مشروع فرن التدفئة

يبلغ استهلاك الفولاذ للهيكل الفولاذي لوحدة الحمل الحراري لفرن الصندوق المربع لمشروع فرن تسخين البتروكيماويات في قوانغدونغ حوالي 1000 طن.

يشير فرن التسخين ذو الهيكل الفولاذي إلى الإطار الداعم المستخدم في إسكان وتثبيت فرن التسخين، عادة في البيئات الصناعية مثل مصانع الصلب، ومرافق التصنيع، ومصافي التكرير. يعد الفرن نفسه جزءًا مهمًا من العمليات مثل تشكيل المعادن، والصب، والمعالجة الحرارية، والعديد من المعالجات الحرارية الأخرى. يضمن الهيكل الفولاذي التشغيل الآمن، وإمكانية الوصول، والمتانة للفرن، مع دعم المعدات والمكونات الثقيلة.

المكونات الرئيسية لفرن تسخين الهيكل الفولاذي

الإطار الرئيسي (الإطار الصلب):

الإطار الفولاذي هو الهيكل الأساسي الحامل المصمم لدعم جسم الفرن والشعلات وأي مكونات مساعدة. وتتكون من عوارض وأعمدة وعوارض رأسية وأفقية، مصنوعة عادة من الفولاذ عالي القوة لتحمل درجات الحرارة العالية والضغوط الحرارية.

غلاف الفرن ودعم العزل:

غالبًا ما يتم تصنيع هيكل الفرن بمواد مقاومة للحريق، ويتم دعمه بواسطة الهيكل الفولاذي. وقد تشمل أيضًا طبقات عازلة للحفاظ على درجات الحرارة الداخلية العالية وتحسين كفاءة الطاقة.

قد يشمل العزل مواد مثل الطوب الحراري أو ألياف السيراميك أو ألواح العزل الحراري المتخصصة.

منصات الوصول والممرات:

يتم تضمين المنصات الفولاذية والسلالم والدرابزين لتوفير الوصول الآمن إلى الفرن للصيانة والإصلاحات والتشغيل. توجد هذه المنصات عادةً حول الفرن لسهولة مراقبة عملية التسخين.

إطار تركيب الموقد:

في الأفران التي تستخدم مواقد الغاز أو الزيت، يوجد هيكل فولاذي مخصص لتثبيت الشعلات وأنابيب الغاز في مكانها، مما يضمن التوافق المناسب مع حجرة الفرن لتحقيق الاحتراق الأمثل.

يدعم نظام المداخن والعادم:

يجب أن تكون المداخن (المدخنة أو كومة العادم) وقنوات التوصيل الخاصة بها مدعومة بشكل آمن بواسطة الهيكل الفولاذي. تعمل هذه الأنظمة على إزالة غازات الاحتراق والحفاظ على تدفق الهواء عبر الفرن.

أنظمة التبريد:

تشتمل بعض أفران التسخين على أنظمة تبريد لتنظيم درجة حرارة بعض المكونات. تدعم الإطارات الفولاذية معدات التبريد (مثل أنابيب تبريد المياه أو وحدات تدوير الهواء).

تدعم المؤسسة:

يتم تثبيت الهيكل الفولاذي على أساس أو بلاطة خرسانية مسلحة لمنع التحول أو الحركة أثناء التشغيل. يجب أن تكون الأساسات مصممة لتحمل الأحمال الثقيلة والاهتزازات الناتجة عن الفرن.

اعتبارات التصميم لأفران التدفئة ذات الهيكل الصلب

مقاومة درجات الحرارة العالية:

يجب أن يكون الهيكل مصممًا للتعامل مع درجات حرارة التشغيل العالية. قد تحتاج المكونات الفولاذية المستخدمة على مقربة مباشرة من الفرن إلى المعالجة أو الطلاء لمقاومة التدهور الحراري، مثل السبائك المقاومة للحرارة أو الطلاءات التي تحمي من الأكسدة أو القشور.

