پایان نامه بازیافت حرارتی از دیگ های روغن داغ

اختصاصی از یارا فایل پایان نامه بازیافت حرارتی از دیگ های روغن داغ دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحات:121

پایان نامه جهت اخذ درجه کارشناسی رشته ی مهندسی مکانیک
گرایش طراحی جامدات

فهرست مطالب:
فصل اول      8   
1-1 تاریخچه دیگ ها     9
1-2 انواع دیگ ها     17
    1-2-1 دیگ بخار     17
    1-2-2 دیگ روغن داغ     20
1-3 انواع دیگ بخار     28
    1-3-1 دیگ های فایر تیوب     28
    1-3-2 دیگ های واتر تیوب     28
    1-3-3 دیگ های آکواتیوب     29
    1-3-4 دیگ مدولار     32
    1-3-5 دیگ لوله آبی     32
1-4 انواع اصلی دیگ آب گرم     36
1-5 مزایای بخار      40
1-6 مزایای روغن      43
1-7 نکاتی در رابطه با انتخاب دیگ      45

فصل دوم     48
2-1 مشعل چیست     49
2-2 انواع مشعل     49
2-3 مشعل های مخصوص گاز سوز     51
2-4 مشعل های مخصوص گاز سوز بی دمنده     52
2-5 مشعل های گاز سوز دمنده دار     53
2-6 مشعل های با محفظه چرخشی     54
2-7 انواع مشعل های مایع سوز     57
2-8 نازل مشعل     59
2-9 پمپ های گازوئیل     61
2-10 دودکش      61

فصل سوم    63
3-1 مبدل های حرارتی     64
3-2 انواع مبدل های حرارتی     64
3-3 انتخاب مواد برای ساخت مبدل های حرارتی     75

فصل چهارم    79
مقدمه     80
4-1 سرمایه گذاری در بازیافت حرارتی     84
   4-1-1 آیا اتلاف حرارتی دستگاه ها واقعا زیاد است     84
   4-1-2 مزایای بازیافت حرارتی برای یک کارخانه صنعتی     85
   4-1-3 سرمایه گذاری و سود     87
   4-1-4 شاخص های سرمایه گذاری بازیافت حرارتی      89
   4-1-5 راه کار شرکت AB&CO       89
   4-1-6 یک راه حل ساده اقتصادی     91
   4-1-7 سیستم بازیافت حرارتی به عنوان یک یونیت      92
   4-1-8 آیا ارزش سرمایه گذاری را دارد     93
   4-1-9 حمیت های اقتصادی عمومی     94
   4-1-10 انجام محاسبات اجرایی اولیه      95

فصل پنجم    96
مقدمه     97
5-1 سوخت رسانی به دیگ     97
5-2 احتراق     101
5-3 گرمکن سوخت      104
5-4 محاسبات مربوط به اگزوز دیگ      106
5-5 بازیافت حرارتی از دیگ های روغن داغ      109
5-6 جریان عمود بر دسته لوله ها      111

مراجع     119
جدول تبدیل واحدها     120

چکیده

هدف از انجام این تحقیق استفاده از انرژی گرمایی گازهای داغ حاصل از احتراق مشعل حرارتی دوگانه سوز جهت پیش گرم کردن آب و هوای ورودی به دیگ روغن داغ و در نهایت افزایش راندمان دیگ از طریق جلوگیری از اتلاف انرژی و پرت حرارتی است. برای این منظور با توجه به حرارت تولیدی در مشعل و میزان حرارت نقاط مختلف دیگ و اگزوز که توسط تجهیزات مخصوص اندازه گیری شده اند به محاسبه انتقال حرارت با توجه به ظرفیت گرمایی که بین گازها و کویل ها و سیالات درون آن ها وجود دارد پرداخته و در انتها با توجه به خصوصیات سیالات موجود که توسط شرکت های سازنده تعیین شده اند درجه حرارت نهایی سیالات را بدست می آوریم. حالت های مختلفی را برای استفاده هرچه بهتر از حرارت گازهای خروجی پیشنهاد می کنیم و هر مورد را توضیح می دهیم و برای نمونه چند گونه از آن ها ررا به تفضیل مورد محاسبه قرار می دهیم تا روش بهتر را انتخاب کرده و سیستم را بهینه کنیم. در جاهایی که نیاز به توضیح بیشتر درباره مواردی که نا آشنا به نظر می رسند به بیان تاریخچه مختصری از آن موضوع می پردازیم و تا انجایی که در توان باشد با ارائه مدارک معتبر مطالب را پیش می بریم.

