steam_boiler_fire_tube
firetube boiler
firetube boiler
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
شركة مصافي الوسط<br />
مصفى الدورة<br />
معھد التدریب النفطي (بغداد)<br />
قسم التطویر<br />
دورة المراجل<br />
البخاریة<br />
لمراجل أنابیب النار<br />
أعداد<br />
المھندس الاقدم<br />
قصي عبد الإلھ محمد سعید<br />
2010<br />
qusai_mrco@yahoo.com<br />
1
الاخوة المھندسین العرب<br />
اضع ھذه الكراسة بین ای دیكم ع سى ان ت ستفیدوا منھ ا<br />
ان شاء االله ون سئلكم ال دعاء لوال دي ولن ا وعن د ق رائتكم<br />
لھل ارجو ان لاتبخلوا بالملاحظ ات او التعلی ق البن اء او<br />
ارسال اي معلومة في مجال المراجل البخاریة وشكرا .<br />
المھندس<br />
قصي عبد الالھ محمد سعید<br />
qusai_mrco@yahoo.com<br />
2
:<br />
مقدمة<br />
بخار الماء:<br />
ھناك حاجة إلى بخار الماء في الكثیر من المنشات الصناعیة وبالإمكان تصنیف<br />
استخدامھ في مجالین أساسیین<br />
1- لأغراض التسخین :ویستعمل بخار الماء أما بصورة مباشرة أو في المبادلات<br />
الحراریة في تسخین المواد في صناعات متعددة<br />
2-في تولید القدرة الكھربائیة<br />
ویستخدم في تشغیل المحركات البخاریة التي تعمل على تدویر المولدات ,المضخات<br />
والكابسات<br />
.<br />
.<br />
.<br />
الاستخدامات الأخرى لبخار الماء<br />
.<br />
.<br />
1-تذریة الوقود السائل لأغراض الاحتراق<br />
2-التدفئة المركزیة<br />
3-طرد او نزع المواد المتطایرة او الغیر مرغوب بھا<br />
4-عامل مساعد لبعض العملیات الكمیاویة<br />
5-كوسط مناسب لعملیات التنظیف والقشط للأوعیة من الداخل<br />
6-إطفاء الحرائق<br />
.<br />
.<br />
.<br />
.<br />
3
یصنف بخار الماء حسب ضغطھ إلى<br />
.<br />
-:<br />
.1<br />
.2<br />
.3<br />
.4<br />
بخار ذو ضغط عالي یتراوح بین 90-60 بار<br />
بخار ذو ضغط مرتفع یتراوح بین35-25 بار.<br />
بخار ذو ضغط متوسط یتراوح بین 15-10 بار<br />
بخار ذو ضغط واطئ یتراوح بین 1,5- 3 بار.<br />
.<br />
تولید بخار الماء :-<br />
ھناك ثلاث مراحل لتحویل الماء الخالي من الأملاح إلى بخار ماء محمص<br />
رفع درجة حرارة الماء إلى درجة حرارة التبخیر والتي تختلف حسب الضغط<br />
وتعرف ھذه الحرارة بحرارة التسخین<br />
تحویل الماء إلى بخار عند درجة حرارة و ضغط ثابتین وتدعى الحرارة<br />
/كغم) ماء عند الضغط الاعتیادي<br />
اللازمة للتبخیر وتقدر<br />
تحویل البخار المشبع الى بخار محمص<br />
.<br />
.<br />
.<br />
) 540 ك سعرة<br />
( Boiling temp.)<br />
.(<br />
-1<br />
-2<br />
.1<br />
.2<br />
.3<br />
:ھوعملیة تبخیر سریع تحدث في جمیع<br />
درجة الغلیان<br />
اجزاء السائل في درجة حرارة معینة مصحوبة بفقاعات كبیرةمملؤة ببخار<br />
السائل ویطلق على درجة الحرارة التي یحصل عندھا الغلیان تحت الضغط<br />
الجوي الاعتیادي بنقطة الغلیان الطبیعیة لذالك السائل ) عندما یتساوى ضغط<br />
بخار السائل مع الضغط الجوي<br />
درجة غلیان الماء = 100 م<br />
العوامل المؤثرة في درجة الغلیان<br />
مقدار الضغط المسلط على سطح السائل.<br />
ذوبان المواد المختلفة في السوائل.<br />
وجود الاملاح في الماء یزید من درجة الغلیان بسبب ان ایونات الاملاح<br />
تعرقل ھروب جزیئات البخار.<br />
الحرارة الكامنة للتبخر(vaporization (Latent heat of :<br />
كمیة الحرارة اللازمة لتحویل وحدة الكتل من ذلك السائل الى بخار عند تلك<br />
الدرجة.<br />
البخار الرطب <strong>steam</strong>) Wet):وھو البخار الذي یحتوي على رذاذ من الماء<br />
(رطوبة).<br />
:تحویل كافة الماء الى<br />
البخار المشبع<br />
بخار عند ثبوت درجة الحرارة.<br />
البخار المحمص<br />