التمدد الحراري:

يتمدد الفولاذ عند تسخينه، وهذا يجب أن يؤخذ في الاعتبار في التصميم. يتم دمج وصلات التمدد والوصلات المرنة في الإطار الفولاذي لمنع الضغوط الحرارية من المساس بسلامة الهيكل.

الاهتزاز والأحمال الديناميكية:

غالبًا ما تولد الأفران، وخاصة الصناعية الكبيرة، اهتزازات من الشعلات وعملية الاحتراق. ويجب أن يكون الهيكل الفولاذي مصمماً بحيث يمتص هذه الاهتزازات ويخففها لتجنب حدوث أضرار هيكلية.

معايير السلامة:

يجب أن يلتزم الهيكل الفولاذي بمعايير وقوانين السلامة المحلية، مما يضمن قدرته على تحمل أي أوضاع فشل محتملة مثل التقلبات المفاجئة في درجات الحرارة، أو سيناريوهات الضغط العالي، أو مخاطر الحريق.

مقاومة التآكل:

نظرًا لأن أفران التسخين تعمل غالبًا في بيئات مسببة للتآكل (على سبيل المثال، التعرض للرطوبة العالية أو المواد الكيميائية أو الغازات)، فقد يحتاج الهيكل الفولاذي إلى أن يكون مطليًا أو مصنوعًا من سبائك مقاومة للتآكل مثل الفولاذ المقاوم للصدأ أو الفولاذ المجلفن.

القدرة الحاملة:

يجب أن يتم تصميم الهيكل ليس فقط لدعم الفرن نفسه ولكن أيضًا المعدات المرتبطة به مثل المحركات والمنافيخ وأنظمة الوقود. يقوم المهندسون بحساب توزيع الحمل لضمان الاستقرار أثناء التشغيل.

كفاءة الطاقة:

يعد العزل المناسب للفرن أمرًا ضروريًا للحفاظ على كفاءة درجة الحرارة. يحتاج الإطار الفولاذي إلى دعم أنظمة العزل، وتقليل فقدان الحرارة وضمان عمل الفرن بكفاءة الطاقة المثلى.

عملية بناء أفران تسخين الهيكل الصلب

التصميم والهندسة:

الخطوة الأولى هي وضع رسومات هيكلية تفصيلية بناءً على حجم الفرن وتصميمه والأحمال الحرارية. غالبًا ما يتم استخدام برامج التصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD) والمحاكاة الحرارية لتحسين الهيكل من حيث القوة والأداء الحراري.

التصنيع:

يتم تصنيع المكونات الفولاذية خارج الموقع في بيئة خاضعة للرقابة. يتضمن ذلك القطع واللحام والحفر ومعالجة الفولاذ لتلبية مواصفات التصميم.

يمكن أيضًا تجميع غلاف الفرن ومكوناته مثل الشعلات والعزل والبطانات المقاومة للحرارة مسبقًا قبل شحنها إلى الموقع.

التجميع والتركيب:

بمجرد تصنيع جميع المكونات ونقلها، يتم تجميعها في الموقع. غالبًا ما تكون هناك حاجة إلى الرافعات ومعدات الرفع الثقيلة لوضع مكونات الفرن الكبيرة والأقسام الفولاذية.

يتم بعد ذلك ربط الهيكل الفولاذي أو لحامه معًا، ويتم تثبيت جميع منصات الوصول والممرات والدعامات الضرورية.

التكامل مع مكونات الفرن:

بمجرد تركيب الإطار الفولاذي، يتم دمج عناصر تسخين الفرن وأنظمة الوقود والمداخن ووحدات التبريد والتوصيلات الكهربائية.

يتم إجراء الاختبار للتأكد من أن جميع المكونات تعمل بشكل صحيح وأن الهيكل يمكنه دعم الفرن بأمان أثناء تشغيله.

التفتيش والاختبار:

بعد التجميع، يتم إجراء فحص شامل للتحقق من السلامة الهيكلية والمحاذاة والسلامة. غالبًا ما يتم إجراء اختبارات الإجهاد واختبارات درجة الحرارة