طراحی برج های خنک کن با ظرفیت ۴۰ تا ۷۰۰ تن بکار رفته در پالایشگاه ها

مشخصات فایل

مقطع:کارشناسی
رشته تحصیلی:مهندسی مکانیک
نوع ارائه:پایان نامه
تعداد صفحات:98
قالب بندی:word قابل ویرایش

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

چکیده

چکیده ۱

با توجه به رشد روزافزون نیاز بشر به انرژی،بخصوص انرژی فسیلی و همچنین محصولات پتروشیمی  ورقابتی شدن این بازار، بحث بازده و صرفه اقتصادی در پروسه کار پالایشگاه ها بسیار مهم می باشد.برای آنکه تمام دستگاه های بکار رفته در پالایشگاه در شرایط بهره وری بالا کار کنند،نیازمند یک شرایط مناسب می باشند که از جمله ی آن می توان به فاکتور “دما” اشاره کرد. در اکثر جاها آب نقش خنک کنندگی را دارد و چون منابع آبی محدود می باشند،نیاز به وجود دستگاهی پدید می آید که با کمترین هدر رفت آب،آن را مجددا به دمای مناسب برساند. اینجا است که نام برج های خنک کن(کولینگ تاور) به گوش می رسد.برج خنک کن علاوه بر کاهش هزینه ها در بخش آب،به کمتر آلوده شدن محیط زیست کمک شایانی میکند.امروزه از برج های خنک کن در پالایشگاه ها به عنوان بخش حیاتی سیستم یاد میشود که عدم کارایی آن موجب ایجاد فاجعه خواهد شد.

مقدمه ۲

دراکثر کارخانجات کوچک و بزرگ از جمله پالایشگاه ها از مهمترین و اساسی ترین دستگاهها می توان انواع برجهای خنک کننده را نام برد.برج خنک کننده دستگاهی است که با ایجاد سطح وسیع تماس آب با هوا تبخیر را آسان می کند و باعث خنک شدن سریع آب می گردد.عمل خنک شدن در اثر از دست دادن گرمای نهان تبخیر انجام می گیرد، در حالی که مقدار کمی آب تبخیر می شود و باعث خنک شدن آب می گردد. باید توجه داشت که آب مقدار اندکی از گرمای خود را از طریق تشعشع (Radiation) ودر حدود   آن را از راه هدایت (Conduction) و جابجائی (Convection) و بقیه را از راه تبخیر از دست می‌دهد.
برجهای خنک کننده علاوه بر آب به منظور خنک کردن سیالاتی دیگر در صورت لزوم مورد استفاده واقع می شود.با توجه به اینکه برجهای خنک کننده معمولاًً حجیم می باشند و بعلت پاشیدن آب در محیط اطراف خود و خرابی تجهیزات آن را معمولاًٌ در انتهای فرایند نصب می کنند.

برجها با توجه به شرایط فیزیکی و شیمیایی خاص خود دچار مشکلاتی می شوند ولی معمولاٌ زمانی که  لازم است تا این مشکلات برج را از کار بیاندازد طولانی است.،ولی عملاٌ اجتناب ناپذیر است.

بیشتر دستگاههای خنک کن از یک مدار بسته تشکیل شده اند که آب در این دستگاهها نقش جذب ، دفع و انتقال گرما را به عهده دارد، یعنی گرمای بوجود آمده توسط ماشین را جذب و از دستگاه دور می سازد. این کار باعث ادامه کار یکنواخت و پایداری دستگاه می شود.

در دستگاههایی که به دلایلی مجبوریم آب را بگردش در آوریم و یا به کار ببریم باید بنحوی گرمای آب را دفع کرد. با بکار بردن برجهای خنک کننده این کار انجام می گیرد. در تمام کارخانه ها تعداد زیادی دستگاههای تبدیل حرارتی (heat exchanger) وجود دارد که در بیشترآنها آب عامل سرد کنندگی است.