فصل اول
آشنایی با دیگ ها

1-1-  تاریخچه دیگ ها:
ھﻤﺰﻣﺎن ﺑﺎ ورود ﺑﺸﺮ دوران ﺻﻨﻌﺘﯽ ﮐﻪ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده ﮔﺴﺘﺮده ﺗﺮ اﻧﺴﺎن از ﻧﯿﺮوی ﻣﺎﺷﯿﻦ در اواﯾﻞ ﻗﺮن ھﺠﺪھﻢ ﻣﯿﻼدی آﻏﺎز ﺷﺪ. ﺗﻼش های اﻓﺮادی ﻧﻈﯿﺮ وات، ﻣﺎرﮐﯿﺰ و …، از اﻧﮕﻠﺴﺘﺎن در ارﺗﺒﺎط ﺑﺎ ﮔﺴﺘﺮش ﺑهره ﺑﺮداری از ﻧﯿﺮوی ﺑﺨﺎر و ﻃﺮاﺣﯽ و ﺳﺎﺧﺖ دﯾﮓ ھﺎی ﺑﺨﺎر ﺷﺮوع ﺷﺪ. امروزه از دیگهای بخار در صنایع غذایی، سیستمهای گرمایشی و نیروگاهها  استفاده میگردد.
دﯾﮓ ھﺎی ﺑﺨﺎر اوﻟﯿﻪ از ﻇﺮوف ﺳﺮ ﺑﺴﺘﻪ و از ورق ھﺎی آھﻦ ﮐﻪ ﺑﺮ روی ھﻢ ﺑﺮ ﮔﺮداﻧﻨﺪه و ﭘﺮچ ﺷﺪه ﺑﻮدﻧﺪ و ﺷﺎﻣﻞ اﺷﮑﺎل ﻣﺨﺘﻠـﻒ ﮐـﺮوی و ﯾـﺎ ﻣﮑﻌـﺐ ﺑﻮدﻧـﺪ ساخته می شدند. اﯾﻦ ﻇﺮوف ﺑﺮ روی دﯾﻮارھﺎی آﺟﺮ ﺑﺮ روی آﺗﺶ ﻗﺮار داده ﺷﺪه و در ﺣﻘﯿﻘﺖ ﺑﺮون ﺳﻮز ﻣﺤﺴﻮب ﻣﯽ ﺷﺪﻧﺪ.
 
