پروژه کامل و آماده فرآورش گازهای ترش ۱۱۸ ص

Word2007777

پروژه کامل و آماده فرآورش گازهای ترش ۱۱۸ ص

پیشگفتار :

همانطور که می دانیم زغال سنگ تا اوایل قرن بیستم منبع اصلی و عمده تولید انرژی بود . اما وقتی انسان دریافت نفت را که از دیر باز می شناخته و فقط به مصارف محدودی می رسانده برای تولید حرارت و انرژی به مراتب از سوخت های جامد بهتر است شروع به استخراج نفت از دل زمین نمود .

نیاز روز افزون انسان در دستیابی به منابع انرژی موجب گردید که صنعت گاز نیز بگونه ای چشمگیر مورد توجه قرار گیرد . پس از جنگ جهانی دوم مصرف گاز به سرعت رو به فزونی گذارد و در نتیجه بسیاری از کشورهای صنعتی جهان برنامه هایی برای تولید و تصفیه و استفاده از گاز تدارک دیدند . بدیهی است که طی سالهای مورد بحث هر چه سهم گاز افزایش می یافت از سطح استفاده از زغال سنگ و نفت به عنوان منابع تامین کننده انرژی کاسته می شد .

این جزوه با استفاده از تجربیات و منابع مختلف تهیه گشته و امید است این تلاش کمک موثری در به ثمر رساندن اهداف آموزشی و همچنین وسیله ای برای استفاده دانش پژوهان باشد .

توجه به این نکته ضروری است که عکسهای مورد استفاده در این گزارش مربوط به پالایشگاه گاز خاصی نمی باشد ولی در عین حال در تمامی پالایشگاههای گاز مورد استفاده قرار می گیرند .

تاریخچه نفت :

صنعت نفت در جهان تاریخی بسیار کهن دارد و قدیمیترین تمدنی که تا به حال شناخته شده در دره های نیل ، دجله و فرات و در چین بوده است . اسناد تاریخی و کاوشهای باستان شناسی نشان می دهد که مردم مزبور از کهن ترین روزگاران نفت را    می شناختند . چهار هزار سال قبل از میلاد مسیح مردم دجله و فرات قیر را به عنوان ملاط ساختمانها به کار می بردند . در ایران کاوشهای باستان شناسی معلوم داشته که ساکنین کشور ما از ۵ تا ۶ هزار سال پیش قیر را به عنوان ملاط در ساختمان و یا برای نصب و بهم چسباندن جواهرات و ظروف سفالین و اندود کردن کشتی ها بکار می بردند .

امروزه بزرگترین منابع نفتی جهان در خاورمیانه ، ایالات متحده امریکا ، آفریقای شمالی و روسیه است . اولین چاه نفت در دنیا در شهر پنسیلوانیا بنام تیستوسوپل امریکا توسط شخصی به نام ادوین دریک در سال ۱۸۵۹ حفر شد . عمیقترین چاه در دنیا چاهی در لویزینای امریکاست که ۶۵۰۰ متر عمق دارد .

در سال ۱۹۰۸ نفت در خاورمیانه برای اولین بار در ایران و در شهر مسجد سلیمان کشف شد و بعد از آن در دیگر کشورهای خاور میانه نفت کشف شد .

تئوری های مختلفی نسبت به پیدایش نفت و گاز طبیعی وجود دارد و بطور دقیق نمی توان گفت منشا موادی که نفت را بوجود آورده چه بوده است اما دو نظریه ای که بیشتر از همه عمومیت دارد عبارتند از

:

۱- پیدایش نفت معدنی یا غیر عالی:پیدایش نفت به طریق معدنی ترکیب هیدروژن و کربن تحت فشار و درجه حرارت موجود در اعماق زمین است.

۲- پیدایش نفت به طریق آلی:در اثر به وجود آمدن هیدروژن و کربن حاصل از گیاهان و حیوانات در دریاها بخصوص حیوانات ریز ذره بینی بنام پلانکتون و پس از یکسری فعل و انفعالات شیمیایی نفت تشکیل شده است.

می دانید که تئوری آلی بیشتر مورد قبول دانشمندان است زیرا دلایل و شواهد نشان می دهد که در جایی که مخازن نفتی وجود دارد بیشتر زمین هایی هستند که زمانی دریا بوده اند .

از لحاظ شیمیایی نفت مرکب از دو عنصر کربن و هیدروژن بصورت خالص گازی است سبک و آتشگیر . نفت از جهتی خالص و از جهتی مرکب است . بدان جهت خالص است که ترکیبی از هیدروکربونهای گوناگون است و ساختمان ملکولها به واسطه کم و زیاد شدن تعداد اتمها یکی از دو عنصر مذکور با هم متفاوت است و این بر حسب ترکیب ملکولهای اتمهای کربن است .
مخزن زیر زمینی گاز و نفت :

بطور کلی برای بوجود آمدن یک مخزن نفت باید عوامل زیر موجود باشد :

۱: مبدا هیدروژن و کربن که از گیاهان و حیوانات زمینی و دریایی مدفون شده در زیر گل و لای در مکانی که زمانی دریا بوده است .

۲: شرایطی بوجود بیاید تا این نباتات و حیوانات تجزیه شده و هیدروژن و کربن حاصل از آن با هم ترکیب شوند و نفت و گاز طبیعی را بوجود بیاورند .

۳: سنگهای متخلخل وجود داشته باشد تا هیدروکربن بتواند از جائیکه تشکیل شده حرکت (مهاجرت) کند .

۴: طبقه غیر قابل نفوذی وجود داشته باشد تا از حرکت بیشتر هیدروکربن جلوگیری کند (cap rock) و آنرا بصورت جمع آوری شده در مخازن نفتی نگهدارد .

تقریبا در تمام منابع نفتی مقداری گاز در نفت بصورت حل شده وجود دارد که سبب ذخیره سازی انرژی گاز بصورت انرژی پتانسیل است و در هنگام بهره برداری سبب می شود که نفت به همراه گاز به سطح زمین انتقال یابد .

در بعضی مواقع مقدار این گاز آنقدر زیاد است که ضمن آنکه مقداری در نفت حل شده مقدار زیادی بطور گاز آزاد در بالای نفت با فشار زیاد جمع می شود که اصطلاحا کلاهک گاز ( ( gas cap گویند و بهره برداری نفت با آن خیلی بیشتر از راندن توسط گاز حل شده به تنهایی است ( gas cap drive ) .
تاریخچه صنعت گاز طبیعی :

در طول بخش اعظم قرن نوزدهم گاز طبیعی منحصرا به عنوان منبع روشنایی به کار می رفت . در آن زمان مکانیزمی موجود نبود که گاز طبیعی را به منازل برای گرمایش یا کاربردهای دیگر ببرد .

بنابراین گاز طبیعی برای روشنایی خیابانهای شهر بکار می رفت . بعد از دهه ۱۹۸۰ برق جای گاز را گرفت و در نتیجه کاربریهای جدیدی برای گاز طبیعی مورد نیاز واقع شد .

پیشگفتار                                                                                                         ۱

تاریخچه نفت                                                                          ۲

مخزن زیر زمینی گاز و نفت                                    ۴

تاریخچه صنعت گاز طبیعی                                       ۵

 گاز در ایران                                                      ۹

کیفیت استاندارد گازشیرین                                                  ۱۰

شرح پروسس تصفیه گاز                                                    ۱۱

بخش شیرین کردن گاز                                                       ۱۴

بخش خشک کردن گاز                                                        ۱۶

عملیات قبل از راه اندازی ، رسوب زدایی                                  ۱۹

سیستم فراورشی تصفیه گاز                                                   ۱۹

سیستم تصفیه گاز با دی اتانول آمین (DEA )                            ۲۰

وظایف دستگاهها در پالایشگاه گاز                                        ۲۱

A  : تفکیک گرای گاز ترش ورودی                                          ۲۱

B  : برج تماس با آمین                                                          ۲۲

  C : دستگاه تفکیک گرای گاز شیرین                                       ۲۲

 D : مخزن انبساط آمین                                                         ۲۳

E  : خنک کننده آمین                                                            ۲۳

F  : برج احیا آمین                                                               ۲۴

G  : ریبویلر برج احیا                                                           ۲۴

 H : کندانسور واحد رفلکس                                                     ۲۵

 I : فیلترها                                                                       ۲۵

 J : برج های نم زدایی                                                      ۲۵

 K : استریمر                                                                   ۲۶

 L : ریکلیمر                                                                      ۲۶

شیرین سازی گاز با حلال های شیمیایی       ۲۷

فرآیندهای آمینی                                                    ۲۸

A : فرآیند DGA                                                         ۳۴

B : فرآیند DIPA                                                                ۳۵

C : فرآیند MEA                                                        ۳۷

D : فرآیند DEA                                                         ۴۰

E : فرآیند MDEA                                                       ۴۳

F : شیرین سازی با حلال های آمینی حاوی مواد ضد خوردگی             ۴۶

فرایندهای کربناتی                                                            ۴۶

۱- فرآیندهای کربناتی انحصاری                                            ۴۶

۲- فرآیندهای کربنات پتاسیم داغ                                            ۴۷

حلالهای شیمیایی ویژه فرآیند ناپیوسته ( BATCH )                          ۴۹

ضرورت شیرین سازی گاز ترش                                                   ۵۱

 سیستم احیا آمین                                                                      ۵۳

مشخصات آمین آلوده                                                                 ۵۵

علل تخریب در سیستم آمین                                                          ۵۶

روشهای تمیز کردن آمین                                                    ۵۷

درجه حرارت آمین ورودی به برج احیا                                            ۵۹

آلکانول آمین ها                                        ۵۹

مزایای آلکانول آمین ها                                                             ۶۴

ظرفیت تصفیه واحدهای پالایش گاز با DEA

چرا به مرور زمان کاهـــش پیدا می کند                                            ۶۵

واکنش های غیر قابل احیا                                                             ۶۶

محاسبه مقدار سودا اش مورد نیاز                                                   ۶۷

ریکلیمر بستر نمک مذاب برای تصفیه DEA                                           ۶۸

کاهش ظرفیت تصفیه و شناسایی مکانیزم آن                                          ۷۰

بررسی مشکلات عمده فراورشی در واحدهای پالایش گاز با آمین                ۷۵

خوردگی در سیستمهای تصفیه با آمین                                      ۷۵

محافظت فولادهای ضدزنگ در مقابل خوردگی                           ۸۶

خطرات گازها و طریقه مواجهه               ۸۹

سیستم ایمنی واحدهای تصفیه گاز           ۹۰

 

FILTER  SEPARATORS                       ۹۱

HEAT  EXCHANGERS                                                               ۹۴

 INDIRECT  HEATERS                      ۹۵

DEHYDRATORS                                                    ۹۷

چند نمودار درباره خواص آمین                                             ۱۰۴

نمونه ای از مطالب نوشته شده در طراحی پالایشگاه بید بلند                      ۱۰۹

منابع                                                                           ۱۱۸

نوشته پروژه کامل و آماده فرآورش گازهای ترش ۱۱۸ ص اولین بار در مرکز دانلود پروژه ها و مقالات اماده پدیدار شد.

پروژه کامل و آماده فرآورش گازهای ترش ۱۱۸ ص

Word2007777

پروژه کامل و آماده فرآورش گازهای ترش ۱۱۸ ص

پیشگفتار :

همانطور که می دانیم زغال سنگ تا اوایل قرن بیستم منبع اصلی و عمده تولید انرژی بود . اما وقتی انسان دریافت نفت را که از دیر باز می شناخته و فقط به مصارف محدودی می رسانده برای تولید حرارت و انرژی به مراتب از سوخت های جامد بهتر است شروع به استخراج نفت از دل زمین نمود .

نیاز روز افزون انسان در دستیابی به منابع انرژی موجب گردید که صنعت گاز نیز بگونه ای چشمگیر مورد توجه قرار گیرد . پس از جنگ جهانی دوم مصرف گاز به سرعت رو به فزونی گذارد و در نتیجه بسیاری از کشورهای صنعتی جهان برنامه هایی برای تولید و تصفیه و استفاده از گاز تدارک دیدند . بدیهی است که طی سالهای مورد بحث هر چه سهم گاز افزایش می یافت از سطح استفاده از زغال سنگ و نفت به عنوان منابع تامین کننده انرژی کاسته می شد .

