مقدمة في توليد السخان والبخار في صناعات النفط والغاز
المراجل البخارية في صناعات النفط والغاز:
المراجل وتوربينات الغاز هي المعدات التي تستخدم عادة لتوليد البخار والكهرباء عن طريق حرق الوقود الأحفوري.
البخار هو مرحلة غاز البترول المسال المياه. عندما يمتص الماء الحرارة تحت ضغط احترام المرء، يبدأ في الغليان وإنتاج البخار عن طريق تحويل الماء إلى بخار، وحجمه حوالي 1600 مرة. وتزيد طاقته الداخلية 6 مرات على الأقل في وضع التشبع.
الغاز قابل للانضغاط على عكس السائل ويمكن ضغطه بسهولة.
1- أسباب انتشار استخدام البخار في الصناعة الكيميائية:
أ) وفرة والمياه الرخيصة
ب) توافر المياه و سلامتها
ج) نقل الحرارة من البخار إلى كائنات أخرى يتم بسهولة
مثل وضع لفائف داخل أو وضع سترة حرارية حوله
ج) من السهل السيطرة على درجة حرارة البخار إذا كان يستخدم للتدفئة.
مثل تركيب صمام تحكم لتقليل الحرارة أو زيادها
د) يمكن القيام به بخار الضغط العالي مع مساعدة من التوربينات البخارية.
المراجل (المراجل) في صناعة استخدام لإنتاج البخار.
قسم الغلايات:
وتنقسم المراجل وفقا لذلك
بناء على الطريقة التي تدور المياه:
أ) التدفق الطبيعي: أساس دوران المياه في هذا النوع هو فرق الكثافة الناتج عن الفرق في درجة الحرارة في الأنابيب السفلية والمرتفعة.
ب) الدورة الدموية القسرية: يتم تنفيذها باستخدام مضخة
2- بناء على نوع الوقود المعدني
1- وقود الغاز
2- الوقود السائل
3- الوقود الصلب
4- الوقود المجمع
3- بناء على محتويات الأنابيب:
سننظر في الأمر أدناه.
4- بناء على الأنابيب الملساء أو المنحنية:
1- حاد
2- عمودي
5- بناء على نوع المصدر:
الوقود الأحفوري (الصلبة والسائلة والغاز)
مع الطاقة الكهربائية
مع الطاقة الذرية
6 على أساس ضغط التشغيل:
1- غلاية الضغط المنخفض (أقل من 200 Psi)
2- غلاية ضغط متوسطة (200-500Psi)
3- غلاية الضغط العالي (500-200 Psi)
المعيار الأكثر أهمية هو تقسيم المراجل على أساس محتويات داخل الأنبوب.
تقسيم المراجل على أساس محتويات داخل الأنابيب
وتتكون المراجل نوع Firetuber
من غرفة الاحتراق والمرجل التي تحتوي على الأنابيب التي تدخل و والجانب الآخر من مساحة المرجل يشغلها الأنابيب والمقصود بقية المساحة للمياه. نقل الحرارة بين الغازات التي تمر عبر الأنابيب والمياه في المرجل يسبب تسخين المياه وإنتاج البخار.
2- أنبوب المياه
وتتكون هذه المراجل من غرف الاحتراق، والتسلق والأنابيب الهابطة، درام البخار (المياه درام الطين …
هذه المراجل يمكن أن يكون لها أشكال مختلفة تشمل مجموعة متنوعة من الهياكل على أساس نوع من الأنابيب، وعدد وطريقة وضع خزانات البخار والحمأة.
أنواع مراجل أنبوب الماء
اثنين طبل
المراجل drumboiler (نوع س، D)
ثلاثة براميل (في شكل الإنجليزية A)
المراجل من أربعة أو خمسة براميل
لإنتاج البخار، والماء الأول يدخل جهاز يسمى الهباء الجوي أو ديراتور لفصل الغازات غير القابلة للذوبان مثل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون منه حتى لا يسبب التآكل في المرجل.
