Generarea aburului

[chimistul]

Salut!

Ati putea spune ca este un proces fizic simplu. Incalzim apa ea fierbe si se genereaza aburul. Totusi in industrie generarea lui pentru diferite procese tehnologice este destul de complexa si impune cateva procese chimice de tratare a apei inainte de a putea genera aburul. Stie cineva ceva despre ele?

[HarapAlb]

Ai putea sa incepi cu wikipedia http://en.wikipedia.org/wiki/Boiler_(steam_generator)

[chimistul]

Salut!

Eu stiu cum se genereaza aburul pentru ca lucrez cu asa ceva! Ideea era sa discutam despre anumite etape. De exemplu: de ce se elimina oxigenul din apa, cum se elimina, ce mediu trebuie safie in apa, de ce, etc. Dar e buna si Wiky!

[mircea_p]

Salut!

Ati putea spune ca este un proces fizic simplu. Incalzim apa ea fierbe si se genereaza aburul. Totusi in industrie generarea lui pentru diferite procese tehnologice este destul de complexa si impune cateva procese chimice de tratare a apei inainte de a putea genera aburul. Stie cineva ceva despre ele?

Cred ca depinde de scopul pentru care e generat aburul. Adica ce vrei sa aburesti cu el. (sau pe cine )

[florin_try]

Pai si de ce se elimina oxigenul din apa? E legat de coroziune?

[chimistul]

Salut!

E legat de coroziune! In timp indelungat oxigenul din apa chiar in cantitati f mici ar duce la distrugerea conductelor prin care circula aburul.

[Eduard]

Salut
Cred ca va pot ajuta eu un pic aici. Am lucrat in rafinarie pe generarea aburului de inalta presiune (105 ata, 530 grC)
In primul rand procesul trebuie impartit in etape si procese:
1) materie prima
2)utilaje/echipamente folosite
3) descrierea procesului

1) Pentru generarea aburului se foloseste apa demi (demineralizata)- deaorece prin vaporizare, eventualele saruri (CaCO3, MgCO3) si silicati raman si se depun pe conducte provocand infundarea lor.
2) Generarea de abur (de joasa,medie sau inalta presiune) are loc in generatoare de abur (cazane de abur)
    - Ele sunt de fapt niste cuptoare tubulare (fluidul-apa circula in spatiul radiant prin tevi)
    - Separarea amestecului abur-condens obtinut are loc intr-un utilaj specific numit Tambur
    - mai sunt alte utilaje pe care le voi descrie in prezentarea fluxului tehnologic
    - degazor (pentru indepartarea oxigenului)
3) Apa demi este preluata din reteaua de apa demi a rafinariei.
   - Aceasta apa nu mai contine carbonati, dar contine oxigen. Acest oxigen creeaza probleme deosebite de coroziune deoarece alaturi de temperatura inalta se accelereaza procesul de coroziune.(partile metalice putand fi "mancate in doar cateva zile")
   -Indepartarea oxigenului se face in 2 moduri: termic si chimic.
   - Mai intai apa demi intra in degazor (unde se realizeaza degazarea termica); aici are loc contactul cu un abur de joasa presiune ce barboteaza prin stratul de apa demi si paraseste degazorul prin purjare in atmosfera. In acest fel se indeparteaza oxigenul dizolvat fizic in apa.
   - Apa astfel "degazata" este aspirata cu niste pompe de presiune inalta (130 de bari). In aspiratia pompelor se injecteaza agenti chimici (hidrazina si fosfat trisodic) pentru indepartarea oxigenului "chimic" din apa. In acelasi timp are loc si o prima incalzire a apei.
   - Mai departe, apa ce are 130 de bari este refulata de pompe si intra in economizoare (schimbatoare de caldura in care se face schimbul de caldura cu gazele arse). Aici apa se incalzeste si mai mult.
  - Din economizoare ea urca in tambur (un vas orizontal ce separa faza de vapori de faza lichida) si coboara din nou intrand in spatiul radiant al cuptorului (cazanului).
  - Aici apa se transforma in abur, in acest abur este saturat cu apa/condens.
  - De aceea intra din nou in niste schimbatoare de caldura numite supraincalzitoare, unde se incalzeste pana la temperatura de aprox 500 gr C.
  - De aici acest abur intra in acel tambur pentru separarea de eventualele picaturi ce mai raman si paraseste tamburul pe partea superioara cu aprox 100 bari (ata) si 500 gr C.

P.S. Sper ca am putut sa iti satisfac curiozitatea si sa ma fac inteles. Bineinteles ca mai sunt foarte multe detalii pecare le-am omis pentru a nu complica explicatiile, dar daca mai ai alte intrebari itit pot raspunde cu cea mai mare placere.

[chimistul]

Salut!

Inteleg ca procedeul e identic pentru cracarea hidrocarburilor ca si cracarea gazului metan?
Pt ce folositi aburul de 105 bari?

[Eduard]

Ai nimerit-o, pe aproape.
Aburul se foloseste ca fluid motor la turbinele gazului cracat din instalatia de cracare gaze (piroliza).

[chimistul]

Ce fel de turbine folositi? Dar de ce folositi abur la presiune asa mare?

[Eduard]

Este vorba de debite de gaze foarte mari in primul rand; Sunt 2 tipuri de turbine: cu recuperarea partiala a aburului (la iesirea din turbina mai rezulta un abur de 21 ata), sau cu condensare totala (rezulta condens). E vorba de 15000-20000 mc/h
Compresia are loc, pentru gaze cracate(H2, C1,C2,C3- in principal) in 5 trepte de la 1 bar la 35 de bari,
Celelelate compresoare cu turbina sunt pentru etilena si propilena, in sectiunea asa numita frig cu etilena sau propilena.
Pentru a realiza temperaturi scazute : -47 gr c sau -103 gr C se foloseste principiul de laminare a gazelor (detenta) -un gaz cu presiune mare trece in presiune mica si se raceste la temperatura de vaporizare (daca se ajunge la 1 atm, atunci se ating valorile pe care le-am scris anterior).

