کاربرد الکتروموتور در پتروشیمی

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

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

الکتروموتور و صنعت پتروشیمی

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

بررسی کاربرد الکتروموتور در پتروشیمی

با توجه به کاربرد الکتروموتور در پتروشیمی، برای بارهای کمتر از 150 اسب بخار یا بیشتر، انواع الکتروموتور تقریباً همیشه انتخاب می‌شوند. 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، که این یکی از رایجترین کاربرد الکتروموتور در پتروشیمی است.

سانتریفیوژها و دمنده های محوری و کمپرسورها توسط توربین ها به حرکت در می‌آیند 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، که مهمترین کاربرد الکتروموتور در پتروشیمی می‌باشد.

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. آنها در محدوده 1000 تا 270000 اسب بخار انتخاب می‌شوند. راندمان آنها را می‌توان با استفاده از واحدهای بازیابی گرمای اتلاف شده بهبود بخشید. توربین‌هایی با توان‌های کمتر از محدوده قبلی ذکر شده برای رانش پمپ‌های نفت خام و کمپرسورهای بازیابی بخار در جایی که نیروی الکتریکی در دسترس نیست، استفاده می‌شوند.

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

دستگاه های سانتریفیوژ

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

سانتریفیوژهای 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 می‌کنند.
2. سانتریفیوژهای فیلتر، سانتریفیوژهای فیلتر از نیروی گریز از مرکز برای عبور مایع از یک تجهیز فیلتراسیون مانند صفحه یا پارچه استفاده می‌کنند به طوری که مواد جامد توسط فیلتر جذب می‌شوند.

از کاربرد الکتروموتور در پتروشیمی، می‌توان به استفاده در سانتریفیوژها اشاره کرد. به طور کلی، الکتروموتورهای سانتریفیوژ، الکتروموتورهای DC سری با گشتاور بالا هستند که با افزایش ولتاژ، دور آنها افزایش می‌یابد. شفت روتور مستقیماً یا از طریق یک ژیروسکوپ هدایت می‌شود، اگرچه گاهی اوقات از یک سیستم قرقره (پولی) استفاده می‌شود.

مبدل های حرارتی

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

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 پرکاربردترین 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 می‌کند 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 می‌شود. سپس گرما به آب موجود منتقل شده و در نتیجه فشار افزایش یافته و در نهایت مایع به بخار تبدیل می‌شود.

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 می‌کنند.

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 می‌شود که ما از آن به عنوان مخزن واکنش یاد می‌کنیم.

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)

مهمترین کاربرد الکتروموتور در پتروشیمی، الکتروموتورهای ضد انفجار هستند. 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 می‌شود.

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

دستگاه های میکسر

میکسرها برای مخلوط کردن مایعات، گازها و جامدات در افزودن مواد شیمیایی یا مواد دارویی استفاده می‌شود. 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 می‌کند.

بر اساس کاربرد الکتروموتور در پتروشیمی، 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 می‌شوند، اما در کاربردهای کوچکتر از موتورهای هیدرولیکی نیز استفاده می‌شود.

گیربکس های مختلفی می‌توانند با الکتروموتورها کوپل شده و کار کند، اما ترجیح داده می‌شود 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 می‌شوند.

انواع الکتروموتور تکفاز و سه فاز، با اهمیت کاربرد الکتروموتور در پتروشیمی، جهت بهینه سازی مصرف انرژی، نقش مهمی در افزایش بهره‌وری کلی انرژی صنعتی ایفا می‌کنند. 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 شده‌اند. بسیاری از صنایع به دلیل صرفه جویی در هزینه های انرژی می‌توانند سرمایه گذاری اولیه را طی چند سال جبران کنند، بنابراین منافع اقتصادی و همچنین همسویی با دستورالعمل های مختلف برای بهره‌وری انرژی و پایداری را فراهم می‌کنند.

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

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 می‌شود 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