آشنایی با تجهیزات فرآیندی (شیرهای صنعتی، پمپ، کمپرسور، برج تقطیر، کوره)

در این قسمت جزوه آموزشی آشنایی با تجهیزات فرآیندی (شیرهای صنعتی، پمپ، کمپرسور، برج تقطیر، کوره) به صورت فایل Word برای دانلود ارائه شده است.

قسمتی از متن جزوه در زیر نشان داده شده است.

مقدمه

شيرها يكي از اجزاي لاينفك خطوط لوله كه وظيفة جابه جايي سيالات را بر عهده دارند به شمار مي روند. در ابتدا شيرها به صورت تخته هاي بالارونده براي قطع، وصل و تعيين مسير جريان آب در جوي ها و كانال هاي رو باز مورد استفاده قرار ميگرفته اند. با گذشت زمان و در پي نياز و صنعتي شدن، بشر توانست انواع مختلفي از شيرهاي ساده و پيچيده را براي رفع احتياجات خود ابداع كند. در صنعت نفت، گاز و پتروشيمي، انواع شيرها به تعداد زياد مورد استفاده قرار مي گيرند و از آنجاييكه بسياري از آنها داراي قيمت بالا و نيز حساسيت زيادي هستند، شناخت درست و انتخاب نوع آنها و نيز عمليات درست با آنها داراي اهميت فراواني ميباشد.

از انواع شيرها مي توان به شيرهاي دروازه اي (Gate Valve)، كروي (Globe Valve)، توپي (Ball Valve)، پروانه اي (Butterfly Valve.)، شيرهاي يك طرفه (Check Valve) و شيرهاي اطمينان (Relief Valve) اشاره نمود كه از مهمترين و پركاربردترين انواع شيرهاي مورد استفاده در صنعت محسوب مي شوند. هر يك از اين گروه ها، شامل دسته ها و طراحي هاي مختلفي هستند كه هر كدام، مزايا و كاربرد هاي خاص خود را دارند. از موارد عمده استفاده شيرها مي توان به سيستمهاي لوله كشي صنايع، خطوط لوله توزيع و انتقال سيالات، لوله هاي منازل، تأسيسات شهري، سيستم هاي آبياري و… به منظور قطع، وصل، تنظيم و كنترل جريان، تغيير مسير، جلوگيري از برگشت جريان، كنترل يا آزاد كردن فشار و… اشاره نمود.

به طور كلي شيرها داراي چند بخش اصلي از جمله بدنه شير، بندآور جريان، ساقه بندآور و نشيم نگاه بندآور مي باشند. بر حسب اينكه شير در چه فشار، دما و موقعيتي، چه وظيفه اي را بر عهده دارد و با توجه به خورندگي يا سايندگي جريان، نوع، اندازه، جنس و ديگر خصوصيات شير تعيين مي شود. اما همة شيرها با هر شكل، جنس، اندازه اي و يا هر خصوصيت ديگر، عمكلرد مشابهي دارند و آن هم مسدود كردن و يا بازكردن تمام يا قسمتي از مسير جريان عبوري از لوله مي باشد. اين عمل با تغيير مكان عضو مسدود كننده در شير، ميسر ميشود. اين تغيير موقعيت ميتواند به صورت دستي، نيمه خودكار و يا خودكار انجام شود. بعضي از شيرها با نيروي دست كار ميكنند؛ در حالي كه برخي ديگر محر كهايي دارند كه با نيروي نيوماتيك، هيدروليك يا برق به حركت در مي آيند. لازمه بهره گيري مناسب از شيرها، شناخت خصوصيات انواع آنها، شرايط نگهداري و بكارگيري آنها و پديده هاي مرتبط با آنها مي باشد.  

