طراحی fire heater پالایشگاهی یکی از بخش‌های مهم در مهندسی فرایند و طراحی تجهیزات حرارتی پالایشگاه است؛ زیرا این کوره‌ها وظیفه تأمین گرمای موردنیاز برای طیف گسترده‌ای از فرایندهای پالایشی را بر عهده دارند.
عملکرد صحیح Fire Heater تأثیر مستقیمی بر راندمان انرژی، پایداری فرایند و ایمنی واحد دارد. به همین دلیل، در طراحی این تجهیزات باید عواملی مانند نوع سوخت، ظرفیت حرارتی، شرایط فرایندی، انتقال حرارت، افت فشار و الزامات ایمنی به‌دقت بررسی شوند.
آشنایی با اصول طراحی fire heater پالایشگاهی به مهندسان و اپراتورها کمک می‌کند عملکرد کوره را بهینه کنند، مصرف انرژی را کاهش دهند و شرایط بهره‌برداری ایمن‌تری ایجاد کنند. رعایت استانداردهای طراحی و الزامات زیست‌محیطی نیز در این زمینه اهمیت زیادی دارد.
در این مقاله، مفهوم طراحی fire heater پالایشگاهی، انواع طراحی، اصول و عوامل مؤثر بر آن و همچنین نکات و استانداردهای مهم در طراحی این تجهیزات را بررسی می‌کنیم.
۱- طراحی fire heater پالایشگاهی چیست؟
طراحی fire heater پالایشگاهی شامل ملاحظات حیاتی متعددی است تا این اطمینان به دست آید که نیازهای عملیاتی و استانداردهای ایمنی را برآورده می‌کند.
در اینجا نگاهی دقیق به عناصر طراحی fire heater پالایشگاهی می‌اندازیم.
۱-۱- انواع بخاری‌های آتش زا
پالایشگاه‌ها معمولاً از دو نوع اصلی بخاری‌های احتراقی استفاده می‌کنند:
۱-۱-۱- بخاری‌های شعله مستقیم
در گرمکن‌های شعله مستقیم، سیال فرآیند از طریق تماس مستقیم با گازهای احتراق گرم می‌شود. این گرمکن‌ها معمولاً زمانی استفاده می‌شوند که انتقال سریع حرارت ضروری باشد و آلودگی سیال فرآیند مورد توجه نباشد.۱-۱-۲- بخاری‌های شعله غیرمستقیم
بخاری‌های شعله غیرمستقیم، گازهای احتراق را با استفاده از یک مبدل حرارتی از سیال فرآیند جدا می‌کنند. این چیدمان زمانی ترجیح داده می‌شود که کنترل دقیق دما مورد نیاز باشد و از آلودگی سیال فرآیند جلوگیری شود.۱-۲- پارامترهای طراحی fire heater پالایشگاهی
طراحی fire heater پالایشگاهی شامل چندین پارامتر کلیدی است:
۱-۲-۱- ناحیه انتقال حرارت
ناحیه انتقال حرارت یک جز حیاتی است، زیرا تعیین می‌کند که گرما تا چه حد به طور مؤثر از گازهای احتراق به سیال فرآیند منتقل می‌شود. این ناحیه باید به گونه ای طراحی شود که شار حرارتی مورد نیاز را در خود جای دهد و عملکرد کارآمد را تضمین کند.۱-۲-۲- رتبه بندی دما و فشار
طراحی fire heater پالایشگاهی باید به گونه ای باشد که دما و فشار مورد نیاز فرآیند پالایش خاص را تحمل کنند که شامل انتخاب موادی است که بتوانند در برابر دمای بالا و محیط خورنده مقاومت کنند.۱-۲-۳- نوع سوخت
انتخاب سوخت بر طراحی fire heater پالایشگاهی تأثیر می‌گذارد. سوخت‌های رایج شامل گاز طبیعی، گازوئیل و نفت‌های سنگین هستند. طراحی fire heater پالایشگاهی باید ویژگی‌های احتراق سوخت انتخاب شده را در خود جای دهد.۱-۲-۴- طراحی مشعل
مشعل‌ها بخش جدایی ناپذیر فرآیند احتراق هستند و طراحی آنها بر راندمان و میزان انتشار گازهای خروجی از بخاری‌های احتراقی تأثیر می‌گذارد. مشعل‌ها باید بر اساس نوع سوخت و مشخصات شعله مورد نیاز انتخاب شوند.۱-۲-۵- سیستم‌های کنترل
سیستم‌های کنترل پیشرفته ای برای تنظیم عملکرد بخاری، از جمله جریان سوخت، تأمین هوا و دما استفاده می‌شوند. این سیستم‌ها عملکرد و ایمنی بهینه را تضمین می‌کنند.۱-۳- مصالح ساختمانی
fire heater پالایشگاهی در معرض دمای بالا و شرایط سخت قرار دارند، بنابراین مواد باید بر اساس دوام و مقاومت در برابر خوردگی انتخاب شوند.