این جزوه با استفاده از تجربیات و منابع مختلف تهیه گشته و امید است این تلاش کمک موثری در به ثمر رساندن اهداف آموزشی و همچنین وسیله ای برای استفاده دانش پژوهان باشد .

توجه به این نکته ضروری است که عکسهای مورد استفاده در این گزارش مربوط به پالایشگاه گاز خاصی نمی باشد ولی در عین حال در تمامی پالایشگاههای گاز مورد استفاده قرار می گیرند .

تاریخچه نفت :

صنعت نفت در جهان تاریخی بسیار کهن دارد و قدیمیترین تمدنی که تا به حال شناخته شده در دره های نیل ، دجله و فرات و در چین بوده است . اسناد تاریخی و کاوشهای باستان شناسی نشان می دهد که مردم مزبور از کهن ترین روزگاران نفت را    می شناختند . چهار هزار سال قبل از میلاد مسیح مردم دجله و فرات قیر را به عنوان ملاط ساختمانها به کار می بردند . در ایران کاوشهای باستان شناسی معلوم داشته که ساکنین کشور ما از ۵ تا ۶ هزار سال پیش قیر را به عنوان ملاط در ساختمان و یا برای نصب و بهم چسباندن جواهرات و ظروف سفالین و اندود کردن کشتی ها بکار می بردند .

امروزه بزرگترین منابع نفتی جهان در خاورمیانه ، ایالات متحده امریکا ، آفریقای شمالی و روسیه است . اولین چاه نفت در دنیا در شهر پنسیلوانیا بنام تیستوسوپل امریکا توسط شخصی به نام ادوین دریک در سال ۱۸۵۹ حفر شد . عمیقترین چاه در دنیا چاهی در لویزینای امریکاست که ۶۵۰۰ متر عمق دارد .

در سال ۱۹۰۸ نفت در خاورمیانه برای اولین بار در ایران و در شهر مسجد سلیمان کشف شد و بعد از آن در دیگر کشورهای خاور میانه نفت کشف شد .

تئوری های مختلفی نسبت به پیدایش نفت و گاز طبیعی وجود دارد و بطور دقیق نمی توان گفت منشا موادی که نفت را بوجود آورده چه بوده است اما دو نظریه ای که بیشتر از همه عمومیت دارد عبارتند از

:

۱- پیدایش نفت معدنی یا غیر عالی:پیدایش نفت به طریق معدنی ترکیب هیدروژن و کربن تحت فشار و درجه حرارت موجود در اعماق زمین است.

۲- پیدایش نفت به طریق آلی:در اثر به وجود آمدن هیدروژن و کربن حاصل از گیاهان و حیوانات در دریاها بخصوص حیوانات ریز ذره بینی بنام پلانکتون و پس از یکسری فعل و انفعالات شیمیایی نفت تشکیل شده است.

می دانید که تئوری آلی بیشتر مورد قبول دانشمندان است زیرا دلایل و شواهد نشان می دهد که در جایی که مخازن نفتی وجود دارد بیشتر زمین هایی هستند که زمانی دریا بوده اند .

از لحاظ شیمیایی نفت مرکب از دو عنصر کربن و هیدروژن بصورت خالص گازی است سبک و آتشگیر . نفت از جهتی خالص و از جهتی مرکب است . بدان جهت خالص است که ترکیبی از هیدروکربونهای گوناگون است و ساختمان ملکولها به واسطه کم و زیاد شدن تعداد اتمها یکی از دو عنصر مذکور با هم متفاوت است و این بر حسب ترکیب ملکولهای اتمهای کربن است .
مخزن زیر زمینی گاز و نفت :

بطور کلی برای بوجود آمدن یک مخزن نفت باید عوامل زیر موجود باشد :

۱: مبدا هیدروژن و کربن که از گیاهان و حیوانات زمینی و دریایی مدفون شده در زیر گل و لای در مکانی که زمانی دریا بوده است .

۲: شرایطی بوجود بیاید تا این نباتات و حیوانات تجزیه شده و هیدروژن و کربن حاصل از آن با هم ترکیب شوند و نفت و گاز طبیعی را بوجود بیاورند .

۳: سنگهای متخلخل وجود داشته باشد تا هیدروکربن بتواند از جائیکه تشکیل شده حرکت (مهاجرت) کند .

۴: طبقه غیر قابل نفوذی وجود داشته باشد تا از حرکت بیشتر هیدروکربن جلوگیری کند (cap rock) و آنرا بصورت جمع آوری شده در مخازن نفتی نگهدارد .

تقریبا در تمام منابع نفتی مقداری گاز در نفت بصورت حل شده وجود دارد که سبب ذخیره سازی انرژی گاز بصورت انرژی پتانسیل است و در هنگام بهره برداری سبب می شود که نفت به همراه گاز به سطح زمین انتقال یابد .

در بعضی مواقع مقدار این گاز آنقدر زیاد است که ضمن آنکه مقداری در نفت حل شده مقدار زیادی بطور گاز آزاد در بالای نفت با فشار زیاد جمع می شود که اصطلاحا کلاهک گاز ( ( gas cap گویند و بهره برداری نفت با آن خیلی بیشتر از راندن توسط گاز حل شده به تنهایی است ( gas cap drive ) .
تاریخچه صنعت گاز طبیعی :

در طول بخش اعظم قرن نوزدهم گاز طبیعی منحصرا به عنوان منبع روشنایی به کار می رفت . در آن زمان مکانیزمی موجود نبود که گاز طبیعی را به منازل برای گرمایش یا کاربردهای دیگر ببرد .

بنابراین گاز طبیعی برای روشنایی خیابانهای شهر بکار می رفت . بعد از دهه ۱۹۸۰ برق جای گاز را گرفت و در نتیجه کاربریهای جدیدی برای گاز طبیعی مورد نیاز واقع شد .

پیشگفتار                                                                                                         ۱

تاریخچه نفت                                                                          ۲

مخزن زیر زمینی گاز و نفت                                    ۴

تاریخچه صنعت گاز طبیعی                                       ۵

 گاز در ایران                                                      ۹

کیفیت استاندارد گازشیرین                                                  ۱۰

شرح پروسس تصفیه گاز                                                    ۱۱

بخش شیرین کردن گاز                                                       ۱۴

بخش خشک کردن گاز                                                        ۱۶

عملیات قبل از راه اندازی ، رسوب زدایی                                  ۱۹

سیستم فراورشی تصفیه گاز                                                   ۱۹

سیستم تصفیه گاز با دی اتانول آمین (DEA )                            ۲۰

وظایف دستگاهها در پالایشگاه گاز                                        ۲۱

A  : تفکیک گرای گاز ترش ورودی                                          ۲۱

B  : برج تماس با آمین                                                          ۲۲

  C : دستگاه تفکیک گرای گاز شیرین                                       ۲۲

 D : مخزن انبساط آمین                                                         ۲۳

E  : خنک کننده آمین                                                            ۲۳

F  : برج احیا آمین                                                               ۲۴

G  : ریبویلر برج احیا                                                           ۲۴

 H : کندانسور واحد رفلکس                                                     ۲۵

 I : فیلترها                                                                       ۲۵

 J : برج های نم زدایی                                                      ۲۵

 K : استریمر                                                                   ۲۶

 L : ریکلیمر                                                                      ۲۶

شیرین سازی گاز با حلال های شیمیایی       ۲۷

فرآیندهای آمینی                                                    ۲۸

A : فرآیند DGA                                                         ۳۴

B : فرآیند DIPA                                                                ۳۵

C : فرآیند MEA                                                        ۳۷

D : فرآیند DEA                                                         ۴۰

E : فرآیند MDEA                                                       ۴۳

F : شیرین سازی با حلال های آمینی حاوی مواد ضد خوردگی             ۴۶

فرایندهای کربناتی                                                            ۴۶

۱- فرآیندهای کربناتی انحصاری                                            ۴۶

۲- فرآیندهای کربنات پتاسیم داغ                                            ۴۷

حلالهای شیمیایی ویژه فرآیند ناپیوسته ( BATCH )                          ۴۹

ضرورت شیرین سازی گاز ترش                                                   ۵۱

 سیستم احیا آمین                                                                      ۵۳

مشخصات آمین آلوده                                                                 ۵۵

علل تخریب در سیستم آمین                                                          ۵۶

روشهای تمیز کردن آمین                                                    ۵۷

درجه حرارت آمین ورودی به برج احیا                                            ۵۹

آلکانول آمین ها                                        ۵۹

مزایای آلکانول آمین ها                                                             ۶۴

ظرفیت تصفیه واحدهای پالایش گاز با DEA

چرا به مرور زمان کاهـــش پیدا می کند                                            ۶۵

واکنش های غیر قابل احیا                                                             ۶۶

محاسبه مقدار سودا اش مورد نیاز                                                   ۶۷

ریکلیمر بستر نمک مذاب برای تصفیه DEA                                           ۶۸

کاهش ظرفیت تصفیه و شناسایی مکانیزم آن                                          ۷۰

بررسی مشکلات عمده فراورشی در واحدهای پالایش گاز با آمین                ۷۵

خوردگی در سیستمهای تصفیه با آمین                                      ۷۵

محافظت فولادهای ضدزنگ در مقابل خوردگی                           ۸۶

خطرات گازها و طریقه مواجهه               ۸۹

سیستم ایمنی واحدهای تصفیه گاز           ۹۰

 

FILTER  SEPARATORS                       ۹۱

HEAT  EXCHANGERS                                                               ۹۴

 INDIRECT  HEATERS                      ۹۵

DEHYDRATORS                                                    ۹۷

چند نمودار درباره خواص آمین                                             ۱۰۴

نمونه ای از مطالب نوشته شده در طراحی پالایشگاه بید بلند                      ۱۰۹

منابع                                                                           ۱۱۸

نوشته پروژه کامل و آماده فرآورش گازهای ترش ۱۱۸ ص اولین بار در مرکز دانلود پروژه ها و مقالات اماده پدیدار شد.

پروژه عملیات بهره برداری نفت – کامل ۱۰۸ ص

Word2007777

مقدمه

آشنایی با مسائل علمی و خواندن کتب علمی جهت آشنایی با اصول و اساس مسائل علمی بسیار مفید است اما در کنار آن ، آشنایی با کاربرد عملی این اطلاعات نظری نیز ضروری و مهم می باشد . در واقع رابطه بین علم و کاربرد عملی در صنعت دوطرفه است . آشنایی با اطلاعات علمی باعث می شود که درک بهتری در زمینه کار عملی ایجاد شده و فرایندهای مختلف بهتر تشریح و نتیجه گیری شوند . از طرف دیگر آشنایی عملی با دستگاهها و فرایندهایی که باید بصورت علمی بررسی شوند باعث می شوند که مسائل نظری بهتر درک و فهمانده شوند . پس آشنایی عملی با دستگاهها و فرایندها و کاربرد آنها در صنعت که قبلاً بصورت علمی بررسی شده اند بسیار لازم و ضروری است .