اجزای اصلی شیرهای صنعتی

بدنه

 شاخص ترين بخش شير، بدنه آن است كه در واقع نقش ديواره شير را ايفا ميكند. از طرف ديگر بدنه شير، پايه اي است كه ديگر اجزا شير روي آن سوار ميشوند و لذا بايد در برابر نيروهاي مختلفي از جمله فشار سيال، تنش هاي منتقل شده از سوي لوله، ضربات ناشي از جريان سيال و گشتاورهاي وارد شده براي بستن و باز كردن آن داراي مقاومت كافي باشد. لذا در انتخاب جنس بدنه و روش اتصال بدنه به خط لوله بايد دقت كافي نمود.

يكي از مهمترين مشخصه هاي بدنه شير و يكي از وجوه تمايز شيرها از ديدگاه طراحان، ميزان مقاومت و يا (Cv) سنجيده مي شود. (Cv) مخفف (Coefficient of Valve) است كه اصطلاحاً به آن ضريب عملكرد شير مي گويند. طبق تعريف، برابر است با مقدار دبي آبي كه با دماي ۶۰ فارنهایت از شير عبور كرده و تنها به ميزان ۱(psi) در آن افت فشار ايجاد مي شود. به عبارت ديگر هرچه (Cv) بيشتر باشد، در دبي ثابت افت فشار شير كمترمي شود.

يكي ديگر از خصوصياتي كه در بدنه شيرها مي توان به آن اشاره كرد، سطح مقطع عبور سيال است. به طور كلي شيرها به سه دسته اصلي (Full port)، (Standard port) و (Reduce port) تقسيم مي شوند. آن دسته از شيرهايي كه سطح مقطع عبور سيال در طول آن ها معادل قطر نامي لوله باشد، (Full port) نام دارند؛ در شيرهاي (Standard Port) سطح مقطع جريان عبوري، تنها يك سايز از قطر لوله كوچك تر بوده و به شيرهايي كه دهانه عبور سيال در آ نها، بيش از يك سايز كوچك تر از قطر اسمي خط لوله باشد، (Reduce port) مي گويند.

يكي ديگر از شناسه هاي شير، جهت نصب آن است. بعضي از شيرها را مي توان از هر دو طرف روي خط نصب كرد كه به آنها (bi-directional) مي گويند، اما شيرهايي وجود دارند كه جهت نصب آنها روي خط از سوي سازنده به صورت پيكاني روي بدنه مشخص شده است. اين شيرها كه در صنعت بيشتر با نام (uni-directional) شناخته مي شوند، در صورت نصب در جهت اشتباه، مي توانند به شدت آسيب ديده و يا به سرعت مستهلك شوند. همچنين احتمال كنده شدن قطعاتي از شير و حمل شدن آنها توسط سيال و آسيب ديدن تجهيزات پايين دستي نيز وجود دارد. لازم به ذكر است شيرهاي چند جهته يا (multi directional) نيز وجود دارند كه معمولاً از نوع شيرهاي توپي بوده و براي تعيين مسير جريان استفاده مي شود.

بندآور

وظيفه بندآور يا مجرابند، مسدود و يا برقرار نمودن مسير عبور جريان سيال ميباشد. نكته مهمي كه در مورد بندآور وجود دارد، جهت حركت آن نسبت به جهت حركت سيال است كه به چند شكل زير مي باشد:

حركت بندآور مي تواند عمود بر جهت حركت سيال باشد و مسير عبور را باز يا مسدود كند. از آنجايي كه در اين شيرها در حالت نيمه باز تنها بخش محدودي از بندآور در معرض كل جريان عبوري قرار گرفته و سريع تر ساييده مي شود، اين شير ها عموماً در مواردي كاربرد پيدا مي كنند كه صرفاً برقراري يا قطع كامل جريان مد نظر باشد. در اين شيرها با توجه به جهت قرارگرفتن بندآور و متعلقات آن، نياز به فضاي كمي براي شير داريم. به همين دليل شير كوچك تر و سبك تر مي شود. اين كاهش وزن و ابعاد، هزينه توليد را كاهش مي دهد.