مواد رایج عبارت اند از:
- آلیاژهای با دمای بالا: در مناطقی که در معرض دمای شدید قرار دارند، استفاده می‌شوند.
- فولاد ضد زنگ: مقاومت خوبی در برابر خوردگی ارائه می‌دهد و در قسمت‌های مختلف بخاری استفاده می‌شود.
- مواد نسوز: از ساختار بخاری در برابر دمای بالا و گازهای خورنده محافظت کنید.
۱-۴- ویژگی‌های ایمنی
ایمنی در طراحی fire heater پالایشگاهی از اهمیت زیادی برخوردار است.
ویژگی‌های کلیدی ایمنی عبارت اند از:
۱-۴-۱- سیستم‌های تشخیص شعله
وجود شعله را رصد و تشخیص می‌دهند تا از شرایط ناامن جلوگیری کنند.۱-۴-۲- شیرهای اطمینان فشار
از شرایط فشار بیش از حد که می‌تواند، منجر به خرابی تجهیزات شود، جلوگیری می‌کنند.۱-۴-۳- سیستم‌های خاموشی خودکار
در صورت بروز نقص یا شرایط ناامن برای محافظت از پرسنل و تجهیزات فعال می‌شوند.۲- انواع طراحی Fire Heater پالایشگاهی
طراحی Fire Heater پالایشگاهی را می‌توان از چند دیدگاه مختلف دسته بندی کرد:
۲-۱- بر اساس شکل ظاهری و جهت جریان گاز داغ
انواع طراحی Fire Heater پالایشگاهی بر اساس شکل ظاهری و جهت جریان گاز داغ را در ادامه بررسی می‌کنیم.
۲-۱-۱- کوره استوانه ای عمودی
متداول ترین نوع در پالایشگاه‌ها است.
لوله‌ها به صورت عمودی در اطراف محفظه شعله نصب می‌شوند، مشعل‌ها در پایین قرار دارند و شعله به سمت بالا حرکت می‌کند.
گازهای داغ از ناحیه تابشی به بخش جا به جایی می‌روند.
ویژگی‌های این نوع از انواع طراحی Fire Heater پالایشگاهی عبارت است از:
- راندمان بالا
- اشغال فضای کم
- مناسب برای Crude Heater و Vacuum Heater
۲-۱-۲- کوره کابینی یا جعبه‌ای
ساختاری مکعبی یا مستطیلی دارد.
لوله‌ها در دیواره‌ها یا سقف نصب شده، مشعل‌ها در یک یا چند طرف کوره قرار می‌گیرند و شعله به سمت مرکز هدایت می‌شود.
ویژگی‌های این نوع از طراحی Fire Heater پالایشگاهی عبارت است از:
- مناسب برای ظرفیت‌های بالا
- قابل طراحی چند Pass برای کنترل دما به صورت یکنواخت
- مورد استفاده در واحدهای Reformer و Hydrocracker
۲-۱-۳- کوره جعبه‌ای افقی
لوله‌ها به صورت افقی چیده شده و شعله به صورت مستقیم بین لوله‌ها حرکت می‌کند.
