بررسی تأثیر رسوب گذاری در اصلاح شبکه مبدلهای حرارتی – شیمی

مشخصات فایل

مقطع:کارشناسی ارشد
رشته تحصیلی:مهندسی شیمی
نوع ارائه:پایان نامه
تعداد صفحات:137
قالب بندی:word قابل ویرایش

نحوه خرید

بررسی تأثیر رسوب گذاری در اصلاح شبکه مبدلهای حرارتی – شیمی

شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

چکیده

فهرست مطالب
مقدمه…………………………………………………………………………………………………. 1
اهميت رسوب در شبكه هاي پيش گرم كن نفت خام……………………………………………….. 1
مكانيزم هاي رسوب ………………………………………………………………………………….. 3
عوامل مؤثر بر رسوب…………………………………………………………………………………. 4
راههاي كاهش رسوب گرفتگي……………………………………………………………………….. 5
فصل اول: روشهاي اصلاح شبكه مبدلهاي حرارتي
-1-1مقدمه………………………………………………………………………………………….. 7
-2-1هدفيابي در پروژه هاي اصلاحي……………………………………………………………….. 8
-3-1اصلاح شبكه مبدلهاي حرارتي بر اساس ضريب انتقال حرارت ثابت ………………………… 12
-1-3-1هدفگذاري بر اساس ضريب انتقال حرارت ثابت……………………………………….. 12
-2-3-1طراحي اصلاحي بر اساس ضريب انتقال حرارت ثابت…………………………………. 17
-4-1اصلاح شبكه مبدلهاي حرارتي براساس افت فشار ثابت……………………………………… 21
-1-4-1اهميت بررسي افت فشار در شبكه مبدلهاي حرارتي………………………………….. 22
-1-1-4-1روابط افت فشار براي مبدلهاي پوسته و لوله اي ………………………………… 23
-2-1-4-1محاسبه حداقل سطح مورد نياز شبكه بر مبناي افت فشارهاي مجاز …………… 24
-2-4-1هدفگذاري شبكه مبدلهاي حرارتي بر اساس افت فشار ثابت………………………….. 27
-3-4-1طراحي اصلاحي شبكه مبدلهاي حرارتي براساس افت فشار ثابت…………………….. 28
-1-3-4-1تحليل مسأله باقيمانده بر اساس افت فشار ثابت………………………………… 28
-2-3-4-1محاسبه افت فشار ايده آل هر مبدل…………………………………………….. 29فهرست مطالب
-5-1اصلاح شبكه مبدلهاي حرارتي به منظور رفع گلوگاههاي حاصل از افزايش ظرفيت………… 31
-1-5-1روش هدفگذاري براي رفع گلوگاه……………………………………………………… 32
-2-5-1محدوديتهاي افت فشار………………………………………………………………… 33
-3-5-1محدوديتهاي بار كوره………………………………………………………………….. 35
فصل دوم: بررسي تأثير رسوب بر اصلاح شبكه مبدلهاي حرارتي
-1-2معرفي شبكه پيش گرم كن پالايشگاه تهران………………………………………………… 39
-2-2تأثير رسوب بر سطح حرارتي مورد نياز شبكه……………………………………………….. 44
-3-2تأثير رسوب بر ميزان سرمايه گذاري و هزينه انرژي ………………………………………… 46
فصل سوم: مدلهاي حرارتي و هيدروليكي رسوب
-1-3مدلهاي حرارتي رسوب………………………………………………………………………. 52
-1-1-3مدلهاي آستانه رسوب………………………………………………………………….. 54
-2-3مدلهاي افت فشار ……………………………………………………………………………. 56
-1-2-3مدل : Aاثر كاهش مجراي عبور جريان ………………………………………………. 60
-2-2-3مدل : Bرسوب زبر ……………………………………………………………………. 61
-3-2-3مدل : Cگرفتگي لوله …………………………………………………………………. 63
فصل چهارم: اصلاح شبكه مبدلهاي حرارتي پيش گرم كن نفت خام
-1-4منحني نيروي محركه دمايي اصلاح شده……………………………………………………. 67
-2-4اصلاح شبكه مبدلهاي حرارتي پيش گرم كن پالايشگاه تهران ……………………………… 70
-1-2-4اثرات حرارتي و هيدروليكي رسوب بر شبكه پيش گرم كن…………………………… 70
-2-2-4شناسايي مبدلهاي با نرخ رسوب گذاري بالا…………………………………………… 75
-3-2-4اصلاح شبكه پيش گرم كن از طريق اصلاح مبدل…………………………………….. 80
-4-2-4اصلاح شبكه پيش گرم كن از طريق تغيير ساختار شبكه …………………………….. 82
-5-2-4ارزيابي اقتصادي شبكه هاي اصلاح شده………………………………………………. 85
فصل پنجم: نتيجه گيري و پيشنهادات
-1-5نتيجه گيري …………………………………………………………………………………. 89
-2-5پيشنهادات …………………………………………………………………………………… 90
منابع………………………………………………………………………………………………. 92
فهرست علائم……………………………………………………………………………………. 94