شکل 1- 1 ) دیگ بخار اولیه
اﯾﻦ دﯾﮓ ھﺎ در ﻣﺮاﺣﻞ آﻏﺎز بهره ﺑﺮداری ﺗﺎ ﻓﺸﺎر ﺣﺪود  bar 1 ﺗﺎﻣﯿﻦ ﻣﯽ ﻧﻤﻮدﻧﺪ ﮐﻪ ﭘﺎﺳﺨﮕﻮی ﻧﯿﺎزھﺎی آن دوره ﺑﻮد وﻟﯽ ﺑﻪ ﻋﻠﺖ ﺗﺸﮑﯿﻞ رﺳـﻮب و ﻟﺠـﻦ درﮐﻒ دﯾﮓ ﮐﻪ ﺗﻨﮫﺎ ﻗﺴﻤﺖ ﺗﺒﺎدل ﺣﺮارت آب ﺑﺎ ﺷﻌﻠﻪ ﺑﻮد، و ﺑﺎ ﺑﺮوز اﯾﻦ ﻣﺸﮑﻞ، دﻣﺎی ﻓﻠﺰ ﺑﻪ آراﻣﯽ ﺑﻼ رﻓﺘﻪ و ﻣﻮﺟﺐ ﺗﻐﯿﯿﺮ ﺷﮑﻞ و دﻓﺮﻣﻪ ﺷﺪن ﻓﻠﺰ ﮐـﻒ و درﻧﺘﯿﺠﻪ اﯾﺠﺎد ﺧﻄﺮ اﻧﻔﺠﺎر ﻣﯽ ﺷﺪ.
ھﻤﺰﻣﺎن ﺑﺎ ﻧﯿﺎز ﺑﻪ ﻓﺸﺎر ھﺎی ﺑﺎﻻﺗﺮ ﺑﺨﺎر ﺗﻮﺳﻂ ﺻﻨﺎﯾﻊ، روﻧﺪ ﺳﺎﺧﺖ دﯾﮓ ھﺎی ﺑﺨﺎر ﻧﯿﺰ ﺗﺤﻮﻻت ﺑﯿﺸﺘﺮی را ﺗﺠﺮﺑﻪ ﻧﻤﻮد. ﺑﺪﯾﻦ جهت ﺑﺮای دﺳﺘﯿﺎﺑﯽ ﺑﻪ ﺑﺎزده ﺣﺮارﺗﯽ ﺑﺸﺘﺮ، ﻧﯿﺎز ﺑﻪ ﺗﺒﺎدل ﺣﺮارﺗﯽ ﺑﯿﺸﺘﺮی اﺣﺴﺎس ﻣﯽ ﺷﺪ، در ﻧﺘﯿﺠﻪ ﺳﻄﻮح در ﻣﻌﺮض ﺣﺮارت ﺑـﺎ در ﻧﻈـﺮ ﮔﺮﻓﺘـﻦ ﺗﻌﺪاد زﯾﺎدی ﻟﻮﻟﻪ ﺑﺎرﯾﮏ ﮐﻪ در آن ھﺎ ﮔﺎزھﺎی ﮔﺮم، ﺟﺮﯾﺎن داﺷﺘﻨﺪ و اﻃﺮاف آنها آب وﺟﻮد دارد، اﻓﺰاﯾﺶ ﯾﺎﻓﺘﻨﺪ. اﯾﻦ دﯾـﮓ ھـﺎ ﺑـﺎ داﺷـﺘﻦ ﺣﺠـﻢ ﮐﻤـﺘﺮ راﻧـﺪﻣﺎن ﻣﻨﺎﺳﺒﯽ داﺷﺘﻨﺪ.
با افزایش تقاضا برای تولید دیگ های با فشار بالا تر، ساخت دیگهایی که درون سوز بودند آغاز شد که از استوانه های فلزی ساخته می شدند و کوره نیز به شکل استوانه در  درون مخزن استوانه ای قرار میگرفت و محصولات احتراق که در آن زمان بیشتر به صورت جامد ( زغال سنگ ) بودند از روی صفحه ای مشبک به درون کوره انتقال می یافتند و درون کوره می سوختند. در این دیگ های بخار اولیه برای بهره برداری از دمای گازهای خروجی دودکش، از طریق انتقال آنها از  کوره به کانالهای تعبیه شده در زیر مخزن استوانه ای و در نهایت هدایت به سمت دودکش خروجی دیگ اقدام به بالا بردن راندمان می نمودند و لیکن با توجه به اینکه فلز مخزن زیر کوره که به دلیل جمع شدن گل ولای حاصل از آب و کاهش تماس آن با آب مخزن دیگ دارای دمای بیشتری می شد، همان مشکل تغییر خاصیت فلز تا حدودی وجود داشت هرچند دمای گازهای کانال خیلی کمتر از قبل بود. در ادامه فرآیند پیشرفت تولید دیگ های بخار