برچسب: پردیس

پردیس فناوری کیش_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه مهندسی شیمی

بخش پنجم

بازرسی مخازن

دلایل اصلی بازرسی مخازن را می توان به شرح ذیل عنوان نمود.
1- بازرسی و معلوم کردن وضعیت فیزیکی مخزن
2- میزان، نوع و علت های فساد و تخریب دستگاه که بایستی به طور دقیق بعد از هر بازرسی معین گردد.
دلایل بازرسی و اهداف مهم
1- ایمنی کار
2- تداوم کار
3- قابل اطمینان بودن
ایمنی ورود و کار در داخل مخازن
بهترین راه برای پیشگیری از حوادث ورود یا کار در داخل مخازن تنظیم فرمهای بازرسی(چک لیست) می باشد.

1- آیا مخزن کلا از محتویات آن خالی شده است؟
2- آیا مخزن به وسیله آب(یا مواد مناسب دیگر) شستشو شده است؟
3- آیا گازها یا بخارات داخل مخزن به وسیله هوا، بخار آب، گاز خنثی(متناسب با شرایط) کلا از مخزن خارج شده اند.
4- آیا فضای داخل مخزن کاملاتهویه شده است؟
5- آیا گاز سنجی به عمل آمده و مقدار گاز در حد مجاز تشخیص داده شده است؟
6- آیا غلظت اکسیژن در فضای داخلی مخزن اندازگیری شده در حد مجاز است؟
7- آیا اتصالات ورودی و خروجی مخزن کاملا مسدود شده اند.؟
8- آیا دریچه ورود از لحاظ اندازه با افراد وارد شونده به مخزن تطابق دارد؟
9- آیا وسایل لازم که می بایست همراه شخص وارد مخزن شود آماده و آزمایش شده اند؟

محدودیت ها و مسائل ایمنی مربوطه قبل از بازرسی

1- ایزوله کردن واحد یا دستگاه، با اتصالات مناسب درجه حرارت و فشار کار که از ورود گاز، بخار، مایعات و یا هرگونه سیال دیگر به داخل مخزن ممانعت کند.
2- داخل مخزن بایستی تخلیه و تمیز گردد و بوسیله دستگاه گاز سنج کنترل شود که عاری از مواد قابل انفجار و اشتعال گردد.
3- نور کافی و پلکان ورود به داخل مخازن پیش بینی شود.
4- قبل از ورود به داخل مخزن ابزار آلات بازرسی مورد تایید قرار گیرد.
5- از لوازم حفاظت فردی مناسب مانند، کلاه ایمنی، دستکش، لباس کار و سایر لوازم مناسب استفاده گردد.
6- در بازرسی از برج های بلند می بایستی به تمامی افرادی که در ارتباط با آن برج کار می کنند اطلاع داده شود که بازرسین فنی در داخل برج مشغول به کار هستند.
7- تعداد افراد بازرس داخل برج های بلند بایستی بیش از دو نفر بوده و یک نفر بیرون از برجها کنار دریچه ورودی گمارده شود.

 

انواع بازرسی ها

1- بازرسی بیرونی
2- بازرسی داخلی
1- 1 اکثر بازرسی ها ی بیرونی می تواند در حین کار واحد انجام گیرد و نیازی به توقف واحد نمی باشد. انواع بازرسی بیرونی به شرح ذیل است.
بازرسی پلکان، نردبان محل عبور و مرور افراد
پایه ها و فونداسیون
نازل ها
سایر دستگاههای روی مخازن
بازرسی رنگ و عایق کاری
خوردگی و معایب بیرونی
2 این نوع بازرسی شامل بازدید کلیه نقاط داخل مخزن از جمله سینی ها، دیوارهای کف، درین ها و… می گردد.

خطرهای الکتریسیته ساکن و نکات ایمنی مربوط به آن

جرقه ناشی از الکتریسیته ساکن به آسانی می تواند در پالایشگاه ها و واحدهای نفت و گاز, انفجار و آتش سوزی ایجاد کند. تقریباً کلیه فرآورده های نفتی مانند بنزین, نفت سفید, سوخت جت, نفت کوره و فرآورده های مشابه در مراحل مختلف پالایش و هنگام جریان یافتن در تلمبه ها, لوله و مخازن, با الکتریسیته ساکن بارور می شوند. مقدار بار الکتریکی آن ها بر حسب نوع محصول, متفاوت است.
به طور کلی در فرآورده هایی که خاصیت هادی بودن بیش تری دارند, مقدار بیش تری الکتریسیته مقاومت بیشتری نشان دهد (فرآورده های تصفیه شده و خالص) معمولاً شدت تولید بار الکتریسیته, به مراتب کم تر است ولی, از آن جا که بار الکتریسیته آن ها به علت مقاوم بودن مایع, به کندی تخلیه می شود, اختلاف پتانسیل بیشتری در آن ها به وجود می آید.
هنگامی که فرآورده های نفتی به مخازن تلمبه می شوند, دو نوع خطر الکتریسیته ساکن به وجود می آید: یکی جرقه هایی که ممکن است در سطح مایع در مخزن تولید شوند و بسیار خطرناک هستند و دیگر آن که در صورت عایق بودن زمین, بار الکتریسیته در مخزن متراکم شود. در حالت دوم, خطر تراکم بار الکتریکی در جداره مخزن با نصب سیم ارت از بین می رود.
مرتبط بودن مخزن با زمین, به هیچ وجه نمی تواند از خطر اول؛ یعنی, جهش جرقه در سطح مایع, جلوگیری کند بنابراین, تنها راه جلوگیری از انفجار در مخازن, استفاده از سقف شناور و قطع ارتباط هوا با سطح مایعات است. در ضمن مزیت دیگر این گونه مخازن, این است که تشکیل بخارات نفتی به علت تبخیر تا حدود زیادی کاهش می یابد.
برای این که احتمال تولید جرقه در سطح مایع به حداقل برسد, باید از پر کردن مخازن با سرعت زیاد و ریختن مایع از بالا که ایجاد تلاطم در سطح مایع می کند, خودداری شود. بار الکتریسیته ای که به هنگام پر شدن مخزن تولید می شود, پس از ساکن شدن مایع مخزن در مدت چند ثانیه تا حدود دو ساعت تخلیه می شود و پس از آن, خطر تولید جرقه از بین می رود.

