پایان نامه با کلمات کلیدی دبی جریان، محدودیت ها، زیست محیطی، دی اکسید کربن

دانلود پایان نامه ارشد

های بدست آمده نیز باید توسط آزمایشگاه مستقر در واحد مورد مطالعه )پالایشگاه( مشخص گردد.
پس از پشت سر نهادن مرحله اول، سیستمی خاص جهت فشرده سازی و بازیابی گازها ارائه می گردد و از لحاظ تکنولوژی های مورد نیاز و هزینه های احتمالی مورد ارزیابی قرار می گیرد. محاسبات اقتصادی و تعیین زمان بازگشت سرمایه از طریق مصرف مجدد گازهای ارسالی به فلر انجام خواهد شد.

3-2- عوامل موثر در طراحی سیستم بازیابی
از آنجا که سیستم فلر اساسا یک سیستم حفاظتی و ایمنی است، بنابراین مهمترین نکته در طراحی سیستم بازیافت گاز مشعل این است که درعملکرد عادی فلر نباید به هیچ وجه خللی ایجاد گردد. بعلاوه در طراحی سیستم مذکور، محدودیت های ذیل را نیز باید در نظر گرفت.
اگر برای بدست آوردن حداکثر فشار در قسمت ورودی واحد بازیافت گاز، نیاز به تغییرات در طراحی آب بند مایع فلر جهت افزایش فشار مسیر فلر می باشد، در عملکرد شیرهای اطمینان واحدها، به خصوص آنهایی که در فشار پائین باز می شوند، مانعی ایجاد نگردد.
دبی گاز ورودی به مسیر فلر و ترکیب آن قابل پیش بینی نمی باشد. بنابراین نیاز به طراحی واحدی است که در تمامی شرایط رهاسازی گاز در طول عملیات عادی، قادر به کار باشد.
ظرفیت واحد باید با تمامی شرایط پیش بینی شده )دبی و ترکیب گازهای هدر رفته در تخلیه های مکرر واحد( سازگار باشد.

عوامل موثر در انتخاب و طراحی سیستم بازیابی فلر عبارتند از[1]:
1) دبی گازهای ارسالی به فلر در حالت پیوسته
دبی گازهای ارسالی به فلر مهمترین عامل در تعیین مقیاس و اندازه تجهیزات سیستم بازیافت می باشد. به طور معمول این دبی در عملیات نرمال فلر لحاظ می گردد.
2) حداکثر فشار مجاز در مخزن ضربه گیر
برای تعیین حداکثر فشار مجاز باید تمامی جریان های منتهی شده به فلر در حالیکه فلر بسته است مورد بازرسی قرار گیرند، به منظور کاهش مصرف انرژی در فرآیند بازیابی گازهای فلر، فشار لازم جهت باز شدن شیر باید در بیشترین مقدار باشد.
3) ترکیب یا جرم مولکولی گاز
ترکیب گاز در انتخاب تجهیزات بازیافت اهمیت دارد. ترکیب گاز همچنین مبین ارزش حرارتی و اقتصادی گاز می باشد. به عنوان نمونه گازهای حاوی H2S و CO2 یا ترکیبات ناخواسته دیگر در نوع تجهیزات بازیافت و همچنین ارزش اقتصادی گاز بازیافت شده تاثیر دارد.
4) دمای گاز
دمای گاز فلر نیز در انتخاب تجهیزات بازیافت موثر می باشد. اگر دمای گاز بالا باشد جهت فشرده سازی گاز به مبدل حرارتی از نوع سرمایشی نیاز می باشد.
5) فشار خروجی واحد بازیافت
فشار خروجی واحد بازیافت از آن جهت حائز اهمیت است که تصمیم گیری برای استفاده از تجهیزاتی نظیر کمپرسور، دمنده، اجکتور و غیره را تسهیل می نماید.
6) دمای گاز خروجی از سیستم بازیافت
دانستن دمای گاز خروجی کمک خواهد نمود تا بتوان تجهیزات گرمایش یا سرمایشی لازم را برای دستیابی به گازی با شرایط دلخواه تعبیه نمود. به عنوان مثال اگر دمای گاز خروجی بالا باشد از یک مبدل حرارتی سرمایشی جهت کاهش دمای آن استفاده می شود.
7) قطر و جنس لوله انتقال گازهای فلر
به منظور تخمین هزینه تجهیزاتی از قبیل FOV ، دیسک پاره شونده و شیرهای دستی احتیاج به دانستن قطر و جنس لوله انتقال گاز فلر می باشد.