امروزه رشته مهندسی شیمی در صنایع بسیاری مثل صنعت نفت ، صنایع غذایی ،ذوب آهن و کارخانجات و واحدهای صنعتی مختلف کاربرد دارد آما بیشتر کاربرد آن در صنایع نفت است . بطور کلی صنعت نفت را می توان به درخت بزرگی تشبیه کرد . این درخت کامل شامل ریشه ، ساقه ، شاخ و برگ و سرانجام میوه است و می توان گفت که بهره برداری ریشه درخت بزرگ صنعت نفت است و همانطوری که ریشه درخت کار تغذیه و رساندن مواد اولیه خام از زمین به قسمتهای مختلف درخت را انجام می دهد ، بهره برداری نیز نفت خام را که ماده اولیه صنایع نفت مثل پالایشگاهها و سایر قسمتها است از زمین استخراج کرده و به کارخانجات و پالایشگاهها می فرستد و بطور کلی بهره برداری نقطه شروع و تغذیه کننده صنایع نفت است . در بهره برداری نفت پس از استخراج و جداسازی گاز و کنترل کردن نمک و H2S آن به قسمتهایی که باید از نفت فراورده هایی تهیه شود فرستاده می شود . در طول عملیات بهره برداری عملاً دستگاههایی مانند جداکننده ها   ( Separators ) ، برجهای تفکیک عمومی ( Stripping Column ) ،تلمبه ها  ( Pumps ) ، توربینها ( Turbines ) ، مبدلهای حرارتی و سایر دستگاههایی مورد استفاده قرار می گیرند که قبلاً در کتابهایی مثل عملیات واحد ، انتقال جرم ، مکانیک سیالات ، انتقال حرارت و . . . بررسی شده اند . پس کارآموزی در بهره برداری باعث می شود که بسیاری از مسائلی که قبلاً بصورت نظری بررسی شده اند و یا دستگاههایی که معرفی شده اند عملاً دیده شده و طرز کار عملی و کاربرد آنها مشاهده می شود . در این گزارش کارآموزی ، ما مسیری که نفت از مخازن زیر زمینی تا خروج از یک واحد بهره برداری طی می کند را بررسی می کنیم . در فصل اول به بررسی مواد تشکیل دهنده نفت و منشأ نفت و همچنین مراحل حفاری یک چاه نفت می پردازیم . فصل دوم معرفی مختصر دستگاهها و وسائلی است که در بهره برداری مورد استفاده قرار می گیرند . فصل سوم به بررسی یک چاه نفت و وسائل روی آن اختصاص دارد . در فصل چهارم دستگاههای تفکیک سرچاهی و انواع سیستم کنترل آنها بررسی شده است . فصل پنجم قسمتهای مختلف یک واحد بهره برداری مورد بحث قرار گرفته اند و فصل ششم به آزمایشاتی اختصاص دارد که در واحد بهره برداری انجام می شوند .

چگونگی پیدایش نفت

بشر از قرنها پیش پی به وجود نفت برده و این ماده روغنی شکل و سوزان را از دیرزمان مورد مصرف قرار داده و به اشکال مختلف از آن استفاده کرده است ولی همواره کنجکاو بوده که این روغن معدنی چگونه در قطر زمین تشکیل شده  و سپس از شکافهای زمین نفوذ کرده و به سطح زمین آمده است .

همانطورکه از اسم آن پیدا است آنرا روغن سنگ (پترولیوم ) یا روغن معدنی می نامیدند .

راجع به چگونگی تشکیل و منشأ نفت دو فرضیه وجود دارد .

بطور کلی عده ای معتقدند که نفت در نتیجه فعل و انفعالات شیمیایی در زمین تشکیل       می شـود و عـده ای دیگر تشـکیل نـفت را در نتیجـه فراینـدهـای آلی می دانند .تئوری شیمیائی راجع به اصل و منشأ نفت بوسیله عده ای از شیمیدانها بیان شده است . آنها معتقدند که نفت در زمین در نتیجه فعل و انفعالات شیمیایی ایجاد و ذخیره شده است .

مثلا برتلو تشکیل نفت را در زمین طبق تجربه ای که عملاً نموده است میداند ( چنانچه در حرارت زیاد CO2  بر روی فلزات قلیائی اثر کرده کربنات بوجود می آید و درهمان درجه حرارت اگر بخار آب را از روی این کربنات عبور دهیم استیلن تشکیل می شود )  برتلو بدین طریق توانست ترکیبات زیادی از هیدرو کربورها را بدست آورد .

شیمیدان روسی مندلیف تشکیل نفت را بر اثر عمل آب بر روی کربناتهای فلزی مخصوصاً کربنات آهن در اعماق زمین می داند . بدین طریق که حرارت زیاد زمین باعث ایجاد استیلن می شود و در اثر اشباع شدن استیلن هیدروکربورهای نفتی بوجود می آیند .

از طرفی عده ای از زمین شناسان تجاربی برای تأیید منشأ حیوانی نفـت کرده اند . مثلا یکی از دانشمندان لهستانی از گندیدن و تجزیه کردن سلولز چند سری از کربورهای متالیک را بدست آورده است .

از تقطیر روغن ماهی درظرف سربسته نیز کربورهای متالیک بدست می آید و نیز از تجزیه موم و کره و روغن زیتون کربورهای مختلفی بدست آورده اند این عمل تقطیر دور از هوا انجام گرفته است بدین ترتیب زمین شناسان عقیده دارند که در زمین یک چنین تقطیری دور از هوا انجام گرفته است .

باید توجه کرد که هیدروکربورهای طبیعی دارای برخی خواص می باشند که این خواص در هیدروکربورهای حاصل از تقطیر مواد حیوانی مشاهده میشوند ولی در مواد حاصل از اعمال شیمیایی دیده نمی شوند .  لذا منشأ حیوانی بودن نفت بیشتر مورد قبول است .

امروزه در آبهای خیلی گرم و شور دریای احمر و سایر دریاهای گرم که حاوی موجودات فراوان هستند همیشه قشرهای چربی که همان هیدروکربورهای مختلف می باشند در سطح آب مشاهده می شوند .

این قشرهای چربی حاصل از بین رفتن بدن موجودات زنده است که لاشه های آنها روی هم متراکم شده تجزیه می شوند ولی چون مجاور هوا  می باشند از بین می روند .

نفتهای طبیعی که در دوران زمین شناسی تشکیل شده  و روغنهای سوختنی نام دارند از نظر ترکیب شیمیائی مخلوطی از هیدروکربورهای مختلف هستند ( ترکیب کربن هیدروژن به نسبت مختلف ) . هیدروکربورهایی که درترکیب نفت مشارکت دارند چند سری می باشند :

۱-  سری کربورهای مشبع یا دسته متان ( CnH2n+2 )یعنی آنها که تمام اتمهای کربن بوسیله هیدروژن اشباع شده اند . سردسته آنها متان ( CH4 ) است . بهمین جهت آنها را کربورهای متالیک هم میگویند

۲-  سری کربورهای غیر مشبع بفرمول کلی ( CnH2n ) با کربورهای اتیلنی که اقسام اولیه آنها گاز واقسام بعدی مایع وجامد می باشند . این دسته ترکیب اصلی نفت ها را تشکیل می دهند و هرچه ترکیب اتیلنی بیشتر باشد نفت سبکتر است .

۳-  سری کربورهای استیلنی ( CnH2n – 2 ) که از دو سری بالا کمتر در نفتها دیده   می شود . غیر از کربورهای گفته شده در نفتها مواد دیگری مثل ترکیبات ازته ، گوگرد و ترکیبات گوگردی هم یافت می شوند .

نفتها بر حسب آنکه متعلق به چه دوران و دوره ای باشند نسبت مواد فوق در آنها فرق می کند در ایران کربورهای اتیلنی بیشتر است در صورتی که در نفتهای آمریکا کربورهای اشباع زیادتر وجود دارد .

خواص فیزیکی نفت :

نفت ها بحالت طبیعی مایعی هستند تیره ( سیاه ، قهوه ای روشن یا قهوه ای مایل به سبز و یا سبز تیره ) که بوی خاصی شبیه بوی گوشت سوخته می دهند .

مایع نفتها نسبتاً غلیظ است و غلظت آن هم ارتباطی با نسبت کربورهای مایع و جامد و گاز آن دارد . هر چه سری کربورهای جامد در نفتها بیشتر باشد غلظت آنها بیشتر است و درنتیجه وزن مخصوص آن زیادتر است .

سنگین ترین نفتها نوعی است در مکزیک که وزن مخصوص آن ۰۸/۲  و سبکترین آنها نوعی است در بادکوبه که وزن مخصوص آن ۶۵/۰ می باشد . بقیه نفت ها واسط بین این دو رقم هستند . نفت ایران وزن مخصوصی (Specific Gravity )  بین ۸/۰  تا  ۹/۰  دارد .

ازنظر زمین شناسی نفتها در اکثر دوره های گذشته دیده شده اند . اما نفتهای متعلق به دورانهای قدیمی مثل دوران اول و دوم وسعت چندانی ندارند . تقریباً‌ نفت های موجود متعلق به تشکیلات دوره کرتاسه (Cretaceous ) و دوران سوم هستند .

تشکیلات نفت آمریکای شمالی اغلب متعلق به دورانهای قدیمی است مثلاً‌ معدن اوهایو متعلق به دوره سیلورین و دونین است . این نفت ها عموماً خیلی سنگین هستند .

در اطراف کوههای متعلق به چین خوردگیهای هرسنین نفت بدست نیامده ولی شیست         ( Shale ) های قیری فراوان وجود دارد که همان هیدروکربورهای اکسید شده اند .

فهرست مطالب

عناوین…………………………………………………………………………….. صفحه

مقدمه …………………………………………………………………………….. ۱

چگونگی پیدایش نفت…………………………………………………………….. ۳

خواص فیزیکی نفت………………………………………………………………. ۵

انواع مخازن نفت…………………………………………………………………. ۹

نفت چیست………………………………………………………………………… ۱۷

ترکیبات نفت……………………………………………………………………… ۱۷

تاریخچه اکتشاف نفت…………………………………………………………….. ۲۲

تاریخچه اکتشاف نفت…………………………………………………………….. ۲۳

اقدامات اولیه قبل از حفاری جهت شناسایی منطقه……………………………….. ۲۴

چگونگی انجام عملیات حفاری……………………………………………………. ۲۸

اساس کار کنترل کننده ها بطور کلی…………………………………………….. ۴۱

انواع اوریفیس…………………………………………………………………….. ۴۳

اندازه گیری فشار…………………………………………………………………. ۴۷

اندازه گیری درجه حرارت……………………………………………………….. ۵۰

اندازه گیری سطح مایع…………………………………………………………… ۵۲

تلمبه ها:Pumps………………………………………………………………… 55

توربین هاTurbines……………………………………………………………. 56

طرز کار توربین………………………………………………………………….. ۵۷

دستگاههای تفکیک:Seperators……………………………………………….. 58

برج تفکیک هیدروژن سولفوره()……………………………………………. ۶۱

انواع چاهها از نظر ساختمان سر چاهی………………………………………….. ۶۸

طریقه راه اندازی و باز کردن یک دستگاه تفکیک سر چاهی معمولی…………….. ۷۹

مخزن بهره برداری و مخزن آزمایش……………………………………………. ۹۵

سیستمهای کنترل مخازن بهره برداری و آزمایش……………………………….. ۹۶

دستگاه کنترل سطح خیلی کم نفت………………………………………………… ۹۶

سیستم کنترل فشار مخزن بهره برداری و آزمایش………………………………. ۹۷

مخزن نوسان گیر SURGE TANK………………………………………….. 98

سیستم هوای مصرفی کارخانه……………………………………………………. ۱۰۰

طریقه بکار انداختن واحد بهره برداری…………………………………………… ۱۰۳

منابع………………………………………………………………………………. ۱۱۱

نوشته پروژه عملیات بهره برداری نفت – کامل ۱۰۸ ص اولین بار در مرکز دانلود پروژه ها و مقالات اماده پدیدار شد.

