مبدأ النظام
يشير احتراق الوقود بالأوكسي- إلى عملية حرق الوقود باستخدام الأكسجين النقي أو خليط من الأكسجين وغاز المداخن المعاد تدويره بدلاً من الهواء.
نظرًا لعدم تسخين مكون النيتروجين في الهواء، ينخفض استهلاك الوقود، وقد ترتفع درجة حرارة اللهب.
يتخلى نظام احتراق الوقود أوكسي- (OCS) عن طريقة الاحتراق التقليدية المتمثلة في استخدام الهواء كوسيلة للاحتراق ويستخدم بدلاً من ذلك الأكسجين عالي النقاء- (عادة ما يزيد عن 90%) ممزوجًا بالوقود من أجل الاحتراق.
يحتوي الهواء على حوالي 21% فقط من الأكسجين، والباقي عبارة عن غازات خاملة مثل النيتروجين.
في عمليات الاحتراق التقليدية، يتم تسخين كمية كبيرة من النيتروجين وتفريغها مع غاز المداخن، مما يؤدي إلى التخلص من كمية كبيرة من الحرارة، مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة استخدام الطاقة.
في فرن وقود أوكسي-، وبسبب نقص تخفيف النيتروجين، يزداد تركيز الأكسجين بشكل كبير، مما يسمح للوقود بالاحتراق بشكل كامل وبسرعة أكبر.
ولا يؤدي هذا إلى زيادة درجة حرارة الاحتراق بشكل كبير فحسب، بل يقلل أيضًا من حجم منتجات الاحتراق، وبالتالي تقليل فقدان الحرارة من غاز العادم وتحسين كفاءة استخدام الطاقة.
وفي الوقت نفسه، يحتوي غاز المداخن الناتج عن نظام احتراق الوقود الأكسجيني- على تركيبة بسيطة نسبيًا، تتكون أساسًا من ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء، مما يساعد على معالجة منتجات الاحتراق والتحكم في الملوثات.
جهاز إمداد الأكسجين: مسؤول عن توفير الأكسجين عالي النقاء-.
يتضمن هذا عادةً معدات فصل الهواء، مثل وحدات فصل الهواء المبردة أو مولدات الأكسجين التي تعمل بالضغط المتأرجح.
يمكن لوحدات فصل الهواء المبرد إنتاج أكسجين عالي-عالي النقاء وكبير الحجم-، ولكن الاستثمار في المعدات مرتفع، وتكاليف التشغيل مرتفعة نسبيًا.
تتمتع مولدات الأكسجين بامتصاص الضغط المتأرجح بمزايا المعدات البسيطة، وبدء التشغيل السريع-، والمساحة الصغيرة، كما أنها مناسبة للطلب على الأكسجين على نطاق صغير ومتوسط-.
وحدة إمداد الوقود: اعتمادًا على سيناريوهات ومتطلبات التطبيق المختلفة، يمكن توفير أنواع الوقود المختلفة، مثل الغاز الطبيعي وغاز البترول المسال والزيت الثقيل والفحم المسحوق وما إلى ذلك.
يحتاج جهاز إمداد الوقود إلى التحكم بدقة في معدل تدفق وضغط الوقود لضمان نسبة الخلط المثالية مع الأكسجين.
الموقد: هو المكون الأساسي لنظام احتراق الوقود أوكسي-.
يؤثر تصميمها وأدائها بشكل مباشر على تأثير الاحتراق.
الفرن وقود أوكسي-يجب أن يكون أداء الخلط جيدًا لضمان إمكانية خلط الأكسجين والوقود بسرعة وبشكل متساوٍ، وبالتالي تحقيق احتراق مستقر وفعال.
وفي الوقت نفسه، يجب أن يتمتع فرن وقود الأوكسي- أيضًا بمقاومة درجات الحرارة العالية ومقاومة التآكل للتكيف مع درجات الحرارة المرتفعة-وبيئة الأكسدة القوية لاحتراق وقود الأوكسي-.
نظام التحكم: يوفر هذا النظام -مراقبة وتحكمًا في الوقت الفعلي لنظام احتراق الأكسجين النقي بالكامل.
تُستخدم المستشعرات لجمع المعلمات مثل معدلات تدفق الأكسجين والوقود والضغط ودرجة الحرارة أثناء عملية الاحتراق، بالإضافة إلى معلومات حول درجة حرارة اللهب وتكوين غاز المداخن.
يقوم نظام التحكم تلقائيًا بضبط نسبة إمداد الأكسجين والوقود بناءً على المعلمات والخوارزميات المحددة مسبقًا لضمان استقرار وسلامة عملية الاحتراق.
بالإضافة إلى ذلك، يتميز نظام التحكم أيضًا بوظائف إنذار الأخطاء وحماية السلامة. في حالة حدوث أي خلل في النظام، يمكن اتخاذ التدابير على الفور لمنع وقوع الحوادث.