دانلود پایان نامه ارشد : مبدل های پیش گرم PE-1 بخشPlatformer پالایشگاه آبادان

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مکانیک 

عنوان : مبدل های پیش گرم   PE-1   بخشPlatformer  پالایشگاه آبادان

دانشگاه آزاد اسلامی 

پایان نامه کارشناسی ارشد رشته مکانیک 

عنوان :

مبدل های پیش گرم   PE-1   بخشPlatformer  پالایشگاه آبادان

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)مقدمه :با توجه به اهمیت و افزایش مصرف بالای انرژی در کشور و با توجه محدود بودن منابع فسیلی، استفاده از روشها و شیوه های جلوگیری از هدر رفتن و تلف شدن انرژی در صنعت دارای اهمیت بسیاری می باشد. بخش عمده ای از افزایش مصرف موجود در بخش انرژی در کشور ما به علت وجود تکنولوژی های قدیمی در صنایع اصلی انرژی بر از جمله پالایشگاه ها می باشد. در این میان پالایشگاه آبادان به عنوان قدیمی ترین پالایشگاه کشور دارای بیشترین مصرف انرژی جهت پالایش نفت خام و تولید بنزین می باشد. واحد تبدیل کاتالیستی پالایشگاه آبادان در سال 1962 میلادی مورد         بهره برداری قرار گرفت.  وظیفه این واحد بالا بردن عدد اکتان بنزین واحدهای تقطیر از مقدار آن حداکثر 60 به حدود  اکتان 95 می باشد. واحد تبدیل کاتالیستی دارای 2 بخش الف) یونیفاینر (Unifiner) و  ب) پلت فرمر (Platformer) می باشد که تحقیق حاضر در مورد مبدل های پیش گرم   PE-1   بخشPlatformer   واحد می باشد مجموعه این مبدل ها 10 عدد می باشد که در دو ردیف موازی 5 تایی قرار گرفته اند. که از نوع پوسته و لوله (Shell & Tube) می باشند (U Tube).  این مبدل ها نقش اساسی در بالا بردن میزان خوراک ورودی به کوره ها را دارند بنابراین افزایش تبادل حرارت در این مبدل ها می تواند باعث بالا بردن دمای خوراک (Combined Feed) و کاهش یافتن دمای محصول (Reactor Effluent) ورودی به کولرهای هوایی و آبی شود که در نتیجه آن باعث کاهش میزان مصرف آب cooling و برق مورد نیاز کولرهای هوایی می شود. با توجه به مصرف انرژی بالا و در جهت صرفه جویی در مصرف انرژی و کاهش هزینه ها، نیاز به استفاده از مبدلهای حرارتی با راندمان بالا احساس میشود. افزایش کارایی و راندمان بالا در مبدل ها باعث می شود علاوه بر بهینه سازی مصرف انرژی، هزینه های عملیاتی و تعمیراتی نیز کاهش پیدا کند.  بنابراین به منظور دستیابی به هدف اصلی لازم است از زوشهایی که بتوانند راندمان این مبدل هارا افزایش داده و در نهایت بتوان بار حرارتی کوره را کاهش داد، استفاده کرد. با کاهش بار حرارتی میزان مصرف سوخت در کوره ها که مقدار آن قابل توجه می باشد، نیز کاهش یافته و در کنار آن از میزان آلودگی های محیط زیست ناشی از سوخت مانند NOx را نیز کاهش داد.  در ضمن با کاهش مصرف سوخت در کوره ها، امکان افزایش ظرفیت خوراک واحد تبدیل کاتالیستی نیز وجود دارد. از آنجا که رسیدن به راندمان بالاتر و کاهش یافتن مصرف انرژی بدون انجام هزینه غیر ممکن است بنابراین هدف رسیدن به اهداف مورد نظر با صرف کمترین هزینه می باشد. با توجه به اینکه هدف از این پروژه بالا بردن راندمان مبدل های واحد (PE-1 A to K) می باشد و سعی بر این است که این افزایش راندمان با حداقل هزینه همراه باشد .