بعد مرحلة التجوية، يتم إدخال المياه في حلقة تغذية المرجل بواسطة المضخات ثم إرسالها إلى كل غلاية.
إعادة شحن المياه لكل المرجل، تحت السيطرة على التدفق (FIC) عن طريق أنبوب فصل من الخط الرئيسي، ويدخل قسم التسخين المسبق (ECONO Maizer) وتسخين.
منفذ المياه من الاقتصاد يدخل طبل البخار. في الطبل أعلاه، والمياه مدخل إلى المرجل يذهب من خلال أنابيب أسفل القادمة نحو برميل المياه. من هناك ، يدخل تدفق المياه إلى أنابيب التسلق (الناهض).
تسلق الأنابيب جعل أجزاء مختلفة من غرفة الاحتراق. مثل الجدران والأرضيات والسقوف.
تتعرض المياه في أنابيب التسلق للحرارة ويصبح جزء منها بخارا.
خليط من الماء والبخار يدخل مرة أخرى خزان البخار (طبل عالية) حيث يتم فصل مرحلتين من البخار والماء عن طريق المرور من خلال فصل المياه ومراحل البخار.
تدفق الدورة الدموية من أعلى إلى أسفل والعكس صحيح يرجع إلى فرق الكثافة.
يتم فصل مرحلة البخار عن الماء عن طريق المرور عبر فصل جزيئات الماء عن البخار وتخرج من أعلى خزان البخار (طبلة عالية) من خلال خط منفصل. هذا البخار مشبع. (البخار المشبع)
للحصول على البخار السوبر ساخنة، فإنها ترسل البخار الرطب إلى superhid.
في الحرارة الفائقة، هناك نوعان من الأنابيب:
يتم حقن أنابيب ثانوية ثانوية أولية
تحت التحكم TIC المقابلة من المياه دي superhite لضبط درجة حرارة الناتج والتردد النهائي من F لبخار الإخراج من الأنابيب الأولية.
وأخيرا، يتم إنتاج البخار Hps مع ضغط الناتج من 42 شريط إلى 44 ودرجة الحرارة، وتوريد جميع أنواع البخار اللازمة، يتم إرسالها إلى محطة خذل لإنتاج الأنواع التالية من الأبخرة في هذا القسم.
حصان: 42 بار
Mps: 21 شريط
Lps: 4.5 بار
LLps: 4 بار
يتم إرجاع البخار المتولد في وحدة البخار ، بعد استخدامه في الوحدات التشغيلية ، إلى وحدة البخار وبعد التكثيف ، يتم إعادة إدخال دورة إنتاج البخار.
أسباب تنقية مياه الغلايات
منع تشكيل رواسب
حماية جودة البخار
لتقليل التآكل في المرجل وأنظمة البخار
الخارجية ، مثل إزالة جزيئات التعليق ، والغازات غير القابلة للذوبان ، ويتم صلابة الماء.
ويتم المعالجة الداخلية للماء المرجل عن طريق حقن المواد الكيميائية في مياه المرجل.