معمولاً برای فرآیندهایی با دمای پایین تر استفاده می‌شود.
۲-۱-۴- کوره استوانه‌ای افقی
محور استوانه افقی است.
مشعل‌ها در انتها قرار دارند و گاز داغ در طول کوره حرکت می‌کند.
برای پروژه‌های کوچک و فضاهای محدود مناسب است.
۲-۲- بر اساس محل مشعل و مسیر جریان شعله
| نوع طراحی | محل مشعل‌ها | جهت حرکت شعله | کاربرد |
| Top-Fired | در بالای کوره | از بالا به پایین | برای سیالات حساس به دما |
| Bottom-Fired | در پایین کوره | از پایین به بالا | رایج ترین نوع در پالایشگاه‌ها |
| Side-Fired | در دیواره‌ها | افقی یا مورب | برای توزیع یکنواخت حرارت در کوره‌های بزرگ |
| Tangential-Fired | در گوشه‌ها، مورب به مرکز | ایجاد گردابه گازی | برای احتراق کامل و مخلوط شدن بهتر هوا و سوخت |
۲-۳- بر اساس نوع جریان سیال فرآیندی
| نوع جریان | توضیح |
| Once Through Heater | سیال فقط یکبار از داخل لوله‌ها عبور می‌کند. |
| Natural Circulation Heater | گردش طبیعی به وسیله اختلاف چگالی بین بخش گرم و سرد است. |
| Forced Circulation Heater | با استفاده از پمپ، جریان سیال در لوله‌ها به گردش درمی‌آید. |
۲-۴- بر اساس نوع سوخت مصرفی
| نوع سوخت | ویژگی | کاربرد |
| Gas-Fired Heater | استفاده از گاز طبیعی یا گاز فرآیندی؛ تمیز و کنترل آسان | متداول ترین نوع |
| Oil-Fired Heater | با نفت کوره یا مازوت کار می‌کند؛ دوده زا ولی پرقدرت | در پالایشگاه‌های فاقد گاز |
| Dual-Fuel Heater | قابل کار با گاز و نفت به صورت ترکیبی | برای شرایط اضطراری یا فصلی |
۲-۵- بر اساس سیستم تهویه و خروج دود
| نوع سیستم | توضیح |
| Natural Draft | گازهای داغ به صورت طبیعی و بدون فن خارج می‌شوند. |
| Forced Draft (FD) | فن، هوای احتراق را به داخل می‌فرستد. |
| Induced Draft (ID) | فن در دودکش نصب شده و گاز خروجی را مکش می‌کند. |
| Balanced Draft | ترکیبی از دو روش بالا برای کنترل دقیق فشار در کوره |
۲-۶- بر اساس کاربرد فرآیندی
| نوع Heater | توضیح | نمونه کاربرد |
| Process Heater | برای گرم کردن جریان‌های فرآیندی | Crude، Vacuum، Feed Heater |
| Reboiler Heater | برای برج‌های تقطیر یا فاز بخار | Fractionation Column |
| Steam Reformer Heater | برای واکنش‌های گرماگیر مثل تولید هیدروژن | Hydrogen Unit |
| Visbreaker Heater | برای شکستن مولکول‌های سنگین نفت خام | Visbreaking Unit |
۳- اصول طراحی Fire Heater در پالایشگاه
هدف از طراحی Fire Heater پالایشگاهی، تأمین دمای موردنیاز فرآیند با بیشترین راندمان حرارتی و بالاترین ایمنی ممکن است.
اصول طراحی را می‌توان در پنج محور اصلی خلاصه کرد.
۳-۱- اصول فرآیندی
هدف اصلی طراحی، تعیین مقدار حرارت لازم برای رساندن سیال فرآیندی از دمای ورودی به دمای خروجی مورد نظر.
نکات کلیدی طراحی فرآیندی:
- نوع سیال (نفت خام، گاز و هیدروژن) بر انتخاب جنس و شار حرارتی مجاز تأثیر دارد.
- تعیین نقطه جوش، فشار کاری و دمای مجاز لوله‌ها از نخستین گام‌ها است.
