بخار فعال للأغذية المحفوظة
تكنولوجيا بوش التركيبية في Valenzi
الجهة المشغلة
تأسست شركة Valenzi GmbH & Co.KG في عام 1954، وهي شركة رائدة في تصنيع ثمار الغابات البرية المحفوظة. وتنتج هذه الشركة العائلية متعددة الجنسيات وتصنع سنويًا ما يقرب من 4 ملايين كيلوغرام من الفطر، و2 مليون كيلوغرام من الفاكهة، و700,000 كيلوغرام من مكونات الحساء. وتوظف Valenzi حوالي 100 شخص في موقعها في بلدة سودربورغ (Suderburg) في ولاية ساكسونيا السفلى بألمانيا.
المشروع
لمدة تصل إلى 31 عامًا، استخدمت Valenzi أربع غلايات من شركة Bosch Industriekessel GmbH لتزويدها ببخار العمليات. ولم تعد هذه المنشأة، التي كانت تعتبر سابقًا في طليعة التكنولوجيا، قادرة على تلبية التوقعات من حيث كفاءة الطاقة والامتثال لمعايير اليوم. وقد أدى الافتقار إلى معدات استرداد الحرارة إلى فقدان كميات كبيرة من الحرارة بدلاً من استخدامها.
علاوة على ذلك، أدت حوارق النفط القديمة ثنائية المراحل والمزودة بنظام تحكم ميكانيكي مركب إلى ارتفاع تكاليف الوقود واستهلاكه. وبالتعاون الوثيق مع المكتب التخطيطي Westfalia Wärmetechnik في رودينغهاوزن (Rödinghausen) وشركة إنشاء المحطات AME-Technik في هاملين (Hamelin)، قررت Valenzi الاعتماد على نظام كامل وتركيبي من Bosch Industriekessel.
تتمتع كل من غلايتي البخار الجديدتين من طراز UL-S بقدرة إنتاجية تبلغ 5,000 كيلوغرام من البخار في الساعة. وتستخدم الشركة حرارة العمليات بشكل أساسي لحفظ الفطر وتجهيز ثمار الغابات ومكونات الحساء. وتُستخدم إحدى الغلايتين كاحتياطي ولتغطية أحمال الذروة.
نظرة على تقنياتنا.
ألقِ نظرة خلف الكواليس. في هذا الفيديو، نعرض لكم عن قرب غلاياتنا الصناعية عالية الجودة ومكونات النظام
استخدام الحرارة المهدورة لتسخين مياه التغذية
يساهم الموفّر (Economizer) المدمج في رفع الكفاءة إلى حدها الأقصى.
تساهم الموفرات (Economizers) المدمجة في رفع كفاءة الطاقة إلى حدها الأقصى. حيث يتم إمداد مياه تغذية الغلاية إلى المبادِل الحراري لغاز العادم وتسخينها مسبقًا لتصل إلى حوالي 135 درجة مئوية باستخدام غازات العادم الساخنة. وتؤدي هذه العملية إلى انخفاض درجة حرارة غاز العادم إلى نفس القيمة تقريبًا عند التشغيل بالحمل الكامل. وترتفع كفاءة المنشأة بنسبة 4.8 بالمئة، بينما ينخفض استهلاك الوقود بنفس النسبة.
الكفاءة مع حوارق الغاز الطبيعي الحديثة
تضمن حوارق الغاز الطبيعي تشغيلًا اقتصاديًا للغاية. حيث يعمل نظام التحكم الإلكتروني المركب للحوارق على تحسين معايرة الوقود وهواء الاحتراق. وبالمقارنة مع نظام التحكم الميكانيكي المركب المستخدم في الحوارق القديمة، فإن هذا النظام يحقق ضبطًا أكثر دقة ويقلل من استهلاك الوقود بناءً على ذلك.
تأتي ميزة أخرى من التشغيل التعديلي (modulating operation) بنطاق تحكم يبلغ 1:6 فقط. حيث يتم تكييف قدرة الحارق مع الاحتياج الفعلي للبخار بشكل متغير ولامتناهي. ويمكن لنظام الحارق تقليل القدرة لتصل إلى حوالي 17% من القدرة الاسمية للمخرجات. وينخفض تردد تشغيل وإيقاف الحوارق بشكل كبير، مما يقلل من الفقد في الطاقة الناتج عن التهوية المسبقة لممرات غاز العادم.
