بررسی خوردگی در لوله های نیروگاه بخار، پایان نامه مهندسي مکانیک | شبیه سازی، برنامه نویسی، پایان نامه

پایان نامه بررسی خوردگی در لوله های نیروگاه بخار، مهندسی مکانیک

عنوان:  پایان نامه بررسی خوردگی در لوله های نیروگاه بخار، مهندسی مکانیک

رشته:  پروژه پایانی دوره کارشناسی‌،مهندسی مکانیک گرایش حرارت و سیالات

فرمت فایل: WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحه: ۹۶

بهمرا فایل پاورپوینت  جهت ارائه پایان نامه

چکیده:
سالانه خسارات ناشی از خوردگی موجب صرف هزینه زیادی جهت تعویض و تعمیر تجهیزات و تاسیسات فلزی اکثر صنایع، بخصوص صنایع نفتی و نیروگاه های کشور می گردد. خوردگی در تجهیزات نیروگاه ها، نظیر بویلرها ، کندانسورها و توربین ها، از جمله مهمترین مواردی است که موجب توقف نیروگاه میشود. در اینمورد خوردگی در لوله های کندانسور از مشکلات عمده یک نیروگاه می باشد، زیراسوراخ شدن این لوله ها به دلیل خوردگی موجب نشت آب خنک کن از داخل لوله ها به درون سیکل بخار می شود، در این صورت به دلیل الوده شدن آب مقطر و بخار درون سیکل، خسارات شدیدی به بویلر وتوربین های نیروگاه وارد خواهدشد. به همین دلیل کنترل خوردگی در کندانسورها نقش مهمی را در بهره بردرای از نیروگاه ها خواهد داشت.
هدف از انجام این پروژه نیز بررسی علل سوراخ شدن لوله ها و خوردگی آن در کندانسورهای نیروگاه بخار بوده است که این پروژه مشتمل بر شش فصل بوده است که در هر فصل ابتدا به بررسی جزئیات و سپس بررسی خوردگی خواهیم پرداخت و در فصل آخر راهکارهای کنترل آن مورد بررسی قرار می گیرد.
کلمات کلیدی:
خوردگی ، کندانسور ، نیروگاه بخار ، برنج آدمیرالتی