درجة حرارتھ اكبر من درجة حرارة الاشباع.<br />
(SATURATED STEAM)<br />
STEAM) (SUPER HEATED :وھو البخار الذي<br />
4
المرجل البخاري:<br />
عبارة عن وعاء مغلق یحتوي عادة على غرفة احتراق یشتعل فیھا الوقود وتستخدم<br />
الحرارة الناتجة عند الاحتراق لتحویل الماء الى بخار الماء داخل المرجل تحت<br />
الضغط ودرجة الحرارة حسب الحاجة وتصنف المراجل البخاریة .<br />
أنواع المراجل البخاریة<br />
5<br />
:<br />
. (<br />
.1<br />
مرجل أنابیب الماء:<br />
تتكون المراجل من نوع أنابیب الماء من وعاء(Drum) أو اكثر (غالباً<br />
من اثنین الى أربعة وأنابیب تتكون من صف واحد أو اكثر<br />
ترتبط بنھایتي الوعاء الواحد أو ترتبط بین الأوعیة إذا كان المرجل<br />
یحوي على اكثر من وعاء ویجري الماء داخل الأنابیب بینما تلامس<br />
غازات الاحتراق الساخنة سطح الأنابیب الخارجي .ویستخدم ھذا النوع<br />
من المراجل البخاریة غالباً في إنتاج طاقات كبیرة من بخار الماء<br />
ان المراج ل الم ستعملة ف ي الم صافي ت صمم للاش تغال عل ى أح د ن وعي الوق ود<br />
المتوفر في المصفى النفط او الغاز او باستعمالھما سویة یحصل الاحت راق داخ ل<br />
حی ز الف رن وت سري متول دات الاحت راق عل ى الط ول الكل ي لف رن المرج ل قب ل<br />
دخولھا الى حزم ة الانتق ال الح راري بالحم ل حی ث توض ع المحم صات وم ن ث م<br />
تخرج غازات الاحتراق من خلال المدخنة ویبرد المرجل كلیا بواسطة الماء<br />
وبذلك تتحقق نسبة عالیة من تبرید الفرن<br />
تتكون جدران الفرن ، الأرضیة والسقف من الأنابیب الملحومة المزعنفة مدعومة<br />
بغلاف عازل بما فیھ الكفایة لضمان الحصول على جدار مغلف بارد .<br />
.<br />
(Bank)<br />
.<br />
,<br />
مخطط مراحل تحول الماء الى بخار
في مراجل أنابیب الماء تكون الأوعیة والأنابی ب اص غر ن سبیا وب سبب حجم<br />
الوع اء ال صغیر بالإمك ان إنت اج بخ ار الم اء تح ت ض غوط عالی ة ودرج ات<br />
حرارة مرتفعة.<br />
6
انابيب واوعية المرجل<br />
7<br />
أجزاء المرجل البخاري:<br />
-1<br />
-2<br />
-3<br />
-4<br />
-5<br />
-6<br />
-7<br />
الفرن.<br />
المشاعل<br />
وعاء الماء.<br />
المحمصة.<br />
وعاء البخار.<br />
نافخات الرماد والسخام<br />
صمامات الأمان.<br />
.
-8<br />
أجھزة السیطرة.<br />
ملحقات المراجل البخاریة<br />
:<br />
.<br />
.<br />
-1<br />
-2<br />
-3<br />
-4<br />
-5<br />
-6<br />
-7<br />
-8<br />
-9<br />
معدات تزوید الوقود<br />
ھواء الاحتراق<br />
المداخن.<br />
مضخات تغذیة الماء<br />
معدات تصریف ماء البزل<br />
معدات معاملة الماء وطرد الغازات الذائبة<br />
مسخنات الھواء الأولیة.<br />
الموفر.<br />
مجمع الأتربة والرماد.<br />
.<br />
.<br />
.<br />
ممیزات مراجل انابیب الماء<br />
- 1 ملائمة لجمیع الضغوط إلى اكثر من 180 بار .<br />
- 2 یلزم اقل وزن من المعدن للحصول على كمیة من بخار الماء<br />
- 3 مرونة أكثر لتلبیة التغییر في الطلب على البخار<br />
- 4 تشغل حیز اصغر<br />
- 5 اقل میلان للانفجار.<br />
تصنیف المراجل حسب تصمیم وعاء البخار والماء وموقعھا من المرجل<br />
البخاري وكما یلي :<br />
.<br />
.<br />
.<br />
- 1 مرجل نوع D<br />
یتكون ھذا النوع من المراجل من وعائین ویكون موقعھ مباشراعلى وعاء الماء<br />
وتربط بینھما انابیب تكوین البخار الصاعدة والانابیب النازلة وتكون المشاعل<br />
الى الجانب من الفرن ویاخذ شكل الاوعیة والانابیب النازلة والصاعدة شكل<br />
الحرف ) D ( .<br />
8
O<br />
مرجل نوع - 1<br />
یتكون ھذا النوع من المراجل من وعائین ویكونان على خط عمودي وتربط<br />
بینھما الانابیب تكوین البخار الصاعدة وانابیب الماء النازلة وتتخذ شكل<br />