پروژه علل تخریب کمپرسورهای گریز از مرکز ۷۴ ص

Word2007777

مقدمه :
کمپرسور به ماشینی اطلاق می شود که از آن برای افزایش فشار سیالات تراکم پذیر (گازها و بخارات) استفاده می شود. کمپرسور در رفاه زندگی بشری و گسترش صنایع از آنچنان اهمیتی برخوردار بوده که امروزه اصطلاحاً آن را اسب بارکش (work horse) صنایع می نامند. با گسترش صنایع که از نیمه دوم قرن نوزدهم شروع گردید و با رشدی شتابان قرن بیستم را پشت سر گذاشت،باید انتظار داشت که این  ماشین پر ارزش نقش مهمتری را در قرنی که به تازگی شروع شده در رفاه بشر و توسعه صنایع بعهده داشته باشد. در اهمیت کمپرسورها همین بس که دامنه بکارگیری از آن در شاخه های مختلف صنایع، پزشکی، لوازم خانگی و غیره به سرعت در حال توسعه می باشد. به طوری که امروزه حضور آن در جای جای جوامع بشری به شدت بچشم می خورد که عمده ترین آنها عبارتند از وسایل خانگی (یخچال،فریزر،کولر گازی ) تجهیزات پزشکی (دریل های دندانپزشکی،هوای مواد استفاده در بیمارستان )صنایع هواپیمایی (تامین هوای فشرده برای موتور توربین )و صنایع (تامین هوای فشرده برای سیستمهای پنوماتیکی،میعان گازی،ذخیره سازی گاز…)
یک برآورد نسبی در زمینه نقش کمپرسور در صنایع بزرگ نشان می دهد که حدود ۱۰ درصد انرژی مصرفی در صنایع صرف تراکم گازها ( بالاخص هوای فشرده )می گردد. شرایط بهره برداری از کمپرسور ها در صنایع از چنان دامنه وسیعی برخوردار است که امروزه انواع متنوعی از کمپرسورها در ظرفیتهای مختلف و از فشار مکش بسیار کم اخلاء )تا فشار بسیار زیاد (بیش از ۶۰۰۰ بار )بکار گرفته می شوند.

کمپرسورهای گریز از مرکز
کمپرسورهای گریز از مرکز بعد از کمپرسورهای تناوبی پر مصرف ترین کمپرسورها در صنایع
می باشند به ویژه عنوان کمپرسور مورد استفاده در فرآیند ها دررده اول قرار دارند. حال اگر به جای تعداد،ظرفیت و یا توان مصرفی معیار انتخاب قرار گیرد،کمپرسورهای گریز از مرکز بالاترین سهم را در فرآیند تراکم گازها در صنایع به خود اختصاص می دهند.
در طول ۴۰ سال اخیر به لحاظ ابعاد نسبی کوچکتر و وزن کمتر ( در مقایسه با کمپرسورهای تناوبی ) با رشد و توسعه صنایع،بکار گیری از کمپرسورهای فوق در فرآیند ها بیشترین توجه را به خود معطوف داشته است. پائین بوده باروارده بر روی فونداسیون در این کمپرسور ها موجب گردیده تا در نصب آنها به فونداسیون کوچمتر و سبکتری نیاز باشد. در قدمهای اولیه ساخت این کمپرسور ها،راندمان آنها بسیار پائین بوده و قدرت رقابت با کمپرسورهای تناوبی را نداشتند. ولی در مناطقی که قیمت انرژی پائین باشد (نظیر کشورمان ) می تواند برای خود سهم بزرگی را در بازار فروش کمپرسورها اختصاص دهد.
در طرحهای اولیه، از این کمپرسورها برای مواقعی که فشار مورد نیاز کم و دبی زیاد مورد نظر بود،استفاده می شد.
در سالهای اولیه دهده ۱۹۳۰ در صنایع فولاد از این کمپرسور ها برای کوره های از نوع            (Blast furnace) استفاده می شد. در همین دوران استفاده از این کمپرسورها برای کشیدن گازهای حاصل از تبدیل زغال سنگ به کک در کوره های کک مرسوم گردید.
در سالهای پایانی دهه ۱۹۳۰ صنایع تبرید برای تهویه مطبوع ساختمانها،استفاده از این کمپرسور ها را به لحاظ کوچکی ابعاد و پائین بودن میزان لرزش و فونداسیون مورد نیاز در دستور کارمهندسین تاسیسات قرار گرفت.بالا رفتن ظرفیت واحدهای صنعتی و ارزان بودن قیمت انرژی دلیل خوبی بود تا بهره گیری از این کمپرسورها در صنایع در سالهای دهه ۱۹۵۰ رشد بیشتری داشته باشد.
افزایش قیمت انرژی در سالهای ۱۹۷۰ هر چند تا حدودی موجب محدودیت انتخاب این
کمپرسور ها گردید ولی زمینه مناسبی بود تا برروی افزایش راندمان این کمپرسور ها اصلاحات بنیادی صورت می پذیرد. از سوی دیگر نیاز به افزایش قابلیت اعتماد (Reliability) در بهره گیری از کمپرسور خود کمک بزرگی برای توسعه بازار فروش کمپرسورهای گریز از مرکز شد. چرا که در بسیاری از موارد این کمپرسور قادر بودند بدون نیاز به هر گونه تعمیر اساسی به مدت سه سال در واحدهای در حال کار باشند و این زمان در بعضی از موارد حتی به ۶ سال نیز می رسید. عامل فوق به لحاظ کاهش عوارض زیانبار توقف خط تولید جهت تعمیرات وبه ویژه در واحدهای بزرگ دلیل خوبی بود تا این نوع کمپرسور ها نگاه  های متخصصان صنایع را متوجه خود سازند و همین جا بود که قابلیت اعتماد عنصر اولیه انتخاب کمپرسورها شد تا قیمت انرژی. کمپرسورهای گریز از مرکز برای دبی(    ۱۰۰۰۰۰۰-۱۷۰۰) ساخته می شوند. بدیهی است که به همین خاطر استفاده از این کمپرسور ها در دبی های کم که چندان اقتصادی نمی باشند نتوانست موفقیت چندانی را کسب نماید. نسبت تراکم قابل دسترسی در کمپرسورهای یک طبقه گریز از مرکز به حدود ۳ نیز می رسد ولی در کمپوسورهای گریز از مرکز چند طبقه که برای هواو یا ازت به کار گرفته می شوند. مقدار آن کمتر از ۲ می باشد.

دسته بندی Classification
قبل از ورود به هر بحثی در این زمینه نخست لازم است که واژه مرحله (Stage) در کمپرسورها مجدداً تعریف گردد. در زمینه کمپرسورهای تناوبی این واژه تعریفی استاندارد داشته و عبارت  است از تعداد دفعاتی که گاز در فضای بین پیستون و سیلندر تحت فرآیند تراکم قرار می گیرد و در بین مراحل خنک می شود. اما در مورد کمپرسورهای گریز از مرکز این واژه از نظر سازندگان کمپرسور و مهندسین فرآیند ارای تعابیر متفاوتی می باشد.
از نظر سازنده کمپرسور،مجموعه یک پروانه و یک پیچک (Diffuser) را یک مرحله می گویند. حال آنکه از نظر مهندسین فرآیند این واژه در یک محدوده از فرآیند تراکم معنی پیدا می کند که گاز تحت عمل خنک کردن مجدد قرار گیرد. مثلاً اگر کمپرسور دارای ۶ پروانه و یک خنک کن بین مرحله ای باشد،سازندگان کمپرسور آنرا ۶ مرحله ای و مصرف کنندگان آنرا ۲ مرحله ای
می نامند. این اختلاف نظر در کمپرسورهایی که دارای یک پروانه می باشند مسئله مهمی نبوده چرا که هر دو یک مفهوم را می رسانند. اما وقتی که تعداد پروانه های یک پوسته افزایش می یابد اختلاف نظرها خود را نشان می دهند.
یکی از حالتهای دسته بندی کمپرسورهای گریز از مرکز شکل پوسته آن می باشد. با توجه به اینکه پوسته ها دو تکه می باشند بر حسب اتصال تکه ها به یکدیگر کمپرسورها را افقی (Horizental) و یا عمودی (Vertical) می نامند. کمپرسور یک طبقه ای که پروانه آن به صورت آویزان (Overhung) می باشد نمونه ای از کمپرسور یک مرحله ای پوسته عمودی (Vertical split) می‌باشد که در شکل نشان داده شده است. کمپرسورهای گریز از مرکز چند مرحله ای غالباً به شکل افقی ساخته می شوند.
حسن بزرگ کمپرسورهای افقی سهولت در تعمیر و نگهداری آن می باشد. با باز کردن قسمت فوقانی پوسته کلیه قسمت های درونی کمپرسور در دسترس بوده و روتور آن را می توان بدون جدا کردن از کمپرسور بیرون کشید. در کمپرسورهایی که در فشار بالا و یا برای تراکم گازهای با جرم مولکولی کم کار می کنند،آب بند کردن پوسته مشکل بوده و در این گونه موارد ترجیح داده می شود که کمپرسور به شکل بشکه ای (Barrel type) ساخته شود در مدلهای چند مرحله ای کمپرسورهای بشکه ای یک بشکه داخلی به صورت افقی درون پوسته اصلی کار گذاشته شده است،بطوریکه می‌توان روتوررا بدون جدا کردن پروانه ها بیرون کشید. در کمپرسورهای با پروانه آویزان جدا کردن روتور بدون جداسازی پروانه ها امکان پذیر نمی باشد. طرح دیگر کمپرسورهای گریز از مرکز مدل گیربکسی آن است. این نوع کمپرسورها غالباً از نوع پروانه آویزان بوده که دارای یک دنده بزرگ (bull gear) بوده و انتقال نیرو به پروانه ها توسط دنده های کوچکتر (pinion) صورت
می گیرد.(شکل۲).

در این نوع طراحی پوسته (Casing) به گیربکسی متصل می باشد. این طرح می تواند در شکلهای یک یا چند مرحله ای ساخته شوند. کمپرسورهای چند مرحله ای از نوع طرح فوق غالباً برای تراکم هوا ساخته شده و خنک کن بین مرحله ای آن بخشی از مجموعه کمپرسور می باشد.

آرایش  Arrangement
همانطوری که قبلاً گفته شد کمپرسور یک مرحله ای عموماً به شکل پروانه آویزانه می باشند که نمونه‌ای از آن در شکل (۱) نشان داده شده است. در این کمپرسور ها گاز در راستای محور کمپرسور وارد پوسته شده و در جهت عمود بر محور (و یا به عبارت دیگر در راستای شعاع پروانه ) ازکمپرسور خارج می شود.

مقدمه ۱

کمپرسورهای گریز از مرکز …………………………………………………………………………………………. ۲

دسته بندی(Classification)…………………………………………………………………………………. 3

آر ایش(Arrangement)………………………………………………………………………………………….. 6

پروانه ها(Impellers) ……………………………………………………………………………………………….. 9

مشخصات ابعادی کمپرسورها(Compressor Sizing)……………………………………….. 10

مثال حل شده……………………………………………………………………………………………………………….. ۱۷

مقدمه ای بر پدیده موجدار شدن(Serging)……………………………………………………………. 19

محدودیت های پدیده موج و صخره(Stonewall)………………………………………………….. 23

روشهای مقابله با موجدار شدن(Anti Surge)………………………………………………………… 25

تحلیلی بر پدیده سرج( Surge)………………………………………………………………………………… 28

منحنی انرژی پرتاب نسبت به جریان گاز……………………………………………………………………. ۳۲

مکان هندسی (Locus)……………………………………………………………………………………………… 33

نقطه عملکرد(Operatihg point)…………………………………………………………………………. 35

حد پدیده موج اندازی (Surge Limit)…………………………………………………………………… 37

مرز ایمنی موج اندازی (Surge Margin)……………………………………………………………… 38

ضد پدیده موج اندازی(Anti Surge) …………………………………………………………………….. 41

تأثیر محفظه متصله بر روی نقطه سرج در کمپرسور…………………………………………………. ۴۹

استفاده از نرم افزار ANSYS11 برای تحلیل پروانه کمپرسورهای گریز از مرکز… ۵۷

منابع……………………………………………………………………………………………………………………………….. ۷۳

نوشته پروژه علل تخریب کمپرسورهای گریز از مرکز ۷۴ ص اولین بار در مرکز دانلود پروژه ها و مقالات اماده پدیدار شد.