- برای جلوگیری از پدیده کک سازی یا داغ شدن بیش از حد لوله‌ها، توزیع یکنواخت جریان و حرارت بسیار حیاتی است.
- دمای گاز خروجی از دودکش باید به گونه ای تنظیم شود که هم راندمان بالا رود و هم از تشکیل بخار اسید (و خوردگی) جلوگیری شود.
داده‌های حرارتی شامل:
- ظرفیت گرمایی موردنیاز
- دمای ورودی و خروجی سیال
- نوع سوخت و مشخصات احتراق
- راندمان حرارتی مورد انتظار
۳-۲- اصول حرارتی
این بخش قلب طراحی Fire Heater پالایشگاهی است و هدف آن انتقال مؤثر حرارت به سیال است.
- کوره‌ها به دو بخش اصلی تقسیم می‌شوند:
| ناحیه | نوع انتقال حرارت | سهم تقریبی از کل حرارت |
| Radiant Section | تابشی (Radiation) | ۶۰–۷۰ درصد |
| Convection Section | جابجایی (Convection) | ۳۰–۴۰ درصد |
در طراحی باید این تعادل حرارتی رعایت شود تا هم راندمان بالا بماند و هم دمای لوله‌ها از حد مجاز تجاوز نکند.
- شار حرارتی مجاز به نوع سیال بستگی دارد:
| نوع سیال | شار حرارتی مجاز تقریبی (kW/m²) |
| نفت خام | ۱۵–۲۰ |
| گاز طبیعی | ۲۰–۳۰ |
| هوا | تا ۴۰ |
- توزیع گاز و مسیر جریان
گاز داغ در مسیر بالا حرکت می‌کند و لوله‌ها به صورت Counter Flow طراحی می‌شوند تا سیال سرد ابتدا از بخش Convection عبور کرده و سپس وارد ناحیه Radiant شود. این کار بازده حرارتی را بالا می‌برد. - جنس و آرایش لوله‌ها
در ناحیه تابشی از آلیاژهای مقاوم در برابر حرارت و در ناحیه جا به جایی از فولاد کربنی استفاده می‌شود. چیدمان لوله‌ها باید به گونه ای باشد که شعله به لوله برخورد نکند و جریان گاز به صورت یکنواخت از اطراف آنها عبور کند.
۳-۳- اصول احتراقی
این بخش مربوط به طراحی سیستم احتراق است که باید پایدار، تمیز و کنترل پذیر باشد.
۳-۳-۱- انتخاب نوع سوخت و مشعل‌ها:
- Gas Burners: برای گاز طبیعی یا گاز پالایشگاهی
- Oil Burners: برای سوخت مایع (نفت کوره، گازوئیل)
- Dual-Fuel Burners: برای شرایط اضطراری
۳-۳-۲- طراحی نسبت هوا به سوخت
برای احتراق کامل معمولاً ۵ تا ۱۵ درصد هوای اضافی تزریق می‌شود. هوای زیاد سبب کاهش راندمان شده و هوای کم باعث ایجاد دوده و CO بالا می‌شود.۳-۳-۳- شکل و طول شعله
شعله باید پایدار باشد و به لوله‌ها برخورد نکند. در طراحی‌های جدید از Low-NOx Burners استفاده می‌شود تا انتشار گازهای آلاینده کاهش یابد.۳-۳-۴- کنترل جریان هوا و دود
سیستم‌های Forced Draft (FD Fan) یا Induced Draft (ID Fan) برای کنترل جریان هوا و گازهای خروجی به‌کار می‌روند.۳-۴- اصول مکانیکی
در این مرحله ساختار بدنه، دودکش و پایه‌ها و همچنین قطعات مقاوم در برابر حرارت طراحی می‌شوند.
۳-۴-۱- بدنه و عایق حرارتی:
- بدنه معمولاً از فولاد کربنی (ASTM A516 Gr.70) ساخته می‌شود.
- داخل کوره با آجر نسوز و لایه عایق (Ceramic Fiber Blanket) پوشیده می‌شود.