) O .( الحرف<br />
A<br />
مرجل نوع - 2<br />
یتكون ھذا النوع من المراجل من وعاء بخار كبیر ووعائین للماء صغیرین<br />
نسبیا وتربط بینھما انابیب تكوین البخار الصاعدة وانابیب الماء النازلة لتشكل<br />
شكل الحرف (A).<br />
9
- 3<br />
مرجل أنابیب النار:<br />
یتكون المرجل اساسا من وعاء أسطواني الشكل ویوجد على نھایتھ لوح مجمع<br />
الأنابیب sheet) (Tube الذي یثبت أو یمسك أنابیب النار(Fire-<strong>tube</strong>) وفي<br />
ھذه الحالة یكون الماء بداخل الوعاء الأسطواني وملامس لأنابیب النار من<br />
الخارج .في حین تصمم غرفة الاحتراق المتصلة بالمرجل حیث تمر نواتج<br />
الاحتراق الساخنة داخل أنابیب النار.وعند ذلك یتم التبادل الحراري ویتبخر<br />
الماء في الوعاء.<br />
الغلاف الخارجي لمرجل انابیب النار اكبر نسبیا مما في مراجل انابیب الماء كما<br />
ان حجم الماء كبیر نسبیا وذي قابلیة للتدویر محدودة بالاضافة الى ان ھذا النوع<br />
من المراجل لایلبي بسرعة التغیر في الطلب على بخار الماء ویمتاز مرجل انابیب<br />
اكثر مقارنة بمراجل انابیب<br />
النار بكلفة اولیة واطئة وذو بناء مدمج<br />
الماء.<br />
وتستخدم ھذه المراجل عند الحاجة الى طاقات صغیرة او متوسطة من بخار الماء<br />
ولضغو تصل الى 16 بار او میقارب ، كما تستخدم ایضا في تشغیل المحركات<br />
البخاریة<br />
( COMPACT)<br />
.<br />
10
اجزاء مرجل انابیب النار<br />
-1<br />
-2<br />
الوعاء.<br />
المشعل.<br />
3- صمامات الامان<br />
منظومة السیطرة<br />
المحمصة.<br />
الموفر.<br />
-4<br />
-5<br />
-6<br />
1-الوعاء.<br />
ویحتوي على الانابیب ، قاعدة الانابیب الامامیة ، قاعدة الانابیب الخلفیة ،<br />
غرفة تحویل اتجاه الغازات و الفرن (غرفة الاحتراق).<br />
11
12
13
14
15
المشعل: 2.<br />
ھو عبارة عن المعدة التي یتم احراق الوقود من خلالھا.<br />
16
مشاعل الوقود السائل<br />
.<br />
:<br />
ان مبدا عمل مشاعل الوقود السائل یكمن بالعمل على ایجاد تناسب للمزج بین<br />
الوقود والھواء الاحتراق ویكمن ھذا التناسب بطرقتین ھما:<br />
اولا: یتبخر الوقود ویتحول الى الحالة الغازیة بواسطة التسخین ضمن حیز<br />
المشعل نفسھ او بالھواء او البخار.<br />
ثانیا ان الوقود یمكن ان یتحول الى الحالة الغازیة بواسطة المزج مع البخار<br />
او الھواء ضمن حیز مجال الاشتعال<br />
ان عملیة التذریة للوقود السائل تزید من المساحة السطحیة المعرضة<br />
للاحتراق وتتم بثلاث طرق اما بواسطة الھواء او البخار او باجبار الوقود<br />
بالمرور من خلال فتحة ضیقة ل<br />
انواع المشاعل<br />
. Nozzle<br />
17<br />
1- مشاعل الانبثاق بواسط الضغط<br />
مشاعل الانبثاق بواسط الضغط عبارة عن فتحة ضیقة<br />
تقع في نھایة انبوب بضغط عالي (Nozzle) ویكون ضغط زیت الوقود<br />
15 بار.عند خروج الوقود السائل من الفتحة<br />
الضیقة فان الضغط سوف یقل وتزداد السرعة مما یؤدي الى انتشار<br />
(Pressure Jet Burner)<br />
(orifice) ببساطة<br />
oil) (fuel بین 7 الى
الوقود بشكل رذاذ وزیادة المساحة السطحیة لھ داخل الفرن ویحنرق<br />
بسھولة.<br />
18
-2 مشاعل الغازالھوائیة(burner (Gas Aerated .<br />
تعتبرمشاعل الغاز الھوائیة من اكثر معدات احتراق الوقود الغازي انتشارا<br />
في الاستعمالات الاستھلاكیة والصناعیة وتعتمد على مبدا مزج جمیع<br />
الھواءالاحتراق قبل الاتقاد مع الغز الامر الذي یزید من استقرار اللھب<br />
19
وانتظام الاحتراق وتكاملھ وبصورة عامة تصنف مشاعل الغاز الھوائیة الى<br />
مجموعتین استنادا الى ضغط الغاز المزود الى المشعل .<br />
(Low Pressure<br />
•<br />
مشاعل الضغط الواطىء(Burners<br />