8) ارزش گاز فلر
ارزش گازهای فلر، درآمد حاصل از فروش گازهای بازیابی شده را تعیین می کند که در بررسی اقتصادی طرح اهمیت دارد. این گازها می تواند به عنوان سوخت ارزش گذاری شده و یا به عنوان خوراک یک واحد فرآیندی و یا حتی گاز تزریقی جهت افزایش برداشت از مخازن نفتی مورد توجه قرار گیرد.

3-3- تعیین پارامترهای طراحی سیستم بازیابی گاز فلر
آگاهی از مقادیر کمی متغیرها مهمترین عامل در نظارت و کنترل یک سیستم می باشد. دستیابی به این مقادیر نیازمند استفاده از تجهیزات اندازه گیری است. کنترل سیستم فلر، به عنوان سیستمی که ایمنی کارخانه را تضمین می کند، نیز از این قائده مستثنی نبوده و مستلزم بکارگیری تجهیزات اندازه گیری است. در این میان دو کمیت دبی جریان و آنالیز جریان گاز از اهمیت بیشتری برخوردار می باشد.
در طراحی سیستم بازیافت گازهای فلر نیز نحوه اندازه گیری و کنترل گازها از اهمیت بسزایی برخوردار است. این بدان معناست که تجمع، افزایش فشار و یا عدم کنترل و اندازه گیری صحیح گازهای ورودی به واحد می تواند باعث بوجود آمدن خطرات بسیار زیاد و بالا رفتن ریسک پروسه بازیافت گردد. سیستم های اندازه گیری گازهای فلر علاوه بر قدرت کار در حالت گرفتگی باید به نحوه ای کار کند که حداقل افت فشار در سیستم ایجاد گردد. از مهمترین روش های اندازه گیری گازهای فلر می توان به موارد ذیل اشاره نمود [57]:
اندازه گیری توده حرارتی
اندازه گیری اختلاف فشار)لوله پیتوت (
اندازه گیری مافوق صوت
اندازه گیری الحاقی)توربین و ورتکس (
روش های ردیابی

در مواقعی که امکان استفاده از سیستم های اندازه گیری وجود ندارد، می توان از روش های ذیل برای اندازه گیری گاز فلر استفاده نمود. این روشها که عدم قطعیت بالایی دارند، عبارتند از[57]:
نمای مشعل)بدست آوردن مقدار تقریبی جریان گاز از روی ارتفاع شعله(
نرم افزار های شبیه سازی فرآیند با بکارگیری مقادیر دما و فشار در نقاط کلیدی سیستم
موازنه جرم )در حال حاضر در بسیاری از پالایشگاه ها و صنایع فرآیندی کشور کاربرد دارد(
تجهیزات بکار رفته در واحد بازیافت گا فلر باید به طور مطلق اثر سوئی بر ایمنی عملیات وارد نسازند. اصولا سیستم بکار رفته باید از نوع بدون تداخل و یا کم تداخل باشد. این تجهیزات همچنین باید توانائی اندازه گیری محدوده وسیعی از مواد را داشته باشند یا اصطلاحا بتوانند از محدوده پرج تا دمش گاز را اندازه گیری نمایند. و در نهایت این تجهیزات بایستی کمترین نیاز به نگهداری را داشته باشند.