- هدف کاهش تلفات گرمایی و حفاظت از سازه فلزی است.
- دودکش: ارتفاع دودکش بر اساس ظرفیت حرارتی و فشار گاز تعیین می‌شود (معمولاً ۲۰ تا ۵۰ متر). وظیفه اصلی آن تأمین کشش طبیعی (Draft) برای خروج گازها است.
۳-۴-۲- انبساط حرارتی
به دلیل دمای بالا، لوله‌ها و سازه‌ها منبسط می‌شوند. در نتیجه:- Expansion Loop یا Spring Hanger نصب می‌شود.
- محل اتصال‌ها باید قابلیت جا به جایی کنترل شده داشته باشند.
۳-۵- اصول کنترل و ایمنی
ایمنی در طراحی Fire Heater پالایشگاهی از اهمیت حیاتی برخوردار است؛ چون کار با شعله و سوخت تحت فشار انجام می‌شود.
۳-۵-۱- تجهیزات کنترلی و ایمنی اصلی:
| تجهیز | عملکرد |
| Flame Detector (UV/IR) | تشخیص وجود شعله و قطع سوخت در صورت خاموشی ناگهانی |
| Burner Management System (BMS) | کنترل روشن کردن و خاموش کردن ایمن مشعل‌ها |
| Purge System | تخلیه گازهای قابل اشتعال قبل از راه اندازی |
| Pressure/Temperature Sensors | نظارت بر شرایط کاری در نقاط بحرانی |
| Emergency Shut Down (ESD) | قطع فوری جریان سوخت در مواقع اضطراری |
| Vent & Relief System | جلوگیری از افزایش فشار غیرمجاز |
۳-۵-۲- سیستم کنترل پیشرفته
در پالایشگاه‌های مدرن، سیستم‌های DCS یا PLC برای مانیتورینگ خودکار، کنترل مشعل‌ها و پایش مستمر دما و فشار به کار می‌روند.۳-۶- اصول بهره برداری و نگهداری
طراحی خوب زمانی مؤثر است که بهره برداری درست انجام شود.
- بازبینی منظم مشعل‌ها برای جلوگیری از دوده و شعله ناقص
- کنترل دمای دودکش به عنوان شاخص راندمان
- بررسی منظم لوله‌ها برای یافتن Hot Spot یا نشتی
- تمیزکاری منظم ناحیه Convection برای جلوگیری از رسوب
- پایش سیستم‌های ایمنی و BMS حداقل هر شش ماه
۴- عوامل مؤثر در طراحی Fire Heater پالایشگاهی
عوامل تأثیرگذار در طراحی Fire Heater پالایشگاهی را می‌توان به چند دسته اصلی تقسیم کرد:
۴-۱- عوامل فرآیندی
این بخش مهم‌ترین ورودی برای طراحی حرارتی است و مشخص می‌کند که سیال فرآیندی چه ویژگی‌هایی دارد و تا چه دمایی باید گرم شود.
- نوع سیال: نوع سیال (نفت خام، گاز و هیدروکربن سبک یا سنگین) تعیین کننده خواص حرارتی، دمای کاری و نوع فولاد لوله‌ها است. به عنوان مثال:
- نفت خام: چسبناک و سنگین، نیاز به گرم شدن تدریجی دارد.
- گاز طبیعی: سبک و فرار، نیازمند کنترل دما برای جلوگیری از شوک حرارتی است.
- دبی جریان سیال: حجم سیال عبوری در واحد زمان بر ظرفیت حرارتی و سطح انتقال حرارت تأثیر مستقیم دارد. افزایش دبی سبب افزایش نیاز به سطح حرارتی و افزایش ابعاد کوره خواهد شد.
- خواص فیزیکی سیال
- ویسکوزیته
- چگالی
- ظرفیت گرمایی
- دمای جوش یا نقطه فلش (این خواص روی نوع جریان، انتخاب قطر لوله و نحوه چیدمان تأثیر دارد)
۴-۲- عوامل حرارتی
این عوامل تعیین می‌کنند که حرارت چگونه از شعله به سیال منتقل شود.