حركت بندآور ميتواند به موازات جهت حركت سيال باشد. در اين حالت حركت بندآور و جريان به گونه اي است كه در حالت نيمه باز شير، سيال عبوري به طور متقارن از محيط بندآور گذشته و در نتيجه سايش يكسان در بندآور اتفاق ميافتد. با توجه به طراحي ساختار اين نوع شيرها، سايش متقارن تأثير كم تري در ايجاد نشتي در شير دارد. به همين جهت معمولاً از آنها براي كنترل جريان استفاده مي شود. لازم به ذكر است ساخت اين شيرها مشكل تر بوده و هزينه بالاتري دارد.

در برخي از شيرها، بندآور مي چرخد و با چرخش خود مسير عبور سيال را باز يا مسدود مي كند. از آنجايي كه اين شيرها سرعت عمل بالايي دارند، استفاده از آ نها در محل هايي كه باز و بسته شدن سريع شير مورد نياز باشد، متداول است. نكته قابل ذكر در اين گونه شيرها، تشخيص وضعيت شير، از روي جهت دستة آن است. اگر دستة شير موازي خط لوله باشد، شير باز و اگر عمود بر خط لوله باشد، شير بسته است.

فهرستی از عناوین این جزوه در زیر آمده است:

• فصل اول: شیرهای صنعتی
• مقدمه
• اجزای اصلی شیرهای صنعتی
• بدنه
• بندآور
• ساقه
• درپوش
• نشيمن گاه
• يوك
• محرك
• جنس
• انواع شیرها
• شير دروازه اي
• شير های كروي
• شيرهاي توپي
• شير سماوري
• شير پروانه اي
• شير ديافراگمي
• شير يك طرفه
• شير اطمينان و ايمني
• فصل دوم: پمپ و انواع آن
• مقدمه
• تعریف
• انرژی فشاری
• انرژی جنبشی
• انرژی پتانسیل
• هد کلی پمپ
• پمپ های نوع جنبشی
• طبقه بندی پمپ های جنبشی
• مزایای پمپ های جنبشی
• معایب پمپ های جنبشی
• مقایسه پمپ های جابجائی مثبت و جنبشی
• پمپ های نوع جابجائی مثبت
• پمپ های رفت و برگشتی
• پمپ های دوار
• پمپ های مخصوص
• مسائل دینامیکی حاکم برجریان سیالات درپمپ ها
• کاویتاسیون
• مسائلی که باعث کاویتاسیون می شود
• روش های جلوگیری ازکاویتاسیون
• روش تست کاویتاسیون
• بهترین شرایط کارائی پمپ ها
• فصل سوم: کمپرسور و انواع آن
• تعریف گاز
• فشار گاز
• اندازه گیری فشارگازها
• درجه حرارت گاز
• حجم گاز
• متراکم کردن گازها
• متراکم کردن گازهابصورت آدیاباتیک
• متراکم کردن گازبصورت ایزوترم
• نسبت تراکم
• حرارت ناشی ازتراکم گازها
• تعریف دستگاه
• کمپرسورهای جنبشی
• کمپرسورهای جابجائی مثبت
• کمپرسورهای نوع روتاری
• کمپرسورهای نوع رفت و برگشتی
• مقایسه کمپرسورهای دینامیکی و جابجائی مثبت
• فصل چهارم: برج های تقطیر و انواع آن
• مقدمه
• تقطیر
• انواع تقطیر
• برج های تقطیر
• برج ها
• سیستم جوشاننده
• سیستم چگالنده
• خوراک
• محصول بالاسری
• محصول ته مانده
• نسبت برگشت (پس ریز (Reflux Ratio
• نسبت برگشتی و اثرات آن بر شرایط کارکرد برج
• فصل پنجم: کور های صنعتی و انواع آن
• مقدمه
• چگونگي عملكرد
• سيستم هاي توزيع سوخت
• سيستم خوراك
• طبقه بندي كوره ها