تحقیق درباره دیگ بخار

اختصاصی از هایدی تحقیق درباره دیگ بخار دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 7

دیگ بخار یکی از مهمترین و در ضمن آسیب پذیر ترین قسمت های یک نیروگاه و یا دیگر صنایعی می باشد که به تولید بخار احتیاج دارند. یک دیگ بخار وظیفه تبدیل انرژی شیمیایی سوخت به انرژی حرارتی و انتقال این انرژی به سیال عامل را بر عهده دارد. برای تشریح جایگاه دیگ بخار در صنایع مختلف و به خصوص نیروگاه ها لازم است که قوانین اول و دوم ترمودینامیک مورد بررسی قرار گیرند. بر اساس قانون اول ترمودینامیک انتگرال چرخه ای حرارت وانتگرال چرخه ای کار برابرند لذا برای تولید کار نیاز به یک منبع حرارتی می باشد که گرمای مورد نیاز سیکل را تامین کند. البته با توجه به قانون دوم ترمودینامیک ، فرآیند ها فقط در یک جهت معین پیش می روند و انجام آن ها در خلاف آن جهت ممکن نیست. به عبارت دیگر می توان گفت که همواره انتقال حرارت از منبع گرم و به طرف منبع سرد می باشد.

دیگ های بخار را از نظر نحوه تولید بخار به دو دسته یا گروه اصلی که عبارتند از :

الف- دیگ های بخار لوله آتشی

ب- دیگ های بخار لوله آبی

معرفی و تعریف فرآیند بیش گرمایش:

همانطور که قبلاً نیز گفته شد در دماهای بالا، عمر قطعات فلزی که در معرض بارهای ثابت و یا نوسانی قرار دارند کاهش می یابد . عامل کاهش عمر قطعات در دماهای بالا، مکانیسم های خرابی مختلفی هستند که در دماهای بالا فعال می شوند. در این میان می توان از بیش گرمایش ( اورهیت ) به عنوان مهمترین مکانسیم خرابی در دماهای بالا نام برد. به عنوان مثال بررسی های صورت گرفته نشان می دهد که از میان 413 خرابی که در طی 12 سال بررسی شده اند، 201 مورد یا به عبارتی 7/48% خرابی ها در اثر وقوع بیش گرمایش بوده است. همین موضوع اهمیت شناخت این فرآیند و علل ایجاد آن را روشن می سازد. فرآیند بیش گرمایش به صورت افزایش دمای فلز به بیش از حد مجاز و طراحی شده برای آن تعریف می گردد. شکست ناشی از بیش گرمایش می تواند در کمتر از چند دقیقه رخ دهد و یا سال ها به طول انجامد، لذا بر اساس زمانی که قطعه می تواند دمای بالا را تحمل کند، بیش گرمایش را می توان به دو دسته بیش گرمایش بلند مدت و بیش گرمایش کوتاه مدت تقسیم کرد . در شرایط کار عادی دیگ بخار هیچگاه چنین پدیده ای بوجود نمی آید. اما در شرایط غیر عادی امکان ایجاد این مکانیزم وجود دارد که لازم است این شرایط بررسی شوند.

تأثیرات وقوع بیش گرمایش در دیگ های بخار:

به طور کلی خرابی های ناشی از بیش گرمایش را می توان به دو دسته خرابی ناشی از وقوع خزش و گرافیته شدن زنجیره ای در ساختار فلز تقسیم کرد.

خزش:

در یک تعریف جامع می توان خزش را به صورت کرنش وابسته به زمان مواد در دماهای بالا تعریف کرد. در اثر خزش ، تغییر شکل پلاستیک ، به آرامی در فلز ایجاد می گردد که در نهایت منجر به ایجاد مجموعه ای از حفره ها یا ترک های مرز دانه ای در فلز می گردد. رخ دادن خزش هنگامی که دما، تنش و زمان کافی وجود داشته باشد به نوع آلیاژ یا فلز، ریز ساختار آن و شرایط محیط کار قطعه بستگی دارد. بنا براین خزش در گسترده وسعی از دماها می تواند رخ دهد. اما به طور کلی خزش ، در دماهای بالاتر از دمای تبلور مجدد فلز یا آلیاژ که در آن دما، اتم ها به اندازه کافی متحرک می شوند، رخ می دهد. پیشنهاد شده است که برای فلزهای موجود این دما 5/0 ( دمای ذوب بر حسب درجه کلوین ) در نظر گرفته شود.

