steam_boilers_fire_tube_ lecture 2010 final
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
شركة مصافي الوسط<br />
مصفى الدورة<br />
دورة المراجل البخاریة<br />
لمراجل أنابیب النار<br />
1
الاخوة المھندسین العرب<br />
اضع ھذه الكراسة بین ایدیكم عسى ان<br />
تستفیدوا منھا انشاء االله ونسئلكم الدعاء<br />
لوالدي ولنا وعند قرائتكم لھل ارجو ان لاتبخلوا<br />
بالملاحظات او التعلیق البناء او ارسال اي<br />
معلومة في مجال المراجل البخاریة وشكرا<br />
المھندس<br />
قصي عبد الالھ محمد سعید<br />
qusai_mrco@yahoo.com<br />
.<br />
2
مقدمة<br />
3<br />
بخار الماء :<br />
ھناك حاجة إلى بخار الماء في الكثیر من المنشات الصناعیة<br />
وبالإمكان تصنیف استخدامھ في مجالین أساسیین<br />
1- لأغراض التسخین :ویستعمل بخار الماء أما بصورة مباشرة<br />
أو في المبادلات الحراریة في تسخین المواد في صناعات<br />
متعددة<br />
2-في تولید القدرة الكھربائیة<br />
ویستخدم في تشغیل المحركات البخاریة التي تعمل على تدویر<br />
المولدات ,المضخات والكابسات<br />
:<br />
.<br />
.<br />
.
4<br />
اول محرك بخاري
الاستخدامات الأخرى لبخار الماء<br />
1-تذریة الوقود السائل لأغراض الاحتراق<br />
2 -التدفئة المركزیة<br />
.<br />
.<br />
3 -طرد او نزع المواد المتطایرة او الغیر مرغوب بھا<br />
4-عامل مساعد لبعض العملیات الكمیاویة<br />
.<br />
.<br />
5 -كوسط مناسب لعملیات التنظیف والقشط للأوعیة من الداخل<br />
.<br />
6-إطفاء الحرائق<br />
.<br />
5
6<br />
المنتجات التي استخدم في انتاجھا البخار
یصنف بخار الماء حسب ضغطھ إلى :<br />
.<br />
بخار ذو ضغط عالي یتراوح بین<br />
90-60 بار .<br />
بخار ذو ضغط مرتفع یتراوح بین35-25 بار .<br />
بخار ذو ضغط متوسط یتراوح بین<br />
بخار ذو ضغط واطئ یتراوح بین<br />
15-10 بار<br />
3-1,5 بار .<br />
.1<br />
.2<br />
. 3<br />
.4<br />
7
تولید بخار الماء : -<br />
.<br />
.<br />
ھناك ثلاث مراحل لتحویل الماء الخالي من الأملاح إلى<br />
بخار ماء محم ص<br />
رفع درجة حرارة الماء إلى درجة حرارة التبخیر والتي<br />
تختلف حسب الضغط وتعرف ھذه الحرارة بحرارة التسخین<br />
تحویل الماء إلى بخار عند درجة حرارة و ضغط ثابتین<br />
وتدعى الحرارة اللازمة للتبخیر وتقدر ) 540 ك سعرة<br />
/كغم) ماء عند الضغط الاعتیادي<br />
تحویل البخار المشبع الى بخار محم ص<br />
.<br />
•<br />
•<br />
•<br />
•<br />
8
9
10<br />
مرجل مختبري
11<br />
مخطط مراحل تحول الماء الى بخار
درجة الغلیان temp.) ( Boiling<br />
)<br />
.(<br />
:ھوعملیة تبخیر سریع تحدث في جمیع اجزاء السائل في<br />
درجة حرارة معینة مصحوبة بفقاعات كبیرةمملؤة ببخار<br />
السائل ویطلق على درجة الحرارة التي یحصل عندھا الغلیان<br />
تحت الضغط الجوي الاعتیادي بنقطة الغلیان الطبیعیة لذال ك<br />
السائل عندما یتساوى ضغط بخار السائل مع الضغط<br />
الجوي<br />
درجة غلیان الماء = 100 م<br />
•<br />
•<br />
12
العوامل المؤثرة في درجة الغلیان<br />
.1<br />
. 2<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<br />
الاملاح تعرقل ھروب جزیئات البخار.<br />
13
الحرارة الكامنة للتبخر vaporization) (Latent heat of :<br />
كمیة الحرارة اللازمة لتحویل وحدة الكتل من ذلك السائل الى بخار عند تلك الدرجة.<br />
البخار الرطب <strong>steam</strong>) Wet):وھو البخار الذي یحتوي على رذاذ من الماء (رطوبة).<br />
:تحویل كافة الماء الى بخار عند ثبوت<br />
البخار المشبع<br />
درجة الحرارة.<br />
البخار المحمص STEAM) (SUPER HEATED :وھو البخار الذي درجة<br />
حرارتھ اكبر من درجة حرارة الاشباع.<br />
(SATURATED STEAM)<br />
14
المرجل البخاري:<br />
عبارة عن وعاء مغلق یحتوي عادة على غرفة احتراق<br />
یشتعل فیھا الوقود وتستخدم الحرارة الناتجة عند الاحتراق<br />
لتحویل الماء الى بخار الماء داخل المرجل تحت الضغط<br />
