نظام عادم المولد: الأنابيب وكاتم الصوت والضغط العكسي

خط العادم من أكثر بنود تركيب المولد التي تقع فيها الأخطاء. ولا تظهر الأخطاء عادةً في اليوم الأول. فالمجموعة تعمل، لكن قدرتها تنخفض عند الحمل الكامل، وترتفع حرارة العادم، ويتراكم السخام والرائحة في الغرفة. وبعد بضعة أشهر يظهر الضرر في الشاحن التوربيني أو الحشوات أو حمّالات الأنابيب. نتناول في هذا المقال مكونات نظام العادم، وكيفية اختيار قطر الأنبوب، والنقاط الواجب مراعاتها أثناء التركيب. ولموضوعات التركيب الأخرى مثل التهوية والوقود والقاعدة يمكنكم الاطلاع على مقالنا غرفة المولد والتركيب.

مكونات نظام العادم

يتكوّن خط عادم المولد النموذجي، بدءًا من مخرج المحرك، من الأجزاء التالية:

1. الوصلة المرنة (الكومبنساتور): تمتص اهتزاز المحرك والتمدد الحراري للأنبوب. وتُركّب أقرب ما يمكن إلى مخرج المحرك.
2. كاتم الصوت: يخفض ضجيج العادم. وقد يكون من مرحلة واحدة أو مرحلتين.
3. الأنابيب والأكواع: تنقل الغاز إلى الخارج. والأكواع ذات نصف القطر الكبير تقلل المقاومة.
4. الحمّالات والدعامات: تحمل وزن الخط، وتترك حرية الحركة في اتجاه التمدد.
5. تصريف التكاثف: في أدنى نقطة من الخط، يمنع رجوع الماء المتجمع إلى المحرك.
6. نهاية المخرج: غطاء مطر، أو قطع مائل، أو قبعة مطر.

الضغط العكسي: معيار تصميم الخط

عند مرور غازات العادم في الأنبوب تنشأ مقاومة بسبب الاحتكاك وتغيّرات الاتجاه. وتُسمّى هذه المقاومة المقيسة عند مخرج المحرك الضغط العكسي (Back Pressure). وتحدد كل شركة مصنّعة للمحركات في ورقة البيانات أقصى ضغط عكسي مسموح به؛ وتكون القيمة عادةً بالكيلوباسكال (kPa) أو بالمليمتر عمود ماء (mmH₂O).

والضغط العكسي الإجمالي هو مجموع ثلاثة بنود:

• فاقد الأنابيب المستقيمة: يزداد بزيادة طول الأنبوب، وينخفض بسرعة كلما كبر القطر.
• فاقد الأكواع والوصلات: يضيف كل كوع مقاومة تعادل طولًا مكافئًا معينًا من الأنبوب. والكوع الحاد يُحدث مقاومة أكبر بكثير من الكوع ذي نصف القطر الكبير.
• فاقد كاتم الصوت: قيمة من كتالوج الشركة المصنّعة لكاتم الصوت؛ وتكون أكبر في كواتم الصوت عالية الإخماد.

إذا تجاوز المجموع في نهاية الحساب حدّ المحرك فهناك ثلاثة حلول: تكبير قطر الأنبوب، أو تقليل عدد الأكواع، أو اختيار كاتم صوت بفاقد أقل. وفي التطبيق العملي يكون الحل الأكثر فاعلية عادةً تكبير قطر الأنبوب درجة واحدة.

قطر الأنبوب ومساره

تسهّل القواعد التالية تصميم خط العادم:

• أخرجوا الخط إلى الخارج عبر أقصر مسار ممكن. وتجنبوا الخطوط الأفقية الطويلة.
• اعتبروا قطر مخرج المحرك أصغر قطر؛ فلا يُضيَّق القطر في أي نقطة من الخط.
• إذا تجاوز طول الخط بضعة أمتار أو زاد عدد الأكواع، فضعوا في الحساب خيار القطر الأكبر بدرجة.
• اختاروا أكواعًا بنصف قطر كبير؛ واستخدموا إن أمكن كوعين بزاوية 45° بدلًا من كوع بزاوية 90°.
• لا تجمعوا عوادم عدة مولدات في خط واحد. فالغاز الساخن وماء التكاثف يدخلان إلى المجموعة المتوقفة. ويجب إخراج كل مجموعة بخط مستقل.