ھذه المشاعل تعمل بضغط غاز واطىءعادا بحدود(mbar 2.5-10)وتتكون<br />
ببساطة من انبوب فنجوري یتدفق الغاز بسرعة تتناسب طردیا<br />
مع الجذر التربیعي لضغط الغاز وعكسیا مع الجذر التربیعي لوزنھ النوعي.<br />
وسرعة تدفق الغاز یجب ان تكون كافیة لحدوث ضغط ستاتیكي واطىء عند<br />
رقبة انبوب المزج والتي تكون تقریبا على شكل انبوب فنجوري كما اسلفنا<br />
والضغط الواطىء یعطي الضغط اللازم لسحب الھواء الاولي من الجو خلال<br />
الفتحات المتغیرة داخل انبوب المزج وعند مزجھ مع الغاز یرتفع الضغط.<br />
(venturi)<br />
•<br />
مشاعل الضغط العالي(Burners (High pressure<br />
ھذه المشاعل تعمل بضغط غاز واطىء عادا بحدود(mbar 12-175)<br />
مشاعل المخروط الدوار(Burners .(Rotary cup<br />
یزود الوقود السائل من الفتحة الضیقة للمخروط الذي یدور بسرعة 4000-<br />
5800 دورة/دقیقة حیث ینتشر السائل على شكل غشاء فوق السطح الدوار<br />
ویقذف عند النھایة الواسعة بواسط القوة الطاردة المركزیة الى داخل فرن<br />
الاحتراق وعند ملامستھ لتیار الھواء الاولي السریع یتكسر الى رذاذ دقیق<br />
جدا<br />
یزود تیار الھواء الاولي تحت ضغط واطىء بواسطة مروحة على المخروط<br />
الدوار وینتشر حول غشاء الوقود<br />
یتحرك المخروط الدواربواسطة محرك كھربائي او توربین ھوائي.<br />
.<br />
.<br />
.<br />
-3<br />
20
3- صمامات الامان :<br />
وھي صمامات تستخدم لتفری غ ال ضغط الزائ د للمرج ل البخ اري لحمایتھ<br />
م ن الانفج ار وترك ب عل ى وع اء المرج ل وتعم ل ذاتی ا نتیج ة لل ضغط<br />
المسلط علیھا المتمثل بضغط البخار.<br />
21
-4<br />
منظومة السیطرة<br />
تتكون وحدة السیطرة على المراجل من مسیطرات على الم ستوى والجری ان<br />
وعدادات انتاج البخار واجھزة قیا س الضغط والحرارة والمستوى .<br />
!Error<br />
22
مقياس الضغط<br />
مرسلة قياس المستوى بواسطة فرق الضغط<br />
23
مقياس<br />
المستوى<br />
الزجاجي<br />
5- المحمصة<br />
وھ ي عب ار ع ن مجموع ة م ن الانابی ب ی تم تحوی ل البخ ار الم شبع ال ى<br />
محمص وتتكون المحمصة من مجموعتي حزم انابیب عمودیة موضوعة<br />
في مسار غازات الاحتراق قبل طرحھا ال ى المدخن ة ویك ون موقعھا في<br />
نھایة الفرن وفي الحیز الذي یتغیر بھ اتجاه المسار قبل الدخول ال ى ح زم<br />
الانابی ب مم ا یمك ن م ن انتق ال الح رارة م ن غ ازات الاحت راق بواس طة<br />
الاشعاع والحمل بطریقةتضمن اس تقرار درج ة ح رارة البخ ار المحمص<br />
مع تغیرات الواسعة في مدى الحمل البخاري.<br />
24
- الموفر :<br />
6<br />
وھو عبارة عن مبادلة حراریة على شكل مجموعة من الأنابیب تستخدم كأجھزة<br />
إضافیة لغرض تسخین الماء الداخل إلى المرجل بواسطة الغاز العادم الخارج<br />
من المرجل .ومن المفید استغلال الحرارة في الغاز العادم في التسخین خاصة أن<br />
درجة حرارة العادم الخارجة ھي بحدود 400-300 م حیث أن تسخین الماء<br />
الداخل للمرجل بمقدار 225م أي استغلال الحرارة في الغاز العادم یؤدي إلى<br />
الاقتصاد في الوقود المستھلك بحدود ویجب أن لا تقل درجة حرارة الغاز<br />
العادم عن 175-150 م وذلك لكي نعبر درجة نقطة الندى في الغاز العادم والتي<br />
بحدود 60م حیث یبداء بخار الماء بالتكثیف<br />
.<br />
%15<br />
25
26
27
ملحقات مراجل انابیب النار<br />
یستلزم توفر الاجھزة والمعدات في بنایة المراجل البخاریة وكما<br />
یلي:<br />
1.خزان الماء المكثف:<br />
28
ان واجبات ھذا الخزان ھي<br />
تجمیع المتكثف من البخار الراجع<br />
تسخین الماء المغذي عن طریق وحدة تسخین موجودة<br />
في داخلھ<br />
التخلص من نسبة محدودة من الاوكسجین وثاني<br />
اوكسید اتلكاربون.<br />
یمكن اعتبار خزان الماء المكثف بدیل لخزان تغذیة<br />