علاوة على ذلك، يتم التحكم في سرعة محركات المروحة وفقًا لقدرة الحارق، مما يؤدي إلى انخفاض استهلاك الكهرباء بشكل كبير عند الحِمل الجزئي. وبذلك تنخفض تكاليف الكهرباء وحجم الاستهلاك.
مياه تغذية نظيفة لعمر خدمة طويل
تعتبر مياه تغذية الغلاية التي تمت معالجتها بأفضل طريقة ممكنة أمرًا حيويًا لعمر الخدمة الطويل والتشغيل الفعال للغلاية. تؤدي العناصر الموجودة في الماء (مثل الكالسيوم والمغنيسيوم) إلى تكوّن طبقات غير مرغوب فيها. ونتيجة لذلك، تتدهور كفاءة الغلاية وجودة البخار. وفي بعض الحالات، يمكن أن يتعرض النظام للتلف بشكل لا يمكن إصلاحه. يتم إنتاج مياه التغذية المعالجة في نظام التليين WTM من خلال عملية التبادل الأيوني. تستبدل هذه العملية الأيونات المسببة للعسر (الكالسيوم والمغنيسيوم) بأيونات الصوديوم.
لتقليل قابلية التآكل، تتم عملية إزالة الهواء الحرارية بعد عملية التليين عبر وحدة خدمة المياه WSM-V. يتم تسخين الماء إلى درجة حرارة تقارب 103 درجة مئوية، مما يؤدي إلى تفكك الغازات الموجودة في الماء وتصريفها. لربط أي عسر أو أكسجين متبقي، ولجعل ماء الغلاية قلويًا، تُضاف مواد كيميائية إلى مياه التغذية. بعد ذلك، يتم تغذية الماء إلى الغلايات عبر مضخات مياه التغذية والموفر.
استرداد الحرارة من مياه التحلية
وحدة خدمة المياه مع استرداد الحرارة من مياه التحلية.
تقوم وحدة التمدد واسترداد الحرارة والتصريف (EHB) بإزالة المياه العادمة من غلايات البخار (إزالة الملوحة/إزالة الرواسب). يتم إدخال مياه إزالة الملوحة، التي تكون تحت ضغط وفي درجة حرارة، إلى خزان التمدد وتمديدها. يساهم بخار التمدد الناتج في هذه العملية في تسخين مياه التغذية. يتم توجيه مياه إزالة الملوحة المتبقية إلى المبادل الحراري اللاحق وتستخدم لتسخين مياه التغذية الباردة. تنخفض درجة حرارة مياه إزالة الملوحة إلى حوالي 35 درجة مئوية. يتم توجيه مياه إزالة الملوحة المبردة ومياه إزالة الرواسب الساخنة إلى خزان التصريف والتبريد. إذا لزم الأمر، يتم تبريد المياه عن طريق خلطها بمياه التغذية الباردة عند درجة حرارة التصريف وتوجيهها. تزيد الوحدة من كفاءة النظام وتلعب دورًا أساسيًا في تقليل تكاليف الوقود ومياه التبريد والمياه العادمة.
كمية أقل من المياه التعويضية توفر المال
بالإضافة إلى ذلك، تم تجهيز المصنع بوحدة خدمة المكثفات (CSM). تقوم الوحدة بجمع وتخزين المكثفات المتراكمة وتوجيهها مرة أخرى إلى نظام إزالة الهواء من مياه التغذية عبر مضخة المكثفات. يضمن جهاز المراقبة المدمج عدم وصول أي مواد غريبة ضارة إلى مياه تغذية الغلاية. إعادة تغذية المكثفات تعني أن هناك حاجة إلى كمية أقل من المياه التعويضية وتقليل استهلاك المياه والطاقة.
تقليل كميات المياه التعويضية من خلال استخدام وحدة خدمة المكثفات.
غلايات سهلة الاستخدام
تجعل أدوات التحكم البديهية (BCO) تشغيل الغلايات أمرًا سهلاً. يمكن استدعاء جميع البيانات (مثل استهلاك الوقود، وكمية البخار، وسجل الضغط، أو عدد مرات تشغيل وإيقاف الحارق)، وتحليلها، وتهيئتها لتحقيق أقصى قدر من كفاءة الطاقة. تتوفر وحدة التحكم في بدء التشغيل والوضع الاحتياطي والإيقاف (SUC) عبر نظام التحكم (BCO). يتم تشغيل عمليات بدء التشغيل والإيقاف للغلاية البخارية بشكل آلي بالكامل من خلال ضغطة زر واحدة أو إشارة طلب خارجية. أثناء التشغيل العادي، تحمي الوظائف الأوتوماتيكية المدمجة الغلاية والنظام من التآكل، وصدمات المياه، وزيادة الملوحة. كما يتم تقليل الحمل الميكانيكي، خاصة أثناء عمليات البدء على البارد. يتم إعفاء مشغلي الغلايات من العديد من المهام، مما يسمح لهم بالتركيز فقط على وظائف المراقبة والإشراف.
