هیدرومکانیک، روش نوین رسوب زدایی مکانیکی

اهمیت رسوب در صنعت و اقتصاد

   طبق محاسبات بعمل آمده در کشورهای صنعتی زیان ناشی از رسوب در مبدل های حرارتی 25% درصد از رشد ناخالص ملی را شامل می شود.

   امروزه وجود رسوب در مبدل های حرارتی و تجهیزات انتقال حرارت مشکل اقتصادی عمده ای است. تا 25 سال پیش معضل رسوب در مبدلها تقریبا غیر قابل حل محسوب می شد. در بخش انرژی سنگاپور، اتلاف انرژی به علت رسوبات موجود در مبدل های حرارتی حدود 8%- 1% درصد از GDPسنگاپور می شود که مبلغی بین 120-150 میلیون دلار سالانه بر بخش صنعت انرژی آن کشور تحمیل می نماید.طبقمحاسبات بعمل آمده حداقل زیان های ناشی از رسوب در صنایع ایالات متحده امریکا 18 میلیارد دلار بر آورد شده است که به تنهایی 6 میلیارد دلار خسارات ناشی از وجود رسوب در مبدلهای حرارتی می باشد.

   وجود رسوب در عملکرد حرارتی و هیدرولیکی اصلی ترین مشکل طراحی و بهره برداری مبدل های صنعتی می باشد. به علت تشکیل رسوب در مبدل های حرارتی و چگالنده ها، سطح انتقال حرارت بین 20% - 200% در طراحی اولیه افزایش می یابد.

Shut Downمنظم تجهیزات و تمیزکاری آن ها مهمترین نیاز صنایع می باشد. در صنعت کمترین مقدار رسوب قابل تحمل نمی باشد.

معایب و مضرات رسوب

• کاهش و تغییر در ضریب انتقال حرارت
• محدود نمودن دبی خروجی بعلت افزایش ضریب اصطکاک سطح داخلی لوله ها
• افزایش زمان و تعداد اورهال مجموعه
• افزایش هزینه ها و قیمت محصول
• کاهش راندمان تولید و افزایش مصرف مواد اولیه
• افزایش استفاده از حلالهای شیمیایی
• افزایش تعویض لوله ها و مخازن و تجهیزات و کاهش عمر مفید آنها
• به سیستم
• کاهش عمر مفید تجهیزات
• اختلال در فرآیند

روش های رسوب زدایی

1. واتر جت

2. هیدرو فرز پنوماتیکی

3. فشنگی های ساینده

4. مواد شیمیایی

5. روش های نوین

در ادامه با روش های رسوب زدایی آشنا خواهید شد.

نحوه تولید سوخت CWM

مصرف انرژی در جهان بطور فزاینده ای رو به افزایش است و مسأله انرژی به یکی از مهمترین نگرانی های بشر در قرن جدید تبدیل شـــده اســـت. نیازهـــای انـــرژی به دلیل بیـــشتر شـــدن جمعیـــت جهـــان و رونـــد رشـــد اقتـــصادی کـــشورها، افـــزایش یافته اســـت. در حال حاضر ایجاد تنوع در منابع تأمین انرژی به منظور دستیابی به توسعه پایدار مورد توجه همگان قرار گرفته است. می توان از زغال سنگ بعنوان یکی از حامل های انرژی در کنار نفت اسـتفاده نمـود. بـرای آنکه بتوان زغالسنگ را بصورت سوخت مایع براحتی حمل و نقل نمود و سوختی بـا خـواص مـشابه خـواص نفـت تولید کرد، مـی تـوان از تکنولـوژی CWM استفاده نمود.

   صنایع UBE مخلوط غلیظ و پایدار آب و زغال سنگ (CWM) را به عنوان سوخت، توسعه داده است. بر اساس نتایج مطالعات و تحقیقات پایه ای بلند مدت، یک سری تجهیزات بر پا و تست شد که این آزمایشات در یک دوره دو ساله به انجام رسید. این پروژه شامل تولید، ذخیره، انتقال و تجهیزات احتراق بود که به نتایج خوبی در پایان مارس 1992 رسید. در ابتدا زغال سنگ وارد آسیاب گلوله ای(mill Ball) شده و سپس برای کاهش بیشتر ابعاد ذرات زغال سنگ از آسیاب میله ای (mill Rod) استفاده می شود. دو نوع از مخلوط زغال و آب توسعه یافته و استفاده می شود، یکی CWM بدون خاکسترگیری و دیگری CWM همراه با خاکسترگیری است که هر دو دارای حدود 70% زغال سنگ بوده و مشخصه های مشابه با نفت سنگین دارند. مشخصات آن ها در جدول 1 نشان داده شده است.

