کاربرد الکتروموتور در پتروشیمی

البته تجهیزات کوچکتری هم برای پردازش و مخلوط کردن مایعات به کار برده می شوند که عبارتند از:

1. الکتروموتور و گیربکس
2. توربین
3. پمپ سانتریفیوژ، دورینگ پمپ، پمپ دیافراگمی و لوب پمپ
4. کمپرسور

ما در این مطلب سعی کردیم درباره کاربرد الکتروموتور در پتروشیمی توضیحاتی را بیاوریم.

بررسی کاربرد الکتروموتور در پتروشیمی

برای بارهای کمتر از 150 اسب بخار یا بیشتر، انواع الکتروموتور تقریباً همیشه انتخاب می شوند. معیارهای متعددی برای این امر قابل اجرا است.

به عنوان مثال، هنگامی که یک پمپ و یدکی آن در فرآیند تولید وجود دارد، برای انعطاف پذیری یکی از آن ها ممکن است توسط الکتروموتور و دیگری توسط توربین به حرکت درآید.

سانتریفیوژها و دمنده های محوری و کمپرسورها توسط توربین ها به حرکت در می آیند زیرا سرعت های عملیاتی بالای 4000-10000 دور در دقیقه به راحتی قابل دستیابی است در حالی که انواع الکتروموتور باید از طریق دنده افزایش سرعت با هزینه اضافی کار کنند.

در شرایطی که سوخت ارزان در دسترس باشد، توربین های گازی و موتورهای احتراق داخلی نیروی محرکه ترجیحی هستند. توربین ها، موتورهای احتراق داخلی و موتورهای جریان مستقیم ( الکتروموتور DC ) قادر به تنظیم مداوم سرعت در محدوده وسیعی هستند.

همانطور که در این جدول نشان داده شده است، بازده انرژی با توجه به اندازه و نوع نیروی محرکه بسیار متفاوت است.

توربین

توربین های گازی معمولاً به عنوان انتقال دهنده نیرو در پمپ های بزرگ، کمپرسورها و ژنراتور انتخاب می‌شوند. آن ها در محدوده 1000 تا 270000 اسب بخار انتخاب می شوند. راندمان آن ها را می توان با استفاده از واحدهای بازیابی گرمای اتلاف شده بهبود بخشید. توربین‌هایی با توان های کمتر از محدوده قبلی ذکر شده برای رانش پمپ‌های نفت خام و کمپرسورهای بازیابی بخار در جایی که نیروی الکتریکی در دسترس نیست، استفاده می شوند.

در سکوهای دریایی، توربین های گازی عموماً ژنراتورهای اصلی تولید کننده برق را در محدوده 1000 تا 45000 اسب بخار به حرکت در می آورند. واحدهای بازیابی گرمای اتلاف شده هر زمان که بتوان از گرما برای سیالات فرآیندی استفاده کرد مورد استفاده قرار می گیرند.

دستگاه های سانتریفیوژ

سانتریفیوژ دستگاهی است که برای جداسازی سیالات استفاده می شود. سانتریفیوژها از نیروی گریز از مرکز استفاده می کنند که چند صد یا هزار برابر گرانش زمین نیرو ایجاد می کنند. سانتریفیوژهای صنعتی برای جداسازی جامدات از مایعات، جداسازی مایع-مایع و جداسازی مایع-مایع-جامد استفاده می شوند.

سانتریفیوژ های صنعتی دو نوع اصلی دارند:

1. سانتریفیوژهای رسوبی، از نیروی گریز از مرکز برای جداسازی جامدات از مایعات و همچنین دو مایع با وزن مخصوص متفاوت استفاده می کنند.
2. سانتریفیوژهای فیلتر، سانتریفیوژهای فیلتر از نیروی گریز از مرکز برای عبور مایع از یک تجهیز فیلتراسیون مانند صفحه یا پارچه استفاده می کنند به طوری که مواد جامد توسط فیلتر جذب می شوند.

