لماذا يُفضَّل مولِّد المغناطيس الدائم في مشاريع الاستفادة الشاملة من غازات النفايات وحرارة النفايات الصناعية

تجربة ميدانية: طاقة مسترجعة من خط أنابيب غاز عادم فرن زجاجي

أُدخل مُولِّدٌ دائمُ المغناطيسية في فرن زجاجي في خبي على خط استعادة الحرارة المهدرة من غازات العادم، ووُفِّرَت طاقةٌ قدرها ٣٨٠ كيلوواط إلى شبكة المصنع خلال الموسم الأول. ووُصِلَ مُولِّدٌ دائمُ المغناطيسيةٍ في مصنع أسمنتٍ بعادم المبرِّد، فانخفض استهلاك الطاقة من الشبكة أثناء ساعات الذروة. واستخدم مصنع كيميائيٌّ مُولِّدًا دائمَ المغناطيسيةٍ على توربين لاستعادة الضغط، حيث إن السرعة الثابتة كانت مناسبةً للدوار الدائم المغناطيسية. واختارت جميع المواقع الثلاثة خيار المولد الدائم المغناطيسية بعد أن بيَّنت دراسة الجدوى أن التصميم البسيط لهذا المولد يتفوَّق على البديل ذي التروس. وبعد ذلك، وسَّعت كلٌّ من هذه المواقع خط استعادة الطاقة دون تغيير نوع المولد، بينما أضاف مصنعٌ رابعٌ وحدةً على عادم الفرن بعد أن راقب قراءة عداد الجار. وانضم مصنع فولاذيٌّ إلى المجموعة بعد أن بيَّنت دراسة جدوى أن فترة استرداد تكلفة المولد الدائم المغناطيسية لا تتجاوز ثلاث سنوات عند تركيبه على عادم الفرن، وهي نفس النتيجة التي حققها الجار.

خطر تحديد مواصفات غير صحيحة للمولد عند التعامل مع تدفقات حرارية مهدرة متغيرة

تتفاوت تيارات الغازات والحرارة المهدرة غالبًا، كما تكون ملوثة في كثير من الأحيان، لذا فإن المولد الذي يحتاج إلى تحكُّم دقيق في السرعة أو مراقبة مستمرة يُضاعف المخاطر. وقد يتوقف وحدة غير مُحدَّدة المواصفات بشكل صحيح عند انخفاض التيار، ما يؤدي إلى انقطاع استرجاع الطاقة بالضبط في اللحظات التي ترتفع فيها تكلفة الطاقة. ENNENG يقدِّم هذا الحل مولِّدًا دائم المغناطيس مصمَّمًا خصيصًا لتناسب درجة الحرارة والتدفق الفعليين، ويغطي نطاق القدرة من ٥ كيلوواط إلى ٥ ميغاواط، والجهد من ١١٠ فولت إلى ٦٩٠ فولت، وهو ما يشمل معظم مهام الاسترجاع الصناعي. وتنخفض المخاطر بمجرد مواءمة مولِّد دائم المغناطيس مع التيار المقاس، لأن الجهاز حينها يتكيف مع التقلبات بدلًا من الانقطاع بسببها، وتبقى الحاجة إلى المراقبة منخفضة. أما الخطر الثاني فهو اضطراب الشبكة الكهربائية، الذي قد ينقله جهازٌ غير مزوَّد بحماية كافية إلى الحافلة الكهربائية، ولذلك تدمج شركة إينينغ دراسة الربط في نطاق العمل منذ المرحلة الأولى. كما أن مولِّد دائم المغناطيس يجنّب خطر نشوب حرائق الناتجة عن فرش المولدات ذات الملفات في بيئات الاسترجاع الساخنة، ما يلغي بند المراقبة الثاني من جدول الورديات.

الميزة التقنية لمولد المغناطيس الدائم في استعادة الطاقة

يناسب مولد المغناطيس الدائم عملية الاستعادة لأنه يُولِّد الطاقة عند سرعات متغيرة دون الحاجة إلى تغذية مجال، وبالتالي فهو يلتقط الطاقة عبر نطاق واسع من التدفق. وفي حالة موثَّقة، حافظ مولد ENNENG للمغناطيس الدائم على كفاءة تجاوزت ٩٠٪ بين ٣٠٪ و١٠٠٪ من التدفق الاسمي، بينما انخفضت كفاءة المولد الملتف القديم إلى ما دون ٨٠٪. وتوفّر شركة ENNENG مولد مغناطيسي دائم من ٥ كيلوواط إلى ٥ ميغاواط، مع مدى جهد للفتحات يتراوح بين ١١٠ فولت و٦٩٠ فولت، وغلاف بتصنيف IP55.

