آبگرمکن صنعتی استیل ۲۵۰ لیتری با روکش

آبگرمکن صنعتی استیل ۲۵۰ لیتری با روکش یکی از تجهیزاتی است که برای تامین آب گرم مصرفی برای یک واحد صنعتی یا پر مصرف کاربرد دارد. دلیل نام‌گذاری این وسیله کاربری آن در واحد‌های مختلف صنعتی با توجه به نیاز واحد مصرف کننده است. آبگرمکن‌های معمولی یا خانگی (Domestic Water Heater Reservoir) معمولا برای تامین آب یک یا دو مصرف کننده کوچه هستند. ولی در سیستم‌های صنعتی بعضا چندین مصرف کننده به صورت همزمان در حال مصرف هستند.

آبگرمکن صنعتی ۲۵۰ لیتری ۳۱۶ با روکش

آبگرمکن صنعتی ۲۵۰ لیتری ۳۱۶ با روکش که در این پروژه به آن پرداخته‌ایم به یک نوع آبگرمکن مستقیم می‌گوییم که دارای مخزن تحت فشار (یا بدون مخزن) برای تامین آبگرم بهداشتی و مصرفی یک واحد صنعتی کاربرد دارد. منظور از آبگرمکن مستقیم اینکه مخزن به طور مستقیم با منشا حرارت در ارتباط است. در این پروژه به توضیح کامل آبرمکن‌های صنعتی ۲۵۰ لیتری از استیل ۳۱۶ با روکش ۳۰۴ که برای شرکت فلات قاره تولید شد توضیح آورده‌ایم.

برای گرمایش یا بهره‌وری از یک سیستم گرمایشی، معمولا انرژی فسیلی یا انرژی الکتریکی به کار می‌برند. انرژی فسیلی شامل نفت، گاز، گازوئیل یا مازوت است که با استفاده از یک مشعل به محفظه احتراق اسپری می‌شود و با ایجاد جرقه احتراق مناسب جهت گرمایش سیستم انجام می‌شود. این عمل توسط مشعل صورت می‌گیرد. همچنین در برخی موارد می‌توان برای تامین آب گرم از المنت حرارتی یا هیت پمپ برای گرمایش سیستم گرمایی نیز بهره برد.
لذا آبگرمکن‌های صنعتی معمولا به دو نوع آبگرمکن صنعتی برقی یا آبگرمکن صنعتی مشعل دار اطلاق می‌شوند. بازده حرارتی در آبگرمکن‌های صنعتی برقی برابر با ۱ است و در آبگرمکن‌های مشعل دار بین ۵۵ تا ۷۵ درصد خواهد بود. ولی سرعت گرم کردن و همچنین مقدار انرژی مورد نیاز در آبگرمکن‌های صنعتی مشعل دار بسیار بیشتر از آبگرمکن‌های صنعتی برقی است.

تعریف پروژه ساخت آبگرمکن صنعتی استیل ۲۵۰ لیتری با روکش

مشخصه مخزن آبگرمکن صنعتی استیل ۲۵۰ لیتری با روکش

مخزن آبگرمکن صنعتی استیل ۲۵۰ لیتری با روکش از نوع عمودی ساخته شده از ورق استیل ضد زنگ با مشخصه SS316/316L با ضخامت ۶ میلیمتر با فشار کاری حداکثر ۱۰ بار | عدسی از نوع Tori spherical یا محدب با لبه بلند برای جلوگیری از تنش ایجاد شده در قسمت Knuckle با قطر خارجی ۵۵ سانتیمتر | بدنه ساخته شده با روش نورد ورق (Rolling) دارای یک خط جوش از بالا به پایین | پایه‌ها ساخته شده از ورق استیل ضد زنگ ۶ به روش ورق‌کاری و جوشکاری به کف مخزن طوری که ارتفاع نهایی بین ۱۳۰ تا ۱۴۰ سانتیمتر باشد.

بوشن‌ها همگی از نوع کلاس ۳۰۰۰ با مشخصه استیل ضد زنگ SS316/316L همگی از نوع دنده‌ای که بر روی بدنه جوشکاری شده باشد. | برشکاری ورق از قبل با روش لیزر برای ایجاد کمترین ناحیه HAZ قبل از شروع جوشکاری | فرآیند جوشکاری همگی از نوع TIG با فیلر SS316/316L

روکش و عایق آبگرمکن صنعتی استیل ۲۵۰ لیتری با روکش

روکش دستگاه ساخته شده از ورق استیل ۳۰۴ به ضخامت ۱ میلیمتر | روکش دستگاه با قابلیت مونتاژ و دمونتاژ در حل برای بررسی دوره‌ای یا تعمیرات احتمال مخزن در نظر گرفته می‌شود. | ساخت روکش با روش ورق‌کاری مستقیم همراه با برش لیزر برای خروجی‌های مربوط به شیر اطمینان، شیرآلات و اتصالات مربوطه | عایق از نوع الاستومری بر روی روکش از داخل نصب می‌شود به طوری که اثری بر روی مخزن اصلی جود ندارد تا در صورت تعمیرات یا بازبینی دوره‌ای مشکلی وجود نداشته باشد.

مشخصات تابلو برق قدرت و کنترل

تابلو برق با توان ۱۳.۵ کیلووات از نوع سه فاز نصب شده روی مخزن | سیستم المنت تشکیل شده از ۳ عدد المنت ۴.۵ کیلووات موازی یکدیگر از نوع سه فاز ستاره با بدنه المنت استیل ۳۰۴ و فلنج‌های برنجی از نوع دنده‌ای همراه با درپوش مناسب برای حفاظت و امنیت بیشتر | سیم کشی المنت‌ها همگی از سیم‌های نسوز کروم برای طول عمربیشتر در مقابل عبور جریان در طولانی مدت | سیستم کنترل تشکیل شده از سنسور PT100 همراه با عملگر دیجیتال دریجه یک، به صورت ۳ مدار کنترل برای هر المنت | همراه با کلید قطع و وصل Manual به همراه کنتاکتور‌های ایرانی پارس فانال | استفاده از کنترل فاز شیوا امواج برای کنترل بیشتر فازهای ورودی جهت محافظت و طول عمر دستگاه | تمامی سیم‌کشی‌ها و ترمینال‌ها از نوع درجه یک هستند.

بسته بندی، حمل و نقل و تحویل

بسته بندی کل کار از نوع جبه چوبی بر روی پالت برای جابجایی و محافظت بیشتر در مدت زمان حمل و نقل به محل بهره‌برداری | محل تحویل در انبار شرکت نفت فلات قاره واقع در بندر لنگه خواهد بود و حمل و نقل تا محل مورد نظر به عهده فروشنده است.

نصب و راه اندازی

نصب و راه اندازی در محل پروژه در سکوی سلمان به عهده فروشنده است. بعد از ارسال و جاگذاری، لوله‌کشی‌های مربوطه در محل باید انجام شود. بعد از انجام لوله‌کشی، فروشند در محل کارفرما حضور پیدا می‌کند و راه‌اندازی و نصب اولیه را انجام می‌دهد. ولی هزینه‌های مربوط به ایاب و ذهاب و هزینه اسکان و تغذیه برای دو نفر به عهده کارفرما محترم است.

دوره ضمانت و بهره ‌برداری

تمامی قطعات برقی برای یکبار قابل تامین مجدد برای کارفرما خواهد بود. تامین قطعت در انبار تهران صورت می‌گیرد و انتقال قطعات به محل با هماهنگی کارفرما به عهده کارفرما خواهد بود. مخزن مورد نظر به مدت ۶ ماه برای تست و برهر برداری اولیه در مقابل فشار و خوردگی گارانتی تعویض و تعمیر در محل خواهد بود.

نظارت و تاییده انجام مراحل کار

نظارت و تاییده انجام مراحل مختلف کار توسط دستگاه نظارت ذیصلاح که توسط کارفرما تایید و معرفی شده باشد انجام می‌شود. نظارت کل کار شامل نظارت بر متریال ساخت، کنترل ابعاد و اندازه، بررسی جوشکاری و تست هیدرواستاتیک است. تست و راه اندازی سیستم برقی در محل فروشنده امکان پذیر نیست. لذا بعد از تست‌های اولیه قطعات در محل کارفرما راه‌اندازی و تست خواهد شد.
تست مخزن بعد از جوشکاری نهایی شامل دو تست نهایی خواهد بود. سیستم کنترل کیفیت بر مبنای تست نشتی و تست مقاومتی تاییدیه ادامه کار را صدور می‌کند. تست نشتی مخازن با استفاده از باد در فشار پایین (معمولا دو تا ۳ بار) انجام می‌شود. در این مرحله با استفاده از هوای فشرده و محلول کف و صابون بعد از جوشکاری صحت و نشتی جوشکاری‌ها مشخص می‌شود. تست مقاومتی با استفاده از آب در فشار ۱.۵ برابر فشار کاری انجام خواهد شد.