أهم أسباب الحقن الكيميائي:
تنظيم درجة الحموضة والحفاظ على قلوية
المياه مدخل
منع تشكيل الحمأة
من أجزاء ساخنة من الماء الساخن
ومنع تآكل الأكسجين
منع هشاشة القلوية
منع تشكيل رغوة
فيلم واقية لمنع التآكل
عن طريق الأبخرة المكثفة
مكونات المرجل والملحقات:
1- LPC، DM وحدة إمدادات المياه
2- المبادلات الحرارية، قذيفة من مياه DM
3- مدخل حلقة المياه إلى المرجل
4- مرشحات مزدوجة من مدخل المياه إلى خزانات محمولة جوا
5- الدبابات المحمولة جوا
6- مضخات التغذية
7. الاقتصاد
8- درام البخار (طبلة عالية)
9- درام الماء (طبل منخفض)
10- أنابيب الناهض (الفائز الأول)
11- أنابيب أسفل كومر (الفائز السفلي)
12- دي سوبر سخان
13. سوبر هيت
14- تفجير (المرجل المياه الخيال)
15- منفاخ السخام (سخام)
16- فاصلات الماء والبخار في طبلة عالية
17- اختبار الأنابيب (أنبوب اختبار)
18- سيلينسر (كاتم الصوت)
19- بي إس في (صمامات أمان الضغط)
20- كومة المدخنة
21- غرفة الاحتراق
22- الأشعة الأرجوانية والأشعة تحت الحمراء (أجهزة المسح الضوئي)
23. المشاعل
24- مشاعل الطيار
25- مراوح
26- مسخن الهواء
27- حقن المواد الكيميائية
28- نظام أخذ العينات
29- نظام تزويد الوقود إلى المرجل
30- محطة تقليل الضغط
31. عربات وإجلاء
32- Hps البخار حلقة
33- صمام إيقاف
34- رينغ صمام
الدبابات المحمولة جوا:
وتستخدم خزانات المحمولة جوا لإزالة الأكسجين المذاب في الماء، تغذية المراجل وتسخينه. ويتكون كل خزان من هذه الخزانات من خزانين أفقيين يقعان على بعضهما البعض، ويرتبطان بخمسة أنابيب اتصال، ثلاثة منها مضمنة لخفض المياه وأنابيب اثنين لزيادة الأبخرة، واثنين من الأكسجين.
آلية العمل:
DM المياه بعد مرورها من خلال مرشح وأيضا الماء المقطر الساخن والبارد (LPC) بعد مرورها من خلال المرشحات من فوق دخول الخزان، الحاوية العلوية لديها عدد من لوحات فاصل والبخاخات أن هذه البخاخات أو الفوهات صب الماء على لوحات فاصل. يتم إدخال البخار LLPS من الجزء السفلي من الصفائح الفاصلة والمياه مدخل من أعلى منه في ضغط 4 بار.
بسبب ملامسة قطرات الماء ببخار الماء والأوكسجين والغاز الكربوني من خلال مسارات المنفذ ، تتم إزالة الحويصلة العلوية. يتم تسخين الفتحات والمياه مدخل ودخول الخزان الرئيسي إلى أسفل من خلال أنابيب الاتصالات. كما يقوم هذا الخزان بتخزين المياه لتغذية المضخات.
يتم التحكم في ضغط الخزانات المحمولة جوا بواسطة بخار LLp 4bar ونتيجة لذلك ، سيتم استنفاد درجة حرارة الماء.
يتم حقن إخراج الخزانات المحمولة جوا لإزالة الأكسجين المتبقي وتنظيم درجة الحموضة لمادة تسمى Helamin (H90) 90.
في الماضي ، بدلا من هذه المواد ، استخدموا الهيدرازين والأمينات.
أ) الاقتصاد
المرجل تغذية المياه يدخل حلقة المياه بعد تفريخ عن طريق تغذية المضخات، والتي لكل المرجل يؤخذ فرع من حلقة المياه التي تدخل المرجل، من أجل تسخين المياه، قبل الدخول في طبل عالية، فإنه يمر عبر الاقتصاد، وبالتالي فإن درجة حرارة المياه سوف تصل من غازات الاحتراق بعد المرور عبر قسم التشريد من خلال القنوات. يدخل مدخنة ويدخل الغلاف الجوي من خلاله. نظرا لارتفاع درجة حرارة هذه الغازات وطرد الكثير من الطاقة من المرجل إلى الخارج ، يمكن استخدام هذه الطاقة لزيادة كفاءة الغلايات. لهذا السبب، المراجل لديها الاقتصاد، والتي هي أساسا المبادلات الحرارية والأنابيب التي يتم وضعها في مسار غازات الانبعاثات الساخنة.
ب) طبل البخار (خزان البخار)
يدخل الماء المدخل إلى المرجل بعد تمرير جهاز التسخين المسبق (Economizer) أولا إلى أسطوانة البخار ويتم نقله إلى الخزان السفلي من خلال الأنابيب الهابطة.