مولد المغناطيس الدائم يزيل أيضًا المُولِّد المساعد ونقاط فشله، وهي مسألةٌ بالغة الأهمية في بيئة الاسترجاع الحارة والغبارية. وتتَّصل وحدات إينينغ بمُصحِّح أو عاكس ربط بشبكة الكهرباء، بحيث يغذّي مولد المغناطيس الدائم الحافلة أو الشبكة مباشرةً. ونتيجة استخدام مولد المغناطيس الدائم هي طاقة مسترجعة ثابتة تتطلّب حضورًا ضئيلًا جدًّا، ولذلك تفضّل مشاريع غاز النفايات وحرارة النفايات هذا النوع. كما أن التصميم الخالي من الفُرْش يلغي فحص التبديل الأسبوعي الذي كانت الآلة الملتفة تتطلّبه، مما يحرّر طاقم الصيانة لأداء مهامٍ أخرى. أما المواقع التي تسجّل تدفّق الغاز قبل التحديد النهائي، فعادةً ما تختار حجم مولد المغناطيس الدائم بحيث يتكيف مع التقلبات اليومية، بينما يحافظ لفّ الجهد من ١١٠ فولت إلى ٦٩٠ فولت على بساطة التوصيل. ويتحمّل مولد المغناطيس الدائم أيضًا انقطاع التدفّق لفترة قصيرة دون أن يُفعِّل قاطع انهيار المجال، لأن مجال الدوار ثابت، وبالتالي يبدأ الاسترجاع مجددًا بسلاسة عند عودة الغاز. وتُدوّن شركة إينينغ هامش القدرة على الاستمرار أثناء الانقطاع في تقرير الاختبار، ليعرف المصنع الهامش المتاح أمام التقلبات اليومية. وخطوة القياس بسيطة: فتثبّت إينينغ محلّلًا محمولًا عند عمود الاسترجاع، وتُسجّل القدرة خلال أسبوع إنتاجٍ طبيعي، ثم تُرسِم منحنى إخراج المولّد مقابل تدفّق الغاز. ويبيّن هذا المنحنى أن وحدة المغناطيس الدائم تحافظ على نطاق كفاءتها، بينما تنخفض كفاءة الآلة الملتفة القديمة عند التدفّقات المنخفضة — وهي بالضبط النقطة التي تقضي فيها خطوط الاسترجاع معظم ساعات تشغيلها. ويحتفظ المصنع بهذا المنحنى كأساسٍ للتدقيق، فيُبنى التوسّع القادم على البيانات لا على التقديرات. كما تسجّل إينينغ أيضًا التوفير في وقت الحضور الناتج عن الوحدة الخالية من الفُرْش، لأن الطاقم لم يعد يتفقّد الخط أسبوعيًّا للتحقق من التبديل.

المعايير الرسمية لتوصيل المولدات واستعادتها

تحدد المعايير واجب الاستعادة. ويغطي المعيار الآيزو IEC 60034-1 اختبارات المولدات، بينما يحدد المعيار الآيزو IEC 60034-30-1 فئات الكفاءة التي يجب أن تفي بها ادعاءات المولد المغناطيسي الدائم. ويوجّه المعيار الآيزو IEC 61400 ممارسات المولدات في سياق الاستعادة ذات السرعة المتغيرة، وهي مفيدة عندما يكون المحرك توربيناً. أما المعيار الآي-تريبل-إي IEEE 1547 فيتناول توصيل الشبكة، مما يسمح للمولد المغناطيسي الدائم بالتصدير إلى حافلة المصنع بأمان. ويطلب المعيار الآيزو ISO 50001 من المنشآت استعادة الطاقة وقياسها، وهو ما يدعمه المولد المغناطيسي الدائم عبر عدادٍ نظيفٍ. وتضمن هذه المراجع امتثال المشروع منذ مرحلة الجدوى وحتى التسليم النهائي، كما توفر للمشتري قائمة تحقق يمكن استخدامها لتقييم عرضَي مولدٍ مختلفين على قدم المساواة. كما تطبّق شركة إينينج المعيار الآيزو IEC 60034-5 لتصنيف غلاف المولد، لذا فإن المولد المغناطيسي الدائم مناسب للبيئة الغبارية والرطبة الخاصة باستعادة الطاقة دون الحاجة إلى تبريد إضافي.

