پایان نامه با کلمات کلیدی محدودیت ها، دینامیکی

دانلود پایان نامه ارشد

دبی سنج التراسونیک تاخیر زمانی

)3-1) t_12 = L/(C+V COSφ)
)3-2) t_21=L/(C-V COSφ)
C، سرعت صوت می باشد.
)3-3) V=L/(2 COSφ) [(t_21-t_12)/(t_21×t_12 )]
)3-4) C=L/(2 COSφ) √(((〖t_21+t_12)〗^2 〖cos〗^2 φ+(〖t_21-t_12)〗^2 〖sin〗^2 φ))
همانطور که مشاهده می شود، در معادله سرعت V کمیت های ترمودینامیکی و نوع ترکیب گاز وجود ندارند و لذا نوع محاسبه سرعت مستقل و صرفاً تابع زمان های اندازه گیری شده می باشد. سرعت صوت نیز با اندازه گیری اختلاف زمان عبور امواج التراسونیک بین سنسورها قابل محاسبه است.
مزایای دبی سنج التراسونیک تأخیر زمانی جهت فلر عبارتند از:
گستره اندازه گیری یا نسبت turn downبالا 3000) به (1
پایداری کالیبراسیون
دقت خوب و یکسان بودن آن در طول گستره اندازه گیری
قرارگیری بی مداخله سنسورها در محیط سیال
بی نیاز به تنظیم کردن مجدد دستگاه با تغییر ترکیب گاز

با توجه به ویژگی های یاد شده می توان دبی سنج التراسونیک را یک دبی سنج شایسته جهت اندازه گیری دبی گاز فلر با توجه به خصوصیات گاز در خط فلر به حساب آورد. البته در صورتی که دبی سنج صرفاً جهت کاربرد فلر آماده و تکوین یافته باشد. شکل 16 نمونه ای از دبی سنج های التراسونیک را به همراه سنسورهایش نمایش می دهد. هم اکنون پنج نوع فلومتر گاز در بازار یافت می گردد که هر کدام ویژگی های کاربردی منحصر به فردی دارند:
جهت فرآیند
جهت فروش محصول یا اندازه گیری دقیق
جهت فلر
جهت دودکش یا خروجی گاز بعد از فرایند احتراق
فلومترهای کلمپی که از روی لوله می توانند دبی گاز را اندازه گیری نمایند.)البته هنوز این نوع دبی سنج ها با محدودیت های فنی بسیار روبرو هستند که از جمله نامناسب بودن آنها جهت فشار پایین و سرعت بالا می باشد و لذا امکان استفاده آنها جهت فلر میسر نیست(.
3-3-4- محل قرار گرفتن اندازه گیرها
برای مشخص نمودن بهترین محل جهت نصب اندازه گیرها، تحقیقات زیادی انجام شده است و در نهایت بهترین روش استفاده از سه اندازه گیر در مکان های مشخص می باشد. حال با استفاده از شکل 17بهترین موقعیت برای نصب این اندازه گیرها مشخص می گردد. لزومی ندارد هر سه این اندازه گیرها از نوع التراسونیک باشند، ولی بهتر است برای اندازه گیری دقیق تر اینگونه باشد.

شکل 17 – نحوه قرار گرفتن مناسب اندازه گیرها در سیستم بازیافت گاز فلر[58]

