متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی مکانیک تبدیل انرژی

با عنوان : طراحی ترموهیدرولیکی دی ارتیورهای حرارتی

در ادامه مطلب می توانید تکه هایی از ابتدای این پایان نامه را بخوانید

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشكده تحصیلات تكمیلی

پایان نامه برای دریافت درجه كارشناسی ارشد

گروه مهندسی مكانیك گرایش تبدیل انرژی

عنوان:

طراحی ترموهیدرولیكی دی ارتیورهای حرارتی

برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه : (ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چكیده

تأمین آب خالص و تمایل به ثابت نگه داشتن ناخالصی ها وحلالیت آنها در یك سطح مورد نظر به منظور به حداقل رساندن خوردگی و احتراز از اكسیداسیون روی سطوح انتقال حرارت در نیروگاه ها و صنایعی كه آب در شبكه سیكل آنها حركت میكند، از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

در صورت وجود عوامل خوردگی از جمله حضور گازهای چگالش ناپذیر در آب تغذیه سیكلهای نیروگاهی، خرابی و از بین رفتن سطوح و لوله های دیگ بخار، هیترها و پره های توربین اتفاق میافتد. هوازدایی حرارتی یكی از راه های جداسازی گازهای خورنده موجود در آب تغذیه است كه به این منظور ازهوازدا استفاده میگردد. البته هوازداها سهم عمده ای درگرمایش آب تغذیه نیز دارند كه به نوبه خود در افزایش بازده حرارتی سیكل نیروگاه نقش دارد. روش كلی كار هوازداها، گرمایش آب تغذیه تا حد دمای اشباع متناظر با فشار كاركرد هوازدا میباشد كه سبب رهائی گازهای موجود در آب میشود. استفاده ازهوازدا دارای محاسن بسیاری استكه در فصل اول مورد بررسی قرارگرفته شده است كه در ادامه آن اصول و تئوری هوازدایی، مسائل مربوط به خوردگی و تأثیر و موقعیت هوازدا در سیكل نیروگاهی تحلیل شده است.

با توجه به گذشت بیش از صد سال از اولین طرح های استفاده از مبدلهای تماس مستقیم كه هوازدا را نیزشامل میشود در سیكل های نیروگاهی، طراحی ها و انواع مختلفی از هوازداها توسط شركتها تجربه و ساخته شده اند كه هركدام، از ابزار متفاوتی همانند نازلها، بافلها و سینی ها جهت اختلاط فاز بخار و مایع آب تغذیه استفاده میكنند، كه 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 میكند كه فاكتور زمان نیز اهمیت ویژه برخورداراست. این اصول نیز در فصل چهارم بررسی شده است. با بهره گرفتن از قوانین حاكم وروابط تجربی، طراحی ترموهیدرولیكی یك نمونه هوازدا ومقایسه آن با هوازدای نیروگاه شهید رجائی انجام گرفته است. با توجه به اختصاص هوازدا به نیروگاه ها و صنایع پتروشیمی و… و عدم وجود كتب فنی لازم در این زمینه به بررسی مسئله پرداخته شده است. در دسترس نبودن ضرائب تصحیح و فاكتورهای لازم در طراحی، مسلمًا باعث خواهد شد تا این بررسی با شركتهای سازنده كه سالیان دراز در طراحی و ساخت سیستمها تجربه دارند، در مواردی اختلاف داشته باشد.

مقدمه

به منظور به حداقل رساندن خوردگی و احتراز از اكسیداسیون روی سطوح انتقال حرارت در نیروگاه ها باید جداسازی گازهای خورنده علی الخصوص اكسیژن و دی اكسیدكربن ازآب تغذیه، آب جبرانی و آب چگالیده انجام شود.

این گازها به ساختار مواد آسیب رسانده و آنها را غیرقابل استفاده می نمایند. اكسیژن و اكسید فلزات در تركیب با كلر باعث خوردگی سوزنی شده و باعث افزایش احتمال وقوع پدیده دندانه شدن در مولدهای بخار میشوند. حضور آهن و اكسید مس در آب تغذیه باعث
بوجود آمدن رسوب وجرم برروی سطوح حرارتی میشود. برای مثال در یك نیروگاه هسته ای 1100 مگاواتی تا حدود 650 كیلوگرم در سال خوردگی در مولد بخار ناشی از وجود 7PPb اكسیژن در آب چگالیده اتفاق میافتد. آب جبرانی ورودی به سیكل 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 اكسیدكربن یا نمكهای غیرمحلولی مثل بیكربنات سدیم باشد. در غیر اینصورت با افزایش دما، بیكربنات سدیم تجزیه شده و دی اكسیدكربن آزاد میشود. اگر آب جبرانی با آمونیاك پالایش شود ممكن استحاوی بیكربنات آمونیوم باشد.

برای كاهش خوردگی ناشی از اكسیژن مقدار اكسیژن 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 كند و به هرحال مقدار دی اكسیدكربن باید صفر باشد.

هوازدایی حرارتی مهمترین راه برای جداسازی گازهای خورنده است كه رهاشدن گازهای موجود در آب را تضمین میكند.

جداسازی گازها از آب ورودی در گرمكن هوازدا انجام میشود كه در آن تمام جریانهای مایع ورودی تا حد دمای اشباع متناظر با فشار هوازدا، گرم میشوند. در چرخه یك نیروگاه، هوازدا بعد از گرمكن های آب تغذیه فشار پائین قرار میگیرد. معمولا هوازدا جهت تأمین فشاركافی در ورودی پمپ بویلر، در یك ارتفاع مناسب نصب میگردد.

در هرحال استفاده از هوازدا دارای محاسن بسیاری در بهینه سازی كاركرد سیكل نیروگاهی است كه 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 مكانیزم آن در سیكل نیروگاهی مطالبی ارائه گردیده است. در پایان فصل نقش و موقعیت هوازدا بعنوان یك 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 مكانیزم آن در سیكل نیروگاهی مطالبی ارائه گردیده است. در پایان فصل نقش و موقعیت هوازدا بعنوان یك مبدل تماس مستقیم مورد بررسی قرار گرفته است.

1-1- هوازدایی

هوازدایی از آب های صنعتی یك فرآیند خاص انتقال جرم است كه در صنعت استفاده دارد. جدا نمودن گازهای خورنده و رسوبزا از آب تغذیه دیگ بخار نیروگاه های حرارتی، دستگاه آب شیرین كن تبخیری و انجمادی و آب مورد نیاز در فرآیندهای پالایشگاهی و پتروشیمیائی و نیز آب تزریقی به چاه های نفتی یك 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 یك مبدل باز جهت محافظت دیگ بخار و سیستمهای جانبی در مقابل خوردگی استفاده میگردد.

مهمترین گازهایی كه در آب ممكن است وجود داشته باشد عبارتند از: اكسیژن، كلر، دی اكسیدكربن، آمونیاك و هیدروژن سولفوره.

از این میان O2 و CO2 خورنده هستند و NH3 بر روی آلیاژهای مس درصورت وجود O2 در آب اثر میگذارد. دست های از گازها چون اكسیژن و نیتروژن همواره به صورت گاز در آب محلول هستند در حالیكه دسته دیگر چون دی اكسیدكربن، آمونیاك و H2S هم به صورت گازی و هم بصورت یونیزه (بسته به PH آب) امکان حضور دارند.

در چرخه آب و بخار، اكسیژن معمولا به دلیل نشتی دستگاه هایی كه تحت خلاء هستند و از طریق تخلیه گرمكن های فشار پائین كه به بعد از چگالنده میریزند وارد آب میشود. وجود اكسیژن در آب باعث خوردگی میشود به هنگام تماس آهن و آب در اثرفعل و انفعال شیمیائی (مطابق فرمول زیر) آهن به میزان كمی وارد آب میگردد.

Fe + 2H O→Fe(OH) + H2

هیدرات آهن 2(Fe(OH كه در اثر این واكنش ایجاد میشود خاصیت قلیاكنندگی دارد و PH را بالا میبرد وقتی PH آب به مقدار معینی رسید عمل حل شدن آهن در آب متوقف میشود. چنانچه آب حاوی اكسیژن اضافی باشد، هیدرات آهن به سرعت اكسیده شده و هیدرات فریك 3(Fe(OH تولید میكندكه در آب غیرمحلول است و به صورت رسوب ته نشین میشود و تا هنگامی كه همه اكسیژن اضافی موجود در آب به مصرف برسد این عمل ادامه دارد.

تعداد صفحه : 269

قیمت : 14700 تومان

 

—-

پشتیبانی سایت :               asa.goharii@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

  *