3-3-1- ویژگی های عمومی خطوط فلر
1)سرعت: سرعت گاز در خطوط فلر بین محدوده وسیع 0 m/s تا حدود 100 m/s می باشد و احتمال تشکیل سرعت منفی نیز همواره در نظر گرفته می شود.
2)فشار: خطوط فلر دارای فشار پایین )کمتر از 2bar) می باشند.
3)ابعاد لوله: قطر خطوط فلر، دارای تنوع زیادی است )بین 3 اینچ تا 60 اینچ و حتی گاهی بزرگتر(
4)آنالیز گاز: ترکیب گازهای موجود در خطوط فلر تابع نوع واحد فرآیندی بوده و عمدتاً حاوی ترکیبات گازی متنوع، مواد چگالیده، دوده و دیگر ناخالصیها می باشد.
5)ایمنی: محیط فلر محیطی پر مخاطره به لحاظ ایمنی است، بخصوص در زمان فعالیتهای تعمیر و نگهداری یا نصب تجهیزات اندازه گیری که باید مدنظر قرار گیرد.

3-3-2- تعیین ترکیب گازها در سیستم فلر
آگاهی از آنالیز گازها در سیستم فلر یک واحد صنعتی به دو دلیل ضرورت دارد، اول آنکه با تعیین ترکیب گازها می توان موازنه جرم و انرژی را در کل کارخانه مورد مطالعه قرار داده و برنامه ای بهینه جهت بازیابی و تعیین موارد استفاده از این گازها توسعه داده شود، و دومین عامل الزامات زیست محیطی از طرف سازمان های دولتی است که محدودیت های خاصی را بر روی نشر گازهای آلاینده قرار داده اند. در سطح دنیا عامل دوم مهمترین عامل در تعیین آنالیز گازها در سیستم فلر برشمرده می شود و از اینرو تجهیزات اندازه گیری خاصی به منظور ثبت ترکیب گازها بکار گرفته می شوند. برخی از این تجهیزات به صورت پیوسته و برخی دیگر به صورت ناپیوسته آنالیز نمونه گاز دلخواه را تعیین می نمایند. نکته حائز اهمیت در سیستم های فلر آن است که تعیین آنالیز گاز در دو قسمت یکی در مقطع ورودی به دودکش )به منظور موازنه جرم و انرژی و برنامه ریزی طرح بازیابی( و دوم پس از احتراق )به دلیل الزامات زیست محیطی( اهمیت دارد.
بطور کلی روش های اندازه گیری آنالیز گازها را می توان ده نوع برشمرد که براساس این روش ها تجهیزات ثابت و قابل حمل به منظور تعیین آنالیز گازها ساخته شده است[1]:
روش اسپکتروفتومتری
روش تابش
روش تابش شیمیایی
روش آشکار ساز شعله
روش آشکار ساز پرتو نورانی
روش کروماتوگرافی گاز ( GC )
روش اسپکترومتری جرمی
روش سلول الکتروشیمیایی
روش آرایه دیود نوری/ فرابنفش
وسایل پارامگنتیک
لازم به ذکر است که از میان روش های مختلف تعیین آنالیز گازها، روش کروماتوگرافی گاز( GC ) بهترین روش به منظور تعیین آنالیز گازهای ارسالی به فلر می باشد.

