بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله ابتدا به بررسی انواع مکانیسم و مدلهاي تشکیل رسوب پرداخته شده است و سپس با جمع آوري دادههاي فرآیندي و پردازش آنها، جهت تعیین نوع و ارائه یک مدل تشکیل رسوب حاکم در مبدل حرارتی پوسته و لوله واقع در فرآیند نمزدایی پالایشگاه گاز سرخون و قشم پرداخته شده است.
برنامه زمانبندي تعمیرات اساسی مبدل حرارتی در پالایشگاه گاز سرخون و قشممعمولاً به صورت دوساله میباشد. به همین علت عملکرد مبدل حرارتی به مدت دو سال تحت پایش قرار گرفت. به منظور تعیین مقدار میزان تشکیل رسوب، افت فشار ایجاد شده در داخل لولههاي مبدل حرارتی در بازه هاي زمانی یکسان ثبت گردید. با بررسی نتایج افت فشار داخل لولههاي مبدل بر حسب زمان نشانگر این مطلب میباشد که نوع رسوب تشکیل شده از نوع جرم گرفتگی ذرهاي و مدل تشکیل رسوب از نوع منحنی مجانبی میباشد.
مقدمه
فرآیند نم زدایی در پالایشگاه گاز یکی از مهمترین فرآیندها محسوب می شود که در این فرآیند رطوبت گاز طبیعی به روش سرد کردن گاز و همچنین تزریق گلایکول به آن از گاز طبیعی جدا می شود. در این فرآیند مهمترین تجهیزات مورد استفاده و بکار گرفته شده مبدل هاي حرارتی پوسته و لوله می باشدکه وظیفه اصلی آن انتقال حرارت بین دوسیال و رساندن شرایط سیال فرآیندي به دماي مطلوب می باشد
مبدل هاي حرارتی کاربرد بسیار وسیعی در صنایع مختلف مخصوصاً، صنایع نفت ،گاز و پتروشیمی داشته و به انواع گوناگون در این صنایع مورد استفاده قرار می گیرند. یکی از مشکلات عمده این مبدلها تشکیل رسوب و ایجاد پدیده تشکیل رسوب می باشد .تشکیل رسوب می تواند به صورت انباشته شدن موارد نامطلوب بر روي یک سطح تعریف گرددعمدتاً. تشکیل رسوب به جمع شدن و رشد موارد ناخواسته اطلاق می شود که منجر به عملکرد نامطلوب سطح می گردد.
تشکیل رسوب در مبدلهاي حرارتی به میزان بسیار زیادي باعث کاهش سطح انتقال حرارت و در نتیجه کاهش عملکرد این دستگاهها می شود. رسوب تولیدي در مبدلهاي حرارتی همچنین باعث افزایش مقاومت حرارتی بر سر راه انتقال حرارت بین سیال گرم و سیال خنک کننده می شود و در نتیجه راندمان حرارتی مبدل را کاهش می دهد.در این مقاله به بررسی انواع مکانیسم تشکیل رسوب ،مدل هاي رسوب گذاري و نهایت به تعیین مدل تشکیل رسوب در مبدل حرارتی پرداخته شده است.
انواع مکانیسم تشکیل رسوب
انواع و اشکال مختلف جرم گرفتگی در مبدل هاي حرارتی را می توان به شش نوع تقسیم بندي و معرفی کرد .انواع مختلف جرم گرفتگی می تواند روي سطح انتقال حرارت اتفاق افتد
- جرم گرفتگی ته نشینی یا رسوبی
این نوع از رسوب گذاري ناشی از حل شدن و باقیماندن موادي بر روي سطوح انتقال گرما می باشد .
- جرم گرفتگی ذره اي
جمع شدن ذرات معلق در سیال بر روي سطوح انتقال گرما مهمترین علت به وجود آمدن جرم گرفتگی ذره اي است . بیشتر مواقع جمع شدن ذرات بر روي سطوح ناشی از اثر جاذبه است .اکثر اوقات این نوع تشکیل رسوب شامل ته نشین شدن محصولات خوردگی موجود در سیال ،گل ،ذرات معدنی ،ذرات معلق جامد،ذرات دود و ذرات گرد و غبار روي سطح انتقال حرارت می باشد.
جرم گرفتگی ذره اي تحت تاثیر عوامل غلظت ذرات معلق،سرعت جریان سیال ،شرایط دمایی و شار حرارتی در سطح انتقال حرارت می باشد .
- جرم گرفتگی در اثر واکنش هاي شیمیایی
در این نوع جرم گرفتگی مواد ناخواستهعموماً به دلیل به وجود آمدن واکنش شیمیایی بین اجزاء متفاوت جریان جرم گذار تشکیل می گردد و مواد سازنده سطوح انتقال گرما خود جزء واکنش گرها نیستند .
- جرم گرفتگی ناشی از خوردگی
این نوع از جرم گرفتگی زمانی به وجود می آید که سطح انتقال گرما خود در واکنشی که باعث ایجاد محصولات خوردگی می شود شرکت کرده و باعث جرم گرفتگی سطح انتقال حرارت می شود .همچنین این نوع جرم گرفتگی ممکن است موجب تسریع در انواع دیگري از جرم گرفتگی ها نیز گردد. جرم گرفتگی ناشی از خوردگی باعث ایجاد سطوحی زبر وناصاف شده که در نهایت با ایجاد محل هایی براي تجمع انواع دیگري از جرم گرفتگی ها مانند جرم گرفتگی رسوبی و ذره اي ،پیدایش آن ها را ممکن می سازد .
- جرم گرفتگی بیولوژیکی
این نوع جرم گرفتگی در اثر اضافه شدن وچسبیدن میکرو/ماکرو اورگانیسم هاي بیولوژیک به سطوح انتقال حرارت به وقوع می پیوندد.
- جرم گرفتگی ناشی از جامد سازي
تعیین مکانیسم تشکیل رسوب در مبدل حرارتی پوسته و لوله در پالایشگاه گاز سرخون وقشم
جهت مشخص نمودن مکانیسم تشکیل رسوب در داخل مبدل حرارتی ،در زمان تعمیرات اساسی مبدل حرارتی از رسوب داخل لوله ها آن نمونه برداري شده و سپس در آزمایشگاه پالایشگاه گاز سرخون وقشم آنالیز آن مشخص گردید. با انجام آنالیز رسوب مشخص گردید که رسوب تشکیل شده در مبدل حرارتی از نوع رسوب ذره اي می باشد .البته بایست اشاره کرد که پدیده تشکیل رسوب بسیار پیچیده بوده و ناشی از یک عامل تشکیل رسوب نمی باشد بلکه ترکیبی از آنها می باشد. آنچه مهم است این می باشد که درصد عمده رسوب از نوع جرم گرفتگی ذره اي می باشد