برای رفتن به بخش ششم کلیلک کنید

پردیس فناوری کیشطرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریتگروه مهندسی شیمی

بخش چهارم

ظرفیت حصار ها

اگر یک مخزن در حصار جا گرفته باشد ظرفیت حصار باید برابر صد در صد ظرفیت مخزن باشد, اگر در دو حصار جا گرفته باشد, ظرفیت حصار باید برابر 80 درصد مجموع ظرفیت مخزن ها باشد. اگر سه مخزن یا بیش تر در حصار جا گرفته باشد, ظرفیت حصار باید برابر با 60 درصد مجموع ظرفیت مخزن های موجود در حصار باشد.

رنگ مخزن

مخزن های محصولات سبک و میان تقطیر به رنگ سفید, رنگ آمیزی می شوند تا کمترین گرما را از محیط و انرژی تابشی آفتاب جذب کرده, دمای محتوای مخزن ها در کمترین حد ممکن نگه داشته شود, تا مقدار تبخیر و هدر رفتن مواد سبک نفتی هر چه کمتر شده, شرایط خطرناکی در بالای مخزن پدید نیاید.

خطرات مرتب بر مخازن

1- ترکیدگی مخازن که منجر به صدمات شدید مالی و جانی می گردد. چنانچه مخزن حاوی مایعات یا گازهای قابل اشتعال باشد، موجب آتش سوزی نیز خواهد شد.
2- نشت محتویات مخزن به خارج، در صورتی که مواد شیمیایی و خطرناک از مخازن یا اتصالات آن به خارج نشت کند صدمات انسانی به بار آورده و چنانچه مواد قابل اشتعال باشند میتواند باعث آتش سوزی و انفجار گردد.
3- خطرات کار بر روی مخزن، همچون سقوط،گاز گرفتگی،تماس با مواد شیمیایی
4- خطرات ورودی کار در مخزن، چون گاز زدگی، مسمومیت، تماس با مواد شیمیایی، حریق و اتفاقاتی نظیر لغزیدن، سقوط اجسام و برخورد با متعلقات داخلی مخازن
علل مهم حوادث در مخازن تحت فشار
نقض در طراحی سیستم
اشکالاتی که در طراحی مخزن ممکن است وجود داشته باشد ماننند در نظر گرفتن روند خوردگی در اثر فعل و انفعالات شیمیایی ماده فرآیندی(سیال ذخیره شده یا جاری در مخزن) یا آلیاژ مخزن، عدم دقت کافی در محل جوش اتصالات به مخزن و عدم پیش بینی اتصال به زمین و یا برق گیر(در موارد لازم) از جمله ایرادات طراحی قابل ذکر می باشند.

نقص در ساخت و نصب

اشکالاتی که در حین ساخت و نصب مخزن ممکن است پدید آمده باشد، مانند نقص در عملیات ، جوشکاری و غیره

عدم رعایت اصول ایمنی در راه اندازی

رعایت نکردن ضوابط راه اندازی از قبیل عدم انجام بازرسی های اولیه، عدم تمیز کاری و شستشو مخزن قبل از راه اندازی و… سبب بروز حادثه در مرحله راه اندازی بوده است.
بهره برداری نادرست از شرایط کاری
مواردی مانند استفاده از مخازن در شرایط کاری (فشار، دما و …) خارج از حدود پیش بینی شده در طراحی، می تواند باعث بروز حوادث شود.

خطاهای انسانی

از جمله موارد خطاهای انسانی مانند باز و بسته کردن اشتباهی شیرها، عدم کنترل سطح مایع یا فشار در سیستم های غیر خودکار، بی توجهی به علائم بروز نقض در مخزن و ندید گرفتن نشتهای جزئی را میتوان ذکر نمود.
عدم شناخت خواص مایع یا گاز ذخیره شده، علائم حاکی بر بروز شرایط غیر عادی در مخزن، چگونگی استفاده از وسایل محافظت فردی در موقع نشت خوردگی و سایش

خوردگی و سایش

اصولاخوردگی به دو دسته تقسیم می شود

1 خوردگی ناشی از فعل و انفعالات شیمیایی (درسطوح داخلی مخزن)
2- خوردگی تنشی منجر به ترک . در این خوردگی علاوه بر خوردگی سطح مخزن، در سطح بیرونی مخازن نیز با توجه به شرایط جوی حاکم در محل و همچنین عدم تجدید رنگ آمیزی، ترمیم نکردن عایق(در مورد مخازن زیر زمین)
احتمال بروز خوردگی وجود دارد که به تدریج سبب نازک شدن بدنه در آن قسمت می گردد.

عمل نکردن یا مسدود شدن وسایل ایمنی مخازن تحت فشار

SAFETY VALVESشیرهای اطمینان یا سوپاپ اطمینان
– SAFETY RELIEF VALVE شیرهای ایمنی تخلیه
– BLOW DOWN PIPESلوله های تخلیه
عمل نکردن یا از مدار خارج بودن ابزار کنترلی این ابزار به منظور کنترل فشار، دما، سطح مایع و مقدار جریان ورودی یا خروجی مخزن بکار می رود.

استفاده نابجا از مخزن

منظور استفاده نابجا از مخزن، کاربرد مخزن در شرایطی است که در طراحی مخزن دیده نشده است.

نداشتن برنامه بازرسی مخازن

بسیاری از حوادث که در مخازن تحت فشار روی می دهند در صورت انجام بازرسی به موقع و شناسایی نقاط ضعیف پدید آمده در مخزن، قابل پیشگیری است.