ودرجة الحرارة حسب الحاجة وتصنف المراجل البخاریة .<br />
•<br />
15
أنواع المراجل البخاریة :<br />
مرجل أنابیب الماء :<br />
تتكون المراجل من نوع أنابیب الماء من وعاء(Drum) أو اكثر (غالباً من اثنین الى أربعة<br />
وأنابیب تتكون من صف واحد أو اكثر ترتبط بنھایتي الوعاء الواحد أو ترتبط بین<br />
الأوعیة إذا كان المرجل یحوي على اكثر من وعاء ویجري الماء داخل الأنابیب بینما تلام س<br />
غازات الاحتراق الساخنة سطح الأنابیب الخارجي .ویستخدم ھذا النوع من المراجل البخاریة<br />
غالباً في إنتاج طاقات كبیرة من بخار الماء<br />
ان المراجل المستعملة في المصافي تصمم للاشتغال على أحد نوعي الوقود المتوفر في المصفى النفط<br />
او الغاز او باستعمالھما سویة یحصل الاحتراق داخل حیز الفرن وتسري متولدات الاحتراق على<br />
الطول الكلي لفرن المرجل قبل دخولھا الى حزمة الانتقال الحراري بالحمل حیث توضع<br />
المحمصات ومن ثم 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 بغلاف عازل بما<br />
فیھ الكفایة لضمان الحصول على جدار مغلف بارد<br />
في مراجل أنابیب الماء تكون الأوعیة والأنابیب اصغر نسبیا وبسبب حجم الوعاء الصغیر بالإمكان<br />
إنتاج بخار الماء تحت ضغوط عالیة ودرجات حرارة مرتفعة.<br />
. (<br />
,<br />
.<br />
.<br />
.<br />
(Bank)<br />
16
17
18
19
20<br />
انابیب واوعیة المرجل
21<br />
دورة جریان الماء والبخار في مرجل انابیب الماء
أجزاء المرجل البخاري:<br />
.<br />
الفرن.<br />
المشاعل<br />
وعاء الماء .<br />
المحمصة .<br />
وعاء البخار .<br />
نافخات الرماد والسخام<br />
صمامات الأمان .<br />
أجھزة السیطرة<br />
.1<br />
.2<br />
.3<br />
. 4<br />
. 5<br />
. 6<br />
.7<br />
. 8<br />
22
ملحقات المراجل البخاریة :<br />
.<br />
.<br />
.<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 />
.1<br />
.2<br />
.3<br />
.4<br />
.5<br />
.6<br />
.7<br />
.8<br />
.9<br />
23
ممیزات مراجل انابیب الماء<br />
1- ملائمة لجمیع الضغوط إلى اكثر من 180 بار<br />
.<br />
2- یلزم اقل وزن من المعدن للحصول على كمیة من بخار<br />
الماء .<br />
3- مرونة أكثر لتلبیة التغییر في الطلب على البخار<br />
- 4 تشغل حیز اصغر<br />
.<br />
.<br />
5- اقل میلان للانفجار .<br />
24
تصنیف المراجل حسب تصمیم وعاء البخار<br />
والماء وموقعھا من المرجل البخاري وكما یلي :<br />
1- مرجل نوع<br />
D<br />
یتكون ھذا النوع من المراجل من<br />
وعائین ویكون موقعھ<br />
مباشراعلى وعاء الماء وتربط<br />
بینھما انابیب تكوین البخار<br />
الصاعدة والانابیب النازلة<br />
وتكون المشاعل الى الجانب من<br />
الفرن ویاخذ شكل الاوعیة<br />
والانابیب النازلة والصاعدة<br />
شكل الحرف ) D ( .<br />
25
2- مرجل نوع<br />
O<br />
یتكون ھذا النوع من المراجل من وعائین ویكونان على خط<br />
عمودي وتربط بینھما الانابیب تكوین البخار الصاعدة<br />
وانابیب الماء النازلة وتتخذ شكل الحرف<br />
.(<br />
O )<br />
26
A مرجل نوع<br />
یتكون ھذا النوع من المراجل من وعاء بخار كبیر ووعائین<br />
للماء صغیرین نسبیا وتربط بینھما انابیب تكوین البخار<br />
الصاعدة وانابیب الماء النازلة لتشكل شكل الحرف (A).<br />
27
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 نوات ج<br />
الاحتراق الساخنة داخل أنابیب النار.وعند ذلك یتم التبادل الحراري ویتبخر الماء<br />
في الوعاء.<br />
الغلاف الخارجي لمرجل انابیب النار اكبر نسبیا مما في مراجل انابیب الماء كما ان<br />
حجم الماء كبیر نسبیا وذي قابلیة للتدویر محدودة بالاضافة الى ان ھذا النوع من<br />
المراجل لایلبي بسرعة التغیر في الطلب على بخار الماء ویمتاز مرجل انابیب<br />
النار بكلفة اولیة واطئة وذو بناء مدمج COMPACT) )اكثر مقارنة بمراجل<br />
انابیب 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 />
28
29
30
اجزاء مرجل انابیب النار<br />
الوعاء.ویحتوي على الانابیب ، قاعدة الانابیب الامامیة ،<br />
