مولد البخار لمصفاة النفط

أنواع مولدات البخار لمصافي النفط

يُعد مولد البخار لمصافي النفط معدات أساسية تستخدم آلية نقل الحرارة لتحويل العلف إلى منتجات هيدروكربونية. بالإضافة إلى ذلك، يحتاج إلى توفير طاقة كافية للعملية. يمكن تقسيم مولدات البخار لمصافي النفط حسب اتجاه أو حركة حامل الحرارة، مثل غلايات الأنابيب النارية أو غلايات الأنابيب المائية. كما يمكن تمييزها حسب أنواع الوقود.

• مولدات البخار ذات الأنابيب النارية لمصافي النفط

  في مولدات البخار ذات الأنابيب النارية، يتحرك غاز الاحتراق عبر أنابيب مغمورة في الماء أو سوائل نقل الحرارة الأخرى. يحدث نقل الحرارة عن طريق التوصيل عبر جدران الأنبوب إلى السائل المحيط، والذي يغلي بعد ذلك لإنتاج البخار. غلايات الأنابيب النارية صغيرة الحجم وعادة ما يكون لها تكاليف تشغيل ورأس مال أقل من غلايات الأنابيب المائية. إنها مناسبة للتطبيقات التي تتطلب كميات صغيرة من البخار عند ضغط عالٍ. ومع ذلك، فإن مولدات البخار ذات الأنابيب النارية لمصافي النفط لديها حدود في التعامل مع أحجام البخار العالية وسقوط الضغط.

• مولدات البخار ذات الأنابيب المائية لمصافي النفط

  في مولدات البخار ذات الأنابيب المائية، يتدفق الماء أو سوائل نقل الحرارة الأخرى عبر أنابيب يتم تسخينها بواسطة غاز الاحتراق. يمكن لمولدات البخار ذات الأنابيب المائية لمصافي النفط توليد قدرات عالية من البخار والتعامل مع الضغط ودرجة الحرارة العالية. إنها مناسبة للتطبيقات الصناعية التي تحتاج إلى حجم كبير من البخار. ومع ذلك، فإن غلايات الأنابيب المائية أكبر وأغلى من غلايات الأنابيب النارية.

• مولدات البخار حسب أنواع الوقود

  يمكن تمييز مولدات البخار لمصافي النفط حسب أنواع الوقود التي تستخدمها لإنتاج البخار. مولدات البخار التي تعمل بالغاز لمصافي النفط هي غرف احتراق تحرق الغاز الطبيعي أو الغازات الأخرى لإنتاج البخار. وهي مجهزة عادة بموقد ونظم تحكم تنظم الوقود وكمية الهواء المزودة للاحتراق.

  تستخدم مولدات البخار الكهربائية لمصافي النفط الكهرباء لتسخين عناصر تنتج البخار. إنها مناسبة للتطبيقات التي لا تتوفر بها أنواع الوقود المتوافقة أو التي تتطلب استجابة سريعة للتغيرات في طلب البخار.

المواصفات والصيانة لمولدات البخار لمصافي النفط

• النوع:

  عادة ما تأتي مولدات البخار في نوعين رئيسيين: أنابيب مائية وأنابيب نارية. يمكن استخدام كلا النوعين من المولدات كمعدات فعالة لعمليات تكرير النفط. يوضح الجدول التالي مقارنة موجزة بين النوعين.

  

• وقود الإدخال:

  يمكن لمولدات البخار قبول أنواع مختلفة من الوقود. على سبيل المثال، يمكن تصميم مولدات البخار لحرق الغاز الطبيعي أو الغاز الحيوي أو غاز البترول المسال. تشمل أنواع وقود النفط وقود البونكر والنفط الثقيل ووقود الديزل. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لبعض المولدات حرق الكتلة الحيوية أو الفحم أو حتى الكهرباء.

• معدل إنتاج البخار:

  يشير هذا المعدل إلى كمية البخار التي يمكن لمولد ما إنتاجها خلال فترة زمنية محددة. عادة ما يتم التعبير عنها بالأطنان في الساعة (TPH) أو الجنيه في الساعة (LBH). على سبيل المثال، يمكن أن يكون معدل إنتاج مولد البخار 1-20 TPH.

• ضغط التشغيل:

  يؤثر الضغط الذي يعمل به مولد البخار بشكل كبير على كل من تصميمه ووظيفته. بشكل عام، يمكن لمولدات البخار العمل عند ضغوط منخفضة أو متوسطة أو عالية. يحدد ضغط التشغيل درجة حرارة البخار المنتجة. على سبيل المثال، يكون البخار عند ضغط 10 بار عند درجة حرارة حوالي 180 درجة مئوية.