پروژه کامل و آماده طراحی مخازن تحت فشار ۱۱۹ ص

Word2007777

تاریخچه :

باید گفت گاز سوز کردن موتورهای احتراق داخلی موضوع جدیدی نبوده و از بدو اختراع موتورهای احتراق داخلی مدنظر بوده است ، به طوری که هم مخترع موتور اشتعال در اثر جرقه (S – I) ، ان – اوتو (۱۸۶۷) و هم مخترع موتور اشتعال در اثر تراکم (C – I) ، رودلف دیزل (۱۸۹۳) ، از سوخت گاز به عنوان سوخت اصلی در موتورهای خود استفاده کرده اند . در اوایل قرن نوزدهم موتورهای احتراق داخلی با گازهای طبیعی و صنعتی کار می کردند ،  ولی از آنجا که در آن زمان محدودیتهایی در بهره گیری از گاز طبیعی وجود داشت ، استفاده از آن به نحو احسن میسر نمی شد در حدود سالهای ۱۹۴۰ نخستین بررسیها برروی موتورهای با سوخت دوگانه (Duel Fuel Engines) توسط “Jones” در بریتانیا صورت گرفت و آنگاه در ۱۹۴۹ نیز “Boyer” در آمریکا کارهایی بر روی اینگونه موتورها انجام داد . اولین استفاده اقتصادی از این موتورها نیز در دهه سی و سالهای جنگ جهانی دوم در آلمان صورت گرفت که طی آن از بنزین با کیفیت پایین به صورت بخارهای گازی شکل در موتورهای دیزل استفاده می شد .

امروزه مسأله گازسوز کردن موتورهای احتراق داخلی بیش از پیش مطرح بوده و بر طبق آمار موجود در حال حاضر تقریباً ۳۰ کارخانه سازنده موتورهای احتراق داخلی موتورهای گاز سوز تولید کرده وحدود ۵  % کل خودروهای جهان از سوخت گازی استفاده می کنند که میزان بهره گیری از این سوختها علی الخصوص در مورد وسایط نقلیه عمومی افزایش چشمگیری دارد .

 در ایران نیز برای اولین بار در سال ۱۳۵۰ طرح گاز سوز کردن موتورهای احتراق داخلی مورد بررسی قرار گرفت . این طرح تقریباً برای اولین بار با تجهیز کردن خودروهای تاکسی به سیستم گاز سوز در شهر شیراز در زمان قبل از انقلاب اسلامی آغاز شد . که در آن زمان از گاز طبیعی فشرده (CNG) برای این منظور استفاده شده و به دلیل وزن زیاد منبع سوخت و نیز نیاز رانندگان به تمدید سوخت گیری در طول روز و با توجه به مشکلات جدید ، این طرح با استقبال عمومی روبرو نشد و طرح تقریباً مسکوت ماند .

بعد از انقلاب اسلامی در تاریخ ۱۶ و۱۷ خرداد ماه سال ۱۳۶۲ نخستین سمینار بررسی پروژه گاز سوز کردن خودروهای عمومی در ایران در سازمان تاکسیرانی شهر تهران تشکیل شد تا بر روی پروژه فوق و چگونگی انجام این تحول به طور کارشناسی مورد بحث و بررسی قرار گیرد .

پروژه گاز سوز نمودن خودروها از اوایل سال ۱۳۷۰ در شهرداری تهران مطرح و به دنبال کار کارشناسی و تحقیقات مستمر ، سرانجام استفاده از گاز مایع (LPG) در خودروها مورد تأیید واقع گردید .

اجرای طرح گاز سوز کردن خودروها برای تاکسیها از اردیبهشت ماه سال ۱۳۷۳ با گاز سوز کردن تعداد ۵۰۰ دستگاه خودرو در فاز آزمایشی آغاز شد که تا کنون بالغ بر ۲۰۰۰۰ خودرو با همیاری شرکتهای مختلف گاز سوز کردن توسط شهرداری تهران به سیستم گازسوز مجهز گردیده اند .

با توجه به این روند انتظار می رود با دوگانه سوز کردن تمامی خودروهای تاکسی که اکثراً در هسته مرکزی شهرها فعالیت دارند علاوه بر کاهش آلودگی هوا در شهر روزانه حدود ۰۰۰/۶۰۰ لیتر در مصرف سوخت بنزین صرفه جویی گردد . واحد گازسوز ستاد مرکزی معاینه فنی خودروهای تهران در سال ۱۳۷۳ در جهت کاهش آلودگی هوای شهر تهران و با هدف تجهیز خودروهای پرتردد به سیستم گاز سوز فعالیت خود را آغاز نمود . این واحد از آن تاریخ تا پایان سال ۱۳۷۴ با به اتمام رساندن چندین قرارداد که مابین شرکت کنترل کیفیت هوا و شرکتهای نصب کننده کیت گاز سوز همچون شرکت ابزارسازان فارس ، شرکت سایپا یدک ، شرکت قاره سبز ، شرکت توسعه موتورهای گاز سوز ، شرکت خودرو صنعت و شرکت آسان موتور منعقد گردیده بود ، تا اندازه ای توانست نسبت به گاز سوز کردن حدود ۷۰۰۰ دستگاه خودرو اقدام نماید . با آغاز سال ۱۳۷۵ و شروع به کار شرکت گسترش معاینات فنی خودرو ، فعالیتهای این واحد شکل جدیدتری به خود گرفته و از آنجا که شرکت تازه تأسیس یافته به تنهایی می توانست اقدام به عقد قرارداد با شرکت های نصب کننده کیت گاز سوز بنماید ، میزان مراجعات متقاضیان نیز به تدریج رو به رشد نهاد . و البته با توجه به طرح سهمیه بندی بنزین این آمار و ارقام روند رو به رشد داشته و افزایش چشمگیری دارد .

۱-۲  طرح جامع گاز سوز کردن خودروها در ایران

۱-۲-۱  مقدمه :

با توجه به افزایش سریع تعداد خودروها در ایران و این که تا سال ۲۰۲۰ تعداد خودروها از ۵/۵ میلیون دستگاه فعلی به ۱۵ میلیون دستگاه خواهد رسید و نیز با در نظر گرفتن محدودیت ظرفیت های پالایشگاهی در تولید بنزین و گازوئیل و این که بهبود کیفیت تولیدات پالایشگاهی از یک طرف و نیز افزایش ظرفیت پالایشگاهی از طرف دیگر از برنامه های دولت جمهوری اسلامی ایران می باشد, ارائه سوخت های بنزین و گازوئیل با یارانه های دولتی بار اقتصادی دولت را سنگین تر می کند.

همچنین آلودگی هوا در شهرهای بزرگ ایران به مسئله حادی تبدیل شده به گونه ای که میزان آلودگی هوای تهران آن را به یکی از آلوده ترین شهرهای دنیا تبدیل کرده است.  علت اصلی در آلودگی شهرهای بزرگ همانا آلاینده های متصاعده از اگزوز خودروها می باشد.

تغییر سوخت از بنزین و گازوئیل به گاز طبیعی یکی از راه های مقابله با مشکلات فوق الذکر می باشد. ایران با داشتن منابع عظیم گاز و تولید حدود ۶۰ میلیارد مترمکعب درسال که میزان آن در طی ۱۰ سال آینده به ۲ برابر خواهد رسید می تواند منابع لازم را برای ۱۰۰ سال آینده دارا باشد. واقعیت های ذکر شده لزوم بررسی گاز سوز کردن خودروها را در ایران توصیه می کند.

۱-۲-۲ هدف:

تغییر سوخت های مورد استفاده در حمل و نقل یک کشور مانند ایران به گاز طبیعی کار بزرگی است که تنها با همکاری و توجه همه طرفهای ذینفع امکان پذیر می گردد. طرفهای ذینفع عبارتند از :

۱ – دولت
۲ – تامین کنندگان گاز طبیعی (شرکت گاز)
۳ – تولید کنندگان خودرو
۴ – مصرف کنندگان

تمامی گروه های فوق می بایست از تغییرات جدید منتفع شوند و در صورتی که شرایط مناسب نبوده باشد بر عهده دولت است که شرایط را به گونه ای تغییر دهد که دستیابی به هدف امکان پذیر گردد. هر یک از گروه های فوق می بایست وظیفه خود را انجام داده و نظارت عالیه دولت بر کل سیستم می تواند تضمین کننده موفقیت در اجرای برنامه تعیین شده باشد.

۱-۲-۳ هزینه ها در تبدیل سیستم سوخت به CNG

اطلاعات مربوط به هزینه های اصلی تبدیل خودروهای سبک و سنگین , گاز سوز(CNG) و هزینه های ساخت جایگاه ها را به صورت زیر می توان برآورد کرد :

هزینه تجهیزات و دستمزد بر حسب دلار آمریکا

فهرست

فصل اول:تاریخچه گاز طبیعی و طرح گاز سوز کردن خودروها در ایران

۱-۱     تاریخچه                                                                                                                                 ۲

۱-۲    طرح جامع گاز سوز کردن خودروها                                                                                                ۵

۱-۲-۱ مقدمه                                                                                                                       ۵

۱-۲-۲ هدف                                                                                                                        ۶

۱-۲-۳ هزینه ها در تبدیل سیستم سوخت به CNG                                                              ۶

۱-۲-۴ سیاست های تبدیل                                                                                                          ۷

۱-۲-۵ بازار گاز طبیعی                                                                                                            ۸

۱-۲-۶ ساخت جایگاههای سوختگیری و سرمایه گذاری های لازم                                        ۹

فصل دوم:سوخت های گازی و انواع ان

۱-۲سوخت های جایگزین گازی                                                                                                  ۱۱

۲-۱-۱ گاز طبیعی صنعتی                                                                                                             ۱۱

۲-۱-۲ گاز طبیعی متراکم CNG                                                                                      ۱۲

۲-۱-۳ گاز طبیعی LNG                                                                                                     ۱۴

۲-۱-۴ گاز نفتی مایع LPG                                                                                                       ۱۹

۲-۱-۵ بیو گاز                                                                                                                         ۲۰

۲-۱-۶ بیو دیزل                                                                                                                       ۲۰

۲-۲ سوخت های جایگزین غیر گازی                                                                                            ۲۱

۲-۲-۱ متانول                                                                                                                          ۲۱

۲-۲-۲ اتانول                                                                                                                          ۲۲

۲-۲-۳ متیل استر حاصل از روغن گیاهی (RME)                                                                 ۲۲

۲-۲-۴ جریان برق                                                                                                                      ۲۳

۲-۲-۵ هیدروژن                                                                                                                       ۲۴

فصل سوم:گاز طبیعی

۳-۱ مقدمه                                                                                                                                  ۲۷

۳-۲ گازطبیعی چیست؟                                                                                                                    ۲۹

۳-۳ گازطبیعی چگونه ساخته می شود؟                                                                                               ۲۹

۳-۴ موتورها برای استفاده از گاز طبیعی                                                                                               ۳۰

۳-۴-۱ صنعت تبدیل                                                                                                                   ۳۳

۳-۴-۲ جایگاهای سوختگیری CNG                                                                                              ۳۵

۳-۴-۲-۱ سوختگیری آرام                                                                                            ۳۵

۳-۴-۲-۲ سوخت گیری سریع                                                                                       ۳۶

۳-۴-۲-۳ سوخت گیری ترکیبی (آرام و سریع)                                                                     ۳۸

۳-۴-۳سیکل موتورهای دیزیلی و OTTO (احتراق در حجم ثابت                                                 ۳۹

۳-۴-۴ سیکل OTTO                                                                                                             ۳۹

۳-۴-۵ سیکل دیزل                                                                                                                    ۴۰

۳-۴-۶ بازده حرارتی موتور                                                                                                          ۴۱

۳-۴-۷ نسبت هوا به سوخت                                                                                                         ۴۲

۳-۴-۸ کنترل قدرت خروجی                                                                                                          ۴۳

۳-۵ موتورهای استکیو متری در مقایسه با موتورهای رقیق سوز                                                           ۴۴

۳-۵-۱ موتورهای رقیق سوز                                                                                                         ۴۴

۳-۵-۲ موتورهای دو سوختی                                                                                                       ۴۵

۳-۶ گاز طبیعی به عنوان سوخت موتور                                                                                                ۴۷

۳-۷ قیمت سوختها                                                                                                                         ۴۸