چكيده
بررسي عملكرد شبكه هاي پيش گرم كن نفت خام نشان مي دهد كه پديده رسوب گرفتگي دراين شبكه ها سبب ايجاد مشكلات عملياتي مي گردد و هزينه هاي عملياتي به ميزان قابل ملاحظه ايبا گذشت زمان افزايش مي يابد. آمارهاي ارائه شده در اين زمينه اهميت توجه به اين پديده را نشانمي دهد و بكارگيري روشهاي مناسبي براي كاهش اين پديده را ضروري مي سازد.هدف از اين پايان نامه بررسي تأثير رسوب گذاري مبدلهاي حرارتي بر عملكرد شبكه هاي پيشگرم كن و ارائه روشي مناسب براي كاهش آن در اين شبكه ها مي باشد. در اين مطالعه ابتدا برايروشنتر شدن اهميت رسوب در شبكه هاي پيش گرم كن به بررسي تأثير اين عامل بر سطح انتقالحرارت و نيز هزينه هاي سرمايه گذاري مورد نياز به منظور اصلاح شبكه از طريق وارد نمودن ضرايبرسوب در محاسبات ، پرداخته شده است. در ادامه مدلهاي حرارتي و هيدروليكي رسوب براي بيانرفتار ديناميكي رسوب با زمان معرفي گرديدند. با استفاده از مدلهاي حرارتي مي توان ميزان رسوبگذاري در يك مبدل را با توجه به سرعت سيال سمت لوله و دماي ديواره برآورد نمود. همچنين بااستفاده از مدلهاي افت فشار مي توان اثرات هيدروليكي رسوب را پيش بيني كرد. با استفاده از اينمدلها اثرات رسوب بر عملكرد حرارتي و هيدروليكي شبكه پيش گرم كن نفت خام به طور كامل موردبررسي و ارزيابي قرار گرفته اند. در نهايت تغييرات و اصلاحات مناسب در شبكه به منظور كاهش
رسوب پيشنهاد شده است. اين اصلاحات به دو صورت انجام مي گيرد. در حالت اول تغييرات موردنياز تنها در ساختار مبدل انجام مي گيرد و ساختار شبكه تغيير نمي كند. اما در حالت دوم تغييراتدر ساختار شبكه علاوه بر اصلاحات مورد نياز مبدلها ، صورت مي گيرد. هر دو حالت اصلاح سببكاهش رسوب و افزايش بازيابي حرارتي شبكه مي گردند اما حالت دوم عملكرد حرارتي و هيدروليكيمناسب تري با زمان دارد و صرفه جويي بيشتري در هزينه انرژي نشان مي دهد.

مقدمه
مشكل رسوب از زمان پيدايش اولين مبدلها تا به امروز وجود داشته است] .[1از زمان انقلابصنعتي و در توليد بخار توسط زغال سنگ اين مشكل وجود داشته كه در عمل به صورت ايجاد رسوبدر جوش آورها نمايان مي شد و علت آن وجود املاح و نمك در آب بوده است و در نتيجه آن دمايجوش آور براي توليد بخار مي بايست افزايش مي يافت. تا سال 1920فقط به ايجاد و استفاده ازابزارهايي براي كاهش رسوب با توجه به شرايط موجود ، بدون در نظر گرفتن يك طراحي مناسبتوجه مي شد. از سال 1920تا 1935اندازه گيري رسوب و تعيين ميزان تأثير آن بر روي ابزارهايانتقال حرارت انجام گرفت. از سال 1935تا 1945با مطالعات بيشتر فاكتور رسوب گرفتگي معرفيبسط وگسترشيافت.تحقيقات در مورد رسوب نفت خام در مبدلهاي پيش گرم كن پالايشگاه هاتقريباً از دهه هفتاد ميلادي به طور جدي آغاز و در يك دهه گذشته اين تحقيقات شتاب بيشتري بهخود گرفته است.امروزه براي اكثر محيط ها فاكتور رسوب گرفتگي تعيين شده و با تعريف اين فاكتوردر نرم افزارها ، ابزارهاي انتقال حرارت طراحي و ساخته مي شوند كه اين امر سبب كاهش هزينه ،كاهش مصرف انرژي و نيز كاهش توليد مواد آلاينده گرديده است. براي تحقق هر چه بيشتر مواردذكر شده اين تحقيقات با شدت بيشتري ادامه دارد.

