کوره چیست ؟
کوره دارای تجهیزاتی است که توسط آنها ، درون یک محفظه عایق ، حرارت ناشی از احتراق سوخت ، به سیال فرایند منتقل می گردد . میان فرایند در لوله هایی جریان دارد که عموماً در امتداد جداره ها و سقف محفظه احتراق نصب شده اند . عامل اصلی انتقال حرارت مکانیزم تشعشع می باشد . در صنایع نفت ، کوره با اسامی مختلفی ((Processheater )) ، ((Furance)) ، ((direct-firedheater )) ، (( Tubestillheater))، اطلاق می شود .
وظیفه اصلی کوره ، تأمین حرارت معینی به سیال فرایند ، تحت درجه حرارتهای بالا می باشد ، این عمل بایستی بدون افزایش بیش از حد حرارت ، در نفطه معینی از سیال و یا اجزاء بدنه کوره انجام می شود .
فصل اول – کوره
کوره چیست ؟ ……………………………………………………………………….. ۲
تنوع طراحی و ساخت ………………………………………………………………. ۴
لوله های افقی یا عمودی …………………………………………………………….. ۴
موارد مهم در انتخاب کوره ها ………………………………………………………. ۱۱
عوامل مهم در انتخاب پوش شش های بازتابنده …………………………………….. ۱۴
انواع پوششهای بازتابنده …………………………………………………………….. ۱۵
طراحی لوله ها ………………………………………………………………………. ۱۸
جنس لوله ها …………………………………………………………………………. ۱۹
افزایش انتقال حرارت جابجائی توسط سطوح توسعه یافته …………………………. ۲۲
محملها و هادیهای لوله ها …………………………………………………………… ۲۲
دریچه خروج گازها …………………………………………………………………. ۲۳
مشعلها ……………………………………………………………………………….. ۲۶
مشعلهای سوخت مایع ……………………………………………………………….. ۳۰
سوختها ………………………………………………………………………………. ۳۷
پالایش نفت ………………………………………………………………………….. ۴۳
خواص شیمی فیزیکی سوختهای مایع ………………………………………………. ۴۷
سوختهای گازی ……………………………………………………………………… ۵۲
احتراق ………………………………………………………………………………. ۵۳
آنالیز گازهای داغ حاصل از احتراق ……………………………………………….. ۵۵
نقطه شبنم محصولات احتراق ………………………………………………………. ۵۸
طراحی بخش تابشی کوره ها ……………………………………………………….. ۶۰
تأثیر متغیرهای بنیادی در طراحی کوره ها ………………………………………… ۶۳
ترتیب و آرایش لوله ها ……………………………………………………………… ۶۵
بخش تابشی ………………………………………………………………………….. ۶۷
فصل دوم – دیگ های بخار
تاریخچه دیگ بخار ………………………………………………………………….. ۷۶
انتخاب نوع دیگ ……………………………………………………………………. ۷۷
دیگ های بخار چند مخزنی …………………………………………………………. ۸۹
دیگ های تک مخزنی ……………………………………………………………….. ۹۳
دیگ های مدولار ……………………………………………………………………. ۹۹
دیگ های ترکیبی ……………………………………………………………………. ۱۰۱
مشخصات لوله های دیگ ها ………………………………………………………… ۱۰۳
سوخت کوره دیگ ها ……………………………………………………………….. ۱۰۵
کوره …………………………………………………………………………………. ۱۱۰
تلمبه ها ………………………………………………………………………………. ۱۱۱
دمنده ها ……………………………………………………………………………… ۱۱۴
دودکشها ……………………………………………………………………………… ۱۱۶
لزوم تصفیه آب دیگ بخار ………………………………………………………….. ۱۲۱
مکانیسم تشکیل رسوب ………………………………………………………………. ۱۲۲
عوامل ایجاد رسوب …………………………………………………………………. ۱۲۷
شکنندگی قلیایی فلز یا دیگ بخار ……………………………………………………. ۱۴۹
حمل قطرات مایع توسط بخار ………………………………………………………. ۱۵۰
غلیان ………………………………………………………………………………… ۱۵۱
دمیدن بخار ………………………………………………………………………….. ۱۵۴
منابع و مآخذ …………………………………………………………………………. ۱۵۵
کاربرد کوره ها در صنعت :
درصنایع نفت کوره ها کاربرد متعددی دارند.دراینجا شش موردمهم رابررسی می نماییم الف – ریبویلر ستونهای تقطیر :
این نوع کوره ملایمترین کاربرد کوره بوده که معمولاً دچار وضعیت بحرانی نمی شود . سیال فرایند که از پایین برج تقطیر گرفته می شود ، درون کوره تا اندازه ای تبخیر می گردد . مخلوط بخار – مایع حاصله دوباره وارد برج تقطیر شده و بخار آن تقطیر می گردد بطوری که تبخیر خود را در آنجا آزاد می نماید .
ب – پیش گرمکن خوراک ستون تقطیر
این نوع کوره نبض بسیاری از عملیات دیگر را در دست دارد . سیال فرایند ( که به صورت مایع و گاهی در جریان ورودی حاوی مقداری بخار است .) قبلاً توسط مبدلهای حرارتی گرم می شود . درجه حرارت این سیال درون کوره آنقدر بالا می رود تا تبخیر جزئی اتغاق بیفتد .
ج – پیش گرمکن خوراکی راکتورها :
این نوع کوره ، درجه حرارت سیال را تا درجه حرارت لازم جهت کنترل واکنش شیمیایی که در راکتور مجاور انجام می شود ، بالا می برد .
د – تأمین حرارت محیطهای واسطه ای
در بسیاری از کارخانجات ، حرارت از طریق یک محیط واسطه ای به قسمتهایی مختلف انتقال می یابد . در اینگونه موارد ، کوره نقش گرم کننده مجدد این سیال را ایفا می کند . سیال واسطه ای ممکن است یک برش نفتی ، دائوترم ، ترمینول و یا یک ملح مذاب باشد .
ک – کوره های گرم کننده سیالات ویسکوز :
بعضی اوقات برشهای سنگین نفتی بایستی از نقطه ای به نقطه دیگر حمل شوند . تحت درجه حرارتهای کم ، ویسکوزیته این برشها بقدری زیاد است که عمل پمپ کردن را مختل می سازد . بدین سبب ، از یک کوره جهت گرم کردن سیال استفاده می شود تا ویسکوزیته آن کاهش یافته و بهتر پمپ گردد
م – راکتورهای اشتعالی :
این داکتورها به صورت کوره هایی هستند که یک واکنش شیمیای درون کویل لوله های آنها اتفاق می افتد . از نقطه نظر تکنولوژی این کوره ها بسیار پیچیده هستند . و دو نمونه از این کوره ها ۱ کوره های فرمر هیدروکربنها توسط بخار آب ۲ کوره های پیرولیز
تنوع طراحی و ساخت :
طراحی و جزئیات ساخت کوره ها بسیار متنوع است . به سبب این انعطاف پذیری هر کوره جهت کاربرد خاص خود طراحی می گردد ساده ترین نوع کوره شامل یک محفظه احتراق بوده که در آن کویل ها در امتداد دیواره محفظه چیده شده است و حرارت فقط از طریق تابش به این لوله ها منتقل می گردد بازده حرارتی کم و سرمایه گذاری اولیه اندک جهت بار حرارتی معین از خصوصیات این نوع طراحی می باشد .
لوله های افقی یا عمودی :
اساس تقسیم بندی کوره ها وابسطه به موقعیت کویل حرارتی در بخش تابشی و یا به عبارت دیگر وابسته به عمودی یا افقی بودن لوله ها می باشد . که در شکلهای ۱-۱ و ۲-۱ می شوند که در اینجا جنبه های برجسته هر یک از کوره ها بررسی می شوند .
الف – کوره استوانه ای – عمودی کاملاً تشعشعی : در این کوره ، کویل لوله ها عمودی در امتداد دیواره محفظه احتراق قرار دارد . اشتعال از کف کوره به صورت عمودی انجام می گیرد .
ب – کوره استوانه ای – عمودی با کویل مارپیچ : در این کوره ها کویل به صورت مارپیچ در کنار دیواره محفظه احتراق قرار داشته و اشتعال به صورت عمودی از کف کوره صورت می گیرد . گرچه این کوره ها جزء کوره های عمودی هستند ولی خصوصیات سیال فرایند درون لوله های آنها شبیه کوره های افقی می باشد .
طراحی این کوره ها نیز مستلزم سرمایه گذاری و فضای اندک بوده و بازده حرارتی کمی دارند . کویل لوله ها ذلتاً قابل تخلیه می باشد . تنها محدودیت این واحدها این است که فقط یک سیال می تواند در آن جریان یابد .
