كوره ها و انواع آن

كوره ها و انواع آن

 

اهداف مقاله

◊ آشنايي با انواع مختلف كوره ها و دسته بنديهاي گوناگون آن

مقدمه

براي راه اندازي ايمن و انجام عمليات نرمال هر واحد شناخت دقيق از سيستم ودستگاههاي فرايندي كه بايد در سرويس قرار گيرند بسيار حياتي است. در فرايند، كوره براي وظايف مختلف به شرح زير در نظر گرفته ميشود:

  • توليد مديا حرارتي
  • خشك كردن
  • بخار سازي
  • كراكينگ و ريفرمينگ

درتقسيم بندي واحدهاي شيميايي و پتروشيميايي، واحدهاي مادر ازاهميت ويژه اي برخوردارهستند زيراخوراك اين واحدها از موادطبيعي و پايه نفتي بوده و اساسا تغييرماهيت اين مواد دراين واحدهاصورت ميگيرد بعبارتي مواد با كربنهاي بيشتر به مواد با كربنهاي كمتر شكسته ميشوند. دراين ميان يكي ازقسمتهاي پراهميت واحدهاي مادر، قسمت تبديل اين موادطبيعي به موادمياني ميباشد.
باتوجه به اينكه براي تبديل موادفوق نيازبه شكست برخي پيوندهاي موجود درخوراك بوده و نيز لازمه شكست يك پيوند، مصرف انرژي است، براي تامين اين انرژي از كوره ها استفاده ميشود. دربرخي موارد نيز درجهت كاهش مصرف انرژي براي شكست اين پيوندها از كاتاليست ها نيزبهره گيري ميگردد.
باتوجه به موضوع فوق شناخت دقيق كوره ها ميتواند راهنماي بسيارخوبي درجهت راه اندازي ايمني و درست كارهاباشد.
برمبناي مواردعنوان شده، كوره ها رابصورت كلي به چندصورت دسته بندي مينماييم كه درادامه ذكرخواهندشد.

دسته بندي كوره ها به لحاظ آرايش مشعل ها

كوره ها به لحاظ طراحي جايگاه مشعلها به سه دسته زيرتقسيم ميشوند.

كوره هاي Top Fire

دراين نوع كوره ها مشعلهادرقسمت بالاي كوره نصب میشودوبه تبع اين دود توليدشده ازقسمت پايين تخليه ميگردد. اين كوره ها داراي يكنواختي بهتري نسبت به ساير كوره ها درگراديان فلاكس حرارتي درطول كويل و كوره ميباشند.

 

كوره هاي Top Fire

كوره هاي Top Fire

كوره هاي Side Fire

درطراحي اين نوع كوره ها مشعلهادرديواره هاي جانبي كوره درنظرگرفته ميشوند. توجه داشته باشيدكه باتوجه به فاصله محدود تيوبها باديواره كوره كه مشعلها روي آن نصب شده اندازه هاي اين مشعلها كوچكترميباشند.
جهت جلوگيري از برخوردمستقيم شعله باسطح كويل دراين مشعلها ازيك صفحه جهت تغييرجهت مشعلي بهره گيري ميشود.

كوره هاي Bottom Fire

دراين نوع كوره ها مشعلها درقسمت كف كوره طراحي ميشوندو دود حاصل ازاحتراق ازبالاي كوره خارج ميشود. توجه داشته باشيدكه نوع طراحي كوره ها به لحاظ آرايش مشعلها به عوامل مختلف ازجمله عوامل فرايندي بستگي دارد.

تقسيم بندي كوره ها بر اساس نوع Draft

همانطوركه ميدانيد كوره ها به لحاظ وضعيت هوا احتراق و دودخروجي به چنددسته تقسيم ميشوند.

كوره هاي natural draft

دراين تزريق هوا وخروج دود بصورت جابجايي طبيعي صورت میگيردبه اين نحو كه نازلهايي جهت تزريق هوا طراحي ميشود. درجهت خروج دود نيز يك دودكش طراحي ميگرددكه بااستفاده از اختلاف دانستيه گازگرم جريان طبيعي به سمت بالا راايجادمينمايد. طبيعيست دراين كوره ها مشعلها يا داكت يا درديواره كوره بايدطراحي نمود. توجه داشته باشيد كه دودكشي به لحاظ تعميراتي بدليل عدم هرگونه قطعه متحرك بسيارمناسب ميباشدولي هزينه ساخت اوليه آن كمي بالاست وهمچنين فضاي زيادتري را اشغال مينمايد. توجه داشته باشيد كه باوجود جريان طبيعي دود بايد از هرگونه عامل افت فشار درمسير دودكشي پرهيزنمود.

كوره ها با مكش طبيعي و هواي احتراق اجباري

دراين نوع كوره ها همانند كوره هاي دودكش دار دودكش مناسب جهت تخليه دود درنظرگرفته ميشود ولي هواي احتراق توسط يك دمنده به كوره تزريق ميگردد.