تشغيل محطة متعددة الغلايات مع استهلاك مُحسَّن
يتم تجميع الحرارة المفقودة من الضواغط والمخازن المبردة في خزان تخزين الحرارة.
يجمع نظام التحكم (SCO) بين أدوات التحكم في الغلاية والوحدة في نظام إدارة شامل واحد. يقوم نظام التحكم التسلسلي المدمج بتطبيق وضع التشغيل الأمثل للاستهلاك لمحطة الغلايات المتعددة. يتم التبديل بين الغلايات الأساسية والتابعة بشكل آلي للاستخدام السلس والاقتصادي لغلايات البخار. يتم تنفيذ دائرة التحكم التسلسلي عبر تنظيم ضغط النظام. إذا انخفض الضغط في النظام عن قيمة قابلة للتعديل، يتم إرسال إشارة تشغيل إلى الغلاية التابعة. ويتم ذلك عن طريق فتح الصمام الميكانيكي. إذا ارتفع ضغط البخار في النظام مرة أخرى، سيقوم صمام إيقاف البخار الميكانيكي بإغلاق الغلاية التابعة. يتم الحفاظ على دفء كلتا الغلايتين بواسطة ملف تسخين مدمج في نهاية الغلاية. وبالتالي يمكن الحفاظ على دفء الغلاية التابعة بواسطة الغلاية الأساسية عند ضغط منخفض. هذا يوفر الطاقة، ويتجنب التآكل، ويضمن التوافر السريع.
تدابير أخرى: استخدام الحرارة المفقودة لتسخين مياه العمليات
بالإضافة إلى نظام الغلايات الجديد، اختارت شركة Valenzi تدابير إضافية لتوفير الطاقة، بما في ذلك استخدام الحرارة المفقودة في الضواغط والمخازن المبردة. عند ضغط الهواء في الضواغط، يتم إنتاج حرارة. يتم توجيه هذه الطاقة إلى خزان تخزين حراري عبر مبادلات حرارية من النوع اللوحي. كما تذهب الحرارة المفقودة من وحدات التبريد الانضغاطي إلى خزان التخزين. تُستخدم الطاقة الحرارية لتسخين المياه العذبة لأغراض الإنتاج والتنظيف. إذا لم تكن الكمية الحرارية في خزان التخزين كافية، يتم استكمالها عن طريق إعادة التسخين بالبخار.
مراحل التنفيذ
- بناء غرفة غلايات جديدة
- استخدام غلايتي بخار مع موفرات طاقة مدمجة وأنظمة للحفاظ على الحرارة
- استخدام حراقات غاز طبيعي حديثة مزودة بتحكم إلكتروني مركب
- تركيب نظام تنظيم سرعة موفر للطاقة
- تركيب وحدات لاسترداد الحرارة ومعالجة المياه وإعادة تدوير المكثفات
- دمج وحدات تحكم قابلة للبرمجة مع بدء تشغيل تلقائي وتحكم تسلسلي لتشغيل مُحسَّن للطاقة
- دمج خزان لتخزين الحرارة بحيث يمكن استخدام الحرارة المفقودة من الضاغط ونظام التبريد في الإنتاج
النتيجة
تتوقع شركة Valenzi GmbH & Co.KG أن هذا الاستثمار في تكنولوجيا المصانع الجديدة سيؤدي إلى توفير سنوي في الطاقة يبلغ حوالي 40,000 يورو. كما أنه يقلل من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بحوالي 300 طن. إن التصميم المعياري لغلايات ومكونات Bosch يعني أن الجهد المبذول في التخطيط والتركيب يمكن أن يبقى منخفضًا. يستفيد المشغل بفضل زيادة درجة الأتمتة في نظام توليد الطاقة، والذي تم تحسينه من منظور اقتصادي وبيئي.
مخطط نظام غلاية البخار مع تقنية المصنع المناسبة لاسترداد الحرارة، ومعالجة المياه، واستغلال الحرارة المفقودة من الضواغط والمخازن المبردة.