قاعدة الانابیب الخلفیة ، غرفة تحویل اتجاه الغازات و<br />
الفرن (غرفة الاحتراق).<br />
المشعل .<br />
صمامات الامان<br />
منظومة السیطرة<br />
المحمصة .<br />
الموفر .<br />
.1<br />
.2<br />
. 3<br />
.4<br />
.5<br />
. 6<br />
31
الوعاء<br />
ویحتوي على الانابیب ، قاعدة الانابیب الامامیة ، قاعدة الانابیب الخلفیة ، غرفة تحویل اتجا ه<br />
الغازات و الفرن (غرفة الاحتراق).<br />
•<br />
32
33<br />
انابیب مرجل انابیب النار
Furnace<br />
Inspection Port<br />
اجزاء ومكونات مرجل انابیب النار<br />
غرفة تحویل اتجاه الغازات<br />
Reversing<br />
Chamber<br />
Rear<br />
Tube sheet<br />
قاعدة الانابیب<br />
الخلفیة<br />
Front<br />
Tube sheet<br />
Low Offset<br />
Furnace<br />
الفرن الممر الاول<br />
1 st Pass<br />
Furnace/Combustion<br />
Chamber<br />
34
Front<br />
Tubesheet<br />
اجزاء ومكونات مرجل انابیب النار<br />
Reversing<br />
Chamber<br />
Rear<br />
Tubesheet<br />
Furnace<br />
Draft<br />
Sample<br />
Furnace<br />
Access<br />
Manway<br />
Furnace/Combustion<br />
Chamber<br />
Interstitial<br />
Waterwall<br />
35
اجزاء ومكونات مرجل انابیب النار<br />
انابیب الممر الثاني للغازات<br />
2 nd Pass (Direct)<br />
Horizontal Fire<strong>tube</strong>s<br />
36
اجزاء ومكونات مرجل انابیب النار<br />
Liberal Steam Disengaging Area<br />
and Volume<br />
*All <strong>fire</strong>side heating<br />
surfaces completely<br />
submerged in water<br />
الممر الثالث للغازات<br />
3rd Pass (Indirect)<br />
Horizontal Fire<strong>tube</strong>s<br />
37
Control<br />
Header<br />
Steam Outlet<br />
Nozzle<br />
Access<br />
Manhole<br />
ASME Safety<br />
Relief Valve<br />
Standard 22 Gauge<br />
Jacket Encasing<br />
2” Fiberglass<br />
Insulation<br />
Surface<br />
Blowdown<br />
Feedwater<br />
Entrance<br />
Furnace<br />
Access<br />
Handhole<br />
Bottom<br />
Blowdown<br />
38
Front Flue Gas Reversing Assembly<br />
Accomodates Access to 2 nd and 3 rd Pass<br />
Horizontal Fire<strong>tube</strong>s<br />
Standard Vertical<br />
Flue Gas Outlet<br />
Fuel Burning Equipment<br />
Mounting Flange<br />
Structural Base<br />
39
Davited Front and Rear<br />
Access Doors<br />
40
Davited<br />
Rear Door<br />
Hinged<br />
Furnace<br />
Access<br />
Door<br />
Washout<br />
Handhole<br />
Blowdown/Washout<br />
41
42
43
وحدة<br />
المرجل<br />
البخاري<br />
44
45
46
المشعل<br />
ھو عبارة عن المعدة<br />
التي یتم احراق<br />
الوقود من خلالھا.<br />
•<br />
47
مشاعل الوقود السائل<br />
:<br />
ان مبدا عمل مشاعل الوقود السائل یكمن بالعمل على ایجاد تناسب للمزج<br />
بین الوقود والھواء الاحتراق ویكمن ھذا التناسب بطرقتین ھما:<br />
اولا: یتبخر الوقود ویتحول الى الحالة الغازیة بواسطة التسخین ضمن<br />
حیز المشعل نفسھ او بالھواء او البخار.<br />
ثانیا ان الوقود یمكن ان یتحول الى الحالة الغازیة بواسطة المزج مع<br />
البخار او الھواء ضمن حیز مجال الاشتعال<br />
.<br />
ان عملیة التذریة للوقود السائل تزید من المساحة السطحیة المعرضة<br />
للاحتراق وتتم بثلاث طرق اما بواسطة الھواء او البخار او باجبار<br />
الوقود بالمرور من خلال فتحة ضیقة ل .Nozzle<br />
48
انواع المشاعل<br />
مشاعل الانبثاق بواسط الضغط (Pressure Jet<br />
Burner)<br />
مشاعل الانبثاق بواسط الضغط عبارة عن فتحة ضیقة<br />
(orifice) ببساطة تقع في نھایة انبوب بضغط عالي<br />
(Nozzle) ویكون ضغط زیت الوقود<br />
الى 15 بار.عند خروج الوقود السائل من الفتحة الضیقة<br />
فان الضغط سوف یقل وتزداد السرعة مما یؤدي الى<br />
انتشار الوقود بشكل رذاذ وزیادة المساحة السطحیة لھ<br />
داخل الفرن ویحنرق بسھولة .<br />