اختيار كاتم الصوت

تُصنَّف كواتم الصوت بحسب مستوى إخماد الصوت. والتسميات الشائعة هي:

نوع كاتم الصوت	مجال الاستخدام النموذجي
صناعي (Industrial)	المناطق الصناعية، مواقع البناء، الأماكن التي لا يكون فيها الضجيج حرجًا
سكني (Residential)	المنشآت القريبة من المناطق السكنية، المباني التجارية
حرج (Critical / Hospital)	المستشفيات، الفنادق، التركيبات داخل المباني السكنية، الأماكن ذات حدود الضجيج الصارمة

كلما زاد إخماد الصوت كبر حجم كاتم الصوت وزاد فاقده. ولذلك يجب تقييم هدف الضجيج مع حساب الضغط العكسي. وكاتم صوت العادم يخفض ضجيج العادم فقط؛ أما ضجيج المحرك والمروحة فيحتاج إلى عزل الغرفة أو إلى كابينة المولد.

الحرارة والعزل والسلامة

تصل حرارة غازات العادم في محرك ديزل يعمل بالحمل الكامل إلى مئات الدرجات. ولذلك:

• يجب تغليف الأنابيب وكاتم الصوت داخل الغرفة بـ عزل حراري. فالعزل يخفض حرارة الغرفة ويقلل خطر الحروق.
• يجب ترك مسافة كافية عن المواد القابلة للاشتعال عند اختراق الجدران والأسقف، واستخدام جلبة عبور.
• يجب أن يُنقل وزن الخط إلى الحمّالات لا إلى المحرك. فإذا تحمّل مخرج المحرك حملًا قد يتضرر هيكل الشاحن التوربيني ومجمّع العادم.
• يجب أن يكون مخرج العادم بعيدًا عن النوافذ وفتحات دخول التهوية وممرات المشاة. ويجب ألا يُسحب الغاز مجددًا إلى مدخل هواء المولد نفسه.

التكاثف ومياه الأمطار

عندما تتوقف المجموعة يتكاثف بخار الماء في خط العادم. كما قد تدخل الأمطار من المخارج العمودية. ووصول هذا الماء إلى المحرك قد يسبب ضررًا جسيمًا عند التشغيل الأول. والإجراءات الوقائية:

• ضعوا صمام تصريف أو مصرف تكاثف في أدنى نقطة من الخط.
• استخدموا غطاء مطر أو قبعة مطر عند نهاية المخرج العمودي.
• امنحوا الخطوط الأفقية ميلًا خفيفًا من جهة المحرك نحو الخارج.

العادم في المجموعات ذات الكابينة والحاويات

في المجموعات ذات الكابينة يكون كاتم الصوت داخل الكابينة أو فوقها، ويُجهَّز مخرج العادم في المصنع. وإذا كانت المجموعة تعمل في مكان مفتوح فلا تلزم عادةً تمديدات إضافية. لكن إذا وُضعت المجموعة في تجويف بمبنى أو في منور أو في موقف سيارات مغلق، فقد يلزم نقل غازات العادم إلى ارتفاع آمن. وفي المولدات من نوع الحاويات المستخدمة للقدرات الكبيرة يُركَّب العادم وكاتم الصوت فوق الحاوية؛ ويمكنكم الاطلاع على تشكيلتنا الكاملة في صفحة المنتجات.

قائمة الفحص

• هل أُخذ تدفق العادم والضغط العكسي المسموح به من ورقة بيانات المحرك؟
• هل حُسب الضغط العكسي الإجمالي من طول الخط وعدد الأكواع وفاقد كاتم الصوت؟
• هل توجد وصلة مرنة عند مخرج المحرك، وهل يُحمل وزن الخط على الحمّالات؟
• هل عُزلت الأنابيب داخل الغرفة، وهل استُخدمت جلبات عند نقاط العبور؟
• هل يتوفر مصرف للتكاثف وغطاء للمطر؟
• هل لكل مجموعة خط عادم مستقل؟

يجب أن يُصمَّم خط العادم على يد مهندس مختص ووفق التشريعات السارية. وللحصول على تدفق العادم وحد الضغط العكسي للمجموعة الخاصة بمشروعكم، يكفي أن تذكروا الطراز في طلب عرض السعر؛ وسنرسل إليكم ورقة البيانات.