المرجل بالماء.<br />
2.مزیلات الغازات<br />
.<br />
•<br />
•<br />
•<br />
•<br />
بعد تصفیة الماء في اجھزة ازالة الاملاح بصورة عامة ولغرض<br />
تزوید المرجل بماء صالح للاستخدام ولانتاج بخار خالي من<br />
الشوائب فان الماء المصفى لایزال یحتوي على غازات مختلفة<br />
اكثرھا ضررا ھو الاوكسجین وثاني اوكسید الكربون وعلیھ<br />
یستوجب التخلص منھا قبل دخولھا المرجل بواسطة مزیلات<br />
الغازات حیث ان مضار الاوكسجین تحدث بسبب انطلاقھ بسرعة<br />
عالیة جدا عند تبخیر الماء وتكوین حفر صغیرة على المعادن التي<br />
29
:<br />
.<br />
تصتدم بھا اما مضار ثاني اوكسید الكاربونفھو بسبب تكوینھ<br />
لحامض الكربونیك والذي لھ تاثیر سلبي على المعادن حیث یعتبر<br />
حامضا مخففا یؤدي بالنھایة الى حدوث ضاھرة التاكل.ومن انواع<br />
مزیلات الغازات<br />
أ- مزیلة الغازات التي تعمل بالتسخین والضغط الفراغي:<br />
تتكون ھذا النوع من المزیلات من وعاء یحتوي على صفائح مثقبة او نوزلات لزیادة<br />
الساحة السطحیة لانتقال المادة حیث تعمل ھذه المزیلة عند درجة حرارة اقل من<br />
درجة غلیان الماء عند الضغط الجوي یدخل الماء من الاعلى ویتم ترذیذه بواسطة<br />
الصفائح المعدنیة المثقبة ویدخل البخار من اسفل ھذه الصفائح أي بصورة عكسیة<br />
حیث یتم إزالة الغازات الذائبة والأبخرة بواسطة اجكتر او مضخة فاكیوم وحسب<br />
تصمیم وسعة المزیلة، ویتم طرح الغازات المسحوبة الى الجو .<br />
ب- مزیلة الغازات التي تعمل بالتسخین و بضغط أعلى من<br />
الضغط الجوي:<br />
تتكون ھذه المزیلة من جزئین الأول یتم ترذیذ الماء فیھ لزیادة المساحة السطحیة<br />
لغرض الانتقال الحراري التسخین) والجزء الثاني عبارة عن وعاء یحتوي على<br />
30<br />
)
<strong>steam</strong> scrubber حیث یتم تسخین الماء فیھ الى درجة 130 م لغرض طرد<br />
الغازات الذائبة مثل الأوكسجین وثاني اوكسید الكاربون ویعتبر ھذا النوع من<br />
المزیلات ذو كفاءة أعلى من النوع الأول حیث تبلغ نسبة الأوكسجین الخارج<br />
0.03جزء بالملیون.<br />
0,007 جزء بالملیون بینما في النوع الأول تبلغ<br />
.<br />
0.02 الى<br />
31
وعاء البزل 3-<br />
عند تشغیل المرجل البخاري فان الترسبات الكلسیة والطمى<br />
والاطیان المحتمل تواجدھا في المرجل یستوجب اخراجھا من داخل<br />
المرجل بواسطة صمام البزل للمرجل.<br />
32
وعندھا اخراج المواد الغریبة الى الخارج حتى لایكون اخراج<br />
الماء والمواد الغریبة مصدر ازعاج او تلف مجاري تصریف<br />
المیاه.ھذا ویتم من خلال ھذا الخزان فصل المواد الغریبة لتخرج مع<br />
الماء من اسفل الخزان ویخرج الماء من اسفل الخزان ویخرج الماء<br />
المتبخر من اعلى الخزان الى الجو الخارجي او یسترجع الى<br />
منضومة البخار الواطىء ویمكن ان یتم استرجاع الطاقة من الماء<br />
المطروح عن تبادلھ حراریا مع الماء البارد المغذي للمرجل .<br />
33
34
4<br />
–خزان الماء المغذي للمرجل<br />
35
4- وحدة معالجة المیاه<br />
ماء التغذیة في المراجل:<br />
قد یحتوي الماء الطبیعي على شوائب صلبة او سائلة او غازیة ، مما یوثر على<br />
سلامة المرجل وملحقاتھ ویتطلب إزالة الشوائب من ماء التغذیة قبل استخدامھ في<br />
المرجل ومن ابرز الشوائب المطلوب أزالتھا من الماء بصورة إضافیة كمایلي<br />
الأملاح الذائبة<br />
الغازات الذائبة.<br />
مواد عالقة او أطیان.<br />
:<br />
.<br />
-1<br />
-2<br />
-3<br />
معاملة ماء التغذیة:<br />
-1<br />
-2<br />
تتضمن معاملة الماء بھدف إزالة الأملاح والشوائب وكمایلي:<br />
المعاملة المیكانیكیة:وتھدف ھذه المعاملة الى إزالة المواد العالقة عن<br />
طریق تجمیع العوالق وترسیبھا ومن ثم ترشیحھا.<br />
