عملکرد کوره های حرارتی

chemblog

عضو جدید
چگونگی عملکرد
تقریبا عملکرد تمامی کوره ها مشابه یکدیگر می باشد.در کوره ها سوخت در محفظه احتراق سوزانده شده و انرژی شیمیایی نهفته در آن به شکل انرژی گرمایی ازاد می شود.گرمای آزاد شده حاصل از احتراق به سیال فرایندی که در داخل کویل های کوره جریان دارد منتقل می شود.عموما این کویل ها در قسمت های مختلفی از کوره نصب شده اند تا بتوانند از انرژی گرمایی ایجاد شده تا حد امکان استفاده کنند.تعدادی از این کویل ها در داخل محفظه ی احتراق قرار داشته و به شکل مستقیم در معرض شعله قرار دارند. سیال موجود در این کویل ها از طریق مکانیسن تابش، گرما جذب می نمایند. قسمتی دیگر از این لوله ها در بخش بالایی کوره که به بخش جابجایی یا کانوکشن موسوم است قرار دارند.به عبارت دیگر بخش جابجایی شامل تمام قسمت هایی است که گازهای حاصل از احتراق تولید شده در firebox در مسیر عبور خود تا دودکش از آن ها عبور می کنند.
معمولا سیال فرایندی توسط یک پمپ به بالای کوره منتقل شده و از بالا وارد بخش جابجایی کوره می شود.در ادامه پس از عبور از بخش جابجایی سیال وارد بخش تابشی کوره شده و در معرض فلاکس حرارتی بالا که بیشتر حاصل از تشعشع گازهای داغ حاصل از احتراق بدست می آید قرار می گیرد.
از این رو برای این که یک کوره بتواند به طور دائم به کار خود ادامه دهد باید همواره سوخت، هوای مورد نیاز احتراق و خوراک در اختیار کوره قرار گیرد.برای این منظور در کوره ها از سیستم هایی که انتقال سوخت، هوا و خوراک را انجام می دهند استفاده می گردد. برای آشنایی بیشتر با نحوه ی عملکرد کوره این سیستم ها توضیح داده شده است:

۱- سیستم های توزیع سوخت

عموما سوخت مصرفی کوره ها در صنایع ایران به دو شکل مایع و گاز است.
الف) سوخت گازی:
در ابتدا سوخت گازی وارد فیلتر شده و پس از آن از safety shutoff valve ها عبور می نماید.این شیرهای ایمنی به نوعی طراحی شده اند که در شرایط اضطراری مانند آتش سوزی در کوره ها با سرعت زیاد خطوط اصلی سوخت را مسدود می نمایند و از ارسال سوخت به کوره جلوگیری می کنند.در ادامه و به منظور کنترل دبی عبوری سوخت، در مسیر اصلی از یک شیر کنترل استفاده شده است.در ادامه ی مسیر، سوخت گازی به سمت مشعل ها حرکت می کند.در بعضی کوره ها به منظور ایمنی بیشتر از shotoff valve های کوچک تر در خطوط فرعی مربوط به هر مشعل نیز استفاده می گردد.پس از آن سوخت گازی وارد مشعل شده و محترق می شود.
ب) سوخت مایع
غالبا سوخت های مایع از برش های نفتی نامرغوب در پالایشگاه ها یا واحد های عملیاتی پتروشیمی به دست می آیند. اغلب این برش های نفتی ویسکوز بوده و حالتی تقریبا چسبنده دارند.ممکن است برای کاستن ویسکوزیته ی این سوخت ها با استفاده از کویل بخار اب در مخزن نگه داری سوخت، آن را گرم نمایند. گاهی نیز در سوخت در حال جریان در خطوط انتقال سوخت، بخار آب تزریق می گردد.غالبا مشعل های با سوخت مایع از بخار آب جهت تمیز کردن سوخت استفاده می کنند.عموما سیستم های توزیع سوخت مایع در کوره ها از مخازن نگه داری سوخت، پمپ های انتقال دهنده ی سوخت و سیستم جدا کننده ی ناخالصی های موجود در سوخت ا فیلتر ها تشکیل شده است.