فهرست مطالب
عنوان
مقدمه
فصل اول: نیروگاه بخار
۱-۱- نیروگاه های بخار
۱-۲- سیکل های واحد بخار
۱-۲-۱- گردش سوخت و خاکستر
۱-۲-۲- گردش هوا و گاز
۱-۲-۳- گردش آب تغذیه و بخار
۱-۲-۴- گردش آب سرد
۱-۳- سیکل ترمودینامیکی آب و بخار
۱-۴-انواع دیگ بخار
۱-۴-۱- مزایای دیگ های بخار دارای مجرای سوخت
۱-۴-۲- معایب دیگ های بخار دارای مجرای سوخت
۱-۵-پمپ تغذیه دیگ بخار
۱-۶- دستگاه گرم کننده هوا
۱-۷-سیستم جریان هوا
۱-۸-پیش گرم کن آب تغذیه
۱-۹-آشنایی با ساختار و اجزای نیروگاه های حرارتی
۱-۹-۱-توربین ها
۱-۹-۲-کندانسور
۱-۹-۳-برج خنک کننده
۱-۹-۴-اواپراتور
۱-۹-۵- مولدها
۱-۹-۵-۱- روش های خنک کردن ژنراتور (مولد)
۱-۱۰ -بازده نیروگاه های حرارتی
فصل دوم: مفهوم خوردگی
۲-۱- انواع خوردگی
۲-۱-۱- خوردگی یکنواخت
۲-۱-۲- خوردگی گالوانیکی
۲-۱-۲-۱- عوامل موثر بر خوردگی گالوانیکی
۲-۱-۳-خوردگی موضعی
۲-۱-۳-۱- حفره دار شدن
۲-۱-۳-۲- خوردگی رشته ای یا فیلامانتی
۲-۱-۳-۳- خوردگی شیاری
۲-۱-۳-۴- خوردگی بین دانه ای
۲-۱-۴-جدایش انتخابی
۲-۱-۵- خوردگی سایشی
۲-۱-۶- خوردگی تنشی
فصل سوم: خوردگی در لوله های کندانسور
۳-۱- خلاصه فصل
۳-۲- مقدمه
۳-۳ – روش تحقیق
۳-۴- نتایج و بحث
۳-۴-۱- مشاهدات ظاهری
۳-۴-۲- ضخامت سنجی جداره لوله
۳-۴-۳- ضخامت سنجی رسوبات
۳-۴-۴- تعیین ترکیب شیمیایی رسوبات
۳-۴-۵- حفره در جداره داخلی لوله و آنالیز EDS آن منطقه
۳-۴-۶- لوله و آنالیز EDS آن منطقه
۳-۴-۷- سطح جداره داخلی لوله و آنالیز EDS آن منطقه
۳-۵- تعیین نوع خوردگی لوله
۳-۶-خوردگی گالوانیکی در کندانسورهای نیروگاه
۳-۷- تعیین شرایط بهینه اسیدشوئی
۳-۸- نتیجه گیری
۳-۹- پیشنهادات
فصل چهارم: خوردگی درلوله‌های آب آشامیدنی وسیستم خنک
۴-۱- مقدمه
۴-۲- عوامل موثر بر فرآیند خوردگی
۴-۲-۱- تاثیر دما
۴-۲-۲- عمر لوله ها
۴-۲-۳- زمان ماند آب
۴-۲-۳-۱-PH
۴-۲-۴- اندیس لانژیه
۴-۲-۴-۱-محصولات خوردگی و رسوبات تشکیل شده
۴-۲-۵-بازدارنده ها
۴-۲-۵-۱- ترکیبات فسفات
۴-۲-۵-۲- سیلیکاتها
۴-۲-۶- کارهای انجام شده جهت کنترل خوردگی
۴-۲-۶-۱- مکانیسم خوردگی و رنگی شدن آب
۴-۲-۶-۲- کنترل خوردگی به روش رسوبگذاری
۴-۲-۷-نتیجه گیری
۴-۳- خوردگی در سیستم های خنک کننده نیروگاه
۴-۳-۱- انواع میکرو ارگانیسم ها
۴-۳-۱-۱- تشکیل فاولینگ توسط میکروارگانیسم ها
۴-۳-۱-۲- انواع خوردگی ایجاد شده توسط میکروارگانیسم ها
۴-۳-۱-۳- مکانیسم های خوردگی توسط میکروارگانیسم ها
۴-۳-۲- روشهای جلوگیری از خوردگی میکروبیولوژیکی
۴-۳-۲-۱- کاربرد بیوسیدها
۴-۳-۲-۲- حفاظت کاتدی
۴-۳-۲-۳- کاربرد پوشش بر روی فلز
۴-۳-۲-۴- -کاربرد آلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی بیوشیمیایی
۴-۳-۲-۵- کاربرد روشهای غیر شیمیایی برای کنترل بیوفاولینگ
۴-۳-۳- نتیجه گیری
فصل پنجم: خوردگی دیگ بخار
۵-۱-عوامل خوردگی دیگهای بخار
۵-۱-۱- نقش pH آب خوردگی دیگ بخار
۵-۱-۲- نقش نمکها در خوردگی دیگ بخار
۵-۱-۳- نقش گاز اکسیژن در خوردگی دیگ بخار و روشهای حذف آن
۵-۱-۴- نقش گاز دی اکسید کربن در خوردگی دیگ بخار و روشهای حذف آن
۵-۱-۵-ترک خوردگی دیگ بخار بر اثر مواد قلیایی و مواد آلی