سجل تدفق عملي قبل تحديد مواصفات المولد المغناطيسي الدائم

ابدأ مشروع مولد مغناطيسي دائم مع سجل تدفق شهري واحد لدرجة الحرارة والتدفق والضغط عند نقطة الاسترجاع. اطلب ENNENG لتحديد حجم الوحدة استنادًا إلى ذلك السجل عبر نطاق المولد الدائم المغناطيسية الذي يتراوح بين ٥ كيلوواط و٥ ميغاواط، وبين ١١٠ فولت و٦٩٠ فولت، والتحقق من منحنى الكفاءة في التقرير. ويجب أن يشمل برنامج المولد الدائم المغناطيسية فحص تشغيل متصل بالشبكة الكهربائية ومراجعة إنتاجية تُجرى بعد ستة أشهر. ويجب الاحتفاظ بسجل التدفق في الملف، لأن واجب الاسترداد يتغير تدريجيًّا مع الإنتاج. وينبغي تدريب المشغل على قراءة عداد التصدير، لرصد أي انخفاض في الطاقة المستردة قبل أن تنخفض التوفيرات. وتتيح إعادة تسجيل التدفق ربع السنوي اكتشاف أي تغيّر في مزيج العمليات، إذ قد يؤثِّر إدخال درجة جديدة من المنتج في درجة الحرارة، ما يؤدي إلى إعادة ضبط النقطة المثلى للتشغيل. وينبغي ربط المولد الدائم المغناطيسية بمراجعة شهرية للتصدير، كي تتمكن المنشأة من اكتشاف أي انخفاض في التدفق قبل أن تنخفض التوفيرات. وتنصح شركة إنَّينغ بالاحتفاظ بمنحنى التشغيل في الملف، لأن واجب الاسترداد يتغير باختلاف درجة المنتج، ويجب أن تتبع الوحدة هذا التغير. كما يحق للمولد الدائم المغناطيسية الحصول على ائتمانات طاقوية أو ائتمانات كربونية في بعض المناطق، وتُدرج شركة إنَّينغ هذه الائتمانات في ورقة الجدوى، كي يرى القسم المالي العائد الكامل، وليس فقط التوفير المحقَّق على مستوى الحافلة.

اتصل بـ ENNENG

إذا كنت تقيّم محركات المغناطيس الدائم التجارية للبيع وتحتاج إلى حل محرك مهندس يضمن الكفاءة والمتانة، فإن شركة إينينج شريكك الموثوق به. اتصل بشركة إينينج اليوم .تحدث إلى فريقنا الهندسي التقني لتتلقى اقتراحًا مخصصًا للنظام المحرك.

• واتساب: +٨٦ ١٨٥٦٢٧٨٠٢٢٨
• البريد الإلكتروني: [email protected]
• هاتف: +٨٦ ٥٣٢ ٦٦٠٠٠٥٥٩
• العنوان:  حديقة هايتشوانغ للطاقة الجديدة والمواد الجديدة الصناعية، الطريق التوجيهي رقم ١، منطقة لي تشانغ، مدينة تشينغداو، مقاطعة شاندونغ، الصين
• الموقع الإلكتروني: global.ennengmotor.com

الأسئلة الشائعة

س: لماذا تختار مولّدًا دائم المغناطيس لاستغلال حرارة الفاقد؟

أ: يُناسب المولّد دائم المغناطيس استغلال حرارة الفاقد لأنه يولّد الطاقة عند سرعات متغيّرة دون الحاجة إلى مصدر تغذية للحقل، وبالتالي يلتقط الطاقة عبر نطاق واسع من التدفّق. ويحقّق وحدة إينينغ كفاءةً عاليةً تتراوح بين ٣٠٪ و١٠٠٪ من التدفّق المُصنّف، بينما تنخفض كفاءة الآلات الملفوفة في هذه الحالة. كما أنّها تستغني عن المُولّد المساعد (إكسيتر) والفرشاة، اللتين تتعطّلان عادةً في البيئات الساخنة والمليئة بالغبار المستخدمة في عمليات الاسترجاع. وتوفّر إينينغ هذه الوحدة بقدرات تتراوح بين ٥ كيلوواط و٥ ميغاواط، وبجهود تتراوح بين ١١٠ فولت و٦٩٠ فولت، لتتناسب مع التدفّق الفعلي.

س: هل يمكنه التعامل مع تدفّق غاز الفاقد المتغيّر؟

أ: نعم، يستطيع مولّد دائم المغناطيس التعامل مع تدفّق الغاز المتغيّر لأنّ الدوار دائم المغناطيس لا يحتاج إلى تيار حقل، وبالتالي لا يؤدي الانخفاض في التدفّق إلى انقطاع التغذية. وفي الحالة الموثّقة، حافظت وحدة إينينغ على كفاءة تجاوزت ٩٠٪ حتى عند انخفاض التدفّق إلى ٣٠٪. وتوصي إينينغ بتسجيل بيانات التدفّق لمدّة شهرٍ كاملٍ لتحديد حجم الوحدة وفق التقلّبات اليومية وليس وفق الذروة فقط. وبذلك، يضمن المولّد دائم المغناطيس الذي تم تحديد حجمه بدقة استمرار تصدير الطاقة حتى في أدنى مستويات التدفّق.

س: كيف يتم ربط الطاقة المستعادة؟

أ: تتم عملية ربط الطاقة المستعادة عبر مُصحّح أو عاكس متصل بالشبكة، يغذّي حافلة المصنع أو الشبكة العامة، وفقًا للمعيار IEEE 1547 لضمان الاتصال الآمن. ويُركَّب مولّد مغناطيسي دائم من شركة ENNENG مع إجراء فحص اتصال بالشبكة للتحقق من سلوك الجهد والتردد. وتوفّر عداد التصدير رقمًا واضحًا ودقيقًا للوفورات في تقرير الطاقة. كما أن وجود وثيقة رسمية توضح طريقة الربط يحقّق شرط استرداد الطاقة حسب معيار ISO 50001 ويختصر وقت التدقيق.