خلفية المشروع
كانت إحدى محطات الطاقة الحرارية التي تقوم بتشغيل العديد من أنظمة جمع ونقل الرماد المتطاير تواجه مشكلات صيانة مستمرة مع صمامات التفريغ الدوارة الخاصة بها.
استخدم المصنع صمامات دوارة تقليدية مصنوعة من سبائك الصلب أسفل مجمعات الغبار الكيسية لتصريف الرماد المتطاير في نظام نقل هوائي كثيف الطور.
على الرغم من أن الصمامات استوفت مواصفات التصميم الأصلية، إلا أن ظروف التشغيل الفعلية أثبتت أنها أكثر تطلبًا بكثير مما كان متوقعًا.
يحتوي الرماد المتطاير على نسبة عالية من جزيئات السيليكا الصلبة، مما يؤدي إلى التآكل المستمر لشفرات الدوار وغرفة الصمام.
التحديات التي يواجهها العميل
وفي غضون عدة أشهر من التشغيل، لاحظ موظفو الصيانة تآكلًا كبيرًا في مجموعة الدوار.
وشملت المشاكل الأساسية ما يلي:
أنازيادة تسرب الهواء
فقدان استقرار الضغط الناقل
انخفاض اتساق التغذية
استبدال الصمام المتكرر
انقطاعات غير متوقعة في الإنتاج
أظهرت سجلات الصيانة أن كل عملية إيقاف تشغيل لا تتطلب استبدال الصمام فحسب، بل تتطلب أيضًا تنظيف الخطوط وإعادة معايرة النظام، مما يزيد من تكاليف العمالة ويقلل من كفاءة المصنع بشكل عام.
كان العميل يبحث عن حل طويل الأمد قادر على تحمل الخدمة الكاشطة المستمرة.
تم تنفيذ الحل
وبعد مراجعة ظروف التشغيل، تم اختيار صمام التفريغ الدوار المبطن بسيراميك الألومينا.
يتميز الصمام البديل بما يلي:
جسم الصمام من الفولاذ المقاوم للصدأ CF8
دوار مبطن بالسيراميك من الألومينا عالي النقاء
غرفة دوارة مبطنة بالسيراميك بالكامل
هيكل جلبة السيراميك المتكاملة
أسطح مانعة للتسرب من السيراميك إلى السيراميك بدقة
على عكس الطلاءات التقليدية المقاومة للتآكل، شكلت البطانة الخزفية سطح التآكل الأساسي في جميع أنحاء منطقة تلامس المواد.
يمنع هذا التصميم التعرض المباشر للهيكل المعدني للرماد المتطاير الكاشط
النتائج التشغيلية
بعد التثبيت، قام مشغلو المصنع بمراقبة الصمام أثناء عمليات التفتيش الروتينية.
أصبحت العديد من تحسينات الأداء واضحة على الفور.
أولاً، ظل ضغط النقل أكثر استقرارًا بشكل ملحوظ لأن الخلوصات الداخلية أظهرت الحد الأدنى من تطور التآكل.
ثانيًا، تعمل الأسطح المبطنة بالسيراميك على تقليل تراكم المواد داخل حجرة الصمام، مما يساعد في الحفاظ على أداء تفريغ ثابت.
والأهم من ذلك، أظهر الصمام عمرًا تشغيليًا أطول بكثير مقارنة بالتصميم السابق من سبائك الفولاذ.
أبلغ فريق الصيانة عن انخفاض كبير في أوقات التوقف غير المجدولة، مما يسمح بتخصيص موارد الصيانة للمعدات الحيوية الأخرى.
التحليل الهندسي
ويعزى نجاح المشروع إلى حد كبير إلى مقاومة التآكل لسيراميك الألومينا عالي النقاء.
في تطبيقات نقل الرماد المتطاير، يحدث التآكل بشكل أساسي من خلال تأثير الجسيمات والتآكل المنزلق.
تتشوه الأسطح المعدنية التقليدية وتتآكل تدريجيًا في ظل هذه الظروف.
ومع ذلك، يحافظ سيراميك الألومينا على ثبات أبعاده وسلامة سطحه لفترات أطول بكثير، مما يحافظ على أداء الختم ودقة التغذية.
نظرًا لأن تقدم التآكل يتباطأ بشكل كبير، فإن نظام النقل بأكمله يستفيد من الموثوقية المحسنة.
خاتمة
بالنسبة للمنشآت التي تتعامل مع الرماد المتطاير، أو مسحوق الأسمنت، أو مسحوق السيليكا، أو الدقائق المعدنية، أو مواد البطاريات، غالبًا ما يكون تآكل الصمام الدوار أحد الأسباب الرئيسية لوقت التوقف عن العمل المتعلق بالصيانة.
يوضح هذا المشروع أن الترقية إلى صمام التفريغ الدوار المبطن بالسيراميك يمكن أن تحسن بشكل كبير الموثوقية التشغيلية، وتقلل من تكرار الصيانة، وتخفض تكاليف دورة الحياة الإجمالية.
بدلاً من استبدال المكونات المعدنية البالية بشكل متكرر، تستثمر العديد من المصانع الآن في تكنولوجيا السيراميك المقاوم للتآكل لتحقيق دورات إنتاج أطول وأداء أكثر قابلية للتنبؤ بالمعدات.