طراحی و ساخت آبگرمکن‌های صنعتی ۲۵۰ لیتری استیل

در این مرحله به ارائه مدارک و مستندات گام به گام در طراحی و ساخت آبگرمکن صنعتی استیل ۲۵۰ لیتری پرداخته‌ایم. این مراحل شامل طراحی و ساخت مخزن تحت فشار، نصب و راه اندازی سیستم قدرت و فرما، و همچنین نصب و بررسی عایق‌های الاستومری بر روی ورق‌های استیل خواهد بود.

طراحی و ساخت مخزن اصلی آبگرمکن صنعتی استیل ۲۵۰ لیتری با روکش

طراحی آبگرمکن صنعتی با استفاده از استاندارد‌های مختلف از جمله ASME Sec-VIII Dev-01 انجام می‌شود. در این پروژه با توجه به تجربه کارفرما، نیاز بر این مبنی بود که آبگرمکن با استفاده از ورق ۶ میلمتر استیل 316L تولید شود. در این نیاز هم موارد مربوط به Corrosion Allowance در نظر گرفته شده است هم موارد مربوط به فشار در نظر گرفته شده است. فشار کاری سیستم در محل نصب برابر با فشار نهایی ۳ بار است. با توجه به خوردگی سیستم به صورت تجربی ضخامت ۶ میلیمتر مناسب است. در انتها سیستم با فشار هیدرواستاتیک ۱۰ بار تست خواهد شد.

ساخت مخازن با استفاده از ورق‌های ۱.۲۵ در ۲.۵ ضخامت ۶ میلیمتر انجام می‌شود. برای ایجاد کمترین ناحیه HAZ و دقت در برشکاری، برشکاری با استفاده از دستگاه لیزر انجام می‌شود. شکل زیر نحوه برشکاری کل ورق و نقشه ارسالی به دستگاه را نشان می‌دهد.

برش ورق‌های استیل ۳۱۶ برای دقت بالاتر! اصل نقشه در پیوست آورده می‌شود.
برای دقت بالاتر در ساخت، ابتدا برش‌های مربوط به کپ بالا و پایین انجام می‌شود. در عدسی در کپ‌های بالا و پایین دو عدد پولک به قطر ۶۲ سانتیمتر بریده می‌شود. سپس در مرحله اول پرس می‌شود و بعد از آن لبه زده می‌شود. به این نوع کپ یا عدسی اصطلاحا عدسی Tori-Spherical گفته می‌شود که برای مخازن تحت فشار استفاده می‌شود. بعد از بدست آوردن دقیق قطر خارجی عدسی نهایی، طول ورق با استفاده از فرمول‌های مهندسی تعیین و سوراخ‌کاری لیزر روی آنها انجام می‌شود. روی قسمت‌های لیزر تمامی موارد مربوط به نگهدارنده‌های تابلو برق، ورق نگهدارنده تابلو برق و همچنین لقمه‌های نگهدارنده ورق خارجی مشخص شده‌اند.
در نهایت بعد از ساخت عدسی و برشکاری لیزر بر روی بدنه، ورق کف با استفاده از Rolling سرد به صورت استوانه درآمده و روی کپ‌های تولید شده از قبل مونتاژ می‌شود. بعد از این امر بوشن‌های مربوط به کل کار روی آنها جوشکاری می‌شوند. بوشن‌ها طبق استاندارد از نوع کلاس ۳۰۰۰ انتخاب شده اند تا از نظر آب بندی و طول عمر در مقابل خوردگی مقاومت‌تر باشند.
بوشن‌های استفاده شده با استفاده از دستگاه CNC تراش به صورت کاملا دقیق تراشیده شده اند تا بهترین آب بندی و دقت را فراهم کنند. بوشن‌های موجود در بازار حد بالای قطر خارجی را رعایت نکرده بودند. لذا پیمانکار تصمیم گرفت برای تاییدیه نهایی کل پروژه از بوشن‌های دقیق‌تر با روش CNC تراش استفاده کند. همه بوشن‌ها از نوع تراش NPT هستند تا در آب بندی تجهیزاتی که بر روی آنها بسته می‌شود مشکلی ایجاد نشود.