۴-۲-۱- بار حرارتی
کل انرژی لازم برای رساندن سیال به دمای مورد نظر. این مقدار از داده‌های فرآیندی به دست می‌آید و اساس طراحی شعله، لوله‌ها، و سطح حرارتی است.۴-۲-۲- شار حرارتی مجاز
حداکثر میزان گرمایی که بدون آسیب رساندن به لوله‌ها می‌توان به آنها اعمال کرد. معمولاً برای لوله‌های شعله خور بین ۲۰,۰۰۰ تا ۴۰,۰۰۰ kcal/m²·h در نظر گرفته می‌شود. اگر از این حد بیشتر شود، خطر سوختن لوله‌ها وجود دارد.۴-۲-۳- نسبت تابش به جا به جایی
در ناحیه شعله، انتقال حرارت بیشتر تابشی است. در قسمت بالایی، انتقال حرارت جا به جایی غالب است. طراح باید تعادل بین این دو بخش را به گونه ای تنظیم کند که بیشترین راندمان حرارتی حاصل شود.۴-۲-۴- دمای فلز لوله
باید کمتر از حد مجاز فلز مثلاً برای فولاد کربنی حدود ۴۰0 درجه سانتیگراد باقی بماند تا از ترک خوردگی و خزش جلوگیری شود.۴-۲-۵- راندمان حرارتی کوره
نسبت انرژی جذب شده توسط سیال به کل انرژی سوخت مصرفی. کوره‌های مدرن راندمانی در حدود ۸۵٪ تا ۹۰٪ دارند. افزایش راندمان با استفاده از بازیافت حرارتی در بخش Convection یا Preheater گاز احتراق انجام می‌شود.۴-۳- عوامل مکانیکی و ساختاری
این پارامترها روی دوام، ایمنی و سهولت تعمیر و نگهداری تأثیر می‌گذارند.
۴-۳-۱- جنس و ضخامت لوله‌ها
انتخاب متریال بر اساس:- دمای کاری
- فشار داخلی
- مقاومت در برابر خوردگی و اکسیداسیون
۴-۳-۲- نحوه چیدمان لوله‌ها
می‌تواند به صورت عمودی، افقی یا مارپیچی باشد. چیدمان باید به گونه ای باشد که:- توزیع یکنواخت حرارت انجام شود.
- از ایجاد نقاط داغ جلوگیری شود.
- تعمیر آسان باشد.
۴-۳-۳- نوع مشعل
انتخاب نوع مشعل بر اساس:- نوع سوخت (گاز، مایع یا دوگانه سوز)
- ظرفیت حرارتی مورد نیاز
- کنترل آلاینده‌ها
- توزیع یکنواخت شعله
۴-۳-۴- نوع جریان هوا و سیستم Draft
- Natural Draft: با کشش طبیعی دودکش
- Forced Draft: با فن تأمین هوا
- Balanced Draft: ترکیب هر دو
طراحی سیستم Draft برای کنترل فشار منفی داخل کوره حیاتی است تا شعله پایدار بماند.
۴-۳-۵- مصالح نسوز
پوشش داخلی کوره که حرارت را منعکس و از هدررفت انرژی جلوگیری می‌کند. جنس آن معمولاً از آجر نسوز آلومینایی یا سیلیکایی است.۴-۴- عوامل زیست محیطی و آلایندگی
۴-۴-۱- کنترل انتشار آلاینده‌ها
کوره‌ها منبع انتشار گازهای NOx، SOx، CO، CO₂ هستند. برای کاهش آنها از:- مشعل‌های Low-NOx
- بهینه سازی نسبت هوا به سوخت
- Exhaust Gas Recirculation (EGR)
- Selective Catalytic Reduction (SCR)
استفاده می‌شود.