oil) (fuel بین 7<br />
49
مشاعل الانبثاق بواسط الضغط (Pressure<br />
Jet Burner)<br />
50
51
مشاعل الانبثاق بواسط الضغط (Pressure<br />
Jet Burner)<br />
52
مشاعل الانبثاق بواسط الضغط (Pressure<br />
Jet Burner)<br />
53
مشاعل الانبثاق بواسط الضغط (Pressure<br />
Jet Burner)<br />
54
مشاعل الانبثاق بواسط الضغط (Pressure<br />
Jet Burner)<br />
55
مشاعل الغازالھوائیة (Gas Aerated<br />
burner)<br />
تعتبرمشاعل الغاز الھوائیة من اكثر معدات احتراق الوقود<br />
الغازي انتشارا في الاستعمالات الاستھلاكیة والصناعیة<br />
وتعتمد على مبدا مزج جمیع الھواءالاحتراق قبل الاتقاد مع<br />
الغز الامر الذي یزید من استقرار اللھب وانتظام الاحتراق<br />
وتكاملھ وبصورة عامة تصنف مشاعل الغاز الھوائیة الى<br />
مجموعتین استنادا الى ضغط الغاز المزود الى المشعل .<br />
56
مشاعل الضغط الواطىء (Low Pressure<br />
Burners)<br />
ھذه المشاعل تعمل بضغط غاز واطىءعادا بحدود 2.5-10)<br />
(mbarوتتكون ببساطة من انبوب فنجوري<br />
یتدفق الغاز بسرعة تتناسب طردیا مع الجذر التربیعي<br />
لضغط الغاز وعكسیا مع الجذر التربیعي لوزنھ النوعي .<br />
وسرعة تدفق الغاز یجب ان تكون كافیة لحدوث ضغط ستاتیكي<br />
واطىء عند رقبة انبوب المزج والتي تكون تقریبا على شكل<br />
انبوب فنجوري كما اسلفنا والضغط الواطىء یعطي الضغط<br />
اللازم لسحب الھواء الاولي من الجو خلال الفتحات المتغیرة<br />
داخل انبوب المزج وعند مزجھ مع الغاز یرتفع الضغط .<br />
(venturi)<br />
57
مشاعل الضغط الواطىء (Low Pressure<br />
Burners)<br />
58
مشاعل الضغط العالي (High pressure<br />
Burners)<br />
ھذه المشاعل تعمل بضغط غاز واطىء عادا بحدود-12)<br />
.175 mbar)<br />
59
مشاعل المخروط الدوار (Rotary cup<br />
Burners)<br />
یزود الوقود السائل من الفتحة الضیقة للمخروط الذي یدور بسرعة<br />
5800 4000- دورة/دقیقة حیث ینتشر السائل على شكل غشاء فوق<br />
السطح الدوار ویقذف عند النھایة الواسعة بواسط القوة الطاردة<br />
المركزیة الى داخل فرن الاحتراق وعند ملامستھ لتیار الھواء الاولي<br />
السریع یتكسر الى رذاذ دقیق جدا .<br />
یزود تیار الھواء الاولي تحت ضغط واطىء بواسطة مروحة على<br />
المخروط الدوار وینتشر حول غشاء الوقود .<br />
یتحرك المخروط الدواربواسطة محرك كھربائي او توربین ھوائي.<br />
60
مشاعل المخروط الدوار (Rotary cup<br />
Burners)<br />
61
صمامات الامان<br />
وھي صمامات تستخدم<br />
لتفریغ الضغط الزائد<br />
للمرجل البخاري<br />
لحمایتھ من الانفجار<br />
وتركب على وعاء<br />
المرجل وتعمل ذاتیا<br />
نتیجة للضغط المسلط<br />
علیھا المتمثل بضغط<br />
البخار .<br />
62
63<br />
صمامات الامان
64<br />
منظومة السیطرة
65<br />
استخدام الحاسوب بالسیطرة
منظومة السیطرة<br />
تتكون وحدة السیطرة على المراجل من مسیطرات على المستوى والجریان<br />
وعدادات انتاج البخار واجھزة قیا س الضغط والحرارة والمستو ى .<br />
•<br />
66
67
68<br />
مقیاس الضغط
69<br />
مرسلة قیاس المستوى بواسطة فرق الضغط
70<br />
مقیاس المستوى الزجاجي
71<br />
مقیاس مستوى الماء الزجاجي
مسیطر التوصیلیة conductivity<br />
72
73<br />
فحص منظومة السیطرة
المحمصة<br />
وھي عبار عن مجموعة من الانابیب یتم تحویل البخار<br />
المشبع الى محمص وتتكون المحمصة من مجموعتي حزم<br />
انابیب عمودیة موضوعة في مسار غازات الاحتراق قبل<br />
طرحھا الى المدخنة ویكون موقعھا في نھایة الفرن وفي<br />
الحیز الذي یتغیر بھ اتجاه المسار قبل الدخول الى حزم<br />
الانابیب مما یمكن من انتقال الحرارة من غازات الاحتراق<br />
بواسطة الاشعاع والحمل بطریقةتضمن استقرار درجة<br />
حرارة البخار المحمص مع تغیرات الواسعة في مدى الحمل<br />
البخاري .<br />
•<br />
74
75<br />
المحمصة
Ft boiler with super heated coil<br />
76
Ft boiler with super heated coil<br />
77
الموفر<br />
