء القسري وإطالة عمر المعدات.
• نظام تكييف الهواء: كوحدة تبريد في نظام تكييف هواء مركزي كبير، فإنه يحقق تنظيم فرق درجة الحرارة الداخلية والخارجية.