۳-۸ مبانی اولیه ذخیره سازی گازها                                                                                                        ۵۰

۳-۸-۱ سیلندرهای  ذخیره سازی گازکه روی خودروها نصب می شود                                               ۵۱

۳-۸-۲ برد مسافت خودرو و محل نصب سیلندر                                                                         ۵۲

۳-۸-۳ مخزن های ذخیره جذبی                                                                                          ۵۴

۳-۹ توصیف خواص کربن                                                                                                    ۵۵

۳-۱۰ طرح چند سؤال در مورد CNG                                                                                                 ۵۷

۳-۱۱ مقایسه خودروهای بنزینی با خودروهای گاز سوز CNG                                                          ۶۲

۳-۱۱-۱ تاثیرات روی بازده موتور                                                                                        ۶۴

۳-۱۱-۲ تغییرات روی توان خروجی                                                                                                ۶۵

۳-۱۱-۳ تاثیرات ترکیب گاز روی قابلیت اشتعال آن                                                                     ۶۶

۳-۱۱-۴ تاثیرات روی میزان احتراق                                                                                      ۶۶

۳-۱۱-۵ تاثیرات ترکیب گاز روی میزان ضربه                                                                           ۶۷

۳-۱۱-۶ تاثیرات روی گشتاور موتور                                                                                                ۶۸

۳-۱۲ مزایای اصلی گاز طبیعی به عنوان سوخت حمل و نقل :                                                                        ۶۹

۳-۱۲-۱ مزایای اقتصادی                                                                                                  ۶۹

۳-۱۲-۲ آلایندگی                                                                                                                      ۶۹

۳-۱۲-۳ گازهای گلخانه ای                                                                                                          ۶۹

۳-۱۲-۴ ایمنی                                                                                                              ۷۰

۳-۱۳ مقایسه دو سوخت LPG و CNG                                                                                          ۷۰

۳-۱۴ مقایسه دو سوخت CNG و بنزین                                                                                               ۷۳

فصل چهارم: تحلیل تنش در مخزن CNG در اثر فشار و دمای سیکلی

۴-۱ تعریف مسئله و فرضیات                                                                                                   ۷۷

۴-۲ معادلات تعادل در مختصات استوانه ای (قطبی) برای وضعیت تنش مسطح                                         ۷۸

۴-۳ کرنشها بر حسب تغییر مکانها در حالت تقارن محوری                                                                    ۸۰

۴-۴ معادله توافق یا سازگاری در حالت تقارن محوری                                                                       ۸۳

۴-۵ حل مسئله تحت اثر فشار داخلی سیکلی                                                                                   ۸۴

۴-۶ محاسبه تنشها وکرنشها در جدار مخزن ناشی از اعمال فشار                                                 ۸۵

۴-۷ توزیع دما در جدار مخزن                                                                                                   ۸۸

۴-۷-۱ معادله رسانش یک بعدی گرما                                                                                                ۹۰

۴-۷-۲ روشهای تفاضل محدود برای حل مسائل رسانش گرما                                                           ۹۳

۴-۷-۳ رسانش ناپایای گرما- روش ضمنی                                                                               ۹۶

۴-۸ تنشها و کرنشها حرارتی                                                                                                   ۱۰۲

۴-۹ بررسی نتایج                                                                                                                             ۱۰۶

منابع                                                                                                                                          ۱۰۹

نوشته پروژه کامل و آماده طراحی مخازن تحت فشار ۱۱۹ ص اولین بار در مرکز دانلود پروژه ها و مقالات اماده پدیدار شد.

پروژه طراحی مبدله کن های حرارتی ۱۲۱ ص

Word2007777

دسته بندی مبادله کن های گرما

۱-۱         مقدمه

مبادله کن های گرما ، وسایلی هستند که جریان انرژی گرمایی بین دو یا چند سیال در دمای مختلف را فراهـــم می کنند . مبادله کن های گرما در محـــدوده ی وسیعی از کاربردها استفاده می شوند . کاربردها شامل تولید برق ، صنایع فرایندی ، شیمیایی ، غذایی ، الکترونیک ، مهندسی محیط زیست ، بازیابی گرمای استفاده نشده ، صنایع ساخت و تولید ، تهویه مطبوع ، تبرید و کاربردهای فضا می باشند . مبادله کن های گرما می توانند بر طبق معیارهای زیر طـبقه بندی شوند [ ۲و۱ ] :

۱-    مبادله کن های گرما از نقطه نظر انتقال گرما و یا بازیابی گرما

۲-    مبادله کن های گرما از نقطه نظر فرایند انتقال : تماس مسبقیم و یا غیر مستقیم سیال سرد گرم .

۳-    مبادله کن های گرما از نقطه نظر هندسه ساختار : لوله ها ، صفحه ها و سطوح پره دار

۴-    مبادله کن های گرما از نقطه نظر مکانیزم های انتقال گرما : یک فاز و دو فاز

۵-    مبادله کن های گرما از نقطه نظر آرایش جریانهای گرم و سرد : هم جهت ، مخالف جهت جریانهای متقاطع

جریانهای متقاطع

دسته بندی مبادله کن های گرما به ۵ گروه فوق در شکل ( ۱-۱ ) [۱] نشان داده شده است .

۲-۱- مبادله کن های گرما از نقطه نظر انتقال و یا بازیابی گرما

مبادله کن های گرمای معمول نشان داده شده در شکل ترسیمی ( a-1-1 ) که در آنها انتقال گرما بین دو سیال صورت می گیرد ، جبـران کننده ی کاهش انرژی سیستم توسط انتقال گرمــا گفته می شود . زیرا جریان A ، مقداری از گرمای از دست رفته ی جریان B را در خود نگهداری و حمل می کند . انتقال گرما ، از طریق دیوار جدا کننده ی ( شکل  d 1-1 ) و یا از طریق سطح تماس مستقیم دو سیال شکل ( c1-1 ) صورت می گیرد . مثالهایی از مبادله کن ها ، از نوع انتقال گرما ، در شکل ( ۲-۱ ) نشان داده است .

در بازیابهای گرما و مبادله کن های گرما از نوع ذخیره ای ، گذرگاه جریان ( ماتریس ) به طور متناوب توسط یکی از دو سیال ، اشغال می گردد . سیال گرم ، انرژی گرمایی را در ماتریس ذخیره می کند ، سپس در طی جریان سیال سرد از همان گذرگاه ، انرژی ذخیره شده ، از ماتریس بازیابی می شود . بنابراین در این حالت ، انرژی گرمایی ، از طریق دیواره و یا تماس مستقیم دو سیال سرد گرم انتقال پیدا نمی کند . این اصل چرخه ای ، در شکل ( b- 1-1 ) نشان داده شده است .

تا هنگامیکه جسم صلب ، در داخل جریان سرد A است ، گرما از دست می دهد و هنگامیکه جریان گرم B است ، گرما به دست می آورد ( یعنی گرما بازیافت می شود ) . چند مثال مبادله کن های گرما از نوع ذخیره ای عبارتند از : بازیاب دوار در سیکل توربین گاز ( برای گرم کردن هوای ورودی محفظه ی احتراق پس از عبور از کمپرسور ) ، پیش گرمکن هوا با ماتریس ثابت برای مشعل کوره ، کوره های ذوب فولاد ، کوره های ذاوب فولاد با دهانه باز و کوره های ذوب شیشه . بازیاب ها می توانند به صورت زیر دسته بندی شوند :

۱-    بازیاب دوار

۲-    بازیاب با ماتریس ثابت

بازیابهای دوار ، خود می توانند به صورت زیر دسته بندی شوند :

۱-نوع دیسکی

۲- نوع استوانه ای

طرح بازیابهای نوع دیسکی و استوانه ای ، در شکل ( ۳-۱ ) نشان داده شده اند . در بازیاب نوع دیسکی ، سطح انتقال گرما به شکل دیسک است و سیال ، به صورت محوری جریان دارد . در بازیاب نوع استوانه ای ، ماتریس به شکل استوانه ی توخالی است و سیال در آن به صورت شعاعی جریان دارد . این بازیابها ، مبادله کن های گرما با جریان دوره ای هستند . در بازیاب های دوار ، عملیات پیوسته است . در این حالت ، ماتریس به صورت دوره ای به داخل و خارج جریان ثابت گازها حرکت می کند .

بازیاب دوار برای گرمایش هوا ، در شکل ( ۴-۱ ) نشان داده شده است . دو نوع از پیش گرمکن های بازیابی هوا د رنیروگاهها ی معمول استفاده می شوند [۳] : نوع صفحه دوار ( شکلهای ۴-۱ و ۵-۱ ) و نوع صفحه ثابت ( شکل ۶-۱ ) . روتور گرمکن هوا با صفحه دوار ، در داخل محفظه ای جعبه مانند سوار شده است و صفحه ی گرم کننده به شکل صفحه مسطح ، مشابه آنچــه در شکل ( ۵-۱ ) نشان داده شده است ، نصب می شود . با چرخش آرام روتور ، سطح گرمایش ، به صورت متناوب در معرض گازهای خروجی گرم و هوای ورودی قرار می گیرد . هنگامیکه سطح گرمایش ، در جریان گاز خروجی گرم قرار می گیرد ، گرم می شود و هنگامیکه این سطح توسط وسایل مکانیکی ، بداخل هوا چرخانده می شود ، گرمای ذخیره شده ی در آن ، به جریان هوا پس داده می شود و بنابراین جریان هوا را گرم می نماید . در گرمکن هوای با صفحه ی ثابت ( شکل ۶-۱ ) ، صفحات گرمایش ثابت هستند . در حالیکه کلاهک هوای سرد ، هم در پایین ، در طول صفحه ی گرمایش ، می چرخند . اصول انتقال گرما ، در این نوع ا زبازیابها همانند اصول مربوط به بازیابهای گرمکن هوا با صفحه دوار می باشد . در یک بازیاب با ماتریس ثابت ، جریان های گاز باید به طرف و یا از طرف ماتریس های ثابت ، منحرف و هدایت شوند . بازیابها ، مبادله کن های فشرده گرما هستند و برای نسبت سطح به حجم تقریباً تا  .

۳-۱- مبادله کن های گرما از نقطه نظر فرایند انتقال

بر طبق فرایندهای انتقال ، مبادله کن های گرما ، به نوع تماس مستقیم[۱] و نوع تماس غیر مستقیم[۲]  ( انتقال گرما از طریق دیواره [۳] ) تقسیم می شوند .

در مبادله کن ها ی گرمای نوع تماس مستقیم ، گرما بین سیالهای سرد و گرم از طریق سطح تماس این دو سیال انتقال می یابد . هیچ دیواره ای بین جریانهای سرد و گرم وجود ندارد و انتقال گرما از طریق سطح تماس دو جریان ، مطابق شکل ( c – ۱-۱ ) ، اتفاق می افتد . در مبادله کن های گرما از نوع تماس مستقیم ، جریانها ، دو مایع غیر قابل اختلاط ویا یک گاز و یک مایع هستند ، در این مورد ، ترکیب ذرات جامد و یک سیال نیز بکار می رود . چگالنده ها ، با افشانده مایع در جریان بخار ، و چگالنده های سینی دار که مایع و بخار در تماس مستقیم با یکدیگرند ( شکل ۷-۱ ) و برجهای خنک کن ، مثالهای خوبی از چنین مبادله کن هایی می باشند . [ ۴و۵ ] . غالباً در چنین مبادله کن ها ، انتقال گرما و جرم به صورت همزمان صورت می گیرد . در برج خنک کن ، یک افشانده آب که از بالای برج در حال سقوط است ، در تماس مستقیم با هوا که به سمت بالا جریان دارد خنک می شود ( شکلهای ۱۴-۱۱ و ۱۵-۱۱ ) . در مبادله کن گرما از نوع تماس غیر مستقیم ، انرژی گرمایی ، بین سیالهای سرد و گرم ، از طریق سطح انتقال گرما ( یعنی دیواره ی جدا کننده ی سیالها ) مبادله می شود ( شکل d – ۱-۱ ). در این مبادله کن های گرما ، سیالهای سرد و گرم مخلوط نمی شوند . مثالهایی از این نوع مبادله کن ، در شکل ( ۲-۱ ) نشان داده شده اند .