نداشتن برنامه تعمیراتی پیشگیرانه

بر اساس برنامه زمان بندی معینی میتوان نسبت به تعمیرات جزئی متوسط و اساسی اقدام نموده و قبل از اینکه ایرادات سیستم به صورت ناگهانی بروز نموده و سبب توقف اجباری تولید و یا خسارت جانی گردد نسبت به یافتن و رفع عیب سیستم گردد.

خطر الکترسیته ساکن در مخزن

خطر های الکتریسیته ساکن را که به هنگام نقل و انتقال مواد نفتی آتش زا دو عامل سبب بارور شدن مخزن با الکتریسیته ساکن می گردد . یکی پخش شدن مایعات به قطرات کوچک و دیگری اصطکاک مایعات هنگام جریان در خطوط لوله ، پس از ورود مایع به مخزن و بارور شدن مخزن از دو راه بالا ، حتی جرقه کوچکی در آمیزه بخارات نفتی و هوای موجود در بالای مخزن ، سبب انفجار و آتش سوزی می شود . دیواره همه مخزن ها باید به وسیله سیم به زمین متصل شود . )Earthing Wire) کار این سیم هدایت بار الکتریسیته ساکن از مخزن به زمین و جلوگیری از تراکم الکتریسیته در بدنه مخزن می باشد .

برای رفتن به بخش پنجم کلیلک کنید

پردیس فناوری کیش_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه مهندسی شیمی

بخش سوم

مخازن سرد

مخازن سرد جهت نگهداری گازهای مایع و موادی با نقطه جوش پایین و غالبا زیر صفر درجه سانتیگراد مورد استفاده قرار می گیرند. با توجه به پایین بودن دمای جوش این مواد، غالب آنها در دمای عادی محیط به شكل گاز می‌باشند، لذا باید این دسته از مواد را در دمای پایین نگهداری نمود.
اقتصادی ترین و ایمن ترین دما برای نگهداری این گازها، كمی پایین تر از دمای جوش آنها و در حالت مایع میباشد. به عنوان مثال گاز بوتان در صفر درجه سانتیگراد، بوتادین در 4- ، آمونیاك در 33- ، پروپان در42- ، اتیلن در 103- ، آرگون در 186- ، نیتروژن در 196- ، هیدروژن در 253- و … درجه سانتیگراد نگهداری می‌گردند.
برای مایع نگهداشتن این گازها می توان آنها را در فشارهای بالا و دمای محیط نیز نگهداری نمود ولی دلایل متعددی باعث شده‌اند كه ذخیره سازی در دمای پایین و فشار اتمسفریك بر ذخیره سازی در فشار بالا و دمای محیط مزیت داشته باشد، از جمله این دلایل می توان به موارد ذیل اشاره نمود:
•وجود فشار پایین تر از دید ایمنی بسیار مناسب تر می‌باشد.
•هرچه فشار مخزن افزایش یابد، ناچارا باید ظرفیت ذخیره سازی را برای ایمنی و هزینه‌های ساخت كاهش داد. لذا كاركردن در فشار پایین تر سبب می شود تا ظرفیت بیشتری برای ذخیره سازی با هزینه مناسب تر استفاده نمود.
• مخازن دارای فشار زیاد از نقطه نظر ایمنی نیاز به محافظهای زیاد و غالبا دور بودن از سایر تجهیزات و واحد های فرایندی دارند، لذا كار كردن در فشار پایین تر سبب استفاده بهینه تری از زمین می‌گردد.
•عملیات بهره برداری در فشار كم راحت تر و سازگار با سیستم حمل و نقل می باشد.

تقسیم بندی منابع از نظر کاربری

1- مخزن های نفت خام

انواع گوناگون نفت خام سبک یا سنگین را می توان به طور جدا یا آمیخته, در این مخزن ها ذخیره کرد. مخزن های امروزی نفت خام, سقفی شناور داشته, بیشتر به لوله های مارپیچ بخار, برای گرم کردن نفت خام در فصل زمستان, پروانه های همزن, عمق سنج و … مجهزند.

2- مخزن های واسطه

این مخزن ها, برای دریافت فرآورده های نیم نهایی از یک واحد پالایش, و دادن آن ها به واحدهای دیگر برای انجام گرفتن فرآیندهای دیگر پالایش یا دریافت ترکیبات گوناگون فرآورده های پیش از آمیختگی و انتقال آن ها به مخزن های فرآورده های نهایی به کار برده می شوند.

3- مخزن های فرآورده ها

فرآورده های گوناگون نفتی بنا به مشخصات مورد نظر در این مخزن ها تهیه و به شبکه پخش انتقال داده می شوند.

4- مخزن های بارگیری و پخش

برخی از فرآورده های سبک و سنگین, مانند گاز مایع, روغن موتور, قیر و … که بردن آن ها به جاهای دوردست از راه خطوط لوله, دشوار یا نشدنی است, در مخزن های بارگیری انبار شده, سپس به نفت کش ها یا مخزن دارهای راه آهن منتقل و به محل مصرف فرستاده می گردد.
کار بارگیری معمولاً به وسیله تلمبه انجام می گیرد.اگرفرآورده های نفتی روان باشد و فاصله مخزن تا جای بارگیری زیاد نباشد, با ایجاد اختلاف سطح میان مخزن نقطه بارگیری, مایع با نیروی جاذبه به وسیله نقلیه منتقل می شود. مخزن هایی که در این سرویس هستند, مخزن های بارگیری و پخش خوانده می شوند.