در فصل اول راجع به روشهای بهبود انتقال حرارت و تکنیک های مربوط به آن مورد بررسی قرار گرفته است. که این روش های بالا بردن انتقال حرارت تحت عنوان Heat Transfer Enhancement که در دنیا متداول می باشد که اصول آن، افزایش سطح انتقال حرارت، تغییر رژیم سیال از حالت آرام(laminar) به مغشوش (Turbulent)، افزایش سرعت سیال و غیره می باشد. فصل دوم نیز به تقسیم بندی مبدل های حرارتی بر اساس نوع سرویس وشکل ساختمانی آنها اشاره کرده است و راجع به انواع مختلف مبدل حرارتی مانند پوسته – لوله و نوع صفحهای توضیح داده شده است. فصل سوم در مورد شناخت واحد تبدیل کاتالیستی و فرایند آن شرح داده شده است. فصل چهارم به شبیه سازی مبدل های حرارتی مورد نظر در این پروژه می پردازد که در وحله اول برای جلوگیری از افزایش هزینه ها سعی بر این قرار گرفت که ساختار مکانیکی مبدل ها تغییر پیدا نکند و در صورت لزوم تنها به تغییر در آرایش و چیدمان مبدلها و تغییرات در Piping که بسیار کم هزینه تر است، اقدام نمود.  همچنین جابجایی جریان سرد و گرم در مبدل ها نیز بررسی گردیده است. از آنجا که بررسی این روش ها نیاز به نرم افزارهای شبیه سازی دارد بنابراین در این پروژه ابتدا آرایش و چیدمان مبدل های موجود توسط نرم افزار Aspen HYSYS 2006.5 شبیه سازی گردید. برای همه مبدل ها ،  به صورت جداگانه فایل  شبیه سازی شده توسط نرم افزار Aspen HTFS+ ایجاد گردید. بعد از شبیه سازی چیدمان مبدل ها توسط Aspen HYSYS و با استفاده از لینک و اتصال نرم افزار به Aspen HTFS+  ، استخراج داده ها و اطلاعات صحیح انجام پذیرفت و این امکان فراهم شد تا ارزیابی وضعیت موجود (Rating) مبدل های PE-1 بوجود آید و میزان   Performance موجود را مشاهده کرد. در مرحله بعد ابتدا  به جابجایی سیال گرم و سرد توسط نرم افزار شبیه ساز Aspen Hysys  و سپس تغییر چیدمان مبدل ها انجام شد و دوباره با اتصال به نرم افزار HTFS+ شرایط جدید از نظر Performance و راندمان مورد بررسی قرار گرفت. بعد از اینکه تغییر آرایش و چیدمان مبدل ها مورد بررسی قرار گرفت به سراغ روشهای بهبود انتقال حرارت رفته و پس از بحث و مقایسه راجع به نتایج بدست آمده، استفاده از تیوب های فین دار نوع HPT برای افزایش سطح انتقال حرارت و افزایش Duty در نظر گرفته شده است. فصل پنجم میزان صرفه جویی ناشی از استفاده از تیوب فین دار و و مباحث اقتصادی آن در اثر کاهش مصرف سوخت کوره و میزان افزایش ظزفیت واحد مورد بررسی قرار گرفته است و در فصل ششم نیز در مورد مزایای نصب مبدل جدید از نوع Packinox و میزان کارایی آن اشاره شده است. 1- :  مقدمهافزایش انتقال حرارت می تواند تاثیربخشی جریانهای داخلی و خارجی را در مبدل های حرارتی بهبود بخشد. به طور معمول با افزایش جریان گردابی، آشفتگی و مغشوش کردن جریان و کاهش یافتن و نازک کردن لایه مرزی می تواند به این امر کمک کند. در حالت آشفتگی جریان (Turbulent) به خاطر اختلاط شدید ی که در ساختار آن است باعث می شود انتقال حرارت بین سطح و جریان سیال راحت تر انجام شود. در حالت جریان آرام (Laminar) ضریب انتقال حرارت (h) کمتر می باشد و برای غلبه بر آن نیاز به استفاده از روش های بهبود انتقال حرارت از طریق ایجاد جریان گذرا (Transition) و مغشوش(Turbulent)  که باعث بوجود آمدن حالت گردابی (Vorticity) در آن و در نهایت به کاهش لایه مرزی کمک کند.