كما يتم نقل الماء الساخن وخليط البخار إلى هذا الخزان عن طريق تسلق الأنابيب.
مع تراكم البخار في خزان البخار ، يتم زيادة ضغط البخار وبعد الوصول إلى الضغط التشغيلي المطلوب وفصل قطرات الماء عن البخار ، يتم نقله من الخزان.
إذا لم يتم فصل مراحل البخار والماء بشكل جيد ، تحدث ظاهرتان شائعتان في المراجل.
حمل أكثر من تحتكاري
ترحيل
إذا كانت قطرات الماء مع البخار تذهب من خزان البخار إلى الحرارة الفائقة ، ويسمى ترحيل. هذه الظاهرة يسبب مشاكل في قسم سخانات السوبر.
وبهذه الطريقة، تحتوي قطرات الماء على المعادن التي تترسب على الجدران الداخلية للحرارة الفائقة بعد تبخر الماء في حرارة فائقة. وبسبب زيادة هذه الرواسب، ستنشأ مشكلة الإفراط في تسخين الأنابيب وما يلاحق من تدمير لها.
حمل ounder ظاهرة
إذا كان هناك بعض البخار في مدخل المياه إلى الأنابيب السفلية، ويسمى حمل تحت بسبب هذه المشكلة، وكمية البخار في الأنابيب الصاعدة هو أكثر من الماء ويبقى الجافة في أجزاء من الأنابيب ومشكلة ارتفاع درجة حرارة الأنابيب تنشأ.
ج) أنابيب المرجل
1- أنابيب الهبوط: (أسفل القادمة)
الأنابيب التي تنقل المياه مدخل إلى طبل منخفض وتقع في قسم التشريد المرجل.
2- تسلق الأنابيب: الناهض
هذه الأنابيب هي أساسا غرف احتراق الغلايات. في هذه الأنابيب، والمياه تتحرك صعودا مع حرارة المنظر. في بعض الأحيان تقع هذه الأنابيب ، وتسمى أيضا المبخرات ، بين أنبوبين الناهض ، لوحة لمنع الغاز من المرور.
إذا كان الناهضون في الجدار ، ويطلق عليهم أنبوب الجدار وإذا كانوا على الأرض ، وتسمى Fcoor أنبوب.
ج) فواصل الماء والبخار
في الماضي، كانت الأنابيب الجافة تستخدم لفصل المياه عن البخار في براميل عالية. اليوم، ومع ذلك، لفصل أفضل، فإنها تستخدم الفواصل متعددة المراحل التي تشمل الخطوات التالية:
يتم إدخال الفصل
الأولي للناهض في الطبل العالي وفي قناة عالمية ، حيث يتم تثبيت لوحة معدنية ويدخل خليط الماء والبخار من أنابيب التسلق القناة ويفيض منها. والمرور ، يضطر إلى تغيير الاتجاه وبسبب هذا الاصطدام والطفرة ، يتم فصل جزء آخر من الماء بالبخار.
التجفيف أو التجفيف
هو نتيجة الخطوة الأولى، فهو يحتوي على جزيئات سائلة أو فقاعات أو رغاوي أو رغاوي لفصلها عن استخدام المرشحات وعموما في شكل صناديق تعلق على رأس الإخراج من الأعلى وحجبها من الأسفل بواسطة لوحة معدنية.
على مستويين جانبيين، لوحات معدنية متوازية. يمر البخار عبر طبقات هذه اللوحات المعدنية ويدخل في المربع ثم ينتقل من أعلى المربع إلى رأس الإخراج.
يتم فصل جزيئات الماء من البخار في التعامل مع هذه اللوحات المعدنية.
في أنواع أخرى ، يتم استخدام الأغشية المسامية بدلا من هذه اللوحات المعدنية المتوازية. في بعض الخزانات الأخرى، يتم استخدام فواصل السيليكون بدلا من القنوات والصفائح المعدنية (في مرحلة الفصل الأولية).