   برای تولید CWM خاکسترگیری شده از زغال کم خاکستر استفاده می کنند. استفاده از CWM خاکسترگیری شده مشکلات ناشی از جدا کردن خاکستر را از محصولات احتراق کاهش می دهد. خواص CWM تولید شده در این پروژه در جدول 1 نشان داده شده است. آب موجود درCWM تا حدود 30 درصد، تاثیر چندان بدی بر فرآیند احتراق نمی گذارد و تنها 4% از انرژی زغال سنگ برای بخار کردن آب استفاده می شود. حتی آب موجود در CWM تاثیر مثبتی بر فرآیند احتراق دارد بطوریکه با کاهش دمای محصولات درصد تولید Nox را کاهش می دهد. این آب همچنین از احتراق لحظه ای سوخت جلوگیری کرده و مانع پراکنده شدن غبار زغال سنگ در محیط می گردد.

ادامه مطلب  ...

راه کارهای متداول بهینه سازی کمپرسورها در صنعت

کمپرسور تجهیزی است که به منظور افزایش فشار سیالات تراکم پذیر (گازها و بخارات) از آن استفاده می شود. افزایش فشار ایجاد شده در کمپرسورها سبب کاهش حجم سیالات می شود. از کمپرسورها معمولا برای فشرده سازی هوا استفاده می کنند. اما از آن برای متراکم سازی گازهای طبیعی، اکسیژن، نیتروژن، و دیگر گازهای صنعتی نیز استفاده می شود. از کمپرسور در حوزه های مختلفی اعم از وسائل خانگی (یخچال، فریزر، کولر گازی،جاروبرقی)، تجهیزات پزشکی (دریل های دندانپزشکی، هوای مورد استفاده در بیمارستان ها) صنایع هواپیمایی (تأمین هوای فشرده برای موتور توربین) و صنایع (تامین هوای فشرده برای سیستم های پنوماتیکی، میعان گازها،ذخیره سازی گاز) و غیره مورد استفاده قرار می گیرد.

   کمپرسورها برای فشرده سازی گازها نیاز به انجام کار دارند که این خود مستلزم مصرف انرژی است. کمپرسورها از جمله پر مصرف ترین تجهیزات به شمار می آیند. بهینه سازی عملکرد کمپرسورها سبب افزایش بهره وری آن ها می شود. در این راستا رعایت برخی از نکات ساده الزامی است. این نکات در زیر بیان شده اند:

1. از موتورهای راه انداز سرعت متغیر برای راه اندازی کمپرسورهای جابجایی مثبت در بارهای مختلف استفاده نمایید.

2. از روان کننده های ترکیبی در کمپرسورها استفاده نمایید. توجه داشته باشید که روان کننده مورد استفاده از سوی شرکت سازنده مجاز شناخته شده باشد.

3. اطمینان یابید دمای روغن روان کار خیلی بالا و یا خیلی پایین نباشد (دمای بالا باعث از هم پاشیدگی و کاهش ویسکوزیته روغن شده و دمای پایین باعث چگالیده شدن ترکیبات داخل روغن می شود).

4. فیلتر روغن را بطور مداوم تعویض نمایید.

5. بصورت دوره ای نحوه عملکرد اینترکولرهای کمپرسور را بازرسی نمایید.

6. از گرمای اتلافی کمپرسورهای بزرگ می توان برای تامین انرژی حرارتی مورد نیاز در چیلرهای جذبی و یا فرآیندهای پیش گرمایش یا گرم کردن ورودی تجهیزات مختلف استفاده نمود.