گرافیته شدن زنجیره ای :

گرافیته شدن زنجیره ای (که به ندرت روی می دهد) یکی از نتایج بیش گرمایش در لوله های یک دیگ بخار می باشد. این نوع خرابی هنگامی شروع می شود که ذرات کاربید آهن (که معمولاً در فولادهای کربنی و فولاد های کم آلیاژ وجود دارند) پس از بیش گرمایش در دماهای بالاتر از 427 ( 800) ، به ذرات گرافیت تجزیه می شوند . ذرات گرافیت ، معمولاً در محل عیوب ریز ساختاری در جاهایی که ناخالصی های شیمیایی وجود دارد و یا در امتداد خطوط تنش تشکیل می شوند. ذرات گرافیت اگر به طور یکنواخت در ساختار فولاد توزیع شده باشند، به ندرت باعث خرابی می شوند، اما گاهی اوقات هسته های گرافیت در کنار یکدیگر ، زنجیره هایی از گرافیت را تشکیل می دهند. وجود ذرات گرافیت باعث ترد شدن فولاد و در نتیجه کاهش استحکام آن در امتداد زنجیره های گرافیت می شود و در نتیجه فولاد ممکن است در اثر فشار داخل لوله در راستای زنجیره های گرافیت پاره شود.

بررسی علل وقوع بیش گرمایش در دیگ های بخار:

همانطور که گفته شد فرآیند بیش گرمایش به صورت افزایش دمای فلز به بیش از حد مجاز و طراحی شده برای آن تعریف می گردد. در ادامه به بررسی عواملی که موجب این افزایش بیش از اندازه درجه حرارت در جداره لوله ها می گردد خواهیم پرداخت.

انتخاب نادرست لوله های یک دیگ بخار:

رسوب گذاری:

جوشش لایه ای ناپایدار :

تنظیم نبودن مشعل ها:

کاهش دبی جریان سیال (آب یا بخار) در لوله ها:

طراحی نامناسب ضریب گردش آب دیگ بخار:

عدم دقت در هنگام راه اندازی دیگ بخار:

کاهش قطر نازل مشعل ها:

افزایش ناگهانی میزان سوخت ورودی به مشعل ها:

بی توجهی به لوله های در معرض بیش گرمایش:

بیش گرمایش بلند مدت:

در بیش گرمایش بلند مدت ، دمای فلز برای مدت زمان زیادی ، از حد قابل تحمل آن فلز بالاتر می رود. در دمای بالا، استحکام فولاد کاهش می یابد و در نتیجه لوله نمی تواند فشار داخلی را تحمل کرده و می

دانلود مقاله کامل درباره رسوب خوردگی در دیگ بخار

اختصاصی از هایدی دانلود مقاله کامل درباره رسوب خوردگی در دیگ بخار دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 13

دیگ بخار و تاسیسات ((رسوب و خوردگی در سمت آتش)) :

تمام سوخت های تجاری، بجز گازهای طبیعی، شامل موادی هستند که باعث رسوب و خوردگی بر روی سطوح داغ دیگ های بخار می شوند. پاک سازی رسوبات مستلزم خارج کردن مکرر دیگ از سرویس، جهت آماده سازی و بهره برداری موثر از آن است. خوردگی خود نیز منجر به تجمع رسوبات ناشی از خوردگی و بستن دیگ جهت تمیز کردن سطوح و صرف هزینه های سنگین تعمیرات می گردد.البته همه سوخت ها عامل خوردگی نیستند و نیز همه دیگ ها آسیب پذیر نیستند. با طراحی دقیق و انتخاب مناسب، وقوع این مسایل بطور قابل ملاحضه ای کاهش خواهد یافت و حتی منتفی خواهد شد.تنها هدف از ارائه این مقاله بررسی مکانیزم های در رابطه با این نوع خوردگی که کمتر از خوردگی آب مورد توجه است و بالاخره پیشنهاد هایی جهت کنترل آنهاست.روسوب ها در قسمت هایی از دیگ که دمای فلز بالایی دارند به ویژه در داغ کننده های بخار (Super heaters) و پایه های نگهدارنده آنها و در ورودی سطوح حرارتی منطقه کنوکسیون بعد از کوره، به وجود می آیند. ایجاد این رسوب چه در دیگ ها لوله آتشی و چه در دیگ های لوله آبی به قدری است که مستلزم خارج کردن دیگ از مدار طی هفته ها جهت رسوب زدایی است.زیرا این رسوب باعث گرفتگی لوله های کنوکسیون و معابر عبور گازهای خروجی و منجر به افت فشار شدید و ناتوانی دمنده دیگ از ادامه کار صحیح می گردد و عملا باعث بسته شدن دیگ می شود.همانطور که در شکل زیر دیده می شود کاهش سطح مقطع لوله باعث افزایش چشمگیر مقاومت در برابر جریان گازها شده است. در این نوع تجمع رسوب، پنج لایه رسوب تشکیل می شود که لایه دوم ذوب شده و باعث جذب ذرات پراکنده خاکستر می شود. بنابراین مکانیزم رسوب با عمل چسبندگی همراه است و در واقع لایه های چسبنده زیرین باعث این عامل بوده اند.