۲- سیستم هوا رسانی

هوایی که در اختیار سیستم احتراق کوره ها قرار می گیرد از اتمسفر اطراف کوره تامین می شود.این هوا با روش های مکش طبیعی و اجباری به مشعل های کوره می رسد. با توجه به نوع سیستم هوا رسانی، هوای مورد نیاز از مسیرهای متفاوتی تا رسیدن به مشعل ها عبور می کند.
۲-۱- سیستم هوا رسانی طبیعی
این نوع سیستم هوارسانی ساده بوده و هوا به واسطه ی مکش حاصل از دودکش و از طریق مشعل و دریچه های مخصوصی به نام رجیستر وارد کوره می شود. مشعل ها در این نوع سیستم تزریق هوا دارای دو نوع دریچه هستند. یکی از این دریچه ها حداقل هوای مورد نیاز برای اشتعال مقدماتی را در اختیار مشعل قرار می دهد. عموما به این هوا هوای اولیه می گویند.دریچه های دوم در مشعل به منظور تامین هوای بیشتر و تکمیل احتراق سوخت های مایع قرار داده شده است.این دریچه ها به شکل دمپر بوده و قابل تنظیم می باشند.به این هوای دوم اصطلاحا هوای ثانویه می گویند.توضیح این که مشعل های گازسوز که به شکل طبیعی کار می کنند نیاز به هوای ثانویه ندارند چون گازها به خوبی با هوا مخلوط می شوند ولی سوخت های مایع نمی توانند به خوبی با هوا مخلوط شوند از این رو با استفاده از احتراق مقدماتی، قطرات سوخت مایع را تبخیر کرده و با استفاده از هوای ثانویه به شکلی مناسب این سوخت محترق می گردد.
۲-۲- سیستم هوا رسانی اجباری
این سیستم ها خود دارای انواع مختلفی می باشند. در نوعی هوا به درون کوره فرستاده می شود و به فن دمنده موسوم هستند. در نوعی دیگر هوا از طریق دودکش و با دودکش و با استفاده از یک فن مکنده از کوره مکیده می شود که این خود سبب مکش هوای اطراف کوره به داخل firebox و مشعل ها می گردد.در نوعی دیگر از فن مکنده و دمنده به شکل توام استفاده می شود که اصطلاحا نوع تعادلی نامیده می شود. به عنوان مثال یک کوره دارای سیستم هوای تزریقی اجباری با فن دمنده از بخش های عمده ذیل تشکیل می شود:
۱- کانال هوا
۲- فیلترهای هوا که عمدتا این فیلترها به جهت جلوگیری از ورود ذرات خارجی به داخل کوره استفاده می گردد.
۳- فن دمنده هوا
۴- مبدل های پیش گرم هوای احتراق. توضیح این که پیش گرم کردن هوای مورد نیاز احتراق سبب افزایش راندمان احتراق در کوره ها می گردد.
دریچه های تنظیم هوای مشعل
مشعل
۳- سیستم خوراک
در زمان بهره برداری از کوره باید خوراک به شکل پیوسته و با شرایط یکنواخت به کوره تزریق می گردد.مواردی چون تک جزیی یا ترکیبی بودن خوراک، فاز و شدت جریان آن در سیستم تزریق خوراک از اهمیت خاصی برخوردار است:
۳-۱- تک جزیی یا ترکیبی بودن خوراک
ممکن است خوراک ورودی به کوره از یک ماده و یا ترکیبی از چند ماده باشد. به عنوان مثال خوراک ورودی به کوره های VCM از EDC خالص تهیه می گردد ولی خوراک ورودی به کوره های الفین، شامل ترکیبی از نفتا یا اتان به همراه بخار آب می باشد.همچنین خوراک کوره های آمونیاک و متانول نیز مخلوطی از بخار آب و هیدروکربن ها می باشند.نکته ی مهمی که در مورد خوراک های ترکیبی وجود دارد، تنظیم دائمی نسبت جریان های ورودی در آن ها می باشد.
۳-۲- خوراک و فاز خوراک
خوراک ورودی به کوره ممکن است به شکل مایع یا گاز باشد.حالت مایع یا گاز بودن خوراک باید در زمان طراحی کوره مورد توجه قرار گیرد. چنان چه خوراک یک کوره باید به صورت مایع وارد شده و به صورت مایع نیز خارج گردد نباید در هنگام حرارت دیدن در لوله های اتاق احتراق تغییر فازی در خوراک ایجاد شود.عموما تغییر فاز در لوله های کوره سبب بروز مشکلاتی می گردد که از میان آن ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:
۱لف) تغییر حجم سیال بر اثر تبخیر شدن خوراک می تواند سبب بروز تغییر سرعت در الگوی جریان شده که به واسطه ی آن ضربه و لرزش در لوله های کوره به وجود خواهد امد.
ب) وجود بخار درون لوله ها سبب کاهش انتقال حرارت از جداره لوله به سیال شده که بر اثر ان امکان بروز نقاط داغ در کویل های کوره بوجود می آید.
۳-۳- تنظیم مقدار تزریق خوراک
به جهت حفظ انتقال حرارت یکنواخک در گذر های کوره باید مقدار جریان خوراک عبوری از کویل های کوره همسان باشد. معمولا برای کنترل مقدار خوراک عبوری از هر گذر از یک شیر استفاده می شود.
 
آخرین ویرایش توسط مدیر:
بالا