وھو عبارة عن مبادلة حراریة على شكل مجموعة من الأنابیب<br />
تستخدم كأجھزة إضافیة لغرض تسخین الماء الداخل إلى المرجل<br />
بواسطة الغاز العادم الخارج من المرجل .ومن المفید استغلال<br />
الحرارة في الغاز العادم في التسخین خاصة أن درجة حرارة العادم<br />
الخارجة ھي بحدود 400-300 م حیث أن تسخین الماء الداخل<br />
للمرجل بمقدار 225م أي استغلال الحرارة في الغاز العادم یؤدي إلى<br />
الاقتصاد في الوقود المستھلك بحدود %15 ویجب أن لا تقل درجة<br />
حرارة الغاز العادم عن 175-150 م وذلك لكي نعبر درجة نقطة<br />
الندى في الغاز العادم والتي بحدود 60م حیث یبداء بخار الماء<br />
بالتكثیف .<br />
•<br />
78
79<br />
الموفر
80<br />
الموفر
81<br />
الموفر
82<br />
الموفر
83<br />
الموفر
84<br />
الموفر
85
86<br />
الموفر
87<br />
الموفر
88<br />
ملحقات مراجل انابیب النار
89<br />
خزان الماء المكثف
90<br />
خزان الماء المكثف
91<br />
خزان الماء المكثف
ان واجبات ھذا الخزان ھي<br />
تجمیع المتكثف من البخار الراجع<br />
.<br />
تسخین الماء المغذي عن طریق وحدة تسخین موجودة في داخلھ<br />
التخلص من نسبة محدودة من الاوكسجین وثاني<br />
اتلكاربون.<br />
اوكسید<br />
یمكن اعتبار خزان الماء المكثف بدیل لخزان تغذیة المرجل<br />
بالماء.<br />
.1<br />
.2<br />
.3<br />
.4<br />
92
مزیلات الغازات<br />
بعد تصفیة الماء في اجھزة ازالة الاملاح بصورة عامة ولغرض<br />
تزوید المرجل بماء صالح للاستخدام ولانتاج بخار خالي من الشوائب<br />
فان الماء المصفى لایزال یحتوي على غازات مختلفة اكثرھا ضررا<br />
ھو الاوكسجین وثاني اوكسید الكربون وعلیھ یستوجب التخلص منھا<br />
قبل دخولھا المرجل بواسطة مزیلات الغازات حیث ان مضار<br />
الاوكسجین تحدث بسبب انطلاقھ بسرعة عالیة جدا عند تبخیر الماء<br />
وتكوین حفر صغیرة على المعادن التي تصتدم بھا اما مضار ثاني<br />
اوكسید الكاربون فھو بسبب تكوینھ لحامض الكربونیك والذي لھ تاثیر<br />
سلبي على المعادن حیث یعتبر حامضا مخففا یؤدي بالنھایة الى<br />
حدوث ضاھرة التاكل.ومن انواع مزیلات الغازات :<br />
.<br />
•<br />
93
مزیلة الغازات التي تعمل بالتسخین والضغط<br />
الفراغي<br />
تتكون ھذا النوع من المزیلات من وعاء یحتوي على صفائ ح<br />
مثقبة او نوزلات لزیادة الساحة السطحیة لانتقال المادة حی ث<br />
تعمل ھذه المزیلة عند درجة حرارة اقل من درجة غلیان<br />
الماء عند الضغط الجوي یدخل الماء من الاعلى ویتم ترذیذ ه<br />
بواسطة الصفائح المعدنیة المثقبة ویدخل البخار من اسفل ھذ ه<br />
الصفائح أي بصورة عكسیة حیث یتم إزالة الغازات الذائبة<br />
والأبخرة بواسطة اجكتر او مضخة فاكیوم وحسب تصمی م<br />
وسعة المزیلة، ویتم طرح الغازات المسحوبة الى الجو .<br />
•<br />
94
مزیلة الغازات التي<br />
تعمل بالتسخین<br />
والضغط الفراغي<br />
95
مزیلة الغازات التي تعمل بالتسخین و بضغط أعلى<br />
من الضغط الجوي<br />
تتكون ھذه المزیلة من جزئین الأول یتم ترذیذ الماء فیھ<br />
لزیادة المساحة السطحیة لغرض الانتقال الحراري<br />
التسخین) والجزء الثاني عبارة عن وعاء یحتوي على<br />
<strong>steam</strong> scrubber حیث یتم تسخین الماء فیھ الى درجة<br />
130 م لغرض طرد الغازات الذائبة مثل الأوكسجین وثاني<br />
اوكسید الكاربون ویعتبر ھذا النوع من المزیلات ذو كفاءة<br />
أعلى من النوع الأول حیث تبلغ نسبة الأوكسجین الخارج<br />
0,007 جزء بالملیون بینما في النوع الأول تبل غ 0.02 الى<br />
0.03جزء بالملیون .<br />
)<br />
.<br />
•<br />
96
مزیلة الغازات التي<br />
تعمل بالتسخین و<br />
بضغط أعلى من<br />
الضغط الجوي<br />
97
مزیلة الغازات التي تعمل بالتسخین و بضغط أعلى<br />
من الضغط الجوي<br />
98
وعاء البزل<br />
عند تشغیل المرجل البخاري فان الترسبات الكلسیة والطمى<br />
والاطیان المحتمل تواجدھا في المرجل یستوجب اخراجھا<br />
من داخل المرجل بواسطة صمام البزل للمرجل .<br />
•<br />
99
100<br />
وعاء البزل