مبادله کن ها از نوع تماس غیر مستقیم و تماس مستقیم ، جبران کننده کاهش انرژی توسط انتقال گرما ، نیز گفته می شوند . مبادله کن های لوله ای ( دولوله ای ، پوسته ای و لوله ای ) ، صفحه ای ، سطح پره دار ، برجهای خنک کن و چگالنده های سینی دار ، مثالهایی از جبران کننده های کاهش انرژی یک سیستم توسط انتقال گرما هستند .

۴-۱- مبادله کن های گرما ازنقطه نظر شکل و ساختار

مبادله کن های گرما از نوع تماس غیر مستقیم ( مبادله کن های گرما با انتقال گرما از طریق دیواره [۴] ) اغلب بر حسب مشخصات ساختاریشان توصیف می شوند . انواع عمده ی دسته بندی شکل و ساختار مبادله کن های گرما ، شامل لوله ای ، صفحه ای و سطح پره دار است .

۱-۴-۱- مبادله کن های لوله ای

این مبادله کن ها از لوله هایی با مقطع دایره ای ساخته شده اند . یک سیال در داخل لوله ها و سیال دیگر در خارج لوله جریان دارد . قطر ، تعداد ، طول ، گام[۵] و آرایش لوله ها [۶] می تواند تغییر کند . بنابراین ، انعطاف پذیری قابل ملاحظه ای در طراحی آنها وجود دارد . مبادله کن های گرمای لوله ای می توانند به صورت زیر دسته بندی شوند :

۱-    دولوله ای[۷]

۲-    پوسته ای و لوله ای[۸]

۳-    نوع لوله ای حلزونی[۹]

(۱)              مبادله کن های گرمای دو لوله ای

مبادله کن گرمای دو لوله یا معمولی شامل یک لوله است که با اتصالات مناسب بصورت هم مرکز در داخل لوله ای دیگر با قطر بزرگتر قرار می گیرد تا جریان را به صورتی که در شکلهای ( ۲-۱ ) و ( ۸-۱ ) نشان داده شده است از مقطعی به مقطع دیگر هدایت کند . مبادله کن های گرمای دو لوله ای می توانند با آرایش های گوناگون سری و موازی مرتب شوند تا افت فشار و متوسط اختلاف دمای مورد نظر را برآورده سازند. استفاده ی عمده ی مبادله کن های دو لوله ای ، برای گرمایش یا سرمایش محسوس سیالهای فرایندی است که در آنها سطوح انتقال گرمای کوچکی ( تا m2 50 ) مورد نیاز می باشد . این شکل بندی ، همچنین در حالتیکه یک یا هر دو سیال سرد و گرم ، در فشار زیاد باشند ، مناسب است . عیب اصلی این مبادله کن های گرما آنست که میزان انتقال گرما در واحد سطح گرمایی آنها کم بوده ، و به عبارت دیگر برای ظرفیت گرماییی مشخص ، بزرگ و گران قیمت هستند . سیستم لوله گذاری داخلی ، می تواند یک لوله ای یا چند لوله ای باشد ( شکل ۸-۱ ) . اگر ضریب انتقال گرما برای سیال عبوری در فضای بین لوله داخلی و خارجی[۱۰] کوچک باشد ، لوله ( یا لوله های ) داخلی دارای پره های طولی می توانند استفاده شوند . مبادله کن های گرمای دو لوله ای که با وجود یک خم ، شکلی شبیه سنجاق سر ( دو شاخه ) پیدا می کنند ، و مقاطع و خم برگشت جریان د رآنها ، در شکل ( ۸-۱ ) نشان داده شده است .

۱-Direct contact

۲-Indirect contact

۳- Transmural heat transfor

۴-Transmural

۵- Tube pitch

۶-Tube arrangement

۷- Double- pipe

۸- Shell- and – tube

۹- Spiral – tube

فهرست مطالب                                                                            صفحه :

فصل اول : دسته بندی مبادله کن های گرما

مقدمه                                                                                           ۵

مبادله کن های گرما از نقطه نظر انتقال و بازیابی                            ۵

مبادله کن های گرما از نقطه نظر فرایند انتقال                                 ۶

مبادله کن های گرما از نقطه نظر شکل و ساختار                               ۷

مبادله کن های گرما از نقطه نظر مکانیزم های انتقال گرما               ۱۴

مبادله کن های گرما از نقطه نظر آرایش جریانهای گرم و سرد         ۱۴

مبادله کن های گرما از نقطه نظر کاربرد آنها                                    ۱۶

انتخاب مبادله کن های گرما                                                             ۱۷

فصل دوم : روشهای پایه در طراحی مبادله کن های گرما

مقدمه                                                                                           ۱۸

آرایش مسیر جریان در مبادله کن های گرما                                   ۱۸

معادلات پایه در طراحی                                                                ۱۸

ضریب کلی انتقال گرما                                                                  ۲۰

روش  متوسط لگاریتمی اختلاف دما برای تحلیل مبادله کن گرما    ۲۳

فصل سوم : روابط انتقال گرما جابجایی اجباری برای سمت جریان یک فاز در مبادله کن های گرما

مقدمه                                                                                           ۲۷

جابجایی اجباری در جریان آرام                                                   ۲۹

اثر خواص فیزیکی متغییر سیال در جابجایی اجباری آرام            ۳۳

جابجایی اجباری در جریان آشفته                                                ۳۶

جریان آشفته در مجراهای غیر دایره ای مستقیم با سطوح صاف    ۴۰

اثر خواص فیزیکی متغیر سیال در جابجایی اجباری آشفته           ۴۱

خلاصه جابجایی اجباری در مجراهای مستقیم                               ۴۷

انتقال گرما از دسته لوله ها با سطوح صاف                                   ۴۸

انتقال گرما در کویل های مارپیچ و حلزونی ها                             ۴۹

انتقال گرما در خم ها                                                                  ۵۱

فصل چهارم : افت فشار و توان پمپ کردن در مبادله کن های گرما

مقدمه                                                                                           ۵۳

افت فشار سمت لوله                                                                      ۵۳

افت فشار در دسته لوله ها در جریان متقاطع                                ۵۷

افت فشار در کویلهای حلزونی و مارپیچ                                       ۵۸

افت فشار در خم ها و اتصالات و تبدیلها                                      ۶۰

افت فشار برای کاهش و افزایش ناگهانی سطح مقطع

وتغییر اندازه حرکت                                                                     ۶۳

رابطه انتقال گرما و توان پمپ کردن                                              ۶۳

فصل   پنجم : تشکیل رسوب در مبادله کن های گرما

مقدمه                                                                                           ۶۶

ملاحظات اساسی                                                                            ۶۶

اثرات تشکیل رسوب                                                                      ۶۷

جنبه های مختلف تشکیل رسوب                                                    ۷۱

طراحی مبادله کن های گرما در معرض تشکیل رسوب                      ۷۶

کارکرد مبادله کن های گرما رد معرض تشکیل رسوب                      ۷۸

روشهای کنترل تشکیل رسوب                                                       ۷۸

فصل ششم : مبادله کن های گرمای دو لوله ای

مقدمه

طراحی گرمایی و هیدرولیکی لوله داخلی

تحلیل گرمایی و هیدرولیکی فضای حلقوی

آرایشهای موازی – سری مبادله کن های دو شاخه ای

کل افت فشار

مواردی در طراحی و کارکرد

فصل هفتم : مبادله کن های فشرده گرما

مقدمه

انتقال گرما و افت فشار

نوشته پروژه طراحی مبدله کن های حرارتی ۱۲۱ ص اولین بار در مرکز دانلود پروژه ها و مقالات اماده پدیدار شد.

پروژه طراحی مبدله کن های حرارتی ۱۲۱ ص

Word2007777

دسته بندی مبادله کن های گرما

۱-۱         مقدمه

مبادله کن های گرما ، وسایلی هستند که جریان انرژی گرمایی بین دو یا چند سیال در دمای مختلف را فراهـــم می کنند . مبادله کن های گرما در محـــدوده ی وسیعی از کاربردها استفاده می شوند . کاربردها شامل تولید برق ، صنایع فرایندی ، شیمیایی ، غذایی ، الکترونیک ، مهندسی محیط زیست ، بازیابی گرمای استفاده نشده ، صنایع ساخت و تولید ، تهویه مطبوع ، تبرید و کاربردهای فضا می باشند . مبادله کن های گرما می توانند بر طبق معیارهای زیر طـبقه بندی شوند [ ۲و۱ ] :

۱-    مبادله کن های گرما از نقطه نظر انتقال گرما و یا بازیابی گرما

۲-    مبادله کن های گرما از نقطه نظر فرایند انتقال : تماس مسبقیم و یا غیر مستقیم سیال سرد گرم .

۳-    مبادله کن های گرما از نقطه نظر هندسه ساختار : لوله ها ، صفحه ها و سطوح پره دار

۴-    مبادله کن های گرما از نقطه نظر مکانیزم های انتقال گرما : یک فاز و دو فاز

۵-    مبادله کن های گرما از نقطه نظر آرایش جریانهای گرم و سرد : هم جهت ، مخالف جهت جریانهای متقاطع

جریانهای متقاطع

دسته بندی مبادله کن های گرما به ۵ گروه فوق در شکل ( ۱-۱ ) [۱] نشان داده شده است .

۲-۱- مبادله کن های گرما از نقطه نظر انتقال و یا بازیابی گرما

مبادله کن های گرمای معمول نشان داده شده در شکل ترسیمی ( a-1-1 ) که در آنها انتقال گرما بین دو سیال صورت می گیرد ، جبـران کننده ی کاهش انرژی سیستم توسط انتقال گرمــا گفته می شود . زیرا جریان A ، مقداری از گرمای از دست رفته ی جریان B را در خود نگهداری و حمل می کند . انتقال گرما ، از طریق دیوار جدا کننده ی ( شکل  d 1-1 ) و یا از طریق سطح تماس مستقیم دو سیال شکل ( c1-1 ) صورت می گیرد . مثالهایی از مبادله کن ها ، از نوع انتقال گرما ، در شکل ( ۲-۱ ) نشان داده است .

در بازیابهای گرما و مبادله کن های گرما از نوع ذخیره ای ، گذرگاه جریان ( ماتریس ) به طور متناوب توسط یکی از دو سیال ، اشغال می گردد . سیال گرم ، انرژی گرمایی را در ماتریس ذخیره می کند ، سپس در طی جریان سیال سرد از همان گذرگاه ، انرژی ذخیره شده ، از ماتریس بازیابی می شود . بنابراین در این حالت ، انرژی گرمایی ، از طریق دیواره و یا تماس مستقیم دو سیال سرد گرم انتقال پیدا نمی کند . این اصل چرخه ای ، در شکل ( b- 1-1 ) نشان داده شده است .

تا هنگامیکه جسم صلب ، در داخل جریان سرد A است ، گرما از دست می دهد و هنگامیکه جریان گرم B است ، گرما به دست می آورد ( یعنی گرما بازیافت می شود ) . چند مثال مبادله کن های گرما از نوع ذخیره ای عبارتند از : بازیاب دوار در سیکل توربین گاز ( برای گرم کردن هوای ورودی محفظه ی احتراق پس از عبور از کمپرسور ) ، پیش گرمکن هوا با ماتریس ثابت برای مشعل کوره ، کوره های ذوب فولاد ، کوره های ذاوب فولاد با دهانه باز و کوره های ذوب شیشه . بازیاب ها می توانند به صورت زیر دسته بندی شوند :

۱-    بازیاب دوار

۲-    بازیاب با ماتریس ثابت

بازیابهای دوار ، خود می توانند به صورت زیر دسته بندی شوند :

۱-نوع دیسکی

۲- نوع استوانه ای

طرح بازیابهای نوع دیسکی و استوانه ای ، در شکل ( ۳-۱ ) نشان داده شده اند . در بازیاب نوع دیسکی ، سطح انتقال گرما به شکل دیسک است و سیال ، به صورت محوری جریان دارد . در بازیاب نوع استوانه ای ، ماتریس به شکل استوانه ی توخالی است و سیال در آن به صورت شعاعی جریان دارد . این بازیابها ، مبادله کن های گرما با جریان دوره ای هستند . در بازیاب های دوار ، عملیات پیوسته است . در این حالت ، ماتریس به صورت دوره ای به داخل و خارج جریان ثابت گازها حرکت می کند .

