0

فرایند و تجهیزات

آموزش اجکتور

اردیبهشت ۲, ۱۳۹۴ در ۶:۲۱ ب.ظ


نام انگلیسی: Ejector

سایر اسامی: افشانک، دفع کننده

اجکتورها تا حدودی دارای قیمت هایی کمتر و هزینه نگهداری کمی نسبت به پمپ ها دارند. معمولا اجکتورها دارای یک شیپوره همگرا- واگرای درونی دارند. که در آن سیال رانده شده برای تغذیه و یک شیپوره بزرگ تر بیرونی که در آن گازها تخلیه شده. ممنتم یا انرژی سیال خروجی از شیپوره راندنی دارای سرعت بالا می باشد. اما به میزان جزئی این سرعت به گازهای در حال تخلیه هم وارد می شود. پس در این صورت سرعت مخلوط ما کمتر از سرعت سیال وارد شده می باشد. ولی در هر صورت سرعت آن بیشتر از سرعت صوت می باشد. اجکتور نام عمومی جتی است که قادر به تخلیه محصولات مختلف گازی، محلول، و جامد (پودر، گرانول یا لجن) بوده که دارای اسامی مختلفی می باشد که اساس آن تابع بودن از: پمپ جت خلاء، ترمو کمپرسور، اسکرابر گاز و غیره می باشد. تئوری عملیاتی برای انواع آن مشابه می باشد. شرح و توصیف: یک اجکتورنوع ساده شده ای از یک پمپ خلاء یا یک کمپرسور خلاء می باشد که در آن هیچگونه پیستون، شیر یا روتور و دیگر اجزای متحرک وجود ندارد . بخار با فشار بالا به محفظه بخار وارد می شود و در حین عبور از نازل بخار منبسط شده و نازل را در یک سرعت بسیار بالایی ترک می نماید، هوا، گاز یا بخار مخلوط مایع از طریق مایع و بوسیله نازل مکش وارد می شود . در اینجا هواو دیگر مخلوط به وسیله بخار با سرعت بالا به ورودی دیفیوزر یا نازل ونتوری شکل وارد می شود و سپس از انتهای دیفیوزر خارج می شود در دیفیوزر سرعت زیاد و فشار کم سیال به سرعت کم و فشار زیاد سیال تبدیل می شود که از فشار مکش مخلوط هوا بیشتر و یا به عبارت بهتر هد سرعت مخلوط به فشار تبدیل می شود که از فشار مکش مخلوط هوا بیشتر ولی از فشار بخار ورودی کمتر می باشد . استفاده از اجکتورها برای کاربرد های مناسب متکی بر فاکتور های زیر می باشد: فشار بخار: انتخاب اجکتور بر مبنای فشار مینیمم خط انتخاب شود . دمای آب: انتخاب بر مبنای دمای ماکزیمم آب می باشد . دما و فشار مکش: احتیاجات کلی فرآیند باید در نظر گرفته شود، انتخاب معمولا به وسیله مینیمم فشار مکش مورد نیاز (بالاترین خلاء) می باشد .

خصوصیات اجکتورها

با مخلوط های بخار خورنده خشک یا مرطوب کار می کنند . یک خلاء منطقی مورد نیاز برای عملیات صنعتی را ایجاد می نماید . در سایز های مختلف برای ظرفیت های کم و زیاد موجود می باشند. استفاده از آن راحت و بازده آن خوب می باشد . هیچ قسمت متحرکی ندارند بنابراین هزینه تعمیر آنها پایین و عمل آنها اگر خورندگی عامل مزاحمی نباشد یکسان و یکنواخت است . عملیات آنها ایمن تر و می توان از اجکتور ها در محل گازهای قابل انفجار استفاده نموده و خطر انفجار توسط جرقه را بر طرف ساخت . عملیات مداوم در محدوده طراحی دارند . هزینه های ساخت به طور نسبتا خوبی نسبت به پمپ خلاء مکانیکی پایین و همچنین فضای کمی را اشغال می کنند .