شکل 3- شماتیک و نقشه ابعاد آبگرمکن صنعتی برقی ۲۵۰ لیتری

طراحی و ساخت روکش استیل و عایق

برای محافظت بیشتر بدنه خارجی آبگرمکن در مقابل ریختن آب یا محافظت اپراتور در مقابل برخورد با بدنه داغ آبگرمکن، از یک فاصله هوایی و یک عایق استفاده شده است. پوشش استیل با استفاده از ورق استیل با مشخصه ۳۰۴ و به روش برشکاری لیزر و خم‌کاری با دستگاه خم Break انجام شده است. همچنین برای بازبینی دوره‌ای عایق به نحوی طراحی شده است که بتوان آن را با استفاده از بازکردن پیچ و مهره جدا کرد. پس ویژگی‌های عایق و روکش مورد نظر عبارتند از
• قابلیت مونتاژ و دمونتاژ شدن برای بازبینی دوره‌ای یا تعمیرات در صورت نیاز
• نصب روکش بر روی آن تا روکش به بدنه اصلی نچسبد و کار بازبینی دوره‌ای را مشکل نکند.
برای اینکه عایق به خوبی روی مخزن باشد، روش ساخت و مونتاژ باید از بالا به پایین باشد. یعنی ابتدا عایق‌ها با استفاده از روش برشکاری لیزر و با تقلید از الگوی قبلی که روی مخزن اجرا شد، برشکاری می‌شود. سپس ورق‌کاری مورد نظر انجام می‌شود و بعد با استفاده از پیچ و مهره بر روی یکدیگر نصب می‌شود. شکل زیر شکل نهایی عایق‌ها و روکش‌های ورق استیل را نشان می‌دهد.
طراحی عایق‌ها به نحوی انجام شده است که بدنه اصلی تابلو برق بتواند روی ۴ عدد پیچ که نگهدارنده عایق و ساپورت کابینت تابلو برق است نگه داشته شود. برای همین تابلو برق به راحتی قابلیت مونتاژ و دمونتاژ را دارد. همچنین بدون باز کردن عایق امکان باز کردن شیر‌های اطمینان، شیرآلات و همچنین المنت‌های حرارتی وجود دارد.

بعد از نصب روکش استیل، نوبت به نصب تابلو برق می‌رسد. تابلو برق بر روی یک شاسی فلزی از جنس استیل به دیواره بدنه مخزن پیچ می‌شود و یک مهره هم برای اتصال کابل ارت به آن در نظر گرفته شده است.

شکل 4 – نصب عایق بر زیر عایق‌های ورق استیل انجام شد اس. تابلو برق روی این عایق‌ها نصب می‌شود.

طراحی و ساخت تابلو برق

تابلو برق سیستم تشکیل شده از سه مدار قدرت مجزا و یک مدار کنترل برای تمامی المنت‌ها در نظر گرفته شده است. همچنین برای محافظت بیشتر بهره‌برداران از این تجهیزات کلید محافظ جان در قسمت داخلی تابلو برق در نظر گرفته شده است. برای حفاظت بیشتر المنت‌ها یک عدد سوپر کنترل فاز در نظر گرفته‌ایم تا بهترین حالت متعادل را برای هر یک از المنت‌ها به دست بدهد. اینطوری عمر هر کدام از المنت‌ها بیشتر خواهد بود. شکل زیر نقشه ساخت تابلو برق کلی این سیستم را نشان می‌دهد.
کنترل المنت‌ها به صورت قطع و وصل با کلید دیجیتال و سنسور PT100 و توسط کنتاکتور‌های موجود در مدار انجام می‌شود. برای محافظت کنتاکتورها و فیوزهای المنت‌های سیستم از فیوزهای مینیاتوری سه فاز استفاده شد است.
روی بدنه تابلو برق یک کلید قطع و وصل دستی وجود دارد تا در صورت لزوم اپراتور بتواند برق دستگاه را از روی تابلو برق و بدون بازکردن درب تابلو انجام دهد.
سیم‌کشی‌های مربوط به المنت‌های حرارتی از نوع سرهم بندی ستاره و با سیم‌های ابریشمی با هسته کبالت دار انجام شده است. این باعث می‌شود که اولا سیم‌ها گرم نشوند و در صورتی که گرم شود دارای تحمل گرمایی بیشتری است. عملکرد المنت‌ها بهتر خواهد بود و در نهایت عمر دستگاه بیشتر خواهد شد.
یکی دیگر از تجهیزات مورد استفاده در این تابلو برق، محافظ کنتاکتور است. محافظ کنتاکتور برای طول عمر بیشتر کنتاکتور در نظر گرفته شده است. از آنجا که این وسیله در قسمتی از تجهیزات نفتی که کمترین فرصت برای تعمیرات وجود دارد نگهداری و بهره‌برداری می‌شود، تمامی تجهیزات دارای محافظ هستند تا هم طول عمر دستگاه بالا باشد، هم دچار حادثه در سال‌های آتی نباشیم.
سیم‌کشی‌های دستگاه تماما با استفاده از کاندوئیت اسپیرال محافظت می‌شوند. این عمل باعث می‌شود که سیم اصلی در عبور و مرور اپراتور کمترین آسیب را ببینید و در صورت آسیب فقط پوشش خارجی کل سیم تعویض گردد. اتصال سیم ارت به دستگاه هم باعث ایجاد یک اتصال امن برای کل سیستم خواهد بود.

شکل 6- نقشه منطقی مدار فرمان و مدار قدرت تابلو برق مربوط به لاوان

تست و کنترل کیفیت کل سیستم آبگرمکن صنعتی استیل ۲۵۰ لیتری با روکش

تست کل سیستم با استفاده از روش هیدرواستاتیک انجام می‌شود. به این صورت که ابتدا کل سیستم تا بالاترین نقطه پر از آب می‌شود. بعد از این کار فشار تا ۱۰ بار بالا می‌رود و در حدود ۲ ساعت در این فشار نگهداری می‌شود. به این نوع تست غیر مخرب، تست مقاومت قطعات و جوش گفته می‌شود.
قبل از انجام تست هیدرواستاتیک برای اطمینان اولیه از اینکه جوش‌ها کاملا آب بند درست انجام شده اند، یک تست غیر مخرب با استفاده از فشار ها در حدود ۱ بار گیج انجام می‌شود و با استفاده از محلول کف و صابون بررسی می‌شود که آیا در قسمت نشتی وجود دارد یا خیر! بعد از انجام این تست و اطمینان اولیه، سراغ تست فشار بالای هیدرواستاتیک می‌رویم. فیلم‌های مربوط به تست به صورت آرشیو آورده خواهد شد.
همچنین بازرسی کل سیستم توسط بازرس مورد اعتماد شرکت نفت فلات قاره، از شرکت GL با حضور آقای امیر حسین رضایی صورت گرفت و صورت‌جلسه‌های مختلف توسط ایشان انجام شده که نمونه صورت جلسه مربوط به بازرسی به شرح ذیل آورده شد است.

ارسال و بسته بندی آبگرمکن صنعتی استیل ۲۵۰ لیتری با روکش

برای ارسال امن کل تجهیزات مورد نیاز در یک بسته بندی چوبی مناسب به عنوان کالای صادرات کاملا بسته بندی و مهر و موم شد. برای جلوگیری از اینکه مخزن در داخل بسته بندی در انتقال بار تکان نخورد، تمامی مخزن به کف بسته بندی پیچ و مهره شده است. همچنین تمامی قطعات نیز در داخل این بسته بندی به صورت کامل پک شده است که فیلم نهایی آن نیز در دسترس است و در اختیار کارفرما گذاشت خواهد شد. بسته مورد نظر به راحتی با لیفتراک قابل جابجایی است.

نصب و راه اندازی محصول در محل سکوی سلمان

قبل از شروع نصب، یک چارپایه کوچک برای محافظت بیشتر مخزن نسبت به رطوبت کف در زیر ان قرار داده شد است. چارپایه از فولاد کربن تولید شده است و برای استحکام و دوام بیشتر از متریال سنگین در آن به کار برده شده است.
بعد از اتصال قطعات لوله کشی در محل، راه اندازی کل سیستم انجام می‌شود. بعد از اتصال کابل سه فاز به تابلو برق، کلید روی تابلو برق را در حال روشن قرار دادیم. بعد از مدت ۳ دقیقه و با عبور جریان از سیستم محافظ کنتاکتور، کل سیستم شروع به کار کرد و تمامی مخزن در حالت گرمایش قرار داد. پایش دما و فشار توسط گیج ترمومانومتر که بر روی مخزن قرار داده شده است انجام شد. تمامی قطعات به درستی شروع به کار کردن و هیچ مشکلی در عملکرد سیستم دیده نشد.
تعداد ۲ دستگاه آبگرمکن صنعتی برقی ۲۵۰ لیتری با توان ۱۸ کیلووات سه فاز در طبقه اول و دوم کوآرتر اول قسمت رزیدنتال مجموعه صنعتی دریایی سکوی سلمان در تاریخ ۲۵ دی ماه ۱۴۰۳ نصب و راه اندازی شد. شکر خدا مشکل خاصی دیده نشد و همه چیز به خوبی پیش رفت. همچنین در مدت زمان ۲ روز بعد از نصب پرسنل نصب مدام به مخزن سرکشی می‌کردند تا از عملکرد صحیح کل کار اطمینان حاصل کنند.
این رساله به عنوان یک گزارش نهایی انجام پروژه برای ارائه به کارفرما آماده شده است. در صورت وجود سوال‌های دیگر می‌توانید با پیمانکار پروژه تماس گرفته تا موضوعات مختلف صنعتی در رابط با این محصول مورد بحث قرار گیرد.