101<br />
وعاء البزل
102<br />
صمام سیطرة البزل
وعاء البزل<br />
وعندھا اخراج المواد الغریبة الى الخارج حتى لایكون<br />
اخراج الماء والمواد الغریبة مصدر ازعاج او تلف مجاري<br />
تصریف المیا ه.ھذا ویتم من خلال ھذا الخزان فصل المواد<br />
الغریبة لتخرج مع الماء من اسفل الخزان ویخرج الماء من<br />
اسفل الخزان ویخرج الماء المتبخر من اعلى الخزان الى<br />
الجو الخارجي او یسترجع الى منضومة البخار الواطىء<br />
ویمكن ان یتم استرجاع الطاقة من الماء المطروح عن تبادلھ<br />
حراریا مع الماء البارد المغذي للمرجل .<br />
•<br />
103
104<br />
وعاء البزل
105<br />
وعاء البزل
106<br />
وعاء البزل
107<br />
وعاء البزل
108<br />
خزان الماء المغذي للمرجل
109<br />
خزان الماء المغذي للمرجل
110<br />
وحدة معالجة المیاه
ماء التغذیة في المراجل:<br />
•<br />
قد یحتوي الماء الطبیعي على شوائب صلبة او سائلة او غازیة<br />
، مما یوثر على سلامة المرجل وملحقاتھ ویتطلب إزالة<br />
الشوائب من ماء التغذیة قبل استخدامھ في المرجل ومن ابرز<br />
الشوائب المطلوب أزالتھا من الماء بصورة إضافیة كمایلي :<br />
. الأملاح الذائبة<br />
•<br />
•<br />
الغازات الذائبة .<br />
مواد عالقة او أطیان .<br />
111
معاملة ماء التغذیة:<br />
تتضمن معاملة الماء بھدف إزالة الأملاح والشوائب وكمایلي:<br />
المعاملة المیكانیكیة:وتھدف ھذه المعاملة الى إزالة المواد العالقة<br />
عن طریق تجمیع العوالق وترسیبھا ومن ثم ترشیحھا.<br />
المعاملة الكیمیاویة:وتشمل وحدات R.O, EDR والتي تزیل<br />
جزء كبیر من الأملاح الذائبة أما ما تبقى منھا فتزال بواسطة<br />
المبادلات الایونیة<br />
SOFTENING,DEALKALISTION,<br />
DEMI.<br />
المعاملة الحراریة:وتتضمن تسخین الماء لطرد الغازات الذائبة<br />
والھواء.<br />
•<br />
•<br />
.1<br />
.2<br />
.3<br />
112
المواد الكمیاویة المضافة الى ماء المغذي<br />
للمرجل :<br />
113
OXYGEN SCAVENGER<br />
(<br />
:ویستخدم لإزالة ما تبقى من الأوكسجین المذاب في ماء<br />
التغذیة بعد خروجھ من مزیلات الغازات ویحقن بواسطة<br />
مضخة على الأنبوب الخارج من المزیلة. ھذه المادة كقاتل<br />
اوكسجین (مانع تاكل حیث تقوم ھذه المادة بالتفاعل مع<br />
الاوكسجین الذائب في میاه التغذیة قبل دخولھا الى المرجل<br />
وذلك بوجود مادة فعالة وسیطة تسرع من عملیة التفاعل<br />
مع الاوكسجین ، حیث ان الاوكسجین ھو المسبب الرئیسي<br />
للنخر الموضعي على الانابیب .<br />
•<br />
114
115<br />
تأثیر الاوكسجین
CONDITIONER<br />
وتحقن ھذه المادة الى وعاء البخار مباشرة او على الأنبوب<br />
الرئیسي لماء المغذیة للمراجل وتستخدم لإزالة التكلسات او<br />
الرواسب وتكون طبقة واقیة على الأنابیب والأوعیة<br />
لحمایتھا من التآكل .وتعتبركمصدر للقلویة وذلك للحفاظ<br />
على قیمة قلویة وPH في المرجل ضمن الحدود المسموح<br />
بھا بالاضافة الى عملھا كمانع تكلس في حال لم تتجاوز<br />
العسرة الكلیة في میاه التعویض . 1PPM<br />
•<br />
116
117<br />
تأثیر العسرة
NEUTRALIZER<br />
وتحقن ھذه المادة في أنبوب البخار الرئیسي من اجل رفع<br />
درجة حموضة PH وذلك من جراء تشكل حامض<br />
الكربونیك الناتج عن تفكك البكاربونات والكاربونات<br />
السالبة في میاه المرجل .<br />
•<br />
118
119
120<br />
المبادلات الایونیة
المبادلات الایونیة<br />
المبادل الایوني نوع<br />
(SAC)<br />
Softener<br />
•<br />
121
مزیلات<br />
العسرة<br />
المؤقتة<br />
والدائمیة<br />
122
منظومة انتاج الماء الخالي من<br />
الاملاح ) (Demineralisation<br />
123
124<br />
مبردة ماء الفحص
125<br />
مبردة ماء الفحص
مضخات میاه التغذیة<br />
وھي من الطاردة عن المركز تستند في عملھا على مبدأ<br />
الطرد المركزي بدفع المائع واھم أجزاء المضخة ھي : -<br />
المحرك وھو الجزء الذي یولد الحركة في المضخة. الذراع<br />
وھو الجزء الذي ینقل الحركة من المحرك إلى المضخة.<br />