به طور کلی، الکتروموتورهای سانتریفیوژ، الکتروموتورهای DC سری با گشتاور بالا هستند که با افزایش ولتاژ، دور آنها افزایش می یابد. شفت روتور مستقیماً یا از طریق یک ژیروسکوپ هدایت می شود، اگرچه گاهی اوقات از یک سیستم قرقره (پولی) استفاده می شود.

مبدل های حرارتی

مبدل حرارتی دستگاهی است که فرآیند تبادل حرارت بین دو سیال را که در دماهای متفاوت هستند تسهیل می کند.

مبدل‌ های حرارتی در بسیاری از کاربردهای مهندسی مانند سیستم‌ های تبرید (خنک سازی)، گرمایش و تهویه مطبوع، نیروگاه‌ ها، سیستم‌ های فرآوری شیمیایی، سیستم‌ های فرآوری مواد غذایی، رادیاتورهای خودرو و واحدهای بازیابی حرارت از دست رفته استفاده می‌شوند.

دستگاه های تقطیر و جداسازی

تقطیر یکی از مهم ترین و پرکاربرد ترین روش های جداسازی بوده و مبتنی بر توزیع اجزا بین دو فاز مایع و گاز است. در واقع تقطیر به دلیل اختلاف نقطه جوش یکی از رایج ترین روش های جداسازی مواد از یکدیگر است. تقطیر یک فرآیند فیزیکی برای جداسازی مواد با دمای جوش است.

به طور کلی برج تقطیر از چهار قسمت اصلی برج، کمک گرمکن، کندانسور و تجهیزات کمکی مثل انواع سیستم های کنترل، مبدل های حرارتی میانی، پمپ ها و مخازن جمع آوری تشکیل شده است.

بویلر تجهیزی بوده که به عنوان یک مخزن بسته عمل می کند تا آب داخل آن را به بخار تبدیل کند. برای اینکه این اتفاق بیفتد انرژی شیمیایی ناشی از یک منبع سوخت مانند نفت یا گاز با احتراق به گرما تبدیل می شود. سپس گرما به آب موجود منتقل شده و در نتیجه فشار افزایش یافته و در نهایت مایع به بخار تبدیل می شود.

بویلرها یکی از اصلی ترین تجهیزات یک پالایشگاه یا کارخانجات فرآوری مواد شیمیایی هستند. آنها به معنای واقعی کلمه تجهیزی هستند که پالایشگاه ها یا کارخانجات را راه اندازی می کنند.

راکتورهای شیمیایی

در مهندسی شیمی، راکتورهای شیمیایی مخزن هایی (مخازن مایع) هستند که برای انجام واکنش‌های شیمیایی درون آنها طراحی شده‌اند. واکنش های شیمیایی در داخل مخزنی انجام می شود که ما از آن به عنوان مخزن واکنش یاد می کنیم.

این مخازن معمولاً دارای پوشش هستند، به این معنی که نوعی مخزن شیشه ای در اطراف مخزن اصلی وجود دارد که در آن روغن، آب یا مایع دیگری از طریق آن پمپ می شود تا مخزن واکنش خنک شود.

انواع راکتور

طبقه بندی بیشتر راکتورهای همگن و ناهمگن بر اساس ماهیت فازهای واکنش درگیر است:

1. راکتورهای همگن
2. راکتورهای فاز مایع
3. راکتورهای فاز گازی
4. راکتورهای ناهمگن
5. راکتورهای مایع – جامد (L-S)
6. راکتورهای گاز – جامد (G-S)
7. راکتورهای گاز مایع (L-G)
8. راکتورهای مایع-گاز-جامد (L-G-S)

در راکتورهای شیمیایی بنا به ظرفیت مخزن و شرایط کاری از الکتروموتورهای معمولی از توان 1.1 کیلووات به بالا و همچنین در صورت لزوم از الکتروموتور ضد انفجار استفاده می شود.

الکتروموتورها دارای اینورتر هستند، سرعت متغیر و تمام ابعاد با در نظر گرفتن هرگونه محدودیت، دقیقاً متناسب با مخزن طراحی می شوند.