المعاملة الكیمیاویة:وتشمل وحدات R.O, EDR والتي تزیل جزء كبیر<br />
من الأملاح الذائبة أما ما تبقى منھا فتزال بواسطة المبادلات الایونیة<br />
SOFTENING,DEALKALISTION, DEMI.<br />
36
وحدة R.O<br />
-3<br />
Uالمعاملة الحراریة:وتتضمن تسخین الماء لطرد الغازات الذائبة والھواء.<br />
المواد الكمیاویة المضافة الى ماء المغذي للمرجل:<br />
37<br />
OXYGEN SCAVENGER :ویستخدم لإزالة ما تبقى<br />
من الأوكسجین المذاب في ماء التغذیة بعد خروجھ من<br />
مزیلات الغازات ویحقن بواسطة مضخة على الأنبوب الخارج<br />
من المزیلة. ھذه المادة كقاتل اوكسجین (مانع تاكل<br />
حیث تقوم ھذه المادة بالتفاعل مع الاوكسجین الذائب في<br />
(<br />
-1
میاه التغذیة قبل دخولھا الى المرجل وذلك بوجود مادة<br />
فعالة وسیطة تسرع من عملیة التفاعل مع الاوكسجین ،<br />
حیث ان الاوكسجین ھو المسبب الرئیسي للنخر<br />
الموضعي على الانابیب .<br />
CONDITIONER وتحقن ھذه المادة الى وعاء البخار<br />
مباشرة او على الأنبوب الرئیسي لماء المغذیة للمراجل<br />
وتستخدم لإزالة التكلسات او الرواسب وتكون طبقة واقیة على<br />
الأنابیب والأوعیة لحمایتھا من التآكل .وتعتبركمصدر<br />
للقلویة وذلك للحفاظ على قیمة قلویة وPH في المرجل<br />
ضمن الحدود المسموح بھا بالاضافة الى عملھا كمانع<br />
تكلس في حال لم تتجاوز العسرة الكلیة في میاه<br />
التعویض . 1PPM<br />
NEUTRALIZER وتحقن ھذه المادة في أنبوب البخار<br />
الرئیسي من اجل رفع درجة حموضة PH وذلك من<br />
جراء تشكل حامض الكربونیك الناتج عن تفكك<br />
البكاربونات والكاربونات السالبة في میاه المرجل .<br />
-2<br />
-3<br />
38
U<br />
المبادلات الایونیة<br />
– المبادل الایوني نوع (SAC) Softener<br />
1<br />
39
40
2<br />
– مزیلات العسرة المؤقتة والدائمیة<br />
41
منظومة انتاج الماء الخالي من<br />
الاملاح ) (Demineralisation<br />
-1<br />
42
6<br />
– مبردة ماء الفحص<br />
43
– مضخات میاه التغذیة<br />
وھي من الطاردة عن المركز تستند في عملھا على مبدأ الطرد المركزي<br />
بدفع المائع واھم أجزاء المضخة ھي:-<br />
المحرك وھو الجزء الذي یولد الحركة في المضخة. الذراع وھو الجزء الذي<br />
ینقل الحركة من المحرك إلى المضخة. جسم المضخة حیث یكون مصمم<br />
لكي یندفع المائع باتجاه التصریف وتكون ھذا النوع اما على مرحلة واحدة او<br />
عدة مراحل وتبعا لمعدل الجریان والضغط المطلوب .<br />
7<br />
.<br />
اجزاء مضخة مياه المرجل<br />
Precision milled<br />
diffuser<br />
Radial discharge<br />
NEMA or metric<br />
shaft end<br />
End suction<br />
Outboard fan<br />
Oil or grease lube<br />
Sleeve bearing<br />
Low NPSH<br />
suction impeller<br />
Balancing<br />
Cooling chamber<br />
packing, -Seal<br />
component or<br />
cartridge<br />
US or metric<br />
44
خطوات تشغیل المرجل البخاري نوع انابیب النار<br />
.<br />
-1<br />
-2<br />
-3<br />
تشغیل منظومة الوقود السائل الملحقة بالمراجل<br />
التاكد من مضخات المواد الكیمیاویة ومن كمیات المواد الكیمیاویة<br />
في الاوعیة ومن تعیر المضخات حسب توجیھات المختبر والشركة<br />
المجھزة للمواد الكیمیاویة.<br />
التاكد من مستوى الماء في خزان الماء المتكثف من مقیاس المستوى<br />
الزجاجي او من<br />
التاكد من مستوى الماء في خزان ماء المغذي وان وحدة التحلیة<br />
تعمل.<br />
التاكد من ایصال الطاقة الكھربائیة الى لوحة السیطرة الخارجیة.<br />
وضع مفتاح<br />
فحص مضخات میاه تغذیة المرجل بعد وضع مفتاح<br />
الاختیار(MAN-AUT) على الوضع<br />
اختیار احد المضختین للعمل من مفتاح الاختیار اما او<br />