افزایش کارایی مبدل های حرارتی معمولا با انتقال بیشتر گرما (duty)  و با کارکرد مبدل در کم کردن اختلاف دمای دو سیال ارتباط مستقیم دارد و این در صورتی است تغییری درسطح واندازه مبدل بوجود نمی آید. افزایش کارایی و بهبود عملکرد انتقال حرارت به معنای افزایش ضریب انتقال حرارت کلی U می باشد. این ضریب انتقال حرارت کلی (U) با سطح انتقال حرارت (A) ، duty (Q) و عامل نیروی محرکه T∆ ارتباط دارد و می توان معادله انتقال حرارت را به این شکل نوشت:Q= U.A.∆T          (1-1) U نیز تابعی از ضریب انتقال حرارت h، ضریب هدایت فلز k، و اثرات fouling (f) می باشد  بنابراین برای محاسبه دقیق U نیاز به ضرائب فیلم، ضریب هدایت و میزان fouling می باشد یعنی اینکه:U= f(h,k,f,A)                  (2-1)اصولاً مبدل‌های حرارتی، به‌خصوص از نوع پوسته- لوله‌ای (Shell-and-Tube)، دارای دو مشکل اساسی می باشند: الف) عملکرد پایین حرارتی (Thermal Deficiency) و ب) جرم‌گرفتگی داخل لوله‌ها (Fouling)، به‌خصوص در هنگام کارکرد با سیالات کثیف که حساس به دما می‌باشند. مشکل دیگری که ممکن است در این نوع مبدل ها وجود داشته باشد مسئله ارتعاشات در لوله ها می باشد وقتی که سرعت جریان در سمت پوسته بالا می رود باعث می شود رسوب ذرات روی سطح لوله کاهش یابد که این امر شرایط بهتری برای انتقال حرارت فراهم می کند ولی در عوض باعث بوجود آمدن ارتعاشات در لوله ها می شود که این ارتعاشات مشکلاتی مانند سائیدگی مکانیکی، شکست ناشی از خستگی، سروصدا از آن جمله می باشند. البته باید توجه داشت که این ارتعاشات باعث آمیختگی بیشتر سیال و در نتیجه بالا رفتن انتقال حرارت می شود که از این نظر مطلوب است ولی معایب آن بیشتر است.2-1 : بهبود انتقال حرارتبحث بهبود انتقال حرارت در حالت کلی به افزایش ضریب هدایت گرمایی خلاصه می شود. بررسی های گسترده ای در زمینه بسط و توسعه در افزایش انتقال حرارت انجام شده است. یک قرن از مطالعات اولیه بر روی افزایش ضریب انتقال حرارت می گذرد. در یک بررسی که توسط bergles و همکاران انجام گرفته بیش از 5676 مقاله و کتاب و اختراع در این زمینه تا سال 1995 ثبت شده است .فناوری بهبود انتقال حرارت در مبدل های حرارتی کاربرد وسیعی دارد .  سیزده روش افزایش انتفال حرارت توسط برگلس (Bergles, A.E.) معرفی شده است که تعداد این روشها همچنان رو به افزایش می باشد. تکنیک های بهسازی گرمایی (Enhancement technique) به دو گروه کلی فعال (Active) و غیرفعال (Passive) دسته بندی می شوند. در روش فعال به انرژی خارجی نیاز است. در چنین مواردی از میدان الکتریکی، صوتی و یا ارتعاش سطوح استفاده می شود. در روشهای غیر فعال به استفاده مستقیم از انرژی خارجی نیاز نیست و از سطوح با آرایش خاص، مانند استفاده از پوشش زبر بر روی سطوح گسترش یافته ، سطوح چرخش دهنده با سیال و غیره بکار گرفته می شوند. در روش های فعال به تاسیسات جانبی مثل پمپ و یا دستگاههای ایجاد ارتعاش نیاز دارد حال آنکه در روش های غیر فعال نیاز به چنین