شیوه قرار گرفتن مخازن در حصار ها

از نظر ایمنی و پیشگیری از خطر سرایت آتش از مخزن ها به واحدهای پالایش و برعکس, در طرح هر پالایشگاه, مخزن های نفت خام و فرآورده های نیمه نهایی و نهایی, دور از محوطه کارخانه ها قرار داده می شوند.
قرارگاه مخزن ها, از گرد آمدن چندین حصار خاکی یا آجری تشکیل می گردد که در هر حصار ممکن است یک یا چند مخزن قرار گرفته باشد.
حصار های خاکی یا آجری, به صورت دایره یا چهار پهلو, با مساحت کافی و ظرفیت متعادل ساخته شده و طرح و ساختمان آن ها برابر استاندارد است
شمار مخزن ها در یک حصار مشترک
مخزن هایی که ظرفیت آن ها بیش از 6000 متر مکعب است, در گروه های چهارتایی با ظرفیت کل 60000 متر مکعب (بیشترین حد) می توانند در یک حصار قرار گیرند, مخزن هایی که ظرفیت آن ها از 6000 کمتر است, در گروه های دوازده تایی با ظرفیت کل 35000 متر مکعب (بیشترین حدی که می توانند در یک حصار قرار گیرند).

فواصل مخزن ها در یک حصار

برای نفت خام و فرآورده های سبک, فاصله میان مخزن ها برابر نصف قطر مخزن و برای فرآورده های سنگین, یک سوم قطر مخزن منظور می شود.

فواصل مخزن ها در حصار های گوناگون

برای نفت خام و فرآورده های سبک, فاصله دو مخزن برابر با قطر یک مخزن است, برای فرآورده های سنگین فاصله دو مخزن برابر دو سوم قطر یک مخزن در نظر گرفته می شود.

برای رفتن به بخش چهارم کلیلک کنید

پردیس فناوری کیش_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه مهندسی شیمی

بخش دوم

مخازن با سقف شناور

در این مخزن ها, سقف روی مایع شناور بوده و با مایع به بالا و پایین حرکت می کند. معمولاً دو نوع از این مخزن ها بیش از انواع دیگر به کار گرفته می شوند:
1- سقف های ماهی تابه شکل (pan type )این سطح ها, مسطح بوده, از فولاد ساخته می شوند و دارای پایه های عمودی هستند که به محیط سقف متصل می باشند. نقطه ضعف این سقف ها, این است که به محض سوراخ شدن, غرق می شوند.
2- سقف های خزینه دار (postoon type) که در آن خزینه های جعبه مانند و توخالی, پیرامون سقف نصب شده, آن را شناور کرده است.
برتری این نوع سقف ها, در این است که با سوراخ شدن یک یا چند خزینه, سقف غرق نخواهد شد.

External Floating Roof

مخازن سقف شناوری كه سقف ثابت ندارند و سقف شناور با فضای باز در ارتباط است.
موادی چون نفت خام که فشار بخار آنها, کمی زیاد بوده و در حدود نزدیک به psi0/5 می باشد, در مخازن خاصی که مجهز به سقف شناور می باشند, ذخیره می گردند. این نوع از سقف شناور ها, فاقد سقف ثابت بوده و اصطلاح External Floating Roof گفته می شوند. گفتنی است که این مخازن, برای موادی که سمی نبوده یا آتش گیری کمی دارند, مناسب می باشند.

Internal Floating Roof

مخازن سقف شناوری كه علاوه بر سقف شناور به یك سقف ثابت نیز مجهز هستند.
اگر فشار بخار ماده ای در همین محدوده بوده ولی, ماده مذکور سمی یا آتش گیر باشد, از نوع خاصی از مخازن با سقف شناور که دارای یک سقف نیز می باشند, استفاده می گردد.
این نوع مخازن در اصطلاح, Internal Floating Roof گفته می شوند.

مزیت های سقف ثابت روی سقف شناور

1-محافظت سقف شناور و سیستم های آب بندی از عوامل جوی مانند باران، برف و باد
2-جلوگیری كامل از نشت مواد سمی و آتش گیر
3-امكان اعمال فشار مثبت روی سقف شناور به كمك گاز ازت به منظور جلوگیری از نوسان و كج شدن سقف شناور

سقف شناور روی سطح مایع قرار گرفته و زمانی كه ارتفاع سطح مایع در مخزن به هر دلیلی مثل پر كردن و خالی كردن مخزن و یا شرایط عملیاتی تغییر می كند، سقف شناور نیز بالا و پایین می رود. قرار گرفتن سقف شناور بر روی سطح مایع سبب می‌گردد كه فشار بر روی سطح مایع زیاد گردد و این افزایش فشار از میزان فراریت ماده ذخیره شده می‌كاهد چراكه بالاتر بودن فشار فضای روی سیال نسبت به فشار بخار مایع باعث جلوگیری از تبخیر ماده می شود.

مخازن كروی و استوانه‌ای

در صورتیكه فشار بخار ماده مورد نظر در حدود بین 0/5 تا psig50 باشد از مخازن كروی و استوانه‌ای افقی استفاده می‌گردد. البته در این محدوده فشاری مخازن استوانه‌ای افقی ترجیح داده می شوند ولی بر حسب شرایط عملیاتی خصوصاً چنانچه به حجم زیادی برای ذخیره سازی نیاز باشد، از مخازن كروی استفاده میگردد.
در صورتیكه فشار بخار ماده مورد ذخیره سازی بالاتر از psig50 باشد، باید حتماً از مخازن كروی استفاده نمود. با توجه به ساختار فیزیكی و هندسی این مخازن كه بصورت متقارن می‌باشند تحمل فشار در آنها از سایر مخازن بیشتر بوده از اینرو عموماً از آنها برای ذخیره سازی مواد در حجم های نسبتا بالا و فشار زیاد استفاده می‌گردد. معمولاً ظرفیت آنها در محدوده 1000 تا 25000 بشكه و فشارآنها از محدوده Psig 10 تا psig 200 می‌باشد. این مخازن دارای جداره كروی شكل بوده و دیواره آنها با استفاده از صفحات خمیده ساخته شده است. معمولاً این صفحات در محل، جوش داده و نصب می‌گردند.