جسم المضخة حیث یكون مصمم لكي یندفع المائع باتجا ه<br />
التصریف وتكون ھذا النوع اما على مرحلة واحدة او عدة<br />
مراحل وتبعا لمعدل الجریان والضغط المطلوب .<br />
•<br />
•<br />
126
127<br />
مضخات میاه التغذیة
اجزاء مضخة میاه المرجل متعددة المراحل<br />
Precision milled diffuser<br />
Radial discharge<br />
NEMA or metric shaft end<br />
End suction<br />
Outboard fan<br />
Oil or grease lube<br />
Sleeve bearing<br />
Balancing drum<br />
Cooling chamber<br />
Seal - packing, component<br />
or cartridge<br />
US or metric<br />
Low NPSH suction impeller<br />
128
خطوات تشغیل المرجل البخاري نوع انابیب النار<br />
تشغیل منظومة الوقود السائل الملحقة بالمراجل .<br />
التاكد من مضخات المواد الكیمیاویة ومن كمیات المواد الكیمیاویة في الاوعیة ومن تعیر المضخات حسب توجیھات<br />
المختبر والشركة المجھزة للمواد الكیمیاویة.<br />
التاكد من مستوى الماء في خزان الماء المتكثف من مقیاس المستوى الزجاجي او من<br />
التاكد من مستوى الماء في خزان ماء المغذي وان وحدة التحلیة تعمل.<br />
التاكد من ایصال الطاقة الكھربائیة الى لوحة السیطرة الخارجیة.<br />
وضع مفتاح<br />
فحص مضخات میاه تغذیة المرجل بعد وضع مفتاح 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 مفتاح<br />
. (MAN)<br />
. DCS<br />
Oil) 2-Heavy oil 1-Light ( نختار<br />
وتعني .ON<br />
.(2)<br />
(1)<br />
(I) على وضع Auxiliary Circuits<br />
(I)<br />
.(1)<br />
تشغیل مضخة میاه تغذیة المرجل لتعبئة المرجل بالماء الى الحد الموصى بھ بعد تحویلھا على الوضع التلقائي .Auto<br />
ضع مفتاح Burner على وضع وتعني ON وفي ھذه الحالة سوف تعمل المروحة الدافعة للھواء وتعمل<br />
purge للغازات الموجودة وبعد قلیل یبداء المشعل بالاتقاد ویجھز المرجل بالحرارة اللازمة لتحویل الماء الى بخار.<br />
قم بفتح انبوب تصریف البخار لمدة قلیلة لاخراج الھواء اوالغازات في وعاء المرجل.<br />
عند وصول الضغط الى 16 بار قم بفتح صمام الإنتاج الى منظومة البخار.<br />
استمرار مراقبة عمل المرجل مع فحص ماء المرجل بصورة دوریة.<br />
.1<br />
.2<br />
.3<br />
.4<br />
.5<br />
.6<br />
.7<br />
.8<br />
.9<br />
.10<br />
.11<br />
.12<br />
.13<br />
.14<br />
129
ملاحظات ھامة : -<br />
یتوف المرجل عن العمل عند ارتفاع مستوى الماء الى<br />
اكثر من الحد الاعلى او اقل من الحد الادنى .<br />
یتوقف المرجل عن العمل عند عدم الاستھلاك اى ارتفاع<br />
الضغط عن الحد الاعلى.<br />
.1<br />
. 2<br />
130
الوقود المستخدم في المراجل البخاریة<br />
وھو عبارة عن المادة التي تتحد كیمیائیا مع الأوكسجین<br />
وتطلق الحرارة.<br />
•<br />
131
الوقود الصلب<br />
یعتبر أول مصدر للطاقة ویشمل الفحم بأنواعھ مثل الكوك<br />
والحجري وفحم الخشب .<br />
تعود كافة أنواع الوقود الصلب إلى اصل سلیلوزي ویدخل<br />
في تركیبھا الكاربون و الھدروجین والأكسجین ونسبة قلیلة<br />
من الكبریت والنتروجین .<br />
.1<br />
.2<br />
132
133<br />
مرجل انابیب النار یعمل بالوقود الصلب
الوقود السائل<br />
احتل البترول مركزا متمیز بین مختلف مصادر الطاقة ومن<br />
ابرز المیزات التي یتمتع بھا البترول ھي :<br />
أ -یحتوي على منتجات عدیدة یمكن فصلھا عن بعضھا عن<br />
طریق التكریر وتمثل مصادر متنوعة في استعمال الوقود<br />
.<br />
ب - یحتوي على كمیات من الغاز الطبیعي بالإمكان فصلھا عنھ<br />
بعد خروجھ على سطح الأرض .<br />
ج - سھولة نقلھ الى مسافات بعیدة<br />
.<br />
د - انخفاض كلفة انتاجة ونقلة وتكریر ه<br />
.<br />
134
135<br />
شعلة الوقود السائل
الوقود الغازي<br />
.<br />
136<br />
یعتبر من أھم أنواع الوقود ومنھ الغاز الطبیعي وغاز البترول وغاز<br />
الھدروجین والاستلین<br />
ویتمیز الوقود الغازي على الوقود الصلب بما یلي<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 />
:<br />
.<br />
.
