أكبر مجموعة لتعدين المعادن – مجفف تجفيف بالهواء المضغوط بدون فقدان للهواء المضغوط ومُبرَّد بالماء يوفِّر تشغيلًا مستقرًّا لمدة ٧ سنوات

خلفية العميل

مجموعة زيجين للتعدين المحدودة  هي مجموعة تعدين واسعة النطاق تركز على استكشاف وتطوير موارد الذهب والنحاس والزنك وغيرها من المعادن. وهي إحدى كبرى شركات تعدين المعادن في العالم، وتتصدَّر قائمة أفضل 10 شركات عالمية لتعدين المعادن . وتشغِّل الشركة عدة مناجم ومشاريع صهر واسعة النطاق في البر الصيني الرئيسي وهونغ كونغ وكندا وأستراليا وجنوب أفريقيا ودول ومناطق أخرى، وتغطي السلسلة الصناعية الكاملة بدءًا من التعدين وتجهيز الخامات والصهر والتكرير والتجارة.

تطلب شركة زيجين للتعدين دائمًا متطلباتٍ عالية جدًّا من حيث الموثوقية، وكفاءة استهلاك الطاقة، والاستقرار التشغيلي  من معداته. وغالبًا ما تقع مواقع المناجم ومصاهر المعادن في مناطق نائية ذات بيئات قاسية (درجات حرارة مرتفعة، ورطوبة عالية، وغبار كثيف)، وتتم عمليات الإنتاج على مدار 24 ساعة يوميًّا و7 أيام أسبوعيًّا. وقد يؤدي أي عطل في المعدات إلى خسائر إنتاجية كبيرة. أما الهواء المضغوط، بصفته مصدر طاقة رئيسيًا للمعدات التعدينية الهوائية وأنظمة التحكم الآلي والعمليات الانصهارية، فيتطلب أن يكون جافًّا ونظيفًا باستمرار لضمان كفاءة الإنتاج وسلامته.

تطبيقات الهواء المضغوط

في عمليات التعدين والانصهار التابعة لشركة زيجين للتعدين (Zijin Mining)، يُستخدم الهواء المضغوط أساسًا في:

• المعدات الهوائية في التعدين تحت الأرض والتعدين المكشوف:  مثاقيب الصخور الهوائية، والرافعات الهوائية، والصمامات الهوائية — وهي تتطلب هواءً جافًّا وخاليًا من الزيوت لمنع التجمد وانسداد الأنابيب.
• معالجة الخامات المعدنية:  التحريك الهوائي لأجهزة التعويم، والنقل الهوائي للطين، ونفخ الفلاتر لإزالة الرواسب — وهي عمليات حساسة جدًّا للرطوبة، إذ تؤثر الرطوبة العالية سلبًا على كفاءة عملية التعويم ودرجة التركيز النهائي.
• العمليات الانصهارية:  هواء الاحتراق لأفران صهر النحاس/الذهب، تنظيف النبض العكسي لجمع الغبار، هواء التحكم في الأجهزة يتطلب نقطة ظل ثابتة لمنع التكثيف من تدمير أجهزة الدقة.
• أنظمة التحكم الآلي:  وحدات التحكم المتحكمة، المحركات الهوائية، أجهزة الاستشعار تحتاج إلى هواء نظيف وجاف للأجهزة.

بسبب بيئة المنجم الرطبة والغبارية، وبعض النباتات الواقعة في المناطق الجنوبية الساخنة والرطبة، فإن الرطوبة في الهواء المضغوط هي مشكلة حرجة. عانت معدات التجفيف الأصلية للعميل من خسائر عالية في التطهير، ونقطة الندى غير مستقرة، ومشاكل التآكل.

الشكل: 55Nm3/min جهاز التجفيف المبرد بالماء

نقاط الألم (قبل التعاون)

قبل أن تتعاون معنا، واجهت منجم نحاس كبير وقاعدة صهر من شركة "زجين مينينغ" المشاكل التالية مع نظام تجفيف الهواء المضغوط:

• خسارة هواء عالية في التطهير  كانت مجففات التنشيف الأصلية بدون تسخين أو مع تسخين تستهلك كميات كبيرة من الهواء المضغوط لإعادة التنشيط (15–25%)، مما اضطر الضواغط إلى التشغيل تحت حمل زائد وأدى إلى فواتير كهرباء مرتفعة.
• نقطة الندى غير المستقرة:  في ظروف الصيف الحارة والرطبة، تذبذبت نقطة ندى مخرج المجفف بشكل كبير، وارتفعت أحيانًا فوق -20°م، ما تسبب في تجمُّد صمامات الهواء المضغوط والالتصاق بها، وتراكم المياه في خطوط الأجهزة القياسية.
• تآكل المعدات:  كانت المجففات الأصلية مصنوعة من الفولاذ الكربوني. وفي بيئة المناجم الرطبة، صدأت الأسطح الداخلية، ودخلت جزيئات الصدأ إلى المعدات الواقعة في اتجاه تدفق الهواء، ما تسبب في تآكل الصمامات وانسداد الفوهات.
• الصيانة المتكررة:  تدهور مادة التجفيف بسرعة بسبب وجود الزيت والرطوبة، ما استدعى استبدالها كل 1–2 سنة. كما كانت معدلات أعطال صمامات الهواء المضغوط مرتفعةً بسبب التشغيل المتكرر، مما عطل الإنتاج المستمر.
• استهلاك طاقة عالي:  أدى غياب تقنية التفريغ الصفرية إلى استهلاك كميات كبيرة من الهواء المضغوط أو التسخين الكهربائي أثناء عملية التجديد، مما يتعارض مع استراتيجية زيجين ماينينغ الحديثة المتمثلة في «المنجم الأخضر، وترشيد استهلاك الطاقة، والحد من الانبعاثات».

حلنا

ولمعالجة المتطلبات الأساسية لشركة زيجين ماينينغ، والمتمثلة في الموثوقية العالية، والكفاءة الطاقية الفائقة، ومقاومة التآكل، وطول عمر الخدمة ، أوصينا باستخدام مجفف امتصاصي يعمل بالتفريغ بواسطة مروحة وخالي من التفريغ، ومزود بتبريد مائي ، وتجمع هذه التقنية بين مبرد تبريد مائي ما بعد الضاغط ونظام تجديد بالتفريغ بواسطة مروحة خالٍ من التفريغ، وهو نظام مُعد خصيصًا للبيئات المناجم ذات درجات الحرارة المرتفعة.

الشكل: مجفف هواء مادة ماصة بسعة ١٠٠ متر مكعب/دقيقة

التقنية الأساسية: التبريد المائي + تجديد خالٍ من التفريغ بواسطة مروحة

• التصميم المزود بالتبريد المائي:  مجهزٌ بمُبرِّد وسطي مائي التبريد ومُبرِّد هواء تجديد مائي التبريد، ويستخدم ماء التبريد الدائري في المنجم (عادةً ≤32°م) لتبريد الهواء المضغوط وغاز الذيل الناتج عن عملية التجديد. وهذا يجنّب القيود المفروضة على تبدّد الحرارة في الأنظمة المبرَّدة بالهواء عند درجات الحرارة المحيطة المرتفعة، ويضمن استقرار درجة حرارة الهواء الداخل وكفاءة ثابتة لجهاز التجفيف بغض النظر عن التقلبات البيئية.
• تجديد باستخدام منفاخ بدون إهدار للهواء المضغوط:  يقوم المنفاخ بسحب الهواء المحيط، ثم تسخينه إلى درجة حرارة تتراوح بين 150–200°م عبر سخانات كهربائية، ومن ثم يُجدِّد البرج المشبع — دون استهلاك أي كمية من الهواء المضغوط على الإطلاق . ويقتصر استهلاك الطاقة على طاقة المنفاخ والسخان، مما يحقّق وفورات في استهلاك الطاقة تتجاوز 70% مقارنةً بأجهزة التجفيف الخالية من الحرارة.
• البناء من الفولاذ المقاوم للصدأ:  مصنوع البرجان وجميع المواسير المتلامسة مع الهواء من الفولاذ المقاوم للصدأ (304 أو 316L)، ما يلغي مخاطر الصدأ في بيئة المنجم الرطبة ويضمن نقاء الهواء الواصل إلى المراحل اللاحقة.
• التحكم الذكي:  وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة من شركة سيمنز (Siemens PLC) مع تحكم تلقائي يستند إلى مراقبة نقطة الندى عبر الإنترنت، مما يحسّن دورات التجديد. واجهة المراقبة عن بُعد المدمجة تسمح بالاتصال بنظام التحكم الموزَّع في المنجم (DCS).