۵-۱-۶-تشکیل رسوب بر جدار دیگ بخار یا لوله های انتقال آب گرم و اثرهای آن
۵-۲-انواع رسوب (پوسته)ها و لزوم جلوگیری از تشکیل آنها
۵-۲-۱- کربنات کلسیم (CaCO3)
۵-۲-۲- کربنات منیزیم (MgCO3)
۵-۲-۳- سولفات کلسیم (CaSO4)
۵-۲-۴ -سیلیکاتهای سدیم و آلومینیوم
۵-۲-۵-فسفات منیزیم
۵-۲-۶-اکسید و سیلیکات آهن
۵-۳-روشهای مختلف پوسته زدایی
۵-۳-۱-روش مکانیکی (فیزیکی) پوسته زدایی
۵-۳-۲-روشهای شیمیایی پوسته زدایی دیگهای بخار صنعتی
۵-۳-۳-پوسته زدائی به روش شستشو با محلول اسید
۵-۳-۴- جدا کردن رسوب اکسید مس از دیگهای بخار
۵-۳-۵-حذف سیلیس از آب تغذیه دیگهای بخار
۵-۳-۶- حذف آهن و منگنز از آب تغذیه دیگهای بخار
۵-۴-مطالعات خوردگی در لوله های دیگ بخار نیروگاه با اندازه گیری ایزوتوپ های اکسیژن و عناصر کمیاب با استفاده از اسپکتروسکپی جرمی یون ثانویه
فصل ششم: کنترل خوردگی به روش شیمیایی
۶-۱- خلاصه فصل
۶-۲- مقدمه
۶-۳- کنترل شیمیایی مخلوط (CWT)
۶-۴- انواع روشهای شیمیایی در نیروگاه ها
۶-۴-۱- روش کنترل شیمیایی فرّار(AVT )
۶-۴-۲-روش کنترل شیمیایی خنثی ( NWT)
۶-۴-۳- روش کنترل شیمیایی مخلوط (CWT )
۶-۴-۳-۱- مزایای روش CWT
۶-۵- اقدامات اجرایی رژیم کنترل شیمیایی از AVT به CWT در نیروگاه
۶-۵-۱- مراحل مقدماتی
۶-۵-۲- مراحل انتقال از AVT به CWT
۶-۶-حفاظت کاتدی کندانسورهای نیروگاه با لوله های فولاد ضد زنگ مزیتی با کارایی بالا
۶-۷- تجزیه و تحلیل خوردگی حفره ای در لوله های کندانسور
۶-۸-نتایج
نتیجه گیری
منابع
فهرست اشکال
عنوان
شکل۳-۱: سطح خارجی لوله بهمراه رسوبات سطحی
شکل۳-۲: سطح داخلی لوله بهمراه رسوبات درون آن
شکل ۳-۳: نمای ظاهری خارج و داخل لوله کندانسور پس از اسیدشوئی
شکل ۳-۴: نتایج آنالیز محصولات خوردگی سطح داخلی لوله به روش XRD
شکل ۳-۵: تصویر میکروسکوپ الکترونی از رسوبات متراکم شده بر روی
شکل ۳-۶: تصویر میکروسکوپ الکترونی از داخل حفره در جداره داخلی
شکل ۳-۷: تصویر میکروسکوپ الکترونی از کنار حفره در جداره داخلی لوله و آنالیز EDS آن منطقه
شکل ۳-۸: تصویر میکروسکوپ الکترونی از منطقه بدون حفره در روی
شکل ۳-۹: نتایج آنالیز رسوب خارجی لوله به روش XRD
شکل ۳-۱۰: تصویر میکروسکوپ الکترونی جداره خارجی لوله
شکل ۳-۱۱: آنالیز EDS منطقه A شکل ۱۲
شکل ۳-۱۲: آنالیز EDS منطقه B شکل ۱۲
شکل ۳-۱۳: تصویر میکروسکوپ نوری از داخل حفره در روی سطح جداره داخلی
شکل ۳-۱۴: تصویر میکروسکوپ نوری در منطقه بیرون از حفره روی سطح جداره داخلی لوله
شکل ۳-۱۵: تصویر میکروسکوپ نوری از جداره خارجی لوله
شکل ۴-۱: تاثیر pH بر پایداری سوسپانسیون آهن
شکل۴-۲: تاثیر غلظت فسفات بر پایداری سوسپانسیون آهن
شکل ۴-۳: خوردگی لوله انتقال آب آشامیدنی قبل از اعمال شرایط رسوبگذاری
شکل ۴-۴: مکانیسم خوردگی لوله های آهنی و رنگی شدن آب
شکل ۴-۵: دیاگرام مراحل رنگی شدن آب در اثر خوردگی لوله های آهنی
شکل۴-۶- لوله انتقال آب آشامیدنی پس از کنترل خوردگی
شکل۴-۷- لوله انتقال آب آشامیدنی پس از کنترل خوردگی
شکل۴-۸: نمودار مقایسه تغییرات PH برحسب غلظت آهن در طول دوره رسوبگذاری و قبل از کنترل خوردگی
شکل۴-۹: نمودار تغییرات غلظت آهن در فصول مختلف قبل و بعد اعمال رسوبگذاری