۴-۴-۲- بازده انرژی و اتلاف حرارت
کاهش اتلاف از راه‌های زیر امکان‌پذیر است:- عایق کاری مناسب دیواره‌ها
- استفاده از Economizer برای پیش گرم کردن سیال یا هوا
- کنترل هوای اضافی احتراق
۴-۵- عوامل ایمنی
۴-۵-۱- کنترل شعله و احتراق
- سیستم Flame Scanner برای تشخیص وجود شعله
- Auto Shut-off Valve برای قطع سوخت در صورت خاموشی ناگهانی شعله
۴-۵-۲- کنترل فشار و دما
- Pressure Relief Valve روی خطوط سیال
- Temperature Monitoring برای جلوگیری از سوختن لوله‌ها
۴-۵-۳- حفاظت در برابر انفجار
- طراحی مناسب Ventilation و مسیر خروج اضطراری گاز
- رعایت فاصله ایمنی بین مشعل‌ها و اجزای سازه
۴-۵-۴- سیستم کنترل خودکار
سیستم کنترل دیجیتال برای:- ترتیب روشن و خاموش شدن مشعل‌ها
- مانیتورینگ شعله
- جلوگیری از احتراق ناقص یا بیش از حد سوخت
۴-۶- عوامل بهره برداری و نگهداری
- قابلیت دسترسی: کوره باید به شکلی طراحی شود که اپراتور بتواند، وضعیت شعله‌ها را مشاهده و لوله‌ها و مشعل‌ها را بازبینی و تمیز کند.
- زمان راه اندازی و خاموشی: طراحی باید مانع از شوک حرارتی هنگام تغییر دما شود.
- سهولت تعمیرات: طراحی درهای دسترسی، مسیرهای بازرسی و محل نصب سنسورها باید مهندسی شده باشد.
۵- استانداردهای طراحی fire heater پالایشگاهی
بخاری‌های احتراقی در صنعت نفت و گاز معمولاً مطابق با استاندارد API-560 یا استاندارد معادل آن، ISO-13705 طراحی می‌شوند.
این استانداردها الزامات و توصیه‌های دقیقی را برای:
- طراحی
- انتخاب مواد
- ساخت
- بازرسی
- آزمایش
- راه اندازی
این سیستم‌ها تشریح می‌کنند.
استاندارد API-RP-535 که به عنوان رویه توصیه شده شناخته می‌شود، یکی از پرکاربردترین اسناد در طراحی مشعل‌ها برای بخاری‌های احتراقی است که مجموعه‌ای جامع از توصیه‌های فنی و پیشنهادات فنی در مورد این مشعل‌ها ارائه می‌دهد.
۶- نکات مهم در طراحی fire heater پالایشگاهی
- الزام تعداد زوج لوله: برای بخاری‌های مدرن VC، ترمینال‌های سیال فرآیند هر دو در بالای بخش تابشی قرار دارند. این بدان معنا است که تعداد زوجی از لوله‌ها در بخش تابشی مورد نیاز خواهد بود.
- خم‌های برگشت: خم‌های برگشت در هر لوله نیز درون محفظه آتش قرار دارند و از این رو به سطح تماس برای انتقال حرارت کمک می‌کنند. بنابراین، هنگام محاسبه تعداد کل لوله‌ها، باید این نکته را در نظر گرفت.
- لوله‌ها در هر عبور و تعداد عبورها: سیال فرآیند درون لوله، حداکثر افت فشار مجاز مشخصی دارد که باید برآورده شود. این بدان معنا است که تعداد عبور در بخش تابشی باید بر این اساس تنظیم شود که به نوبه خود بر تعداد کل لوله‌های موجود در بخش تابشی که در واقع امکان پذیر هستند، تأثیر می‌گذارد.
- تقارن چیدمان مشعل: برای به حداکثر رساندن یکنواختی انتشار گرما داخل محفظه آتش، مشعل‌ها باید به صورت متقارن داخل محفظه آتش قرار گیرند. اغلب، تعداد مشعل‌ها با تعداد گذرگاه‌ها برابر است، اما همیشه این طور نیست. علاوه بر این، فواصل بین مشعل‌ها وجود دارد که توسط سازندگان مشعل مشخص شده و باید رعایت شود و مناسب بودن قطر دایره لوله موجود را تعیین کند.