المعدات الأولى للتعاون (2018)

• النموذج:  مجفف امتزازي باستخدام نفخة بدون غاز مساعدة وتبريد بالماء (الشكل ١)
• السعة:  تم تصميمها لتتناسب مع إجمالي تدفق الضاغط الموجود في موقع العميل (لتلبية احتياجات القاعدة).
• تاريخ التشغيل:  2018
• سجل الأداء:  تم التشغيل المستمر لمدة أكثر من ٧ سنوات  مع بقاء نقطة الندى تحت الضغط عند مستوى ≤ -٤٠°م باستمرار. ولم تحدث أي توقفات تشغيلية أو مشاكل تتعلق بجودة الهواء نتيجة استخدام المجفف. كما لا تظهر على الهيكل الخارجي أو الداخلي أي علامات تآكل ملحوظة. وبقي مادة الامتصاص في حالة جيدة ولم يتم استبدالها حتى تاريخه.

شراء إضافي حديث (٢٠٢٥)

استنادًا إلى الاعتراف الكامل بأداء المعدات وخدمات ما بعد البيع، اشترت شركة زيجين للتعدين مؤخرًا إضافيًّا جهاز تجفيف نفخ بسعة ١٠٠ م³/دقيقة  (الشكل ٢) لمشروع توسيع طاقتها الإنتاجية. ويتميّز الجهاز الجديد بنفس التصميم المبرَّد بالماء وخالي من النفاذ (Zero-Purge)، مع نظام تحكُّم مُحدَّث يتوافق مع النظام القائم لتشغيل متوازٍ مرن.

التوصيل والتثبيت

وخلال التعاون الأولي في عام ٢٠١٨، أجرى فريقنا الفني دراسة ميدانية في الموقع وصمَّم الحلّ المخصَّص لبيئة المنجم الحارة والرطبة والمليئة بالغبار:

• إضافة مبرِّد أولي مبرَّد بالماء لتقليل درجة حرارة هواء الدخول.
• تحسين نظام الترشيح بإضافة مرشحات أولية إضافية لإزالة الزيت والغبار.
• تصميم مركَّب على منصّة قابلة للنقل (Skid-mounted) لتثبيت سريع في الموقع.

استغرق التثبيت والتشغيل التجريبي أسبوعين، واجتاز اختبار قبول العميل بنجاح من المحاولة الأولى. وعلى مدى أكثر من سبع سنوات من التشغيل، قدَّمنا عمليات تفتيش عن بُعد دورية وخدمات ميدانية، ونالت هذه الجهود تقييماتٍ ممتازةً من العميل.

الوحدة الإضافية لعام 2025 تتبع نفس عملية التسليم القياسية، ومن المتوقع أن تُسهم في خفض استهلاك طاقة الهواء المضغوط بشكل أكبر في مشروع التوسع.

النتائج والفوائد (استنادًا إلى 7 سنوات من التشغيل)

شهادة العميل

«لقد كان هذا المجفف المُبرَّد بالماء والخالي تمامًا من التصريف، والمُركَّب على وحدة النفخ، يعمل باستمرار في منجمِنا منذ أكثر من سبع سنوات، أي منذ تركيبه الأول عام 2018. ولم يُخفِق أبدًا في أداء مهامه. وبقي نقطة الندى دائمًا دون -40°م، كما أن غياب التصريف تمامًا وفَّر علينا مبلغًا كبيرًا في فواتير الكهرباء. واستنادًا إلى هذه الثقة، اخترنا نفس السلسلة مجددًا لمشروع التوسُّع الجديد لدينا. فالجهاز الجيِّد يتحدث عن نفسه.»

— مدير إدارة المعدات، قاعدة زيجين التعدينية

الخاتمة

بدأ الشراكة بين شركة زيجين ماينينغ وشركتنا في عام 2018. وقد كسبت وحدة واحدة من مجففات التفريغ المبرَّدة بالماء وخالية من التفريغ، والتي تعمل بشكل مستقر منذ أكثر من سبع سنوات، ثقة العميل العميقة. ويمثِّل شراء وحدة إضافية سعة ١٠٠ متر مكعب/دقيقة في الآونة الأخيرة فصلاً جديداً في تعاوننا. وفي المستقبل، سنواصل توفير حلول فعَّالة وموثوقة ومتينة لتجفيف الهواء المضغوط للعملاء في قطاع التعدين، دعماً لبناء المناجم الخضراء والذكية.