نتيجه گيري
نتايج بدست آمده از اين تحقيق را بطور كلي مي توان در موارد زير خلاصه نمود:-

1به منظور نشان دادن اهميت رسوب ، تأثير اين عامل بر اصلاح شبكه مبدلهاي حرارتي مورد
بررسي قرار گرفت. بدين منظور ضرايب رسوب گرفتگي در محاسبه حداقل سطح انتقال حرارت موردنياز شبكه وارد گرديد. نتايج بررسي هاي صورت گرفته بر روي شبكه پيش گرم كن نفت خام نشانمي دهد كه شبكه داراي رسوب نياز به سطح تبادل حرارت و در نتيجه هزينه سرمايه گذاري بيشترينسبت به حالت تميز دارد. همچنين صرفه جويي سالانه در هزينه انرژي براي چنين شبكه هايي بهازاي ΔTminمشخص كمتر از حالت تميز اوليه خواهد بود.

-2مكانيزم تشكيل رسوب در شبكه هاي پيش گرم كن عمدتاً از نوع واكنش شيميايي است كهوابسته به دو عامل سرعت سيال و دماي ديواره مي باشد. در نتيجه ميزان رسوب با توجه به شرايطعملياتي و نيز نوع نفت خام متغير مي باشد. به همين دليل استفاده از ضرايب رسوب در طراحي هانمي تواند به طور دقيق اثرات رسوب را بيان كند. بنابراين نياز به روابطي مي باشد كه بتواند اثراترسوب را بطور كمي و كيفي پيش بيني كند. مدلهاي حرارتي و هيدروليكي رسوب نفت خام درمبدلهاي حرارتي براي بيان اثرات ترموهيدروليكي رسوب معرفي گرديد.
-3به كمك مدلهاي ترموهيدروليكي رسوب اثرات آن بر شبكه پيش گرم كن نفت خام بررسي گرديد.نتايج حاصل از شبيه سازي شبكه پيش گرم كن نفت خام پالايشگاه تهران در يك دوره دو ساله نشانمي دهد كه رسوب تأثير قابل ملاحظه اي بر بازيابي حرارتي شبكه دارد بطوريكه در پايان دورهعملياتي ميزان دماي ورودي به كوره از 244درجه به حدود 171درجه مي رسد. همچنين افت فشارافزايش قابل توجهي بر اثر رسوب نشان مي دهد.
-4با استفاده از مدلهاي ترموهيدروليكي رسوب ، تمايل به رسوب گذاري در مبدلهاي شبكه پيشگرم كن پالايشگاه تهران بررسي و مشخص گرديد كه ميزان رسوب گذاري در مبدلهاي ، E8 ، E7E10و E11بالاتر از حد آستانه مي باشد. در ادامه اصلاحات مناسب شبكه به منظور كاهش رسوب دردو حالت صورت پذيرفت. در حالت اول تغيير در ساختار مبدلها انجام گرفت تا سرعت نفت خام درآنها به بالاتر از مقدار آستانه براي پيش گيري از تشكيل رسوب برسد. اين امر با استفاده از تعويضفصل پنجم: نتيجه گيري و پيشنهادات 90مبدل بامبدل بلندتر و داراي لوله هاي كمتر )و ثابت نگه داشتن سطح( انجام گرديد. در حالت دوم بهمنظور كاهش هزينه هاي سرمايه گذاري و استفاده بهينه از سطح انتقال حرارت موجود تغييراتمناسب در ساختار شبكه علاوه بر اصلاح مبدل صورت گرفت. نتايج حاصل از شبيه سازي عملكردشبكه هاي جديد به همراه ارزيابي هاي اقتصادي در جدول 5-4خلاصه گرديده است. مقايسه نتايجنشان مي دهد كه شبكه اصلاح شده در حالت دوم هم از جهت حرارتي و هم از جهت هيدروليكيبهتر از حالت اول عمل مي كند و صرفه جويي قابل ملاحظه اي در هزينه هاي عملياتي نمايان ميسازد.

نحوه خرید

دانلود رایگان فایل
شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

در صورت بروز هر گونه مشکل در روند خرید اینترنتی، بخش پشتیبانی کاربران آماده پاسخگویی به مشکلات و سوالات شما می باشد

راهنمای سایت

برخلاف سایت های دیگر که فایل ها را به صورت تکی می فروشند روال سایت ما این است که شما با عضویت در سایت ما میتوانید از تمام فایل های موجود استفاده کنید.

تمام مطالب سایت فقط برای اعضای سایت رایگان است.

نحوه عضویت در سایت