مزایا

1-در ظرفیت های مساوی، سطح مخزن كروی 88% سطح مخازن استوانه ای می‌باشد كه علاوه بر مسائل اقتصادی باعث كاهش انتقال حرارت می‌گردد.
2-در صورت بروز نشتی در مخازن با فشار بالا و بروز پدیده فلاش، امكان یخ‌زدگی وجود خواهد داشت. در مخازن كروی كه نیاز به زیرسازی و فونداسیون كمتری نسبت به مخازن استوانه ای می‌باشد، خطر یخ ز‌دگی خاك به علت عدم تماس وجود ندارد .
از این مخازن بطور وسیعی در ذخیره سازی موادی چون كلر مایع، آمونیاك بی آب ، دی اكسید گوگرد، اكسید اتیلن، دی اكسید كربن، وینیل كلراید مونومر، برش‌های سبك نفتی(Light end) و …. در صنایعی چون كاغذسازی، واحدهای تولید سود سوزآور، سفید كننده ها، واحدهای تصفیه آب و فاضلاب، صنایع پالایش نفت و پتروشیمی، تولید كودهای شیمیایی، تولید PVC و …. استفاده می‌گردد.

برای رفتن به بخش سوم کلیلک کنید

 

پردیس فناوری کیش_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه مهندسی شیمی

بخش اول

مقدمه

واحدهای نفت و گاز برای نگهداری نفت خام و گاز و نیز انبار کردن فرآورده های نفتی گوناگون, نیاز به تعداد بسیاری مخزن دارند. تعداد این مخازن به عواملی چند, چون دوری و نزدیکی واحد به منابع تامین کننده نفت خام, تعداد و ظرفیت واحدهای پالایش, تنوع فرآورده های تولیدی و سرانجام چگونگی انتقال و پخش فرآورده ها بستگی دارد.
در صنایع شیمیایی, مواد ارزشمند مانند بنزین یا گاز مایع, طی فرآیندهای مختلفی از مواد شیمیایی خام, مانند نفت خام جدا می شوند یا از آنها به وجود می آیند.
چند راه برای انتقال مواد خام از منابع تامین کننده به واحد فرآیندی وجود دارد که بر حسب مورد و شرایط, از یکی از آنها مانند خطوط انتقال یا تانکر استفاده می گردد.
همچنین محصولات تولیدی نیز به روش های مختلف به بازار داخلی یا خارجی عرضه می شوند.
به دلایل زیادی از جمله یکسان کردن کیفیت محصول, اندازه گیری حجم محصول جهت فروش, امکان بارگیری و انتقال به تانکر یا کشتی در حداقل زمان ممکن و … سبب می شود تا مواد محصول را بعد از تولید, در مخازن مناسب ذخیره نمایند.

موارد استفاده مخازن

1- ذخیره مواد اولیه و خوراک واحدها
2- ذخیره مواد واسطه تولید شده در فرآیند
3- ذخیره فرآورده ها
4- ذخیره مواد برای بارگیری و پخش
5- همسان نمودن کیفیت محصول
6- معیاری جهت اندازه گیری حجم خوراک و محصول تولید شده

انواع مخازن

تقسیم بندی جامع و یکسانی برای مخازن ذخیره وجود ندارد. طبقه بندی مخازن, می تواند از دیدگاه های متفاوتی مانند شکل هندسی, نوع سیال یا بر حسب فشار بخار ماده ذخیره شده در آن باشد.

 

تقسیم بندی مخازن

مخازن را به دو دسته کلی مخازن روباز و در بسته تقسیم بندی نمود.

گازها, سیالات آتش گیر, مواد شیمیایی خطرناک مانند اسید ها یا بازها و سیالاتی که از خود گازهای سمی منتشر می کنند, باید در مخازن در بسته نگهداری و ذخیره شوند.
از مخازن در بسته, می توان به مخازن با سقف ثابت, مخازن سقف شناور, مخازن کروی, استوانه ای و مخازن سرد اشاره نمود.
از آنجا که مواد مختلف, دارای خواص شیمیایی و فیزیکی مختلفی هستند, شرایط و نحوه مناسب ذخیره سازی آن ها از یکدیگر متفاوت است. به همین جهت انتخاب نوع مناسب مخزن اهمیت فراوانی دارد.

 

مهمترین پارامترها در انتخاب نوع مخزن

فراریت یا به عبارت دیگر فشار بخار
سمی بودن
میزان آتش گیری ماده مورد نظر

 

 

دسته بندی مخازن ذخیره سازی بر حسب فشار بخار سیال

مخازن با سقف ثابت :
این نوع مخزن, استوانه ای قائم یا سقف ثابت مخروطی شکل بوده, بر پایه مناسب ترین اندازه قطر و بلندی برای تامین ظرفیت مورد نیاز, استاندارد شده است و برای انباشتن فرآورده های گوناگون نفتی مورد استفاده قرار می گیرد.
در صورتی که فشار بخار ماده مورد نظر زیاد نباشد ولی, ماده مورد نظر, سمی یا آتش گیر باشد, مانند ترکیبات سنگین نفتی, اکریل آمید, دی اتیل پیرو کربنات, دی ایزوپیل فلوئوروفسفات

برای رفتن به بخش دوم کلیلک کنید

پردیس فناوری کیش_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه مهندسی شیمی

بخش پایانی

دبی سنج های جرمی Mass Meters

اين نوع دبي سنج ها دبي جرمي را بر خلاف دبي سنج هاي حجمي ، مستقيما و بدون واسطه اندازه مي گيرند .
بسياري از چنين دبي سنج ها، دبي جرمي را از طريق رابطه  QM = QV * ρ  بدست مي آورند در اين معادله QM دبي جرمي و QV دبي حجمي و ρ دانسيته سيال است.
اين چنين دبي سنج ها از تركيب دو وسيله كه يكي سرعت سيال و ديگري دانسيته را اندازه مي گيرد تشكيل شده اند. وروردي ها در يك ريز پردازنده همراه با يك سري اطلاعات اضافي تركيب شده و خروجي به عنوان دبي جرمي گزارش مي شود. با اين حال دستگاه هاي معرفي شده در ذيل مستقيما و بدون انجام محاسبات بين حجم و دانسيته اين كار را انجام مي دهند.
دماسنج
کوریولیس سنج

دما سنج Thermal Meter

اساس كار اين وسيله بدين صورت است كه جريان سيال، انرژي گرمايي خود را به المنت حساس به گرما مي دهد و سپس با اندازه گيري گرماي منتقل شده به المنت جرم سيال عبور كرده محاسبه مي شود. مقدار گرماي جابجا شده به سرعت سيال ، ظرفيت گرمايي و هدايت گرمايي سيال بستگي دارد و لذا اين دبي سنج مستقل از دانسيته، فشار و ويسكوزيته سيال مي باشد.
اين دبي سنج عمدتا براي اندازه گيري جريان گاز هاي تميز با ظرفيت گرمايي معين به كار مي رود و كاربرد گسترده آن در صنايع پالايش و صنايع شيميايي مي باشد و از محدود فناوري هايي است كه مي توان براي اندازه گيري جريان هوا در لوله هاي بزرگ استفاده كرد. از مشخصه هاي آن ،نداشتن هيچ گونه قطع متحرك و دقت بالاي آنها در اندازه گيري جريان هوا مي باشد .

كوريوليس سنج Coriolis Meter

شكل ( بدون هيچ گونه مانع ) به عنوان سنسور جريان ، تشكيل شده است و تعيين دبي در آن بر اساس قانون دوم نيوتن مي باشد. لوله سنسور توسط نيروي الكترومغناطيسي سيم پيچي كه در مركز انحناي لوله قرار گرفته به حركت درآورده و در فركانس طبيعي اش ارتعاش مي كند.
سيال به داخل لوله سنسور جريان مي يابد و مجبور به گرفتن حركت عمودي لوله ارتعاش مي شود . وقتي لوله نصفي از سيكل ارتعاش خود را به سمت بالا طي مي كند ، سيال جريان يافته در لوله، با كشاندن لوله به سمت پايين در برابر حركت اجباري به سمت بالاي آن مقاومت نشان مي دهد.
سيال جاري خارج از سنسور يك حركت رو به بالا ناشي از حركت لوله دارد و به محض جريان يافتن به دور انحناي لوله مقاومتي در برابر حركت عمودي لوله نشان نمي دهد . اين اختلاف نيرو ها مسبب پيچش لوله مي شود، وقتي كه لوله در نيمه دوم ارتعاشي خود به سمت پايين حركت مي كند در جهت مخالف پيچيده مي شود. اين پديده پيچش اثر Coriolis ناميده مي شود.
با توجه به قانون دوم حركت نيوتن ، مقدار چرخش لوله سنسور مستقيما به مقدار دبي جرمي سيال جاري در لوله وابسته است . گيرنده هاي سرعت الكترومغناطيس در هر طرف لوله ، سرعت ارتعاش لوله را اندازه مي گيرند. دبي جرمي توسط اختلاف زماني سيگنال هاي گيرنده سرعت مشخص مي شود .

دبی سنج های جابجايی مثبت Positive Displacement Meters

اساس كار اين نوع دبي سنج ها ، محاسبه دبي جريان حجمي جريان با محصور كردن مقداري از سيال در يك مخزن و سپس تخليه سيال به خروجي مي باشد .حجم كل مايع عبوري از اين وسيله در يك پريود زماني از حجم سيال نمونه گيري شده و تعداد نمونه گيري ها بدست مي آيد .
دبي سيال مستقيما توسط يك ماشين محاسبه گر گزارش داده مي شود. هر مخزن متحرك با سيال توسط آب بند هاي باريكي از مخزن بعدي جذا شده است . نيروي مورد نياز دبي سنج هاي جابجايي مثبت از انرژي جريان بدست مي آيد .
اين نوع دبي سنج ها به دليل داشتن قطعات متحرك زياد براي پساب ها مناسب نمي باشند. 
پیستون نوسانگستر
دیسک لرزان
دنده تخم مرغی
مولتی پیستون
روت

پيستون نوسانگر Oscillating Piston

مايع وارد يك مخزن به دقت ماشين كاري شده اي كه شامل يك پيستون نوسانگر است مي شود؛ موقعيت پيستون به گونه اي است كه مخزن را به چندين قسمت تقسيم مي كند . فشار سيال باعث نوسان پيستون و چرخش آن حول توپي مركزي مي شود .لقي كم بين پيستون و مخزن با به حداقل رساندن لغزش مايع باعث اندازه گيري دقيق و تكرار پذير در هر سيكل حجمي مي شود . ماكزيمم ويسكوزيته مجاز 4000 سانتي پوز است.

ديسک لرزان Nutating Disk

مايع وارد يك مخزن به دقت ماشين كاري شده اي كه شامل يك ديسك لرزان است ، مي شود. فشار سيال ، ديسك را به كمك يك دندانه غلتكي به لرزش در مي آورد و ديسك شروع به چرخش مي كند .حركت ديسك توسط حركت دنده به يك ماشين محاسبه گر دبي انتقال مي يابد. لقي كم بين ديسك و مخزن با به حد اقل رساندن نشتي ، باعث اندازه گيري دقيق و تكرار پذير در هر سيكل حجمي مي شود.

دنده تخم مرغی Oval Gear

از دو روتور تخم مرغي شكل يكسان كه توسط دو شكاف كوچك پيرامون دنده ايجاد شده ؛ تشكيل شده است . دنده هاي تخم مرغي حجم كل مايع عبوري از مخزن اين سيله را طي هر عمل گردش جارو مي كند ؛ دبي توسط اندازه گيري سرعت چرخش محاسبه مي شود.
لقي كم بين دنده ها نشتي را به حداقل مي رساند . در مقايسه با دبي سنج  Nutating Disk كاليبراسيون آن با ويسكوزيته تغيير نمي كند . از معايب اين وسيله تاثير گذاري نوسان بر عمل سنجش دبي مي باشد. اين دبي سنج براي اندازه گيري دبي حلال ها و مايعات كم غلظت به كار مي رود. 

مولتي پيستون Multi Piston

اين نوع دبي سنج ها به صورت تك پيستوني و چند پيستوني وجود دارند و به طور گسترده در توزيع سوخت و اندازه گيري هيدرو كربن هاي سبك استفاده مي شوند . نحوه قرار گرفتن پيستون ها به گونه اي است به هنگام پر شدن سيلندر ها از ورودي ، سيلندر مقابل در حال تخليه به خروجي است و در نتيجه سيال با حداقل نشتي جريان مي يابد. طراحي مذكور به ضربان و لرزش سيال حساس است و لذا براي دبي هاي بيشتر از 100 l/min مناسب نمي باشد.

روت Root

دبي سنج Roots در بسياري از موارد مشابه دبي سنج  Oval Gears است. پره هاي گوشتي  (Load Impellers) در خلاف جهت يكديگر در مخزن دبي سنج گردش مي كنند . دنده هاي بادامي شكل ، كل مايع عبوري از مخزن را در هر عمل گردش جارو مي كنند  . دبي جريان توسط اندازه گيري سرعت گردش پره ها اندازه گرفته مي شود .
ضريب كاليبراسيون اين دبي سنج ها در مقايسه با دبي سنج Nutating Disk با ويسكوزيته تغيير نمي كند . ماكزيمم ويسكوزيته مجاز 5000 سانتي پوز است.

منابع
انجمن نواندیشان www.noandishan.com
مجله مهندسي مكانيک
www.petronet.ir

پردیس فناوری کیش_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه مهندسی شیمی

بخش پنجم

دبی سنج سرعتی Velocity Meters

مبناي محاسبه دبي در اين نوع دبي سنج ها بر اساس سنجش سرعت سيال و سپس توليد سيگنالي متناسب با سرعت سيال است. معادله QV = A * V نشان مي دهد كه سيگنال توليدي دبي حجمي جريان ، خطي است. سرعت سنج ها معمولاً نسبت به هدمتر ها كمتر به پروفايل سرعت حساس هستند. بعضي از آنها فاقد موانع هستند و به دليل خروجي خط نسبت به هدمترها كمتر به پروفايل سرعت حساس هستند. بعضي از آنها فاقد موانع هستند و به دليل خروجي خطي نسبت به جريان، بر عكس دستگاه هاي مبتني بر اختلاف فشار هيچ گونه رابطه جذري ندارند .
توربین متر
جریان سطح مغناطیسی
گردابه سنج
اولتراسونیک سنج

 

توربين متر Turbine Meter

يك دبي سنج توربيني از يك روتور چند تيغه كه توسط ياتاقاني نگه داشته شده است تشكيل شده است و در مقطع لوله عمود بر جريان قرار گرفته است سيال روتور را متناسب با سرعت سيال مي راند و متعاقب آن دبي حجمي جريان بدست مي آيد.
يك سيم  پيچ ( Coil ) بيرون دستگاه اندازه گيري ، هنگامي كه تيغه خطوط مغناطيسي سيم پيچ را قطع مي كند ولتاژ متناوبي توليد مي كند ؛ هر پالس ولتاژ توليدي بيانگر حجم مايع عبوري مي باشد.
اين دبي سنج به دليل آن كه روتور آن معمولاً از فولاد ضد زنگ ساخته شده با بسياري از سيالات سازگار است. با اين حال لازم است ياتاقان آن كه روتور را براي گردش در سرعت هاي بالا نگه مي دارد تميزكاري شود.
دبي سنج هاي توربيني عمدتاً در خطوط لوله هايي كمتر از 5/0 اينچ تا 12 اينچ به كار مي روند و سرعت پاسخ آنها بالا بوده و دقت خوبي دارند.
از مشخصه هاي ديگر اين دبي سنج، تكرار پذيري ، قابليت محدوديت پذيري عالي و دقت بالاي آنها مي باشد و معمولاً براي اندازه گيري مايعات و گازهاي تميز به كار مي روند و براي سيالات ويسكوز و چرخشي مناسب نمي باشند.

 

جريان سنج الكترومغناطيسی Electromagnetic Flowmeter

اساس كار سيستم دبي سنج هاي مغناطيسي مبتني بر قانون القاي مغناطيسي فارادي است كه بيانگر آن است كه هرگاه رسانايي در يك ميدان مغناطيسي حركت كند در آن ولتاژ جريان القاء مي شود.
Faraday’s Law : E = KBDV

مقدار ولتاژ القايي، مستقيماً متناسب با سرعت رسانا ، V ، پهناي رسانا ، D ، و قدرت ميدان مغتاطيسي ، B ، مي باشد. هنگامي كه مايع رسانا از ميدان مغناطيسي با سرعت V عبور مي كند الكترود ها ولتاژ القايي را دريافت مي كنند . پهناي رسانا به فاصله بين الكترود ها بستگي دارد (بدنه ايزوله از اتصال كوتاه با ديواره جلوگيري مي كند ) ، تنها متغير اين وسيله سرعت مايع رسانا است و به دليل آن كه قدرت ميدان مغناطيسي و فواصل الكترود ها ثابت نگه داشته شده است ولتاژ خروجي ، E  ، مستقيماً با سرعت متناسب است.

 

گردابه سنج Vortex Meter

اساس كار دبي سنج هاي  Vortex مبتني بر پديده Vortex Shedding موسوم به اثر وان كارمن مي باشد . درون آن يك مانع ( Bluff Body ) است و به هنگام عبور سيال از آن سيال شكافته شده و گردابه هاي (Eddies) كوچكي توليد مي شود كه در امتداد و پشت مانع جمع مي شوند اين گردابه ها باعث نوسان فشار مي شوند و سپس توسط سنسور اندازه گرفته مي شود. فركانس توليد گردابه به طور مستقيم با سرعت سيال متناسب است.

 

اولتراسونيک سنج Ultrasonic Meters

اين دبي سنج ها جهت تعيين دبي سيال از امواج صوتي استفاده مي كنند . پالس هاي مبدل پيزوالكتريك از سيال متحرك با سرعت صوت عبور كرده و سپس سرعت سيال با روش هايي مختلف اندازه گيري مي شود .

برای رفتن به بخش ششم (پایانی) کلیلک کنید

 

پردیس فناوری کیش_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه مهندسی شیمی

بخش دوم

انواع گوناگون دبی سنج

دبي سنج ها را مي توان بر اساس تكنولوژی به كار رفته در
آنها طبقه بندی نمود، لذا دسته بندی كلی دبی سنج ها به
صورت زیر مي باشد :
دبی سنج های فشاری Head Meters
دبی سنج های سرعتی Velocity Meters
دبی سنج های جرمی Mass Meters
دبی سنج های جابجایی مثبت Positive Displacement Meters

دیگردسته بندی های رایج دبی سنج ها :

دبی سنج های اختلاف فشاری
دبی سنج های مكانيكی
دبی سنج های الكترونيكی
دبی سنج های جرمی
بعضی از دبی سنج ها دبی جریان را مستقيما و بدون واسطه
گزارش مي دهند ، دبی سنج های جرمی از این نوع هستند در
حالي كه دبی سنج های حجمی بدین گونه نبوده و به طور غير
مستقيم توسط اندازه گيری افت فشار یا سرعت سيال و یا …
دبی را گزارش مي دهند.

دبی سنج فشاری Head Meter

هد متر ها یا دبي سنج ها اختلاف فشاري رایج ترین نوع
وسایل اندازه گيري جریان در صنعت مي باشند و به طور غير
مستقيم ، دبي سيال را به كمك افت فشار ایجاد شده در
سيال توسط یك مانع مرتبط با نوع هدمتر مورد استفاده و
قطر لوله ، افت فشار به دبي حجمي تبدیل مي شود.
از معادله پيوستگي با فرض ثابت بودن دانسيته سيال (
سيال تراكم ناپذیر ) خواهيم داشت :
V1A1 = V2A2 = QV
این معادله یكي از مهترین روابط در مكانيك سيالات است و
بيانگر آن است كه كاهش قطر لوله سيالات پایا و یكنواخت ،
منجر به افزایش سرعت سيال مي شود. علاوه بر این ، در
تبدیل انرژي به كمك معادله برنولي مشاهده خواهد شد كه
هد فشار كل ( )Hدر طول جریان ثابت مي ماند .

اولين جمله این معادله هد پتانسيل ناميده مي شود و
جمله دوم معروف به هد سرعت یا انرژي جنبشي مي باشد. به
دليل ثابت بودن مجموع انرژي پتانسيل و جنبشي ، واضح است
كه افزایش سرعت همراه با كاهش انرژي پتانسيل است. اساس
تمامي هدمتر ها مبتني بر این رابطه بين سرعت و فشار مي
باشد.
مدل هاي متداول این دسته دبي سنج ها در زیر شرح داده
شده است :

اریفیس
ونتوری
نازل جریان
لوله پيتوت
تارگت متر
زانویی متر
روتا متر
Orifice Plate اریفيس

محبوبترین و متداول ترین وسيله اندازه گيري جریان مي
باشد. اساس كار آن بدین گونه است كه اختلاف فشاري كه در
طول این وسيله توسط یك صفحه واقع در خط فرآیند ایجاد
شده است اندازه گيري مي شود تا دبي جریان تعيين شود.
سه نوع متداول Orifice Plateوجود دارد كه عبارتند از : هم
مركز ، مختلف المركز و قطعه اي ( . ) Segmentalاریفيس
پليت هم مركز ساده ترین و ارزانترین هدمتر است .
اریفيس پليت مشابه عملكرد وسایل ابتدایي ، به منظور
توليد افت فشار ، جریان سيال را در طول مسير خودش به هم
مي فشرد؛ نتيجه آن كه فشار سيال در ابتداي جریان بيشتر
از فشار جریان در انتهاي جریان مي باشد. افت فشار ایجاد
شده متناسب با مجذور سرعت سيال است.

مزیت اصلي این وسيله نداشتن قطعات متحرك و قيمت پایين
آن مي باشد (خصوصاً آنكه با اندازه لوله افزایش نمي یابد
) . دقت اندازه گيري این وسيله به چگونگي نصب ، نسبت
سطح لوله و خواص سيال بستگي دارد و باید در لوله هاي
مستقيم نصب شود.

Venturi Tube ونتوری

دبي سنج ونتوري شامل یك قسمت ورودي مخروطي شكل همگرا مي
باشد كه در طول آن سطح مقطع جریان كاهش مي یابد. قسمت
واگراي ونتوري فشار سيال را به حالت اوليه بر مي
گرداند. از افت فشار ایجاد شده در قسمت همگراي دبي سنج
مي توان دبي جریان را بدست آورد. گلوگاه استوانه اي
ونتوري مكان اندازه گيري افت فشار ایجاد شده در واحد
سطح مي باشد.

ونتوري تيوب ها در موردي كه نياز به افت فشار كم و دقت
بالاي اندازه گيري است استفاده مي شوند و عمدتاً در لوله
هاي قطور ، شبيه مواردي كه در صنایع آب و فاضلاب یافت مي
شود به كار مي روند. زیرا شيب ملایم آن به جامدات معلق
در مایع اجازه حركت مي دهد. لذا براي اندازه گيري پساب
ها و دوغاب ها ( یابه عبارتي مایعات ویسكوز یا حاوي
مقدار زیادي از جامدات چسبناك ) مناسب مي باشند. عيب
اصلي آن قيمت زیاد ان مي باشد و دقت آن نسبت به اریفيس
كمتر است مگر آنكه جریان كاليبره شده باشد.

برای رفتن به بخش سوم کلیلک کنید