كوره با مكش اجباري و هواي احتراق طبيعي

دراين نوع كوره ها از دودكش بزرگ استفاده نميشودو جهت تخليه دود ازيك فن مكنده استفاده مينمايد. مشعلها دراين نوع كوره ها طوري طراحي مينمايندكه هواي احتراق ازاطراف آن توسط نازلها مكيده شود.

كوره با مكش با مكش اجباري و هواي احتراق اجباري(balance Draft)

دراين كوره ها ازيك فن دمنده جهت دميدن هواي احتراق ويك فن مكنده جهت مكش دود بهره گيري ميشوداين كوره ها داراي قابليت تنظيم بسيارخوب هوا و مكش دود و فشارباكس كوره ميباشدزيراكه عوامل مختلفي درجهت كنترل مسائل كوره بهره گيري مينمايند.

دسته بندي كوره ها بر مبناي هدف عملياتي آن

دراين خصوص ابتدا دريك تقسيم بندي كلي كوره را به شرح زير دسته بندي مينماييم.

  • كوره هاي توليد مديا حرارتي
  • كوره هاي خشك كن
  • كوره هاي بخار سازي
  • كوره هاي فرآيندي

 

کوره عملیات حرارتی

کوره عملیات حرارتی

كوره هاي توليد مدياي حرارتي

كوره هاي حرارتي را باتوجه به نحوه عملكرد آن به دودسته مستقيم و غيرمستقيم تقسيم مينماييم. در كوره هاي غيرمستقيم ابتدا يك مدياي حرارتي دركوره گرم شده وسپس حرارت جذب شده توسط اين مديا درمبدلهاي خاص به سيال فرآيندي منتقل ميگردد درحاليكه در كوره هاي مستقيم سيال فرآيندي بصورت مستقيم دركوره حرارت داده ميشود.

اين كوره ها موظف به توليدمدياحرارتي ميباشند. توجه داشته باشيدكه نوع اين مديا بايدبه گونه اي انتخاب شودكه داراي ظرفيت حرارتي بالايي باشدتابتواند حرارت بيشتري را جذب وانتقال دهد.
روغنهاي سنتزي ازجمله مواردي ميباشندكه مصرف آنها بعنوان مذكور بسيارمعمول ميباشد. اين روغنها معمولا درسيستم هايي باشرايط دمايي ۵۰۰-۳۰۰ درجه سانتیگراد موردبهره گيري قرارمیگيرند. باتوضيحات فوق حال اين سوال پيش مياید كه چراازبخار بجاي روغن استفاده نميشوددرحاليكه باتوجه به تبديل فازي گرماي نهان تبخير آزادشده كه انرژي فراواني توليدميكند امادرصورت استفاده از روغن، گرماي منتقل شده از نوع محسوس است.

درانتقال حرارت بابخار، بخاراشباع داراي دماي ۳۵۰ درجه و فشار ۱۱۰ بار است. انتقال اين بخار نيازمنداستفاده ازلوله هاوتجهيزاتي مطابق باشرايط مذكوراست وهمانگونه كه ميدانيدبا بالارفتن فشار ودماي عملياتي هزينه وتجهيزات جانبي بشدت افزايش مييابد. بنابراين بامقايسه بين قيمت تجهيزات استفاده شده درشرايط مذكور وسيستم مدياي روغن كه داراي فشارپايين بوده ونصب يك كوره قابل دسترس است مشخص ميگرددملاحظات ومحدوديتهاي فرايندي ونيزاقتصادي درانتخاب بين دو سيستم عامل اصلي انتخاب بوده است. كوره هاي حرارتي كه بصورت معمول درصنايع نفت و گاز و پتروشيمي بكارمیرود ميتوان بشرح زيربرشمرد:

  • كوره لين اويل
  • كوره حرارتي روغن
  • كوره آروماتيك
  • كوره MTBE
  • كوره استريپر

كوره هاي بخارسازي

وظيفه اصلي اين كوره ها توليدبخاربراي يوتيليتي سيستم تحت فشارهاي مختلف ميباشنداين كوره ها به دودسته عمده تقسيم ميشوند:

  • كوره بخار سازي سيكل تركيبي
  • كوره بويلر

كوره هاي خشك كن

اين كوره ها عمدتا درصنايع پتروشيمي درواحدهاي پليمري و درصنايع سيمان جهت خشك نمودن سيمان به كار ميرود.

 

کوره فرایندی

كوره هاي فرايندي

برخي ازواكنشهاي فرايند دراين كوره ها صورت ميپذيردبه اين دليل اين نام براي اين دسته كوره ها اطلاق ميگردد. انواع این كوره ها عبارتند از:

  • كوره هاي كراكر
  • كوره هاي كاتاليستي

 

کوره فرایندی

کوره فرایندی