طراحی مخزن انبساط دیگ روغن داغ

طراحی مخزن انبساط روغن داغ :

دوستان گرامی در این قسمت به طور بسیار ساده و با ذکر یک مثال با طراحی مخزن انبساط دیگ روغن داغ  آشنا می شوید :

هنگام طراحی و  انتخاب مخزن انبساط، می بایست حجم اولیه سیستم (شامل پر کردن اولیه) ،دمای عملیاتی و ضریب انبساط حرارتی مایع باید در نظر گرفته شود.
از آنجا که روغن های حرارتی با نرخ های متفاوت انبساط می یابند، بنابراین ظرفیت مخزن انبساط همیشه باید طبق خواص روغن مورد نظر طراحی شودرخی از جنبه های قابل توجهی که هنگام طراحی مخزن باید مورد توجه قرار گیرند، عبارتند از:
• در نظر گرفتن انبساط حرارتی روغن داغ  از حداقل تا حداکثر دمای عملیاتی
• حفظ NPSHr پمپ های گردش روغن داغ در تمام شرایط عملیاتی
• خروج آب احتمالی موجود در مدار در هنگام راه اندازی اولیه
• امکان پر کردن تجهیزات در هنگام راه اندازی مجدد پس از shut down برای تعمیر و نگهداری
انبساط حجم روغن با توجه به تفاوت بین حجم ویژه روغن  (m3 / kg)، در نظر گرفته می شود
تفاوت این دو حجم در دمای لولیه سیستم و دمای نهایی لول LOW و HIGH  را در مخزن انبساط تعریف خواهند کرد و در حدود
۲۰٪ به آن افزوده می شود.
به عنوان یک قاعده کلی، در سیستم های حرارتی روغن داغ، حجم مخزن انبساط تقریبا ۲۶٪ -۳۰٪ از کل حجم برآورد شده روغن حرارتی در سیستم حرارتی می باشد . لول مخزن انبساط به اندازه کافی باید حدود ۱/۴ در شروع و ۳/۴ در عملیات کامل باشد. به مثال ذیل در این خصوص توجه فرمایید:

 

Calculation of Hot oil Expansion Tank
Piping volume = phi (Dp/2)2Lp                         where Dp = pipe ID and Lp = piping length according to plot plan
For example, as per P&ID and plot plan, total piping hold up volume and equipment hold up volume
= ۸٫۴ m3
(Consider the physical properties for commercial grade heat transfer fluid (HTF)
Expansion volume from cold start up to normal operation is considered as design case for the vesse
If I use Therminol 62 as heat transfer fluid, then the properties is as followed
Density at temperature 30oC = 948 kg/m3
Density at temperature 310oC = 719 kg/m3
Mass of total hold up (density at minimum operating temperature) = 8.4 x 984 = 7962.8 kg
Volume of oil required based on density at maximum operating temperature = 7962.8/719 = 11.1 m3
Expansion volume = volume at max operating temperature – volume at minimum operating
temperature = 11.1 – ۸٫۴ = ۲٫۶۸ m3
Then, the total volume of expansion tank is = 2.68/0.75 = 3.57 m3
By using checalc.com we can estimate the dimension of the vessel. By using above data we find
• Orientation: horizontal
• Vessel head: 2:1 ellipsoidal
• Length: 2938 mm
• Diameter: 1175 mm (reccommended L/D for horizontal vessel is 2.5 if the design pressure is
between 0-17 barg)
• Level: 815 mm
• Total volume: 3.6105 m3

• Filled volume: 2.6877 m3

منابع :

۱٫ Thermal system expansion tank design. http://www.radcoind.com/TechTips4.htm
۲٫ Technical Investigation into Thermal Oil
Technology. http://www.investni.com/thermal_oil_technology_technical_investigation_report_sd_marc 2010.pdf
۳٫ Design consideration of hot oil
system. http://www.academia.edu/1514808/design_consideration_of_hot_oil_system
۴٫ Guides for vessel sizing. http://www.red-bag.com/jcms/engineering-guides/337-bn-eg-ue109-
guide-for-vessel-sizing.html