نقطه A مکانی است که به نام نقطه تشخیص صحت معروف است. این نقطه در حقیقت درستی نتایج دو اندازه گیر دیگر را بررسی می نماید. اگر شیر سریع باز شونده بسته باشد، تمامی گاز به واحد بازیافت فرستاده خواهد شد. لذا دستگاه های A و B باید یک عدد را نشان دهند. در این حالت دستگاه C، مقدار پرج شده را نشان می دهد. اما اگر شیر سریع باز شونده باز باشد، به این معناست که گاز به سمت فلر می رود. لذا با اختلافی اندک که مربوط به گاز پرج می باشد، دستگاه های A و C باید یک عدد را نشان دهند. در غیر موارد فوق دریافت می گردد که ایرادی در اندازه گیرها یا پروسه بوجود آمده است.
3-3-5- تعیین سایر مشخصات سیستم فلر جهت طراحی سیستم بازیابی
پارامترهای مهم دیگری که بایستی در یک محدوده زمانی اندازه گیری شده تا مبنای طراحی دقیق سیستم بازیافت گازهای فلر قرار گیرند، عبارتند از:
اندازه گیری فشار با نصب فشار سنج روی خط فلر
دمای گاز تغذیه خط فلر
3-4- ملاحظات ایمنی در سیستم های بازیابی گاز فلر[4]
3-4-1- دسترسی به فلر
سیستم های فلر هم در شرایط تخلیه عادی فرآیندها و هم در شرایط تخلیه اضطراری بکار برده می شوند. جریان های اضطراری نظیر جریان های خروجی از شیرهای تخلیه فشار، سیستمهای کاهش فشار و غیره، باید در تمام اوقات مسیرهای جریان به سمت فلر را در دسترس داشته باشند. طراحی سیستمهای بازیابی گاز فلر نباید این مسیر را نادیده بگیرند. چندین روش برای اجرای این مطلب در قسمت(3-5-3-اتصال فلر( ارائه شده است.
3-4-2- جریان برگشتی
به دلیل اینکه سیستمهای بازیابی گاز فلر اغلب شامل کمپرسورهایی هستند که مکش خود را مستقیما از خط اصلی )هدر( فلر دریافت می کنند، پتانسیل جریان برگشتی هوا از )دودکش( فلر به داخل کمپرسور در بارهای کم گاز فلر باید در نظر گرفته شود. عموما، مقدار )محتوای( اکسیژن موجود در جریان گاز فلر باید اندازه گیری شده و مقرراتی در نظر گرفته شود که در هنگام وجود شرایط خطرناک کمپرسورهای گاز فلر را متوقف نماید.

3-4-3- ویژگی های گاز فلر
گازهای فلر می توانند ترکیبات مختلف بسیار گسترده ای داشته باشند که باید در طول طراحی و مشخص نمودن خصوصیات سیستمهای بازیابی مورد ارزیابی قرار بگیرند. سازگاری خواص مواد سازنده سیستمهای تصفیه گاز فلر یا مقاصد و مصارف نهایی گازهای فلر بازیابی و تصفیه شده باید در نظر گرفته شوند. به عنوان مثال، جریان های حاوی گازهای اسیدی عموما به طور مستقیم به سیستم فلر تخلیه می شوند، در نتیجه از سیستم بازیابی کنار گذر می شوند. جریان های حاوی مقادیر زیاد گاز بی اثر هم می توانند با سیستم بازیابی ناسازگار باشند.

3-5- ملاحظات طراحی سیستم های بازیافت گاز فلر
3-5-1- سایزینگ
شکل 18 نشان دهنده طرحی مفهومی برای یک سیستم بازیابی گاز فلر می باشد. عموما، سیستم متشکل از یک یا چند کمپرسور رفت و برگشتی که خط مکش آنها مستقیما به هدر فلر متصل است، می باشد. گاز متراکم شده معمولا در ابتدا به چند نوع سیستم تصفیه ای متناسب با ترکیب گاز فرستاده شده، و سپس به سیستم سوخت گازی یا فرآیندها بازگردانده می شود.
سیستم های بازیابی گاز فلر به ندرت متناسب با میزان بارهای گاز فلر در شرایط اضطراری طراحی می شوند. معمولا، مسائل اقتصادی باعث می شوند که ظرفیت سیستم متناسب با دبی های عملکرد نرمال فلر در نظر گرفته شود، که در ظرفیت های بالاتر از آن مابقی گاز فلر می شود. بارهای فلر در طول زمان بسیار متغیر هستند، و دبی نرمال می تواند معرف میانگینی از بار فلر، یا بار حداکثری که اغلب اوقات وجود دارد باشد. بارهای واقعی روی این سیستم ها بسیار متغیر بوده و آنها باید طوری طراحی شوند که در محدوده وسیعی از بارهای متغیر دینامیکی کار کنند یا به عبارت دیگر محدوده وسیعی از بارهای عملکردی را پوشش دهند. سیستمهای بازیابی گاز فلر اغلب به منظور مطابقت با محدودیت های مقرراتی محلی موجود بر عملکرد فلر نصب می شوند، و بنابراین باید طوری سایز شوند که با تمام این محدودیت ها مطابقت نمایند. [4]