فهرست جدول ها
عنوان
جدول ۳-۱: نتایج اندازه گیری ضخامت رسوبات جداره خارجی و داخلی لوله (میکرون)
جدول ۳-۲: نتایج آنالیز رسوب داخلی لوله به روش XRF
جدول ۳-۳: نتایج آنالیز رسوب خارج لوله به روش XRF
جدول ۳-۴: مواد اسیدی مورد استفاده جهت شستشوی رسوبات جداره داخلی و خارجی لوله ها
جدول ۳-۵: سرعت خوردگی و رنگ شکل ظاهری لوله کندانسور دراسید کلریدریک ۸۰ درجه سانتی گراد ۴ ساعت
جدول ۳-۶: سرعت خوردگی و رنگ شکل ظاهری لوله کندانسور دراسید سولفامیک ۹۳درجه سانتیگراد در مدت ۶ ساعت
جدول ۳-۷: سرعت خوردگی و رنگ ظاهری لوله کندانسور نیروگاه دراسید سیتریک ۹۳درجه سانتیگراد درمدت ۶ ساعت
جدول۴-۱: کیفیت آب آشامیدنی نیروگاه
جدول ۴-۲: کیفیت آب مورد استفاده جهت ایجاد لایه رسوب

مقدمه

سوراخ شدن لوله های کندانسور نیروگاههای بخاری موجب نشت آب خنک کننده از داخل لوله ها به سمت پوسته کندانسور شده و آب خالص موجود در سیکل را آلوده می نماید. این مسئله موجب وارد آمدن خسارات سنگینی به دیگهای بخار و پره توربین های نیروگاه بخاری می گردد. در حقیقت آلوده شدن آب خالص و بخار موجود در سیکل نیروگاه، موجب رسوب گذاری در لوله های بویلر و پره های توربین گردیده و خسارات ناشی از خوردگی را تشدید می نماید. اغلب محققین ریشه اصلی انواع خوردگی در بویلر و شکست پره های توربین را در نشت آب خنک کننده از لوله ها کندانسور می دانند.
کندانسورها در بهره برداری از یک نیروگاه، اثر مهمی را دارا می باشند. زوال لوله های کندانسور در اثر خوردگی مخارج عمده ای را جهت تعمیرات و همچنین خریداری برق جایگزین در مدت تعمیر به همراه خواهد داشت. لذا سعی بر آنست که زمان خارج شدن یک واحد کندانسور از خط به حداقل برسد. تعیین علل خوردگی لوله های کندانسور و اعمال روشهای پیشگیرانه گامی مهم در رسیدن به این هدف می باشد.در این مقاله علل خوردگی لوله های کندانسور یک واحد نیروگاهی بخار مورد بررسی قرار گرفته و روشهای کاهش خوردگی ارائه شده است.

این پایان نامه با آیین نامه نحوه نگارش و تدوین پایان نامه تهیه شده و آماده ارائه میباشد.