بخشی از مقاله
چکیده
در صنایع شیمیایی مبدلهای حرارتی وظیفه انتقال انرژی گرمایی از یک سیال به سیال دیگر بدون ارتباط مستقیم را دارا میباشد. مبدل حرارتی واحد تقطیر پالایشگاه بندرعباس برای افزایش بازده حرارتی سیستم پالایشگاه بندرعباس و صرفهجویی در میزان سوخت مصرفی از دمای سیال در حال خنک شدن دیزل که در لوله جریان مییابد، برای گرم کردن سیال کروسین که در پوسته جریان دارد، استفاده مینماید.
در این تحقیق به مدل سازی ریا ضی دقیق مبدل حرارتی مذکور در پالای شگاه بندرعباس پرداخته شده ا ست. سپس مدلسازی صورت گرفته توسط نرمافزار متلب شبیهسازی و معادلات مدل در آن حل گردید، بهطوریکه در شبیه سازی انجام شده تغییرات ضریب کلی انتقال حرارت مبدل در دو حالت تمیز و کثیف، تغییرات مقاومت رسوب در زمانهای مختلف و تغییرا ت نرخ انتقال حرارت قابل محاسبه و ارزیابی بود.
پس از پردازش نتایج حاصل از مدل در شبیهسازی صورت گرفته، دو مدل جرم گرفتگی خطی و مجانبی برای پیشبینی روند نشست رسوب و مقایسهی آن با نتایج عملیاتی بررسی گردید و بهترین مدل از نظر پیشبینی دادههای عملیاتی تعیین شد. همچنین تأثیر پارامترهای عملیاتی مختلف بر میزان انتقال حرارت و جرم گرفتگی بررسی گردید. نتایج نشان داد که مدل جرم گرفتگی مجانبی به خوبی قادر به پیشبینی نشست رسوب بود. همینطور، افزایش سرعت سیال از 1/5 m/s الی 3 m/s سبب کاهش میزان جرم گرفتگی مبدل از 0/013 m2.K/W تا 0/002m 2.K/W میگردید. در نهایت، راهکارهای مناسب جهت کاهش جرمگرفتگی در مبدل مذکور و کاهش هزینههای عملیاتی ارائه گردید.
-1 مقدمه
در با توجه به کاهش منابع انرژی و رشد روزافزون هزینهها، صرفهجویی در مصرف انرژی و استفاده بهینه از سیستمهای تبادل حرارتی از نکات مهم و اساسی در واحدهای صنعتی میباشد. چرا که مصرف بالای انرژی علاوه بر ایجاد هزینههای سنگین، باعث افزایش آلایندههای محیطزی ست میگردد. بر این اساس وجود یک شبکه بهینه مبدل حرارتی جهت تبادل گرما و انرژی بسیار مهم تلقی میشود. مبدلهای حرارتی از مهمترین تجهیزاتی هستند که در تمام صنایع از قبیل صنایع نفت، گاز، پتروشیمی، غذایی، صنایع تولید نیرو و ... مورد استفاده قرار میگیرند - شمس . - 1388 بنا برین یکی از عواملی که باعث کاهش تبادل حرارت می شود ایجاد پدیده رسوب در مبدل های حرارتی ایست در این پژوهش به مدلسازی ریاضی دقیق مبدل حرارتی مذکور در پالایشگاه بندرعباس پرداخته شده است.
سپس مدلسازی صورت گرفته توسط نرمافزار متلب شبیهسازی و معادلات مدل در آن حل گردید، بهطوریکه در شبیه سازی انجام شده تغییرات ضریب کلی انتقال حرارت مبدل در دو حالت تمیز و کثیف، تغییرات مقاومت رسوب در زمانهای مختلف و تغییرات نرخ انتقال حرارت قابل محاسبه و ارزیابی بود. . پس از پردازش نتایج حاصل از مدل در شبیهسازی صورت گرفته، دو مدل جرم گرفتگی خطی و مجانبی برای پیشبینی روند نشست رسوب و مقایسهی آن با نتایج عملیاتی بررسی گردید و بهترین مدل از نظر پیشبینی دادههای عملیاتی تعیین شد.
تاکنون پژوه شگران متعددی در زمینه ر سوب در مبدل های حرارتی مطالعه و تحقیق نمودند. در سال 2013 میلادی، آردسامنگ و همکارانش - آردسامنگ - 2013 1 به بررسی رسوب مبدلهای حرارتی و برآورد عمر مفید باقیمانده پرداختند. یکی از چالشها در پیشبینیها، میزان در دسترس بودن دادههای مربوط به فرسایش و خوردگی برای استفاده در روشهای پیشبینی است. آنها بیان کردند که در تنظیمات مدیریتی فرایندهای عملیاتی، ثبت داده به دلیل ایجاد مشکلهای ناشی از خواباندن کامل واحد عملاً غیرممکن ا ست.
در این پژوهش آنها به ارائهی یک روش مدل سازی تجربی به منظور تو صیف یک مدل برای خوردگی مبدل و تخمین عمر مفید باقیمانده2 از زمان عملیاتی طراحی آن پرداختند. آنها از مدل AAKR3 برای پیشبینی تأثیر رسوب گرفتگی بر مقاومت انتقال حرارت استفاده نمودند. نتایج نشان دادند که مدل AAKR یک روش کارآمد جهت تو صیف ر سوب گرفتگی مبدل در فرایندهای دینامیکی ا ست. نتایج حاکی از کاربرد موفق این روش برای پیشبینی عمر مفید مبدل بود توکلی و همکارانش - توکلی4 و دیگران - 2013 در سال 2013 میلادی، به بررسی رسوب آسفالتین در محیطهای مختلف پرداختند. آنها تمایل آسفالتین به تشکیل رسوب در محیطهایی از جمله مخزن، خطوط لولهکشی، جداکنندهها و مبدلها را با ا ستفاده از اندازهگیریهای ترازوی کری ستال کوارتز با اتلاف - QCM-D - مورد برر سی قراردادند و مدل سی ستم نفت را به دست آورند.
-2 مشخصات و شرایط عملیاتی مبدل حرارتی
هر کلیه اطلاعات در مورد مبدل ذکر شده از کتابخانه اطلاعات فشرده عملیاتی پالایشگاه بندرعباس استخراج شده است.