اختیار نوع وقود التشغیل وفي البدایة یكون العمل على الكاز من<br />
مفتاح<br />
تشغیل مضخة میاه تغذیة المرجل لتعبئة المرجل بالماء الى الحد<br />
الموصى بھ بعد تحویلھا على الوضع التلقائي .Auto<br />
ضع مفتاح Burner على وضع وتعني ON وفي ھذه<br />
الحالة سوف تعمل المروحة الدافعة للھواء وتعمل<br />
الموجودة وبعد قلیل یبداء المشعل بالاتقاد ویجھز المرجل بالحرارة<br />
اللازمة لتحویل الماء الى بخار.<br />
.ON وتعني (I)<br />
.(2)<br />
(1)<br />
purge للغازات<br />
. DCS<br />
Auxiliary Circuits على وضع<br />
. (MAN)<br />
Oil) 2-Heavy oil 1-Light ( نختار .(1)<br />
(I)<br />
-4<br />
-5<br />
-6<br />
-7<br />
-8<br />
-9<br />
-10<br />
-11<br />
قم بفتح انبوب تصریف البخار لمدة قلیلة لاخراج الھواء اوالغازات<br />
في وعاء المرجل.<br />
12- عند وصول الضغط الى 16 بار قم بفتح صمام الإنتاج الى منظومة<br />
البخار.<br />
استمرار مراقبة عمل المرجل مع فحص ماء المرجل بصورة<br />
دوریة.<br />
-13<br />
-1<br />
ملاحظات ھامة:-<br />
یتوف المرجل عن العمل عند ارتفاع مستوى الماء الى اكثر من الحد<br />
الاعلى او اقل من الحد الادنى.<br />
45
-2<br />
یتوقف المرجل عن العمل عند عدم الاستھلاك اى ارتفاع الضغط<br />
عن الحد الاعلى.<br />
:<br />
الوقود المستخدم في المراجل البخاریة<br />
-1<br />
وھو عبارة عن المادة التي تتحد كیمیائیا مع الأوكسجین وتطلق الحرارة.<br />
الوقود الصلب<br />
یعتبر أول مصدر للطاقة ویشمل الفحم بأنواعھ مثل الكوك والحجري وفحم الخشب<br />
تعود كافة أنواع الوقود الصلب إلى اصل سلیلوزي ویدخل في تركیبھا الكاربون و<br />
الھدروجین والأكسجین ونسبة قلیلة من الكبریت والنتروجین .<br />
.<br />
.<br />
.<br />
.<br />
:<br />
:<br />
.<br />
-2<br />
الوقود السائل<br />
احتل البترول مركزا متمیز بین مختلف مصادر الطاقة ومن ابرز المیزات التي<br />
یتمتع بھا البترول ھي<br />
أ-یحتوي على منتجات عدیدة یمكن فصلھا عن بعضھا عن طریق التكریر وتمثل<br />
مصادر متنوعة في استعمال الوقود<br />
ب- یحتوي على كمیات من الغاز الطبیعي بالإمكان فصلھا عنھ بعد خروجھ على<br />
سطح الأرض<br />
ج- سھولة نقلھ الى مسافات بعیدة<br />
د - انخفاض كلفة انتاجة ونقلة وتكریره<br />
46
شعلة الوقود<br />
السائل<br />
:<br />
.<br />
– 3<br />
الوقود الغازي<br />
یعتبر من أھم أنواع الوقود ومنھ الغاز الطبیعي وغاز البترول وغاز الھدروجین<br />
والاستلین<br />
ویتمیز الوقود الغازي على الوقود الصلب بما یلي<br />
.<br />
:<br />
.<br />
أ- سھولة ضغطة ونقلة بالأنابیب إلى الأفران والمراجل البخاریة<br />
ب- یحترق بصورة تامة<br />
ج-لا یخلف عند الاحتراق رماد أو دخان أو شوائب أخرى تذكر<br />
د -سھولة السیطرة على اللھب وعلى درجة الحرارة<br />
ت-كلفة الوحدات الحراریة من الغاز اقل مما للوقود الصلب و السائل<br />
أما مساوئھ الأساسیة فھي صعوبة الخزن والتسویق لمسافات طویلة<br />
.<br />
.<br />
.<br />
.<br />
47
شعلة الوقود<br />
الغازي<br />
C+O2<br />
HEAT +<br />
Uأنواع الاحتراق:<br />
1U-الاحتراق التام<br />
CO2<br />
H2+1/2 O2<br />
H2O+HEAT<br />
2-الاحتراق الغیر تام<br />
ویحصل عند عدم كفایة ھواء الاحتراق ویتكون اول اوكسید الكاربون<br />
2C+O2<br />
2CO+HEAT<br />
الاسباب التي تجعل الاحتراق الغیر تام غیر مرغوب فیھ<br />
48<br />
-1<br />
-2<br />
ان غاز اول اوكسید الكاربون من المكن ان یسبب عملیة الاحتراق المتاخر.<br />
ان غاز اول اوكسید الكاربون سام جدا.<br />
3- صرفیات اكبر في الوقود<br />
4- ان اعادة اشتعال اول اوكسید الكاربون قد یسبب الانفجار.