• الفرن ومبادل الحرارة:

  تشكل هذه المكونات الأجزاء الأساسية لمولد البخار. الفرن هو المكان الذي يتم فيه حرق الوقود لإنتاج الحرارة. تنقل مبادلات الحرارة الحرارة الناتجة إلى الماء، وتحوله إلى بخار.

• مادة الغلاية:

  تعتمد متانة وأمان مولد البخار بشكل كبير على مادة الغلاية. تشمل المواد الشائعة الفولاذ الكربوني والفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ المقاوم للصدأ. يمكن لهذه المواد تحمل درجات الحرارة والضغوط العالية.

الصيانة

يمكن أن تضمن الصيانة الدورية لمولد البخار تشغيلًا مستقرًا وكفاءة عالية وأمانًا. فيما يلي بعض نصائح الصيانة العامة لمولد البخار:

• التفتيش المنتظم:

  يحتاج المستخدمون إلى إجراء فحص شامل لمولد البخار بشكل دوري. تحقق من الفرن ومبادل الحرارة والصمامات والأنابيب والمكونات الأخرى بحثًا عن التآكل أو التسرب أو التلف، وحل أي مشكلات تم العثور عليها في التفتيش في الوقت المناسب.

• معالجة المياه:

  يجب على المستخدمين التأكد من أن جودة المياه المستخدمة بواسطة مولد البخار تتوافق مع المعايير. قم بمعالجة المياه لتجنب الترسبات والتآكل، وبالتالي إطالة عمر الخدمة للمعدات.

• استبدال الأجزاء القابلة للاستهلاك:

  عادة ما تحتوي مولدات البخار على بعض الأجزاء القابلة للاستهلاك، مثل الموقد والصمامات ومقاييس الضغط. يحتاج المستخدمون إلى التحقق من وظيفة ودقة هذه المكونات بشكل منتظم واستبدالها في الوقت المناسب إذا كانت معيبة أو مهترئة.

• التشغيل الآمن:

  أثناء صيانة مولد البخار، يجب على المستخدمين التأكد من اتباع إجراءات التشغيل. انتبه إلى معلمات التشغيل ووسائل السلامة لمنع زيادة الضغط وارتفاع درجة الحرارة وغيرها من الظروف غير الآمنة.

استخدامات مولدات البخار في مصافي النفط

تلعب مولدات البخار دورًا حاسمًا في الوظيفة السليمة والإنتاجية لمصفاة النفط. فيما يلي بعض التطبيقات الشائعة لمولد البخار:

• وحدات التقطير الخام (CDUs)

  في وحدة التقطير الخام، ينتج مولد البخار بخارًا عالي الضغط عالي الجودة يستخدم لتفكيك النفط الخام إلى كسور مختلفة، بما في ذلك وقود الديزل والبنزين والكيروسين وغيرها من المنتجات الثانوية. ثم يتم تكرير الكسور بشكل أكبر باستخدام عمليات مختلفة لإنتاج منتجات قابلة للاستهلاك.

• وحدات التقطير تحت الفراغ (VDUs)

  تمامًا مثل CDUs، تستخدم VDUs أيضًا البخار في التشغيل. تعمل VDUs عن طريق تطبيق البخار على النفط الخام عند درجات حرارة وضغط منخفضين لتقطير كسور النفط الأثقل. يساعد البخار على منع التفاعلات الثانوية داخل النفط، وبالتالي تبسيط عملية تقطير النفط الخام.

• الوحدات الهيدروجينية وكسر الهيدروجين

  تُعد وحدات الكسر الهيدروجيني وكسر الهيدروجين وحدات تكرير تستخدم مزيجًا من الهيدروجين والبخار والعوامل المساعدة لتحسين جودة النفط الخام وكسر النفط الخام الأثقل إلى كسور زيتية أخف وأكثر قيمة. يتمثل دور مولد البخار في كلا الوحدتين في إنتاج الهيدروجين من عملية إصلاح الميثان بالبخار.

• وحدات الكسر التحفيزي

  في وحدة الكسر التحفيزي، يُستخدم البخار لتنظيف وتنشيط العامل المساعد للتكرير. أثناء عملية الكسر، يتم إنتاج كمية كبيرة من المنتجات الثانوية العضوية والتي قد تتراكم على العامل المساعد، مما يجعله يفقد كفاءته. يساعد تطبيق البخار على إزالة هذه المواد العضوية من العامل المساعد، واستعادة نشاطه والسماح له بالعمل بشكل مثالي.