صنعتی، دیگهای معروف به لوله آتشی عقب خشک (FireTube &DryBack) طراحی و ساخته شدند که دراین دیگها با قرار دادن لوله های متعدد داخل مخزن دیگ، گازهای داغ انتهای کوره را از داخل آنها عبور داده و در نهایت از قسمت دودکش خارج می شدند  ولی از مشکلات این دیگ ها وجود سطح عایقکاری شده در انتهای کوره  بود که علاوه براتلاف انرژی حرارتی، حین کار و یا انتقال در اثر لرزش و ضربه های  ایجاد شده در کوره باعث صدمه دیدن عایقکاری و در نتیجه سوختن فلز انتهای کوره می گردید که این مشکل در نسل بعدی دیگ های بخار صنعتی با قرار دادن انتهای کوره در داخل آب تا حدود زیادی مرتفع گردید و سطح حرارتی دیگ افزایش یافت در این طرح که به نام طرح لوله آتشی وعقب تر(FierTube & WetBack) معروف می باشد به طور معمول بسته به ظرفیت دیگ از لحاظ انرژی حرارتی ورودی، به دو صورت: دوپاس و سه پاس، طراحی و ساخته می شوند راندمان حرارتی در دیگ های جدید با اعمال سطح حرارتی قابل قبول وعایق کاری مناسب به حدود %85 قابل دستیابی می باشد.
دﯾﮓ ھﺎی ﺑﺨﺎر ﻟﻮﻟﻪ دودی اﻣﺮوزی ﺑﺎ دو ﯾﺎ ﺳﻪ ﭘﺎس در ﺣﻘﯿﻘﺖ اﻧﻮاع ﺗﮑﺎﻣﻞ ﯾﺎﻓﺘﻪ دﯾﮓ ھﺎی ﻣﺬﺑﻮر ﻣﯽ ﺑﺎﺷﺪ.
ﺗﺤﻮل ﻋﻤﺪه دﯾﮕﺮ در ﺳﺎﺧﺖ اﯾﻦ ﻧﻮع دﯾﮓ ھﺎ، ﺗﮑﺎﻣﻞ از دﯾﮓ ھﺎی ﻓﺎﯾﺮﺗﯿﻮپ ﺳﻪ ﭘﺎس ( ﻋﻘﺐ ﺧﺸﮏ ) ﺑﻪ ﺳﺎﺧﺖ دﯾﮓ ھﺎی وﺖ بک ( ﻋﻘﺐ ﺗﺮ) ﻣﯽ ﺑﺎﺷﺪ. در دﯾﮓ ھﺎی ﻋﻘﺐ ﺧﺸﮏ اﻧﺘهای ﻟﻮﻟﻪ ھﺎی  2 و 3 ﭘﺎس ھﺮ دو ﺑﻪ ﯾﮏ ﺳﻄﺢ ﺷﺒﮑﻪ ﻣﺘﺼﻞ ﻣﯽ ﺷﻮﻧﺪ، ﮐﻪ ﺑﻪ ﻋﻠـﺖ اﺧﺘـﻼف دﻣـﺎی ﻓـﺎﺣﺶ ﮔﺎزھـﺎی ﺣﺎﺻـﻞ از اﺣﺘﺮاق در 2  ﭘﺎس (  1000 درﺟﻪ ﺳﺎﻧﺘﯿﮕﺮاد ) و 3 ﭘﺎس ( ﺣﺪاﮐﺜﺮ 250 ﺳﺎﻧﺘﯿﮕﺮاد ) ﺳﻄﺢ اﯾﻦ ﺷﺒﮑﻪ دﭼـﺎر ﺗﻨـﺶ و در نهایت ﻧﺸـﺘﯽ ﻣـﯽ ﺷـﻮد. ھﻤﭽﻨﯿـﻦ دﯾﮓ ھﺎی ﻋﻘﺐ ﺧﺸﮏ ﻧﯿﺎز ﺑﻪ ﻋﺎﯾﻖ ﮐﺎری و اﻧﺠﺎم ﺗﻌﻤﯿﺮات ﺑﺮ روی ﻣﻮاد ﻧﺴﻮز اﻃﺎﻗﭽﻪ ﺟﺪا ﮐﻨﻨﺪه  2 و 3 ﭘﺎس ﻧﯿﺰ در ﻓﻮاﺻﻞ زﻣﺎﻧﯽ ﮐﻮﺗـﺎه دارﻧـﺪ، ﮐـﻪ ﻣﻮﺟـﺐ اﻓﺰاﯾﺶ ھﺰﯾﻨﻪ نگهداری و اﯾﺠﺎد وﻗﻔﻪ در ﺗﻮﻟﯿﺪ ﻣﯽ ﺷﻮﻧﺪ.