:<br />
Uانتقال الحرارة في المراجل البخاریة<br />
المبادئ الأساسیة<br />
1- وجود اختلاف في درجات الحرارة<br />
2-انتقال الحرارة من الوسط الساخن إلى الأقل سخونة<br />
الانتقال الحراري بإحدى الطرق التالیة أو بالاشتراك بینھم جمیعا<br />
.<br />
.<br />
.<br />
:<br />
-3<br />
التوصیل I-<br />
ویتم بھھ الطریقةانتقال الطاقة الحراریة خلال المادة بدون تحرك جزیئات ھھ<br />
المادة ویحدث في المواد الصلبة حیث ان الطاقة الحراریة تنتقل بواسطة<br />
الجزیئات الساخنة المھتزة مسببا اھتزاز الجزیئات المجاورة ولغایة بلوغھا<br />
الحرارة المناسبة ،وتتمثل ھذه الطریقة في انابیب المرجل ویكون الانتقال بین<br />
معدن الأنابیب والماء المحتوى بداخلھ وانتقال الحرارة من الجدار العازل.<br />
49
:<br />
الحمل انتقال الحرارة بفعل اختلاف الكثافة نتیجة السخونة ویكون ھذا<br />
الانتقال إما طبیعي مثل جریان الماء والبخار أو مفتعل بواسطة وسائل<br />
میكانیكیة لانتقال الحرارة من الغازات العادمة الى سطوح الأنابیب حیث<br />
انتقال الطاقة الحراریة یتم من خلال حركة الجزیئات الساخنة من مكان الى<br />
اخر .<br />
-II<br />
50
الإشعاع :وھو شكل مستمر من التبادل الداخلي للطاقة بواسطة الأمواج<br />
الكھرومغناطسیة ویحث داخل الفرن<br />
.<br />
-III<br />
51
U<br />
الحرارة المفقودة في المرجل:<br />
ان من المستحیل ان یوجد جسم یختلف بدرجة حرارتھ عن درجة حرارة المحیط<br />
بدون حصول انتقال حراري لان الحرارة تمیل الى الانتقال من الجسم الساخن الى<br />
الابرد. وھنالك نوعان من الفقدان ھما:<br />
1-الحرارة المفقودة في الغازات العادمة.<br />
2 -الحرارة المفقودة من جدران الفرن.<br />
- 3 میاه البزل.<br />
تمارین الاحتراق وكفاءة المرجل<br />
ت1<br />
احسب حجم الوقود متر /ساعة المستخدم في مرجل بخاري علما ان كمیة الوقود<br />
المستخدم 11700 باوند بالساعة وان API=15 ؟<br />
API=141.5<br />
Sp.gr<br />
-131.5<br />
الكثافة النوعیة=كثافة المادة/كثافة الماء<br />
الكثافة= الكتلة /الحجم الحل<br />
:<br />
من قبل المتدرب<br />
52<br />
ت2<br />
مرجل بخاري یسخن بواسطة زیت الوقود تحت الظروف الاتیة المطلوب احسب<br />
كمیة الاوكسجین اللازم لعملیة الاحتراق وكفائة المرجل ؟<br />
كمیة البخار المتولد = 1000 كغم /ساعة<br />
درجة حرارة البخار المحمص = 480 م<br />
ضغط بخار الماء المحمص = 42 جو (مطلق)<br />
درجة حرارة ماء التغذیة = 115م<br />
كمیة الوقود المستھلك = 75 كغم/ساعة
11000 ك/سعرة/كغم<br />
%12<br />
القیمة الحراریة للوقود<br />
تركیب الوقود %80 كاربون ھدروجین<br />
نسبة الھواء الزائد = 10 %<br />
الحل<br />
كمیة الحرارة الممتصة في بخار الماء المحمص عند 480 م وضغط<br />
جداول البخار) = 812 ك سعرة/كغم<br />
كمیة الحرارة في ماء التغذیة عند 115 ك سعرة /كغم<br />
الحرارة الكلیة المعطاة لبخار الماء =(812- 115) *<br />
75 كغم من الوقود یتضمن<br />
وزن الكاربون = 60 كغم<br />
وزن الھدروجین = 9 كغم<br />
وزن الكبریت = 1.8 كغم<br />
42 جو(<br />
% 2.5 كبریت % 0.5<br />
115 م =<br />
من<br />
= 1000 697000 ك سعرة<br />
:<br />
= 32x 234 كغم<br />
32<br />
كمیة الاوكسجین النظریة =<br />
1.8 + 16x 9 + 32x 60<br />
2 12<br />
23.4= 0.1x كغم<br />
كمیة الاوكسجین الزائد = 234<br />
كمیة الاوكسجین الكلي = 234 +23.4 =257.4 كغم<br />
الحرارة الداخلة = 11000x75 =825000 ك سعرة<br />
100x<br />
كفاءة =<br />
الحرارة المتصة في بخار الماء<br />
القیمة الحراریة للوقود x كمیة الوقود<br />
100x<br />
697000 =<br />
825000<br />
% 84.48 =<br />
53<br />
شبكة البخار<br />
مكونات شبكة البخار<br />
الانابیب<br />
مصائد البخار<br />
3- صمامات<br />
4- صمامات التنفیس<br />
5- صمامات تصریف الماء المتكثف<br />
6- صمامات الامان<br />
مقایس الضغط<br />
مقایس الجریان<br />
-1<br />
-2<br />
-7<br />
-8
54
Change language