3-5-2- موقعیت
به طور معمول، سیستم های بازیابی گاز فلر روی هدر اصلی فلر در پائین دست تمامی اتصالات فلر واحدها به هدر اصلی فلر، و در نقطه ای که درآنجا فشار هدر تغییر قابل ملاحظه ای با بار نداشته باشد، نصب می شوند. موقعیت های )موجود در( بالادست اتصالات واحدها، به دلیل وجود امکان جریان برگشتی و غلظت های بالای اکسیژن، باید با دقت سنجیده )در نظر گرفته( شوند. ممکن است تعدادی اتصالات محدود پائین دستی برای مواد نامناسب جهت بازیابی مورد نیاز باشد.

شکل 18 – نمونه ای عمومی از سیستم بازیابی گاز فلر

3-5-3- اتصال فلر
1)همانطور که در قسمت ملاحظات ایمنی(3-4) بحث شد، یکی از مسائل اصلی که باید در طراحی سیستم بازیابی گاز فلر در نظر گرفته شود حفظ مسیری به فلر برای تخلیه های ضروری می باشد. سیستم بازیابی گاز فلر باید به صورت یک جریان جانبی از هدر اصلی فلر طراحی شود. جریان اصلی فلر نباید از ضربه گیر یا لوله کشی مکش هیچگونه کمپرسوری عبور کند. اتصال خط جریان به سمت سیستم بازیابی گاز فلر بهتر است در بالای خط اصلی فلر تعبیه شود تا امکان ورود مایع را به حداقل برساند.
تمهیداتی نیز باید برای اطمینان از وجود یک فشار مثبت بر روی سیستم بازیابی گاز فلر در نظر گرفته شود. شکل 19 روش هایی را برای در نظر گرفتن این قضیه در حالیکه یک مسیر باز قابل اطمینان به سمت فلر حفظ شود، نشان می دهد.

شکل 19 – فشار ورودی سیستم بازیابی گاز فلر ( API 521 )
الف( سیستم ترجیحی: آب بند آبی، ب( سیستم جایگزین 1، ج( سیستم جایگزین 2