دستگاه های میکسر

میکسرها برای مخلوط کردن مایعات، گازها و جامدات در افزودن مواد شیمیایی یا مواد دارویی استفاده می شود. میکسرها انرژی را از طریق ابزار مکانیکی با چرخاندن شفتی که روی آن یک پروانه به طور خاص برای انجام عمل مخلوط کردن طراحی شده است، منتقل می کند.

درایو میکسر صنعتی معمولاً از یک الکتروموتور با توان مناسب و یک گیربکس با ظرفیت گشتاور مناسب تشکیل شده است.  الکتروموتور میکسر باید به گونه ای باشد تا توان مورد نیاز را برآورده کند. اکثر میکسر ها با موتورهای الکتریکی عرضه می شوند، اما در کاربردهای کوچکتر از موتورهای هیدرولیکی نیز استفاده می شود.

گیربکس های مختلفی می توانند با الکتروموتورها کوپل شده و کار کند، اما ترجیح داده می شود گیربکسی انتخاب شود که دور آن برابر با دور مورد نیاز برای چرخش شفت میکسر باشد. در یک شفت با سرعت کم، باید از یاتاقان‌ های سنگین برای مقابله با افزایش تنش و بارهای اضافه استفاده شود.

این مخازن به گونه ای طراحی شده‌اند که می توان از آن برای ذخیره سازی، مخلوط کردن، پردازش یا حمل و نقل مواد شیمیایی استفاده کرد.

این نوع مخازن در کارخانه های تولیدی، حمل و نقل، خدمات خودرو، و شرکت‌ های داروسازی به کار گرفته می شوند.

انواع الکتروموتور تکفاز و سه فاز با بهینه سازی مصرف انرژی، نقش مهمی در افزایش بهره وری کلی انرژی صنعتی ایفا می کنند. صنایعی مانند تولید، پردازش و سیستم‌های HVAC می‌توانند با ارتقا از موتورهای IE1 یا IE2 به موتورهای کارآمدتر IE3 یا IE4، صرفه‌جویی قابل‌ توجهی در مصرف انرژی داشته باشند.

الکتروموتورهای با رتبه بالاتر برای استفاده موثرتر از برق، کاهش مصرف انرژی و هزینه های عملیاتی و حتی امنیت سیستم و عملیات طراحی شده اند. بسیاری از صنایع به دلیل صرفه جویی در هزینه های انرژی می توانند سرمایه گذاری اولیه را طی چند سال جبران کنند، بنابراین منافع اقتصادی و همچنین همسویی با دستورالعمل های مختلف برای بهره وری انرژی و پایداری را فراهم می کنند.

کلاس بازده یک الکتروموتور به طور قابل توجهی بر هزینه های عملیاتی آن تأثیر می گذارد. الکتروموتورهای با راندمان بالاتر مصرف انرژی کمتری دارند که به معنای کاهش هزینه برق در طول عمر الکتروموتور است. این صرفه جویی می تواند قابل توجه باشد، به ویژه در کاربردهایی که الکتروموتورها به طور مداوم یا تحت شرایط بار بالا کار می کنند.

الکتروموتورهای با راندمان بالاتر اغلب مدیریت حرارتی بهتری دارند که منجر به سایش و پارگی کمتر و در نتیجه هزینه‌های نگهداری کمتر می‌شود. با گذشت زمان، سرمایه گذاری اولیه بالاتر در یک موتور IE3 یا IE4 را می توان با این صرفه جویی جبران کرد و آنها را از نظر اقتصادی در دراز مدت سودمند ساخت.

درک نیازهای خاص برنامه شما، مانند بار مورد نیاز و فرکانس کاری، محیط نصب الکتروموتور، موادی که در اطراف محل نصب الکتروموتور استفاده می شود و بسیاری موارد دیگر کلید انتخاب موتور با مصرف انرژی است.

که به طور قطع در صنعت پتروشیمی، بدلیل استفاده از مواد احتراق زا و مواد شیمیایی قابل اشتعال، و همینطور احتمال ایجاد جرقه، باید از الکتروموتور ضد انفجار استفاده شود. که این انتخاب مهم در کاربرد الکتروموتور در پتروشیمی و صنایع مشابه آن بسیار حائز اهمیت است.

در نهایت