[chimistul]

Salut!

Care sunt debitele de gaze?Si care tip de turbina are randament mai mare? 20000 mc de abur de 105 bar? Nu se masoara in tone? celelate compresoare functioneaza tot cu abur de 105 bar? ce gaze se racesc la -103 C si in ce scop?

[Eduard]

Ma bucur ca iti trezesc noi curiozitati.

Care sunt debitele de gaze? 20000 mc de abur de 105 bar? Nu se masoara in tone?


20000 mc/h se referea la gazele vehiculate prin compresor (etilena,propilena de ex)
Cantitatea de abur necesara pentru turbine ar fi ... pentru toate turbinele (3), cam 100 t/h abur. - obtinute de la doua cazane de abur si din cuptoarele de cracking.

care tip de turbina are randament mai mare? 20000 mc de abur de 105 bar?

Randamentul tine de utilizarea cat mai eficienta a lucrului mecanic generat de abur (forta motoare). Prin condensarea totala a aburului se poate considera ca se utilizeaza maximul de forta motoare transpusa prin presiune.

celelate compresoare functioneaza tot cu abur de 105 bar?

Turbina este dispozitivul care antreneaza compresorul propriu-zis. Sunt si alte compresoare care functioneaza cu motoare electrice in loc de turbine. In general orice pompa, compresor, pe un anumit flux are o rezerva. O pompa e actionata de un motor electric iar rezerva functioneaza cu  turbina pe abur. In cazul in care cade curentul electric poti trece pe rezerva, pe abur, mentinand instalatia in functiune.

ce gaze se racesc la -103 C si in ce scop?

Separarea a doi componenti se face pe baza diferentei dintre punctele de fierbere.
Pentru separarea gazelor de tipul hidrogenului, metanuli, etanului , etilenei este nevoie de temperaturi foarte joase.
Etilena are drept punct de fierbere la presiunea de 1 ata,  -103 gr C. Prin trecerea din stare lichida in stare de vapori la 1 atm poti obtine aceasta temperatura. Aceasta temp e folosita la separarea etanului de etilena.

Sper ca m-am facut cat de cat inteles. si am si eu o intrebare. Pot sa te intreb unde lucrezi?

[chimistul]

Salut!

Eu lucrez ca inginer chimist intr-o fabrica de amoniac si cel putin prima parte de cracare e asemanatoare. de fapt e asemanatoare si cu obtinerea gazului de sinteza pentru metanol si alte cateva procese industriale. legat de separare prin condensare/detenta si eu folosesc acelasi procedeu pentru separarea amoniacului gazos doar ca temperaturile sunt de -33 grade. dar am si o statie de lichefiere azot la -196C si de aceea am intrebat ce separati pe la -103C.

Eram curios de ce folositi abur de 105 bari pt ca mi se pare mult pt un debit asa mic. noi folosim un compresor care consuma 240 tone/h abur 105 bari si e cu contrapresiune generand abur de 40 bari si comprima 90000 mc/d gaz proaspat plus  inca 750000 mc/h gaz recirculat la o presiune de refulare de 150 bari. Cu un compresor mai mic vehiculez 32000 mc aer cu cu turbina cu abur de 40 bari prin condensatie. As tine totusi sa precizez ca dupa cunostintele mele nu diferenta de presiune este cea care genereaza forta motoare ci diferenta de temperatura. Principiul motorului termic. Mai sus explicai care este circuitul aburului sau cum se genereaza si cred ca m-am pierdut la un moment dat.
Legat de functionarea cu pompe actionate electric si cu turbina mie mi se pare mai logic sa folosesti in functionare normala turbina pentru ca ai abur in exces (banuiesc ca aburul de 21 bari e folosit pt turbinele mici) si in cazul in care se defecteaza o pompa cu turbina atunci sa folosesti pompa actionata de motor electric care poate fi mai usor introdusa in circuit prin montarea unui presostat pe refularea comuna si pompa cu motor autoporneste sau prin actionare din tabloul de comanda.. Mi se pare mai greu sau impractic sa folosesti pompa cu motor si in caz de cadere a curentului sa pornesti turbina care dureaza cu mult mai mult. plus ca mai consumi si curent si dai abur afara degeaba. Nu?   

[Eduard]

Ai dreptate la functionarea turbina-motor electric. M-am exprimat eu gresit mai sus. Da , intr-adevar turbina se porneste mai greu pentru ca pornirea propriu-zisa incepe mai intai cu incalzire, iar ridicarea presiunii se face dupa diagrama de pornire, cu paliere de turatie.. stii cred despre ce vorbesc. Aveam si noi o instalatie de Frig, racire sola. Chiar in toamna la revizie, dupa deschiderea utilajelor si spalare era imposibil de stat prin jur din cauza mirosului. Cel mai frumos era verificarea etanseitatiilor imbinarilor cu hartie indicatoare de pH. Numai bine, si daca ma lovesc si eu de alte probleme stiu cui sa cer un sfat.
A , uitam , aburul nu prea este in exces pentru ca ceea ce se genereaza in cazane nu consumam doar noi. El intra in sistemul de abur a intregii rafinarii. In afara de turbine el se foloseste ca agent termic in diferite schimbatoare de caldura. Nu se prea arunca.
Cred ca cel mai bine o sa iti fac o schema de flux, asa o sa intelegi mai bine procesul de generare abur. Cand o termin o sa o postez aici.
Numai bine!