2)مثبت ترین و ارجح ترین روش برای جلوگیری از ورود هوا، نصب یک مخزن آب بند آبی بین درام ضربه گیر فلر و خود فلر می باشد. آب بند یک فشار معکوس جزئی نسبتا ثابت روی هدر اصلی فلر ایجاد کرده و یک محدوده کنترل محدود، اما معمولا کافی، برای سیستم کنترل بازیابی گاز فلر فراهم می کند. آب بند آبی باید به گونه ای طراحی شود که در فشار بالاتری از فشاری که سیستم بازیابی گاز فلر برای عملکرد در آن طراحی شده است، کار کند. در دبی های تخلیه بالاتر، گاز فلر از طریق آب بند به سمت فلر جریان یافته و تخلیه می گردد. مقررات طراحی باید انجام شود تا؛ سطح آب بند)ثابت( نگه داشته شود، از حمل آب آب بند به فلر در زمان اتفاق افتادن نرخ های بالای فلرینگ جلوگیری شود و از یخ زدگی آب بند جلوگیری شود.)پیوست الف- (1
3)اگر نیازهای فرآیندی به گونه ای باشند که محدوده های عملکردی باریک ارائه شده بوسیله آب بندهای آبی قابل قبول نباشند، روش جایگزین استفاده از یک شیر کنترل Fail-open برای تنظیم فشار ساکشن سیستم بازیابی گاز فلر می باشد. یک مسیر مثبت به سمت فلر، بوسیله نصب یک شیر تخلیه فشار فشار- پائین، عملکرد-پیلوتی ظرفیت بالا در نزدیکی شیر کنترل، فراهم می گردد. مسیر دریافت پیلوت شیر تخلیه فشار باید به یک گاز تخلیه تمیز و یک ممانعت کننده از جریان برگشتی مجهز گردد. سایز شیرهای کنترل و تخلیه فشار می تواند بسیار بزرگ باشد. سیستم هدر فلر نیز باید به منظور تصدیق اینکه فشار برگشتی ایجاد شده بوسیله دستگاه تخلیه فشار )فرض اینکه شیر کنترل بسته است( در بار کامل هدر شامل فشارهای برگشتی غیرقابل قبول روی دستگاه هایی که در واحدهای فرآیندی مختلف به هدرها تخلیه می کنند نمی باشد، مورد مطالعه قرار گیرد. جایگزینی برای استفاده از یک شیر تخلیه فشار، نصب دستگاه های غیر مجددا بسته شونده از قبیل دیسک های پاره شونده یا تجهیزات پین – ترمزی می باشد.
4)اگر استفاده از یک شیر کنترل در خط فلر به منظور تنظیم فشار مکش سیستم بازیابی گاز فلر ضروری باشد، این شیر کنترل باید از نوع طراحی fail-open بوده و مجهز به قفلی باشد که در مواقع بروز فشار هدری بالاتر از حد نرمال، مقدار زیاد اکسیژن یا زمانی که کمپرسورها بی بار یا متوقف هستند، به طور کامل باز شود. این قفل ها جایگزینی برای مسیر مثبت)به سمت فلر(در اطراف شیر کنترل نمی باشند.

3-5-4- ممانعت از برگشت جریان
تمهیداتی باید اندیشیده شود تا از برگشت جریان هوا از فلر به داخل سیستم بازیابی ممانعت شود. تمام کمپرسورها باید با سیستمهای کنترلی قطع کننده در فشار مکش پائین با قابلت اطمینان بسیار بالا مجهز شوند. تمهیداتی نیز باید در مورد نصب تجهیزات ابزار دقیق اضافی در قسمت هدر اصلی بین فلر و خروجی مکش کمپرسور به منظور تشخیص جریان برگشتی و قطع خودکار سیستم اندیشیده شود.
3-5-5- کنترل سیستم بازیابی گاز فلر
اولین پارامتر کنترلی واحد بازیابی گاز فلر، فشار سیستم فلر می باشد. یک سیستم کنترل فشار روی خط فلر ورودی به سیستم FGR نصب می شود که روی یک مقدار خاص که مورد نیاز برای عملکرد سیستم FGR است تنظیم می شود. فشار خط فلر اندازه گیری شده به این سیستم کنترلی ارسال می شود و زمانی که لازم باشد )فشار خط فلر کمتر از مقدار تنظیم شده باشد( این سیستم کنترلی به سیستم متراکم سازی فرمان داده و آن را وارد مدار می کند )حال کمپرسور یا اجکتور یا.(…
1)سیستم های بازیابی گاز فلر در رنج های

پایان نامه
Previous Entries پایان نامه با کلمات کلیدی دبی جریان، محدودیت ها، زیست محیطی، دی اکسید کربن Next Entries پایان نامه با کلمات کلیدی توجیه اقتصادی، حفاظت محیط زیست، کاهش انتشار، آلاینده ها