انواع اجکتورها

اجکتور می تواند یک مرحله ای یا چند مرحله ای باشد . در استفاده از اجکتورها به صورت چند مرحله ای ممکن است از کندانسور استفاده شود . (Intercondenser) که به سیستم اجازه می دهد در فشار های مطلق پایین تر از یک مرحله ای عمل نماید. وقتی که بار ورودی زیادی داشته باشیم به صورت موازی به کار برده می شوند و یا به این دلیل که اگر قسمتی از سیستم فرآیند دچار خرابی شد و نیاز به تعمیر داشت بدون ایجاد مشکل برای قسمت های خراب از سایر قسمت ها جدا می شود . واحدهای چند مرحله ای سری برای فشار های پایین مورد نیاز می باشد . اجکتورها را نیز می توان به ۲ نوع اجکتور مایع و گاز نیز تقسیم کرد. اجکتورها تا حدودی دارای قیمت هایی کمتر و هزینه نگهداری کمی نسبت به پمپ ها دارند. معمولا اجکتورها دارای یک شیپوره همگرا- واگرای درونی دارند. که در آن سیال رانده شده برای تغذیه و یک شیپوره بزرگ تر بیرونی که در آن گازها تخلیه شده. ممنتم یا انرژی سیال خروجی از شیپوره راندنی دارای سرعت بالا می باشد. اما به میزان جزئی این سرعت به گازهای در حال تخلیه هم وارد می شود. پس در این صورت سرعت مخلوط ما کمتر از سرعت سیال وارد شده می باشد. ولی در هر صورت سرعت آن بیشتر از سرعت صوت می باشد. پس در این صورت شیپوره بزرگ تر بعنوان یک دیفیوزر همگرا- واگرا است که در آن فشار افزایش یافته و سرعت صوت کاسته شده است. ساختمان اجکتور و اساس کار آن: اجکتور دارای ساختمانی شیپوری (Venturi) است. هوا یا بخار فشرده از طریق یک لوله باریک (Nozzle) به سرعت جهش مانند(Jet) به فضای مخروطی شیپور هدایت می شود. مسلم است که فشار خروجی اجکتور از ورودی آن بیشتر است و علت بر نگشتن گاز از خروجی اجکتور به ورودی آن سرعت زیاد مخلوط آب و گازها در خرطومی (Diffuser) اجکتور است. شکل ۱- اجزای اجکتور موارد کاربرد اجکتورها: می دانیم که نقطه جوش تابع مستقیمی از فشار محیط است. به عبارت صحیح تر، فشار و نقطه جوش رابطه مستقیمی با هم دارند. لذا کاهش فشار محیط، کاهش نقطه جوش را به همراه دارد. با توجه به این عبارت اهمیت اجکتور به عنوان تنها وسیله تولید خلاء در صنایع نفت و پتروشیمی مشخص می شود از موارد استفاده اجکتور می توان به دو مورد زیر اشاره کرد: همان گونه که می دانیم هیدروکربن ها در درجه حرارت های بالا ممکن است شکسته شوند و یا با ذرات دیگر ترکیب شوند، بنابراین برای تصفیه و تفکیک نفت خام در پالایشگاه ها از برج های خلاء استفاده می شود به دلیل اینکه در اینگونه برج ها درجه حرارت پایین آمده و قادر خواهیم بود بدون ازدیاد درجه حرارت به میزان زیاد مواد را تفکیک و تصفیه کنیم. تخلیه یک طرفه مایعات از دیگر استفاده های اجکتورهاست که در این حالت اجکتور همانند یک تلمبه عمل می نماید که در صنعت به (Jet Pump) معروف است. قطعات اصلی اجکتورها: اجکتورها از لحاظ دسته و تقسیم بندی انواع متفاوتی ندارند و همواره یک اجکتور می تواند از قطعات اصلی زیر تشکیل شده باشد:

– سرپوش بازدید

– افشاننده

– صافی بخار

– سرپوش افشاننده

– ورودی بخار آب

– سرپوش ورودی

– ورودی افشاننده

– مبدل فشار به سرعت یا خرطومی خروجی

عملکرد و مزایای اجکتورها

هوا و سایر گاز ها به دلیل ماهیت خود همواره در کل فضایی که در آن قرار می گیرند پراکنده شده و آن فضا را پر می کنند.به عنوان مثال جو زمین از گاز های مختلف از جمله نیتروژن و اکسیژن تشکیل شده است.فشار هوا در کنار ساحل دریای آزاد همیشه یکسان می باشد و به صورت توافقی یک اتمسفر در مقیاس مطلق در نظر گرفته شده است.برای سهولت اندازه گیری فشار ظروف بسته مقیاسی به نام گیج تعریف شد تا فشار سیالات در مقایسه با فشار اتمسفر سنجیده شود.به عنوان مثال وقتی گفته می شود فشار یک راکتور ۱۰ اتمسفر گیج می باشد یعنی فشار آن ۱۰ برابر بیشتر از فشار اتمسفر است لذا در این مقیاس مطلق فشار این راکتور ۱۱ اتمسفر می باشد.چنان چه فشار یک محیط کمتر از فشار اتمسفر باشد به آن خلا نسبی گفته می شود.به طور مثال اگر فشار هوا در مکانی ۰٫۷ اتمسفر باشد در این صورت گفته می شود خلا نسبی آن ۰٫۳ است.اگر بتوان به نحوی کل گاز یا هوای درون یک محفظه را خالی نمود در این صورت به چنین فضایی خلا مطلق گفته می شود.خلا مطلق زمانی ایجاد می گردد که هیچ مولکول هوا و یا سیال دیگری در محفظه وجود نداشته باشد.