نمونه های عینی این نوع تجمع رسوب در شکل های زیر کاملا قابل روئت است. بطوریکه ابتدای لوله کاملا از وجود خاکستر سوخت انباشته و مسدود شده است، و بدیهی است جریان گازها از لوله ها کاهش خواهد یافت.

سوخت های سنگین خاکستری در حدود 0.1% دارد. اجزای اصلی تشکیل دهنده خاکستر، اکسید سیلیس و اکسید آلومینیوم هستند که به آسانی ذوب نمی شوند. البته اجزای تشکیل دهنده خاکستر مواد نفتی اکثرا نقطه ذوب پایین دارند و حاوی سدیم و گوگرد هستند. سایر مواد موجود در خاکستر عبارتند از آهن، کلسیم، سدیم و پتاسیم هستند. که دو عنصر اخیر نقش عمده ای در چسبندگی رسوب به سطوح داغ فلز  دارند. این دو از گروه فلزات قلیایی هستند و ممکن است در سوخت به عنوان کلرورها وجود داسته باشند. ماده دیگری که در سوخت بصورت معدنی یا غیر معدنی با سوخت یا خاکستر ترکیب می شوند، گوگرد است. گوگرد بیشتر بصورت اکسید گوگرد (SO2) و مقدار کمی حداکثر 5% به صورت اکسیذ بسیار فعال SO3 می باشد.عمل احتراق باعث تجزیه این مواد می گردد که همزمان باعث افت دما در معبرهای گاز، مجددا به صورت های دیگربنام سولفات ها (Na2SO4,K2SO4) یا پیرو سولفات ها (Na2S2O7 , K2S2O7) ترکیب می شوند. نقطه ذوب این نمک ها به قرار زیر است:

سولفات سدیم

880 درجه سانتیگراد

پیرو سولفات سدیم

410 درجه سانتیگراد

سولفات پتاسیم

1069 درجه سانتیگراد

پیرو سولفات  پتاسیم

300 درجه سانتیگراد

از نمک های فوق پیرو سولفات ها از همه مهمتر هستند. زیرا دمای بخش های خاصی از دیگ، بخصوص داغ کننده های بخار دیگ های لوله آتشی و لوله آبی همواره 300-400 درجه سانتیگراد می باشند. که در این نقاط لایه چسبنده و مذاب تشکیل شده بر سطح فلز، ذرات معلق خاکستر را بر روی خود جذب می کنند. با تلمبار شدن رسوبات دمای فلز بالا رفته و سایر مواد با نقطه ذوب بالاتر را نیز ذوب می کنند. با زیاد شدن ضخامت رسوبات واکنش ها بیشتری بین اکسید سیلیس، آهن، سدیم و پتاسیم صورت می گیرد و تشکیل گدازه مذاب و فشرده ای می نماید. بنابراین باید سعی کرد سوخت هایی که درصد سدیم و پتاسیم کمتری دارند را استفاده کرد. ولی متاسفانه همواره سوخت، قابلیت احتراق و قیمت، عواملی است که این موضوع را تحت شعاع قرار می دهد. جدول زیر تجزیه خاکستر دو نوع سوخت را نشان می دهد.