137<br />
شعلة الوقود الغازي
138<br />
شكل شعلة الاحتراق
139<br />
أنواع الاحتراق:
الاسباب التي تجعل الاحتراق الغیر تام غیر<br />
مرغوب فیھ<br />
ان غاز اول اوكسید الكاربون من المكن ان یسبب عملیة<br />
الاحتراق المتاخر .<br />
ان غاز اول اوكسید الكاربون سام جدا .<br />
صرفیات اكبر في الوقود<br />
ان اعادة اشتعال اول اوكسید الكاربون قد یسبب الانفجار.<br />
.1<br />
. 2<br />
. 3<br />
.4<br />
140
انتقال الحرارة في المراجل البخاریة<br />
المبادئ الأساسیة<br />
:<br />
1- وجود اختلاف في درجات الحرارة<br />
.<br />
2-انتقال الحرارة من الوسط الساخن إلى الأقل سخونة<br />
.<br />
الانتقال الحراري بإحدى الطرق التالیة أو بالاشتراك بینھ م<br />
جمیعا .<br />
141
التوصیل<br />
ویتم بھھ الطریقةانتقال الطاقة الحراریة خلال المادة بدون<br />
تحرك جزیئات ھھ المادة ویحدث في المواد الصلبة حیث ان<br />
الطاقة الحراریة تنتقل بواسطة الجزیئات الساخنة المھتزة<br />
مسببا اھتزاز الجزیئات المجاورة ولغایة بلوغھا الحرارة<br />
المناسبة ،وتتمثل ھذه الطریقة في انابیب المرجل ویكون<br />
الانتقال بین معدن الأنابیب والماء المحتوى بداخلھ وانتقال<br />
الحرارة من الجدار العازل .<br />
142
143<br />
التوصیل
144<br />
التوصیل
الحمل<br />
انتقال الحرارة بفعل اختلاف الكثافة نتیجة السخونة<br />
ویكون ھذا الانتقال إما طبیعي مثل جریان الماء والبخار<br />
أو مفتعل بواسطة وسائل میكانیكیة لانتقال الحرارة من<br />
الغازات العادمة الى سطوح الأنابیب حیث انتقال الطاقة<br />
الحراریة یتم من خلال حركة الجزیئات الساخنة من<br />
مكان الى اخر .<br />
•<br />
145
146<br />
الحمل
147<br />
الحمل
الإشعاع<br />
وھو شكل مستمر من التبادل الداخلي للطاقة بواسطة<br />
الأمواج الكھرومغناطسیة ویحث داخل الفرن .<br />
•<br />
148
149<br />
الإشعاع
الحرارة المفقودة في المرجل<br />
ان من المستحیل ان یوجد جسم یختلف بدرجة حرارتھ عن<br />
درجة حرارة المحیط بدون حصول انتقال حراري لان<br />
الحرارة تمیل الى الانتقال من الجسم الساخن الى الابرد.<br />
وھنالك نوعان من الفقدان ھما :<br />
1 -الحرارة المفقودة في الغازات العادمة.<br />
2-الحرارة المفقودة من جدران الفرن.<br />
3- میاه البزل .<br />
150
151<br />
العازل الحراري للمرجل
تمارین الاحتراق وكفاءة المرجل<br />
ت1<br />
152<br />
احسب حجم الوقود متر /ساعة المستخدم في مرجل بخاري<br />
علما ان كمیة الوقود المستخدم 11700 باوند بالساعة وان<br />
API=15 ؟<br />
API=141.5<br />
Sp.gr<br />
-131.5<br />
الكثافة النوعیة =كثافة المادة/كثافة الماء<br />
الكتلة الكثافة=<br />
/الحجم الحل<br />
:<br />
من قبل المتدرب
تمارین الاحتراق وكفاءة المرجل<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<br />
درجة حرارة ماء التغذیة = 115م<br />
كمیة الوقود المستھل ك = 75 كغم/ساعة<br />
القیمة الحراریة للوقود 11000 ك/سعرة/كغم<br />
كبری ت<br />
تركیب الوقود %80<br />
% 0.5<br />
(مطلق (<br />
كاربون %12 ھدروجین % 2.5<br />
نسبة الھواء الزائد = 10 %<br />
•<br />
•<br />
•<br />
•<br />
•<br />
•<br />
•<br />
•<br />
•<br />
•<br />
153
154<br />
الحل<br />
كمیة الحرارة الممتصة في بخار الماء المحمص عند 480 م وضغط 42 جو ) من جداول البخار) =<br />
812 ك سعرة/كغم<br />
/كغ م<br />
كمیة الحرارة في ماء التغذیة عند<br />
الحرارة الكلیة المعطاة لبخار الماء =(812- 115) * 1000 = 697000 ك سعرة<br />
75 كغم من الوقود یتضمن<br />
وزن الكاربون = 60 كغم<br />
وزن الھدروجین = 9 كغم<br />
وزن الكبریت = 1.8 كغم<br />
كمیة الاوكسجین النظریة =<br />
115 م = 115 ك سعرة<br />
= x 32 1.8 + x 16 9 + x 32 60 234 كغم<br />
32 2 12<br />
=23.4 0.1 x كغم<br />
كمیة الاوكسجین الكلي = 234 +23.4 =257.4 كغم<br />
:<br />
كمیة الاوكسجین الزائد = 234<br />
الحرارة الداخلة = 82500075= x11000 ك سعرة<br />
الحرارة المتصة في بخار الماء<br />
القیمة الحراریة للوقود x كمیة الوقود<br />
100<br />
x<br />
100<br />
x<br />
697000<br />
كفاءة =<br />
=<br />
825000<br />
% 84.48 =
شبكة البخار<br />
مكونات شبكة البخار<br />
الانابیب<br />
مصائد البخار<br />
صمامات<br />
صمامات التنفیس<br />
صمامات تصریف الماء المتكثف<br />
صمامات الامان<br />
مقایس الضغط<br />
مقایس الجریان<br />
.1<br />
.2<br />
.3<br />
.4<br />
.5<br />
.6<br />
.7<br />
.8<br />
155
156<br />
شبكة البخار
157<br />
شبكة البخار
158<br />
مصیدة البخار المیكانیكیة
Thermodynamic Steam Traps<br />
159
Mechanical Steam Traps<br />
160
Inverted bucket <strong>steam</strong> trap<br />
161
Change language