3-3-3- تعیین دبی جریان گاز فلر[1]
اندازه گیری یا محاسبه دبی جریان گازهای ارسالی به فلر اگرچه بسیار اهمیت دارد اما با محدودیت های فراوانی همراه است. تغییرات پیوسته آنالیز جریان گاز فلر، امکان وجود ترکیبات اسیدی مضر نظیر سولفید هیدروژن یا دی اکسید کربن، تغییرات پیش بینی نشده فشار خط و همچنین پایین بودن فشار خط از جمله عواملی هستند که اندازه گیری دبی جریان گازهای ارسالی به فلر را مشکل می سازند.
1)دلایل استفاده از دبی سنج روی خطوط فلر
آشکارسازی نشتی در شیرهای واقع در حد فاصل واحدهای فرآیندی و خطوط فلر
موازنه جرمی فرآیندها
کنترل گاز پرج در فلرهای کم فشار جهت ایجاد دبی مثبت و جلوگیری از پرج اضافی
لازم به ذکر است هزینه گاز پرج در یک خط 36 اینچ فلر روزانه بطور متوسط 500 دلار می باشد و کنترل مداوم دبی گاز می تواند تا حدود%50 موجب صرفه جویی گردد. اندازه گیری و کنترل حجم گازهای گلخانه ای منتشر شده به جو زمین بویژه گاز CO2 پیمان کیوتو که در سال 1997 به امضاء اکثر کشورهای دنیا از جمله ایران رسید، توجه ویژه ای به کنترل گازهای خروجی از فلرهای مجتمع های نفتی دارد. هم اکنون در بعضی از کشورها مانند نروژ همه فلرها مجهز به دبی سنج ها یا کنتورهای استاندارد می باشند و همواره اپراتورها موظف به ارائه گزارش به دولت در مورد میزان گازهای رها شده در اتمسفر می باشند. این امر همچنین باعث توجه به امکان حجم بالای صرفه جوئی و نیز لزوم بهینه سازی در این بخش گردیده است.
استاندارد نروژی NORSOK مهمترین استانداردی است که در زمینه اندازه گیری دبی گازهای فلر تدوین گردیده و مورد تأیید صنایع نروژ نیز می باشد. دبی سنج FGM محصول کمپانی Roxar توانسته با کسب تأییدیه از موسسه استاندارد نروژ به عنوان یک کنتور استاندارد در سطح جهان مطرح گردد.
2)احتیاجات و مشخصات یک دبی سنج مناسب جهت فلر
قابلیت اندازه گیری محدوده وسیع m/s 100 ± بدون تغییر در ترکیب دبی سنج
نسبت Turn downبالا )حدود 2000 به 1)
حداقل دقت 5%-2% در طول وسعت اندازه گیری
حداقل تأییدیه EEx
نصب و عملکرد آسان
هزینه تعمیر و نگهداری پایین

3)دبی سنج التراسونیک
دبی سنج التراسونیک از جمله دبی سنج های جدید می باشد که از بدو معرفی، کاربرد آن برای خطوط فلر مورد توجه مصرف کنندگان قرار گرفته است و در این میان تنها چند کمپانی محصولی را متناسب با مشخصات فلر آماده و به بازار ارائه نموده اند.
بطور کلی دبی سنج های التراسونیک در دو نوع داپلر و تاخیر زمانی ساخته می شوند. نوع داپلر جهت گاز غیر قابل استفاده است که دلیل آن وابستگی این روش به درصد بالای مقدار ذرات همراه سیال می باشد. بعنوان مثال در یک لوله 12 اینچی حداقل 25% حجم سیال می باید ذراتی با بزرگی 50 میکرون باشد تا بتوان از روش داپلر استفاده نمود. تاکنون هیچ دبی سنج التراسونیکی بر پایه داپلر جهت گازها ساخته نشده است.
دبی سنج تأخیر زمانی متشکل از حداقل دو سنسور التراسونیک می باشد. سنسورهای التراسونیک که از نوع پیزو می باشند، هر دو نقش تولید و دریافت کننده امواج التراستونیک را برای دستگاه ایفا مینمایند. در واقع دو سنسور التراسونیک در عرض لوله با یکدیگر گفتگو می نمایند. این گفتگو در هر دو محیط گاز و یا مایع امکان پذیر است و در صورت ساکن بودن محیط یا همان سیال ارتباط به صورت یکسان برقرار است. اما به محض اغتشاش در محیط و یا شروع جریان در زمان های ارتباطی t_12 و t_21اختلافی متناسب با آنکه این سیگنال های التراسونیک در جهت و یا خلاف جهت جریان هستند حاصل می گردد و همین اختلاف زمانی است که مبنای اندازه گیری سرعت سیال، V ، می باشد.

شکل 16 – شماتیک محاسبات

پایان نامه
Previous Entries پایان نامه با کلمات کلیدی صادرات گاز، ازدیاد برداشت، توجیه اقتصادی، قابلیت اطمینان Next Entries پایان نامه با کلمات کلیدی محدودیت ها، دینامیکی