دانشگاه آزاد اسلامی
واحد تهران جنوب
دانشکده تحصیلات تکمیلی
پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد
گروه مهندسی مکانیک گرایش تبدیل انرژی
عنوان:
طراحی ترموهیدرولیکی دی ارتیورهای حرارتی
چکیده
تأمین آب خالص و تمایل به ثابت نگه داشتن ناخالصی ها وحلالیت آنها در یک سطح مورد نظر به منظور به حداقل رساندن خوردگی و احتراز از اکسیداسیون روی سطوح انتقال حرارت در نیروگاه ها و صنایعی که آب در شبکه سیکل آنها حرکت میکند، از اهمیت ویژه ای برخوردار است.
در صورت وجود عوامل خوردگی از جمله حضور گازهای چگالش ناپذیر در آب تغذیه سیکلهای نیروگاهی، خرابی و از بین رفتن سطوح و لوله های دیگ بخار، هیترها و پره های توربین اتفاق میافتد. هوازدایی حرارتی یکی از راه های جداسازی گازهای خورنده موجود در آب تغذیه است که به این منظور ازهوازدا استفاده میگردد. البته هوازداها سهم عمده ای درگرمایش آب تغذیه نیز دارند که به نوبه خود در افزایش بازده حرارتی سیکل نیروگاه نقش دارد. روش کلی کار هوازداها، گرمایش آب تغذیه تا حد دمای اشباع متناظر با فشار کارکرد هوازدا میباشد که سبب رهائی گازهای موجود در آب میشود. استفاده ازهوازدا دارای محاسن بسیاری استکه در فصل اول مورد بررسی قرارگرفته شده است که در ادامه آن اصول و تئوری هوازدایی، مسائل مربوط به خوردگی و تأثیر و موقعیت هوازدا در سیکل نیروگاهی تحلیل شده است.
با توجه به گذشت بیش از صد سال از اولین طرح های استفاده از مبدلهای تماس مستقیم که هوازدا را نیزشامل میشود در سیکل های نیروگاهی، طراحی ها و انواع مختلفی از هوازداها توسط شرکتها تجربه و ساخته شده اند که هرکدام، از ابزار متفاوتی همانند نازلها، بافلها و سینی ها جهت اختلاط فاز بخار و مایع آب تغذیه استفاده میکنند، که این موارد نیز در فصل دوم بررسی گردیده اند.
هوازدایی آب توسط بخار از قوانین انتقال حرارت، انتقال جرم و قانون حلالیت گازها در آب پیروی میکند که فاکتور زمان نیز اهمیت ویژه برخورداراست. این اصول نیز در فصل چهارم بررسی شده است. با استفاده از قوانین حاکم وروابط تجربی، طراحی ترموهیدرولیکی یک نمونه هوازدا ومقایسه آن با هوازدای نیروگاه شهید رجائی انجام گرفته است. با توجه به اختصاص هوازدا به نیروگاهها و صنایع پتروشیمی و… و عدم وجود کتب فنی لازم در این زمینه به بررسی مسئله پرداخته شده است. در دسترس نبودن ضرائب تصحیح و فاکتورهای لازم در طراحی، مسلمًا باعث خواهد شد تا این بررسی با شرکتهای سازنده که سالیان دراز در طراحی و ساخت سیستمها تجربه دارند، در مواردی اختلاف داشته باشد.
مقدمه
به منظور به حداقل رساندن خوردگی و احتراز از اکسیداسیون روی سطوح انتقال حرارت در نیروگاهها باید جداسازی گازهای خورنده علی الخصوص اکسیژن و دی اکسیدکربن ازآب تغذیه، آب جبرانی و آب چگالیده انجام شود.