7. یک برنامه هدفمند و کارآمد برای تعمیر و نگهداری کمپرسورها برقرار نمایید. ابتدا با یک ممیزی ساده شروع کرده و رفته رفته این برنامه را جزیی از برنامه مدیریت انرژی قرار دهید.

محاسبه راندمان کمپرسور از دو روش دما ثابت و آیزنتروپیک

استفاده از تکنولوژی های نوین ذوب در ریخته گری

چندین تکنولوژی جدید برای ذوب در ریخته گری در دست تحقیق بوده که با توجه به اهمیت روزافزون انرژی و کمبود ذخایر انرژی فسیلی، این تکنولوژی ها بسیار مورد توجه هستند. هر یک از این تکنولوژی ها مزایا و معایب خاص خود را دارند. در ادامه به توضیح این تکنولوژی ها و بررسی مزایا و معایب آن ها پرداخته شده است.

   1) ذوب با استفاده از اشعه الکترونی (Electron beam melting)

   این کوره ها از دستگاهی به نام تفنگ الکترونی (که اشعه های الکترونی ساطع می کند) برای ذوب استفاده می کنند. در این فرآیند قطعات فلز متراکم توسط اشعه های پرتوان الکترونی، به صورت لایه به لایه از پودر فلز ساخته می شود. بدین ترتیب که هر لایه به صورت جداگانه و دقیقاً به شکل هندسه مورد نظر ذوب می شود. تکنولوژی ذوب با اشعه های الکترونی با به کاربردن انرژی بالا، ظرفیت بالایی در ذوب و تولید محصولات ایجاد می کند.

   قطعه فلزی تحت دمای بسیار بالا و در خلأ ساخته می شود که در نتیجه آن تنش هایی که معمولاً در هنگام ساخت قطعات ایجاد می شود، در قطعات ساخته شده بدین روش ایجاد نخواهد شد. قطعات ساخته شده بدین روش نسبت به سایر قطعات ریخته گری از ویژگی های بهتری برخوردار بوده و مشابه قطعات شکل پذیر، قابلیت چکش خواری دارند. شمایی از ذوب با اشعه الکترونی در شکل(1) آورده شده است.

 

شکل(1). شمایی از فرآیند ذوب با اشعه الکترونی

   2) هیترهای شناور (Immersion heater)

در حال حاضر هیترهای شناور را می توان برای ذوب روی به کار گرفت، اما این هیترها هنوز قابلیت ذوب فلزات با دمای ذوب بالاتر از روی را دارا نیستند. پوشش سرامیکی محافظ این هیترها باعث کاهش راندمان ذوب می شود. تحقیقات زیادی برای استفاده از این هیترها در صنایع ریخته گری در حال انجام است. برای این کارسعی شده که فلاکس حرارتی این هیترها را افزایش دهند تا قابلیت ذوب فلزات با دمای ذوب بالا را نیز دارا شوند.

1. گرمایش مادون قرمز (Infrared heating)

   گرمایش مادون قرمز، یک روش سریع برای گرمایش بیلت هاست. در این تکنولوژی از لامپ های هالوژن تنگستن استفاده می شود که می توانند در دمای معمولی روشن شده و در عرض کمتر از یک ثانیه به ماکزیمم توان خود برسند. این گرمکن ها می توانند فلاکس حرارتی به بزرگی 20 تا 40 W/cm2 را برآورده کنند. لامپ های مادون قرمز می توانند در کمتر از یک ثانیه خاموش شده و همچنین می توانند انرژی الکتریکی را با راندمان بزرگتر از 90% به انرژی تابشی تبدیل کنند. استفاده از گرمایش مادون قرمز منجر به صرفه جویی قابل ملاحظه ای در زمان و هزینه انرژی مصرفی می شود. همچنین مقدار ضایعات در این روش به علت توزیع دمای یکنواخت توسط گرمایش مادون قرمز، کاهش می یابد. شمایی از ذوب با تابش مادون قرمز در شکل (2) آورده شده است.

 

شکل(2). شمایی از فرآیند ذوب با استفاده از تابش مادون قرمز

در ادامه ...

   3) ذوب توسط امواج ماکروویو(Infrared heating)

   4) گرمایش پلاسما (Plasma heating)

   5) کوره های خورشیدی(Solar furnace)