بدلایل زیر آب معمولترین سرد کننده ها میباشد :

  1. بمقدار زیاد وارزان در دسترس می باشد.
  2. به آسانی آب را می توان مورد استفاده قرار داد .
  3. قدرت سرد کنندگی آب نسبت به اکثر مایعات( در حجم مساوی )بیشتر است.
  4. انقباض و انبساط آب با تغییر درجه حرارت جزیی است.

هر چند که آب برای انتقال گرما بسیار مناسب است با بکار بردن آن باعث بوجود آمدن مشکلاتی نیز می شود.

آب با سختی زیاد باعث رسوب سازی در دستگاهها شده و همچنین از آنجایی که بیشتر این دستگاهها از آلیاژ آهن ساخته شده اند مشکل خوردگی بوجود می آید. از طرف دیگر بیشتر برجهای خنک کننده در بر خورد مستقیم با هوا و نور خورشید می باشند محیط مناسبی برای رشد باکتریها و میکرو ارگانیسم ها نیز می باشد که آنها نیز مشکلاتی همراه دارند.

وارد شدن گرد و خاک بداخل برج نیز در بعضی مواقع ایجاد اشکال می نماید.در کل این مشکلات باعث می شود که بازدهی دستگاه کم شده و در نتیجه از نظر اقتصادی مخارج زیادتری خواهند داشت. در این مجموعه طبیعت این مشکلات و شرایط بوجود آمدن آنها و راههای جلوگیری از آنها را بطور مختصر شرح خواهیم داد.موارد استفاده از برجهای خنک کننده را نیز در بخش های دیگری از این مجموعه را در بر     می گیرد.

فصل اول: ۶

تحلیلی بر ساختمان و اجزای برج خنک کن ۶
۱-۱:انواع برجهای خنک کننده (از لحاظ عمکرد) : ۷

عموماً برجهای خنک کننده (cooling tower) را ا ز لحاظ عمکرد به سه گروه تقسیم می کنند:

۱-۱-۱: برجهای خنک کننده مرطوب (WET COOLING  SYSTEM)

  • سیستم خنک کننده باز
  • سیستم خنک کننده بسته
  • سیستم خنک کننده ترکیبی

۱-۱-۲: برجهای خنک کننده خشک (DRY COOLING SYSTEM)

  • سیستم خنک کننده خشک مستقیم
  • سیستم خنک کننده خشک غیر مستقیم
  • سیستم خنک کننده ترکیبی

۱-۱-۳: برجهای خنک کننده مرطوب- خشک ۷
۱-۲: برج های خنک کننده مرطوب: ۷
۱-۲-۱:کلاس بندی برج های خنک کننده مرطوب: ۸
۱-۲-۱-۱: سیستم خنک کننده باز ONCE THROUGH SYSTEM 8
۱-۲-۱-۲: جلوگیری از تشکل رسوب ۹
۱-۲-۱-۳: سیستم خنک کننده بسته : Closed – Loop Systems 11
۱-۲-۱-۴: سیستم خنک کننده ترکیبی بازو بسته (COMBINTION COOLING SYSTEM) 11
۱-۳: سیستم های خنک کننده خشک :(DRY COOLING SYSTEM) 13
۱-۴: انواع برجهای خنک کننده (از نظر ایجاد جریان هوا): ۱۴
۱-۴-۱: برج خنک کننده با جریان طبیعی ۱۴
۱-۴-۲: برج خنک کننده مکانیکی ۱۶
۱-۴-۲-۱:برج های دمنده : (FORCE DRAFT COOLING TOWER) 16
۱-۴-۲-۲: برج های مکنده : (INDUCEDDRAFT COOLING TOWER) 16
۱-۵: هزینه احداث برج ها و مقایسه آنها با یکدیگر ۱۷
۱-۶: ساختمان برج های خنک کننده ۱۹
۱-۷: مواد به کار رفته در ساختمان برج ها ۲۷
۱-۸: عوامل موثر در خنک کردن برجهای خنک کننده ۳۰
۱-۹: نقش شیمیست در قسمت آب ۳۲
۱-۱۰: سختی آب و انواع آن ۳۳
۱-۱۱: رشد میکروارگانیسم ها در سیستم برج های خنک کننده ۳۳
۱-۱۱-۱: خسارتهای حاصل از جلبک ها در برج خنک کننده ۳۴
۱-۱۲: نگهداری برج های خنک کننده ۳۴