این گازها به ساختار مواد آسیب رسانده و آنها را غیرقابل استفاده می نمایند. اکسیژن و اکسید فلزات در ترکیب با کلر باعث خوردگی سوزنی شده و باعث افزایش احتمال وقوع پدیده دندانه شدن در مولدهای بخار میشوند. حضور آهن و اکسید مس در آب تغذیه باعث
بوجود آمدن رسوب وجرم برروی سطوح حرارتی میشود. برای مثال در یک نیروگاه هسته ای 1100 مگاواتی تا حدود 650 کیلوگرم در سال خوردگی در مولد بخار ناشی از وجود 7PPb اکسیژن در آب چگالیده اتفاق میافتد. آب جبرانی ورودی به سیکل نیروگاه در اثر تماس با اتمسفر معمولا شامل گازهای غیرقابل میعان میباشد. گازها از طریق نشت هوا در بخشهای خلاء و یا ازطریق هواگیری آب چگالیده در مخزن ذخیره یا تخلیه وارد آب میشوند. در نیروگاه های صنعتی آب جبرانی باید عاری از دی اکسیدکربن یا نمکهای غیرمحلولی مثل بیکربنات سدیم باشد. در غیر اینصورت با افزایش دما، بیکربنات سدیم تجزیه شده و دی اکسیدکربن آزاد میشود. اگر آب جبرانی با آمونیاک پالایش شود ممکن استحاوی بیکربنات آمونیوم باشد.
برای کاهش خوردگی ناشی از اکسیژن مقدار اکسیژن نامحلول در آب چگالیده در نیروگاه های معمولی نباید از 5 تا 7 PPb و برای نیروگاه های هسته ای نباید از حدود 3PPb تجاوز کند و به هرحال مقدار دی اکسیدکربن باید صفر باشد.
هوازدایی حرارتی مهمترین راه برای جداسازی گازهای خورنده است که رهاشدن گازهای موجود در آب را تضمین میکند.
جداسازی گازها از آب ورودی در گرمکن هوازدا انجام میشود که در آن تمام جریانهای مایع ورودی تا حد دمای اشباع متناظر با فشار هوازدا، گرم میشوند. در چرخه یک نیروگاه، هوازدا بعد از گرمکن های آب تغذیه فشار پائین قرار میگیرد. معمولا هوازدا جهت تأمین فشارکافی در ورودی پمپ بویلر، در یک ارتفاع مناسب نصب میگردد.
در هرحال استفاده از هوازدا دارای محاسن بسیاری در بهینه سازی کارکرد سیکل نیروگاهی است که در قسمت وظایف هوازدا در این فصل بیان شده است و لزوم استفاده از آن را بر ما مشخص میسازد.
در این فصل در ابتدا تئوری هوازدایی به اختصار توضیح داده شده و پس از بحث وظایف هوازدا، درباره خوردگی و مکانیزم آن در سیکل نیروگاهی مطالبی ارائه گردیده است. در پایان فصل نقش و موقعیت هوازدا بعنوان یک مبدل تماس مستقیم مورد بررسی قرار گرفته است.
فصل اول: هوازدائی
کلیات
در این فصل در ابتدا تئوری هوازدایی به اختصار توضیح داده شده و پس از بحث وظایف هوازدا، درباره خوردگی و مکانیزم آن در سیکل نیروگاهی مطالبی ارائه گردیده است. در پایان فصل نقش و موقعیت هوازدا بعنوان یک مبدل تماس مستقیم مورد بررسی قرار گرفته است.
1-1- هوازدایی
هوازدایی از آب های صنعتی یک فرآیند خاص انتقال جرم است که در صنعت استفاده دارد. جدا نمودن گازهای خورنده و رسوبزا از آب تغذیه دیگ بخار نیروگاه های حرارتی، دستگاه آب شیرین کن تبخیری و انجمادی و آب مورد نیاز در فرآیندهای پالایشگاهی و پتروشیمیائی و نیز آب تزریقی به چاه های نفتی یک مرحله اساسی در پیش تصفیه آنها به شمار میرود.
در فرآیند تولید بخار، به منظور حذف گازهای محلول درآب تغذیه، از دستگاه هوازدا به عنوان یک مبدل باز جهت محافظت دیگ بخار و سیستمهای جانبی در مقابل خوردگی استفاده میگردد.
براي دانلود متن كامل پايان نامه اينجا كليك كنيد
نظرات شما عزیزان:
تبادل لینک هوشمند