مهندسی شیمی طراحی فرایندهای صنایع نفت - کوره ها


امروز :
مهندسی شیمی طراحی فرایندهای صنایع نفت

كوره چیست؟

كوره عبارت است از واحدی كه در آن گرمای حاصل از احتراق سوخت درون یك محفظه عایق به سیال فرآیند كه در لوله‌ها قرار دارد انتقال می‌یابد.

این لوله‌ها معمولا در امتداد دیواره‌ها و سقف محفظه احتراق قرار دارند. انتقال حرارت عمدتا به صورت تابشی صورت می‌گیرد و در صورتیكه از نظر اقتصادی قابل توجیه باشد، حرارت در یك دسته لوله جداگانه و در یك بخش مجزا به صورت جا به جایی به سیال فرآیند منتقل می‌شود. وظیفه اصلی كوره، تامین حرارت معینی برای سیال فرآیند در درجه حرارت‌های بالا می‌باشد. این عمل بایستی بدون افزایش از حد حرارت در موضعی خاص از سیال فرآیند و یا اجزای بدنه كوره صورت گیرد.

كوره‌ها در صنایع نفت با عناوین زیر نامیده می‌شوند:

Process heater, Furnace, Process Furnace Direct, Fired heater, Tube Still, heater

اندازه كوره بر حسب ظرفیت جذب حرارت تعیین می‌شود. محدوده بار حرارتی كوره‌ها وسیع است. بار حرارتی متداول بین 1000-5/0  مگا بی تی یو بر ساعت می‌باشد.

كاربرد كوره‌ها در صنعت

كوره‌ها كاربردهای زیادی به ویژه در صنعت نفت دارند. بعضی از این موارد عبارتند از:

جوش‌آور برج‌های تقطیر (Column reboiler)

پیش گرم كن خوراك ستون‌های تفكیك (Column Feed Preheater Frectionating)

پیش گرم كن خوراك در راكتور

گرم كردن سیال‌های ناقل حرارت

گرم كردن سیال‌های ویسكوز

راكتورهای كوره‌ای

اجزای یك كوره

 یك كوره بطور بسیار ساده معمولا از سه قسمت اتاق احتراق كه در آنجا انتقال حرارت عمدتا به طرق تابشی توسط گازهای حاصل از احتراق سوخت در مشعل‌ها به سطح لوله‌های حاوی سیال فرآیند صورت می‌گیرد، بخش جابجایی كه در آنجا انتقال حرارت عمدتا به طریقه جابجایی توسط این گازها به سیال فرآیند داخل لوله‌های این بخش كه بخشی از آنها همراه با سطوح توسعه یافته (پره یا میله) جهت افزایش سطح انتقال حرارت و در نتیجه میزان انتقال حرارت جابجایی می‌باشند انجام می‌شود و دودكش كه از آنجا گازهای حاصل از احتراق از كوره خارج می‌شوند و دودكش حاوی دریچه‌ای بنام دمپر است كه مكش هوا در كوره را تنظیم می‌نمایند و نقش مهمی را در عملكرد كوره ایفا می‌نماید.

 

۱- اتاق احتراق

 

اتاق احتراق كه عنصر اصلی بخش تابش یا تشعشع است و از داخل توسط جداره بازتابنده پوشانده شده و خود نیز توسط قاب فلزی نگهداری می‌شود. بازتاب دیواره‌ها در این بخش مهم است. این مواد نه تنها از گرم شدن بیش از حد ساختمان فولادی جلوگیری می‌كند بلكه توسط بازتابش روی لوله‌ها دمای داخل محفظه كوره را بالا نگه می‌دارند. به علاوه، مانند سدی در مقابل ذرات جامد موجود در گازهای داغ عمل كرده و از نشت آنها روی بدنه جلوگیری می‌نمایند. زیرا اگر سوخت دارای تركیبات گوگردی باشد، نشت ذرات جامد گاز، منجر به خوردگی اسید ورقه‌های فولادی می‌گردد از طرف دیگر مواد عایق، افت حرارتی از جدار كوره را كاهش می‌دهد.

۲- دسته لوله‌های بخش جابجایی و تشعشع

  مهمترین قسمت یك كوره لوله‌های كوره می‌باشد كه هزینه آن یكی از بزرگترین ارقام در هزینه‌های اولیه ساخت كوره را تشكیل می‌دهد.

عوامل مهم در انتخاب جنس لوله در دماهای زیاد، عمر مفید، هزینه و شرایط محیطی است كه لوله در معرض آن قرار دارد. عمر مفید لوله‌های كوره بستگی به كاربرد خاص كوره داشته و حتی در شرایط كاربرد یكسان عمر لوله‌های سازندگان مختلف كوره متفاوت است.

در شرایط خوردگی و اكسیداسیون ملایم، فولاد كربن‌دار یكی از متداول‌ترین مواد در ساخت لوله‌هاست. علت این امر، هزینه نسبتا كم، كارایی خوب و قابلیت جوشكاری این آلیاژ است. آلیاژهای فولاد در دماهای زیاد معمولا شامل مولیبدن كرم سیلیس هستند. مولیبدن به منظور افزایش در مقابل تنش‌های حرارتی، كروم جهت جلوگیری از تشكیل گرافیت بین مولكول‌های فولاد و افزایش مقاومت در مقابل اكسیداسیون و سیلیس نیز برای جلوگیری از اكسیداسیون بكار برده می‌شود.

فولادهای ضد زنگ اساسا آلیاژهایی از آهن و كرم و نیكل بوده و در مقابل خوردگی یا اكسیداسیون شدید مقاوم هستند.

در صورت نشت كك روی جداره داخلی لوله‌ها می‌توان توسط بخار آب و هوا آنها را كك زدایی

(Decoking) كرد. طرز عمل بدین صورت است كه در ابتدا توسط بخار آب با فشار زیاد، سیال داخل لوله شسته شده، سپس كك موجود، روی جداره با هوا محترق گردیده و با فشار هوا ذرات آن خارج می‌شود.

امروزه جهت كك زدایی از یك ماده ساینده همراه گازی با فشار زیاد استفاده مـی‌گردد. جهت افـزایش انتـقال حـرارت در بخش جابجایی مـی‌توان از سطوح توسعه یافته (fin) استفاده كرد.


آرشیو مطالب
صفحات جانبی
پیوند های روزانه
امکانات جانبی

ابزار وبمستر

عکس

دانلود

قالب وبلاگ

شبکه اجتماعی فارسی کلوب | Buy Website Traffic