امروزه خلا و خلاسازی یکی از پدیده های مهم و کاربردی است که در زندگی روزمره، فعالیت های تحقیقاتی و خصوصا صنعت نفت به کار گرفته می شود.جارو برقی خانگی، لامپ های رشته ای، نوشیدن به کمک نی و … از مثال هایی از کاربرد های روزمره ی خلا نسبی می باشند.در صنایع شیمیایی نیز خلا نقش بسیار مهمی را در فرایند های تقطیر، تبخیر، تبرید، جابجایی مواد و … دارد.به طور کلی فشار های کمتر از یک اتمسفر در صنعت به چهار گروه تقسیم می شوند:

خلا پایین، خلا متوسط، خلا بالا و خلا بسیار بالا

با توجه به میزان خلا مورد نیاز، خلا سازی توسط انواع گوناگون پمپ های خلا و یا اجکتور صورت می گیرد.پمپ خلا دستگاه یاست که قادر است بخارات سیال را مکش نموده و ایجاد خلا نسبی می نماید. این نوع پمپ ها دارای انواعی چون جابجایی، پمپ های انتقال مومنتوم و پمپ های تله ای می باشند.

اجکتور یا اینجکتور قادر است با ایجاد خلا، جریان گاز، مایع و یا جامد مانند پودر، گرانول و لجن را انتقال دهد که البته بر اساس نوع کاربری که می تواند ایجاد خلا به تنهایی، انتقال مواد، اختلاط مواد و … باشد به آن ترموکمپرسور، ادکتور یا مکنده ی هیدرولیکی گفته می شود و اساس عملکرد آن ها یکسان می باشد.اجکتور در واقع نوعی پمپ خلا است و تنها تفاوت آن این است که اساس کار آن بر پایه ی تبدیل انرژی سرعتی و فشاری به یکدیگر می باشد.قسمت های اصلی اجکتور شامل نازل سیال محرک، محفظه ی سیال محرک، بخش ساکشن و دیفیوزر می باشد.در یک اجکتور جهت ایجاد خلا از یک سیال پر فشار (سیال محرک) استفاده می شود. این سیال که می تواند بخار، هوا و یا آب باشد از طریق نازل وارد اجکتور می شود و در حین عبور از نازل، انرژی فشاری آن به انرژی سرعتی تبدیل می شود.این امر سبب می شود سرعت سیال افزایش یافته، فشار آن افت کند و در خروجی نازل اصطلاحا ایجاد جت یا مکش نماید.به این ترتیب سیالی که قرار است مورد مکش قرار گیرد از قسمت ساکشن به سمت محفظه ی اجکتور کشیده می شود و با سیال محرک مخلوط می گردد. مخلوط سیال محرک و سیال ساکشن پس از گذشتن از بخش دیفیوزر در اثر تبدیل انرژی سرعتی به فشاری، با سرعت زیاد از اجکتور خارج می شود.

اجکتورها در مقایسه با پمپ های خلا دارای هزینه ی اولیه و هزینه ی کمتر و نگه داری ساده تری می باشند و از آن جا که اجکتور ها هیچ قسمت متحرکی ندارند بنابراین در صورت عدم وجود خوردگی نیاز به تعمیر پیدا نمی کنند.نصب اجکتور ها آسان بوده و کنترل عملیات نیز ساده می باشد.یکی از خصوصیات اجکتور، اختلاط سیال محرک با سیال فرایندی است که در طراحی فرایند اهمیت داشته و لازم است مورد توجه قرار گیرد.لازم به ذکر است اجکتور ها قابلیت انتقال مواد جامد و دوفازی را نیز دارند و این در حالی است که پمپ های خلا قادر به انجام این کار نیستند.البته چنان چه بر حسب فرایند خلاهای جزیی و عدم انتقال ماده مورد نظر باشد پمپ های خلا در مقایسه با اجکتور ها دارای محاسن زیر هستند:

۱-      شرایط بخار تغذیه هیچ تاثیری بر روی سیستم عملکرد پمپ ندارد.

۲-      راه اندازی حتی در صورت نبود steam نیز انجام پذیر است.

۳-      سیستم پمپ خلا قابلیت عملیات کاملا اتوماتیک را دارد.

۴-      سرعت عملیاتی پمپ خلا بسیار بالاست.

۵-      عدم اختلاط سیال فرایندی با بخار یا ناخالصی های دیگر.

برای مقایسه ی عملکرد اجکتورها و پمپ های خلا از جداولی استفاده می شود که محدوده ی فشار و بار سیال ساکشن را در مورد انواع اجکتورها در مقایسه با پمپ های خلا نشان می دهند.

به طور کلی موارد مصرف اجکتورها در سه دسته ی کلی قابل توصیف می باشند:

۱-      ایجاد خلا

۲-      انتقال مواد که شامل پمپاژ، تهویه و … می شود.

۳-      ایجاد اختلاط بین مواد که به منظور افزایش فشار سیالات یا تبادل حرارت بین آن ها می باشد.


- دانلود اپلیکیشن اندروید و نرم افزار کامپیوتر وبسایت آموزشی نفت و گاز

@OilAndGas


آموزشهای مرتبط زیر را نیز حتما مطالعه نمایید:

ما به نظرات پیشنهادی، انتقادی و حمایتی شما نیاز داریم، چند کلمه برایمان بنویسید: