تحلیل و طراحی لوله های مارپیچی و امکان ساخت و استفاده از آنها

هدف از انجام این پروژه: امکان تحلیل مکانیسم عملکردی و طراحی لوله های مارپیچی طریق شبیه ­سازی دینامیکی سیال (CFD)

کار فرما : شرکت نفت و گاز پارس

سال اجرا: 1387

محتوا:

مهمترین هدف اجرای این طرح، امکان تحلیل مکانیسم عملکردی و طراحی لوله های مارپیچی می باشد. این امر از طریق شبیه ­سازی دینامیکی سیال (CFD)، انجام خواهد شد و به کمک آن بتوان تاثیر پارامترهای مختلف از جمله دبی، ترکیب گاز، فشار و نیز دما و دبی جریان سرد و گرم در طراحی ابعاد طول و قطر لوله اصلی، قطر روزنه، نوع شیپوره ورودی، نوع شیر تنظیم و … بدست آورد. مقدار بهینه این پارامترها اهداف اصلی این تحقیق می باشد. ارزیابی توانایی ساخت این مبدل در داخل کشور برای استفاده درصنایع مختلف از جمله نفت، گازو پتروشیمی و نیز بررسی مزایا و راندمان آن‌ ها از دیگر اهداف این پروژه می ­باشد.

گاز طبیعی معمولا شامل متان، اتان، پروپان، بوتان و سایر هیدروکربن­های سنگین می ­باشد. اجزای سنگین از اجزا سبک­تر ارزشمندتر هستند. از این­رو نیاز می­ باشد که اجزای سنگین و سبک هیدروکربن­­ها در جریان گاز طبیعی از یکدیگر جدا شوند. معمولاً فرایند جداسازی توسط ترکیبی از عملیات سرد ­کردن به منظور کندانس شدن اجزای سنگین­تر و عملیات تقطیر برای خارج کردن اجزای سبک­تر از جریان مایع صورت می گیرد.

عمل تبرید معمولاً از طریق کاهش فشار توسط یک شیر کنترل ژول- تامسون و یا یک توربین گازی انجام می گیرد. شیر کنترل ژول تامسون جریان گاز را از طریق انبساط آدیاباتیک سرد می کند. لوله مارپیچی جریان گاز ورودی فشرده شده را به دو جریان سرد و گرم فشار پایین تبدیل می کند. لذا می توان از آن به جای شیر ژول – تامسون استفاده نمود. از مزایای این روش می ­توان نداشتن قطعات متحرک و اجزای الکتریکی، کوچکی و وزن پایین، هزینه کم و مقاوم ­بودن لوله ­های مارپیچی را عنوان کرد. افزایش راندمان تصفیه و کاهش هزینه تصفیه گاز از دیگر مزایای استفاده از لوله­ های مارپیچی است.

خلاصه مراحل پروژه طراحی لوله های مارپیچی شامل این موارد است:

1. جمع ­آوری و بررسی مطالعات صورت گرفته در زینه لوله­ های مارپیچی
2. تعیین عوامل مختلف از جمله پارامترهای هندسی و ایجاد روابط اولیه مدل‌سازی
3. مدل­سازی و شبیه­ سازی سیال و مقایسه با نتایج تجربی یا موجود در مقالات
4. مقایسه بازدهی لوله مارپیچی با شیر کنترل ژول تامسون و تسهیل در جداسازی میعانات
5. بررسی تاثیر بکارگیری در صنایع فرایندی
6. ارائه طراحی مفهومی برای کاربرد لوله­یهای مارپیچی در پالایشگاه گاز