فصل دوم: ۳۶

معادلات حاکم بر کولینگ تاور ۳۶
۲-۱: مراحل طراحی برج ها ۳۷
۲-۱-۱:بخش سازه ۳۷
۲-۱-۱-۱: انواع برجهای خنک کننده از لحاظ سازه ای ۳۷
۲-۱-۱-۲:اجزا ء تشکیل دهنده برج خنک کننده بتنی ۳۷
۲-۲:پایداری برج های خنک کننده ۳۸
۲-۲-۱:انواع سخت کننده ها ۳۹
۲-۳: هندسه ی برج خنک کننده ۳۹
۲-۴: بارگذاری برج ۴۰
۲-۴-۲: بارگذاری باد ۴۰
۲-۴-۳: بارگذاری زلزله ۴۰
۲-۵: انواع آنالیز ۴۴
۲-۶: نکات طراحی و جزئیات اجرایی ۴۵
۲-۷: بخش مکانیکال طراحی ۴۸
۲-۷-۱:معادلات مربوط به بالانس جرم و حرارت ۵۰

فصل سوم: ۶۰

محاسبات عددی و کاربردی برای تعیین ظرفیت ۶۰
۳-۱: محاسبه دبی آب ۶۱
۳-۱-۱: سایز لوله آب ۶۲
۳-۲: محاسبه دبی هوا ۶۴
۳-۳: بازده برج ۶۵
۳-۴: محاسبه مقدار آب جبرانی make-Up 68
۳-۵: انتخاب پمپ ۷۰
۳-۵-۱: محاسبه توان پمپ ۷۳
۳-۶: معادلات مربوط به فن ۷۴
۳-۷: پکینگ ها ۷۸
مفهوم واژگان وعلائم ۸۷
نتیجه گیری ۸۹

  • تغییر در دمای wet bulb که به شرایط محیط مربوط است،تغییری بر ندارد.
  • تغییر در دمای Range کولینگ، تغییری بر ندارد.
  • فقط تغییر در نسبت میتواند باعث تغییر در  شود.
  • ظرفیت برج به عوامل زیر وابسته است:
  • اختلاف دمای Range
  • Approach
  • دبی جرمی آب(GPM)
  • دمای wet bulb
  • سرعت باد در برج
  • ارتفاع برج

با  توجه به مطالب بیان شده در این پروژه ،می توان اینطور بیان نمود که برج های خنک کننده یکی از مهم ترین قسمت های موجود در پالایشگاه می باشد.به نحوی که اخلال در کار کولینگ تاور باعث بالا رفتن دمای دیگر دستگاه هایی میشود که نیاز به خنک کاری مداوم دارند و این مشکل موجب بروز حادثه خواهد شد.

برای طراحی آن ابتدا باید درنظر گرفت که در شرایط کاری و جغرافیایی که قرار است برج در آن فعالیت کند،کدام نوع از برج باید احداث شود.سپس با توجه به نیاز شرکت یا مجموعه می بایست دست به طراحی آن زد.در صنعت آن دسته از مهندسین موفق هستند که بتوانند بالاترین کیفیت و ایمنی را درکنار کمترین هزینه ارایه دهند.یعنی اولویت با تامین کیفیت و ایمنی است بعد کاهش هزینه ها. همچنین پس از طراحی و اجرای برج خنک کننده ، باید سرویس و نگهداری کولیگ در شرایط بهینه مدنظر باشد تا برج بتواند در حداکثر بازدهی خود کار خنک کردن را انجام دهد.

پیوست ها: ۹۰
منابع: ۹۱
لاتین: ۹۲

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