• وحدات التجفيف

  يهدف جهاز التجفيف إلى استخراج الماء من الغاز الطبيعي. يُعد الجليكول السائل هو عامل التجفيف في معظم مصافي النفط. تقوم مولدات البخار بتسخين الجليكول السائل، مما يزيد من قدرته على امتصاص الماء من الغاز الطبيعي.

• خدمات المصفاة

  تنتج مولدات البخار بخارًا عالي الضغط يستخدم لتشغيل توربينات مولدات الطاقة داخل مصفاة النفط وتسخين الغلايات. يمكن أيضًا استخدام البخار عالي الضغط لتشغيل المضخات ومبادلات الحرارة، وبالتالي لعب دور فائدة لا يتجزأ في عمليات مصفاة النفط المختلفة.

كيفية اختيار مولد البخار لمصافي النفط

• القدرة:

  تتمثل الخطوة الأولى في التأكد من نوع النفط الخام وكميته التي سيتم تكريرها وكمية البخار التي ستكون مطلوبة لهذه العملية. من خلال حساب سعة البخار المطلوبة بالأطنان المترية في الساعة، سيكون من الممكن بعد ذلك اختيار مولد يمكنه إنتاج البخار عند هذا المستوى. ضع في اعتبارك الزيادات المحتملة في حجم التكرير في المستقبل.

• مصدر الوقود:

  اختر مولدًا يمكنه استخدام الوقود المتاح بكفاءة. تم تصميم المولدات التي تحرق زيت الوقود الثقيل (HFO) خصيصًا لذلك، بينما قد تحتوي تلك التي تستخدم الغاز الطبيعي أو الديزل على تكوينات مختلفة مثل الموقد ثنائي الوقود. سيضمن اختيار المولد المناسب انخفاض استهلاك الوقود في المصفاة وإنتاجًا عاليًا للبخار.

• ضغط البخار ودرجة الحرارة:

  يجب أن ينتج مولد البخار بخارًا عند مستويات الضغط ودرجة الحرارة التي تتطلبها وحدات عمليات المصفاة. تتراوح ضغوط البخار الشائعة بين 10 و 40 بار مع درجات حرارة تشبع مقابلة. يجب أن يسمح تصميم المولد بتوليد البخار المطلوب بأمان.

• نظام الاحتراق:

  قد تستخدم المصافي أنواعًا مختلفة من أنظمة الاحتراق لإنتاج البخار، مثل الاحتراق في السرير المائع أو محركات الدوران الدوارة. كل نظام من هذه الأنظمة له خصائصه ومزاياه الخاصة لتوليد البخار. سيعتمد الاختيار المناسب على متطلبات التصميم المحددة لمصفاة النفط.

• ضوابط الانبعاثات:

  اختر مولدًا يحتوي على أنظمة فعالة لتقليل الملوثات الجوية مثل CO2 و SO2 و NOX. قد تشمل هذه الوحدات مزيلات الكبريت من غاز المداخن، وحارقات منخفضة NOX، وراسبات كهربائية. تعد ضوابط الانبعاثات المناسبة مهمة للامتثال للوائح البيئية وتقليل البصمة الكربونية للمصفاة.

أسئلة وأجوبة

س1: هل هناك أي جزء أساسي من مولد البخار لمصافي النفط يحتاج إلى فحوصات روتينية؟

ج1: عادة ما تخضع ميزات السلامة في مولد البخار لمصافي النفط لفحوصات منتظمة. يشمل ذلك ضوابط الضغط وصمامات الأمان وآليات إيقاف التشغيل في حالات الطوارئ. يجب فحص ميزات السلامة لضمان عملها كما هو مطلوب لتجنب أي حادث أثناء تكرير النفط.

س2: هل هناك ابتكارات وشيكة في مولدات البخار لمصافي النفط؟

ج2: هناك ابتكارات مستمرة في تكنولوجيا مولدات البخار. الهدف هو تحسين الكفاءة وتقليل التأثير البيئي. تشمل هذه الصيانة التنبؤية ومراقبة الانبعاثات المتقدمة.

س3: ما هو دور معالجة المياه في أداء مولد البخار لمصافي النفط؟

ج3: تحدد معالجة المياه أداء مولد البخار. تحتاج مولدات مصافي النفط إلى مياه نقية. يمكن لأي ملوث أن يؤثر على وظيفة المولد وكفاءته وعمره الافتراضي.

س4: ما هي العوامل التي يجب مراعاتها عند اختيار مولد بخار لعملية معينة في مصفاة النفط؟

ج4: تشمل العوامل التي يجب مراعاتها متطلبات القدرة ونوع الوقود والكفاءة والبنية التحتية المتاحة ومواصفات تطبيق المصفاة المقصود.