تحقیق در مورد دیگ بخار

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .docx ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 6 صفحه

 قسمتی از متن .docx : 

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 شکند. وقوع و شدت بیش گرمایش بلند مدت به دمای لوله، مدت بهره برداری از لوله در دمای مورد نظر و متالوژی لوله بستگی دارد.

محل های وقع بیش گرمایش بلند مدت :

این نوع خرا بی ، در لوله های آب و بخار مانند لوله های دیواره آبی لوله های پایین آورنده ، سوپر هیترها ، ری هیترها و لوله های سقف دیگ بخار ایجاد می گردد . الیته حدود 90% خرابی هایی که در اثر بیش گرمایش بلند مدت رخ می دهند، در سوپر هیترها، ری هیترها و لوله های دیواهر ای اتفاق می افتند. این نوع بیش گرمایش به ندرت در اکونومایزرها ها و لوله های کف بویلر رخ می دهد. لوله هایی که غالباً دچار بیش گرمایش بلند مدت می شوند، لوله هایی که قسمتی از ماده نسوز آن ها جدا شده است نیز در معرض بیش گرمایش بلند مدت قرار دارند.