بازیاب دوار برای گرمایش هوا ، در شکل ( ۴-۱ ) نشان داده شده است . دو نوع از پیش گرمکن های بازیابی هوا د رنیروگاهها ی معمول استفاده می شوند [۳] : نوع صفحه دوار ( شکلهای ۴-۱ و ۵-۱ ) و نوع صفحه ثابت ( شکل ۶-۱ ) . روتور گرمکن هوا با صفحه دوار ، در داخل محفظه ای جعبه مانند سوار شده است و صفحه ی گرم کننده به شکل صفحه مسطح ، مشابه آنچــه در شکل ( ۵-۱ ) نشان داده شده است ، نصب می شود . با چرخش آرام روتور ، سطح گرمایش ، به صورت متناوب در معرض گازهای خروجی گرم و هوای ورودی قرار می گیرد . هنگامیکه سطح گرمایش ، در جریان گاز خروجی گرم قرار می گیرد ، گرم می شود و هنگامیکه این سطح توسط وسایل مکانیکی ، بداخل هوا چرخانده می شود ، گرمای ذخیره شده ی در آن ، به جریان هوا پس داده می شود و بنابراین جریان هوا را گرم می نماید . در گرمکن هوای با صفحه ی ثابت ( شکل ۶-۱ ) ، صفحات گرمایش ثابت هستند . در حالیکه کلاهک هوای سرد ، هم در پایین ، در طول صفحه ی گرمایش ، می چرخند . اصول انتقال گرما ، در این نوع ا زبازیابها همانند اصول مربوط به بازیابهای گرمکن هوا با صفحه دوار می باشد . در یک بازیاب با ماتریس ثابت ، جریان های گاز باید به طرف و یا از طرف ماتریس های ثابت ، منحرف و هدایت شوند . بازیابها ، مبادله کن های فشرده گرما هستند و برای نسبت سطح به حجم تقریباً تا  .

۳-۱- مبادله کن های گرما از نقطه نظر فرایند انتقال

بر طبق فرایندهای انتقال ، مبادله کن های گرما ، به نوع تماس مستقیم[۱] و نوع تماس غیر مستقیم[۲]  ( انتقال گرما از طریق دیواره [۳] ) تقسیم می شوند .

در مبادله کن ها ی گرمای نوع تماس مستقیم ، گرما بین سیالهای سرد و گرم از طریق سطح تماس این دو سیال انتقال می یابد . هیچ دیواره ای بین جریانهای سرد و گرم وجود ندارد و انتقال گرما از طریق سطح تماس دو جریان ، مطابق شکل ( c – ۱-۱ ) ، اتفاق می افتد . در مبادله کن های گرما از نوع تماس مستقیم ، جریانها ، دو مایع غیر قابل اختلاط ویا یک گاز و یک مایع هستند ، در این مورد ، ترکیب ذرات جامد و یک سیال نیز بکار می رود . چگالنده ها ، با افشانده مایع در جریان بخار ، و چگالنده های سینی دار که مایع و بخار در تماس مستقیم با یکدیگرند ( شکل ۷-۱ ) و برجهای خنک کن ، مثالهای خوبی از چنین مبادله کن هایی می باشند . [ ۴و۵ ] . غالباً در چنین مبادله کن ها ، انتقال گرما و جرم به صورت همزمان صورت می گیرد . در برج خنک کن ، یک افشانده آب که از بالای برج در حال سقوط است ، در تماس مستقیم با هوا که به سمت بالا جریان دارد خنک می شود ( شکلهای ۱۴-۱۱ و ۱۵-۱۱ ) . در مبادله کن گرما از نوع تماس غیر مستقیم ، انرژی گرمایی ، بین سیالهای سرد و گرم ، از طریق سطح انتقال گرما ( یعنی دیواره ی جدا کننده ی سیالها ) مبادله می شود ( شکل d – ۱-۱ ). در این مبادله کن های گرما ، سیالهای سرد و گرم مخلوط نمی شوند . مثالهایی از این نوع مبادله کن ، در شکل ( ۲-۱ ) نشان داده شده اند .

مبادله کن ها از نوع تماس غیر مستقیم و تماس مستقیم ، جبران کننده کاهش انرژی توسط انتقال گرما ، نیز گفته می شوند . مبادله کن های لوله ای ( دولوله ای ، پوسته ای و لوله ای ) ، صفحه ای ، سطح پره دار ، برجهای خنک کن و چگالنده های سینی دار ، مثالهایی از جبران کننده های کاهش انرژی یک سیستم توسط انتقال گرما هستند .

۴-۱- مبادله کن های گرما ازنقطه نظر شکل و ساختار

مبادله کن های گرما از نوع تماس غیر مستقیم ( مبادله کن های گرما با انتقال گرما از طریق دیواره [۴] ) اغلب بر حسب مشخصات ساختاریشان توصیف می شوند . انواع عمده ی دسته بندی شکل و ساختار مبادله کن های گرما ، شامل لوله ای ، صفحه ای و سطح پره دار است .

۱-۴-۱- مبادله کن های لوله ای

این مبادله کن ها از لوله هایی با مقطع دایره ای ساخته شده اند . یک سیال در داخل لوله ها و سیال دیگر در خارج لوله جریان دارد . قطر ، تعداد ، طول ، گام[۵] و آرایش لوله ها [۶] می تواند تغییر کند . بنابراین ، انعطاف پذیری قابل ملاحظه ای در طراحی آنها وجود دارد . مبادله کن های گرمای لوله ای می توانند به صورت زیر دسته بندی شوند :

۱-    دولوله ای[۷]

۲-    پوسته ای و لوله ای[۸]

۳-    نوع لوله ای حلزونی[۹]

(۱)              مبادله کن های گرمای دو لوله ای

مبادله کن گرمای دو لوله یا معمولی شامل یک لوله است که با اتصالات مناسب بصورت هم مرکز در داخل لوله ای دیگر با قطر بزرگتر قرار می گیرد تا جریان را به صورتی که در شکلهای ( ۲-۱ ) و ( ۸-۱ ) نشان داده شده است از مقطعی به مقطع دیگر هدایت کند . مبادله کن های گرمای دو لوله ای می توانند با آرایش های گوناگون سری و موازی مرتب شوند تا افت فشار و متوسط اختلاف دمای مورد نظر را برآورده سازند. استفاده ی عمده ی مبادله کن های دو لوله ای ، برای گرمایش یا سرمایش محسوس سیالهای فرایندی است که در آنها سطوح انتقال گرمای کوچکی ( تا m2 50 ) مورد نیاز می باشد . این شکل بندی ، همچنین در حالتیکه یک یا هر دو سیال سرد و گرم ، در فشار زیاد باشند ، مناسب است . عیب اصلی این مبادله کن های گرما آنست که میزان انتقال گرما در واحد سطح گرمایی آنها کم بوده ، و به عبارت دیگر برای ظرفیت گرماییی مشخص ، بزرگ و گران قیمت هستند . سیستم لوله گذاری داخلی ، می تواند یک لوله ای یا چند لوله ای باشد ( شکل ۸-۱ ) . اگر ضریب انتقال گرما برای سیال عبوری در فضای بین لوله داخلی و خارجی[۱۰] کوچک باشد ، لوله ( یا لوله های ) داخلی دارای پره های طولی می توانند استفاده شوند . مبادله کن های گرمای دو لوله ای که با وجود یک خم ، شکلی شبیه سنجاق سر ( دو شاخه ) پیدا می کنند ، و مقاطع و خم برگشت جریان د رآنها ، در شکل ( ۸-۱ ) نشان داده شده است .

۱-Direct contact

۲-Indirect contact

۳- Transmural heat transfor

۴-Transmural

۵- Tube pitch

۶-Tube arrangement

۷- Double- pipe

۸- Shell- and – tube

۹- Spiral – tube

فهرست مطالب                                                                            صفحه :

فصل اول : دسته بندی مبادله کن های گرما

مقدمه                                                                                           ۵

مبادله کن های گرما از نقطه نظر انتقال و بازیابی                            ۵

مبادله کن های گرما از نقطه نظر فرایند انتقال                                 ۶

مبادله کن های گرما از نقطه نظر شکل و ساختار                               ۷

مبادله کن های گرما از نقطه نظر مکانیزم های انتقال گرما               ۱۴

مبادله کن های گرما از نقطه نظر آرایش جریانهای گرم و سرد         ۱۴

مبادله کن های گرما از نقطه نظر کاربرد آنها                                    ۱۶

انتخاب مبادله کن های گرما                                                             ۱۷

فصل دوم : روشهای پایه در طراحی مبادله کن های گرما

مقدمه                                                                                           ۱۸

آرایش مسیر جریان در مبادله کن های گرما                                   ۱۸

معادلات پایه در طراحی                                                                ۱۸

ضریب کلی انتقال گرما                                                                  ۲۰

روش  متوسط لگاریتمی اختلاف دما برای تحلیل مبادله کن گرما    ۲۳

فصل سوم : روابط انتقال گرما جابجایی اجباری برای سمت جریان یک فاز در مبادله کن های گرما

مقدمه                                                                                           ۲۷

جابجایی اجباری در جریان آرام                                                   ۲۹

اثر خواص فیزیکی متغییر سیال در جابجایی اجباری آرام            ۳۳

جابجایی اجباری در جریان آشفته                                                ۳۶

جریان آشفته در مجراهای غیر دایره ای مستقیم با سطوح صاف    ۴۰

اثر خواص فیزیکی متغیر سیال در جابجایی اجباری آشفته           ۴۱

خلاصه جابجایی اجباری در مجراهای مستقیم                               ۴۷

انتقال گرما از دسته لوله ها با سطوح صاف                                   ۴۸

انتقال گرما در کویل های مارپیچ و حلزونی ها                             ۴۹

انتقال گرما در خم ها                                                                  ۵۱

فصل چهارم : افت فشار و توان پمپ کردن در مبادله کن های گرما

مقدمه                                                                                           ۵۳

افت فشار سمت لوله                                                                      ۵۳

افت فشار در دسته لوله ها در جریان متقاطع                                ۵۷

افت فشار در کویلهای حلزونی و مارپیچ                                       ۵۸

افت فشار در خم ها و اتصالات و تبدیلها                                      ۶۰

افت فشار برای کاهش و افزایش ناگهانی سطح مقطع

وتغییر اندازه حرکت                                                                     ۶۳

رابطه انتقال گرما و توان پمپ کردن                                              ۶۳

فصل   پنجم : تشکیل رسوب در مبادله کن های گرما

مقدمه                                                                                           ۶۶

ملاحظات اساسی                                                                            ۶۶

اثرات تشکیل رسوب                                                                      ۶۷

جنبه های مختلف تشکیل رسوب                                                    ۷۱

طراحی مبادله کن های گرما در معرض تشکیل رسوب                      ۷۶

کارکرد مبادله کن های گرما رد معرض تشکیل رسوب                      ۷۸

روشهای کنترل تشکیل رسوب                                                       ۷۸

فصل ششم : مبادله کن های گرمای دو لوله ای

مقدمه

طراحی گرمایی و هیدرولیکی لوله داخلی

تحلیل گرمایی و هیدرولیکی فضای حلقوی

آرایشهای موازی – سری مبادله کن های دو شاخه ای

کل افت فشار

مواردی در طراحی و کارکرد

فصل هفتم : مبادله کن های فشرده گرما

مقدمه

انتقال گرما و افت فشار

نوشته پروژه طراحی مبدله کن های حرارتی ۱۲۱ ص اولین بار در مرکز دانلود پروژه ها و مقالات اماده پدیدار شد.