تجهیزاتی نداشته ولی در عوض افزایش ضریب انتقال حرارت مبدل عمدتا به بهای افزایش توان پمپاژ سیال تمام می شود البته زمانی روش های بهبود انتقال حرارت موثر است که این افزایش توان کمتر از میزان افزایش انتفال حرارت کلی مبدل باشد. بهبود انتقال حرارت در مبدل های حرارتی معمولا با افزایش افت فشار و در نتیجه قدرت پمپاژ بیشتر (higher pumping power) می باشد بنابراین هرگونه افزایش انتقال حرارت باید در مقابل هزینه های صرف شده جهت غلبه بر افت فشار مورد توجه قرار گیرد.به هر حال ممکن است دو و یا بیشتر از این روش ها (فعال و غیر فعال) به طور همزمان در یک دستگاه مورد استفاده قرار بگیرند که این ترکیب دو و یا بیشتر از روشهای بالا می تواند تاثیر بیشتری در انتقال حرارت داشته باشد که در این حالت به آن بهسازی ترکیبی           (Compound enhancement) می گویند.جدول زیر روشهای فعال و غیر فعال را نشان می دهد.
Active TechniquePassive Technique
·                     Mechanical aids·                     Surface vibration·                     Fluid vibration·                     Electrostatic fields·                     Suction or Injection·                     Additives for fluids·                     Treated surface·                     Rough Surface·                     Extended Surface·                     Displacement enhancement   devices·                     Swirl flow devices·                     Coiled tubes·                     Surface-tension devices
جدول(1-1): روشهای فعال و غیر فعال3-1: روش های فعال بهبود انتقال حرارت روش های مکانیکی : در این روش از وسایل مکانیکی برای مخلوط کردن سیال یا چرخش محوری سطوح کشیدن سطوح در مواردی که با مایعات بسیار لزج سرو کار داریم استفاده می شود.
  • لرزاندن سطوح : این روش با فرکانس های کم یا زیاد برای بهبود انتقال حرارت در جریان های یک فازی سیال به کار می رود.
  • لرزاندن سیال : در این روش به خاطر جرم زیاد مبدل ها در بعضی موارد سیال را در محدوده فرکانسی 1 Hz  تا مافوق صوت می لرزانند. برای این کار جریان های یک فازی در اولویت هستند.
  • میدان های الکترواستاتیک : در موارد مختلفی به مواد عایق اعمال می شود.عموما میدان های الکترواستاتیک در اختلاط بیشتر جریان سیال در نزدیکی سطوح سطوح انتقال حرارت نقش موثری دارند.
  • مکش : که شامل حذف بخار در جوشش هسته ای و فیلمی یا حصول مایع در یک سطح گرمادیده متخلخل در جریان یک فازی می باشد .
  • تزریق : که شامل تزریق گاز به مایع جاری یا ساکن از یک سطح انتقال حرارت متخلخل می باشد. در این روش یک سیال شبیه به سیال فرایند از جریان بالا دست سطح انتقال حرارت به سیال فرایند تزریق می شود.زدودن گاز از سطح مایعات کاری شبیه تزریق گاز به مایع است . این تکنیک فقط در مورد جریان یک فازی سیال اعمال می شود.
تعداد صفحه :102قیمت : 14000تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09309714541 (فقط پیامک)        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  -- --

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید