چکیده: در پالایشگاه ایلام محل اتصال بین تیوب ها و تیوب شیت دیگ بازیافت حرارتی در واحد بازیافت گوگرد به علت نامعلومی تخریب شده و پس از چهار بار تعمیر باز هم این پدیده صورت گرفته است. این پایان نامه بر اساس مرتفع سازی این مشکل تعریف شده است و مکان دقیق تنش ها و کرنش های حرارتی حاصله را مکانیابی می کند و در پایان راه حل های مناسب ارائه داده شده است. جداسازی ناخالصی های گازها از نقطه نظر ایمنی، کنترل خوردگی، تنظیم ترکیب استاندارد محصولات گاز و مایع، جلوگیری از مسمومیت کاتالیزورهای کارخانه های دریافت کننده محصولات گاز یا مایع و بالاخره حد مجاز انتشار مواد آلاینده به محیط زیست الزامی می باشد. واکنش اصلی کلاوس بر پایه اکسیداسیون سولفید هیدروژن با هوا (اکسیژن) در حضور کاتالیست (بوکیست) در یک راکتور یک مرحله ای می باشد. محصولات این واکنش گوگرد عنصری و آب است. در این واکنش فرض شده است هیچ ناخالصی و مواد مزاحم وجود ندارد. با توجه به اینکه درصد تبدیل گوگرد تابع دما می باشد، معمولاً تا 70 درصد از کل واکنش در این مرحله تکمیل می گردد. بنابراین غیر از مرحله احتراق یک مرحله یا چند مرحله کاتالیستی نیز مورد نیاز می باشد. گوگرد تولیدی بعد از مرحله احتراق و مراحل کاتالیستی باید به منظور پیشرفت واکنش کندانس شده و از جریان جدا گردد. به جهت جذب حرارت تولید شده در کوره واکنش و مایع کردن گوگرد، همچنین بالا بردن راندمان واحد، گازهای حاصله، پس از کوره واکنش وارد دیگ بخار می شوند. معمولاً در بیشتر واحدهای جدید بازیافت گوگرد با روش کلاوس، مبدل بازیافت حرارت و کوره واکنش در یک مخزن با یکدیگر ترکیب شده اند. گازهای خروجی از کوره واکنش با درجه حرارتی حدود ℃840 از لوله-های داخلی مبدل بازیافت حرارت که از نوع پوسته و لوله می باشد عبور نموده و گرمای خود را صرف تولید بخار آب می نمایند. در این مرحله 15 درصد از کل گوگرد تولیدی به دست می آید. این مبدل گرمایی که با بخار فشار متوسط تولیدی خود به عنوان یک بویلر قابل توجه عمل نموده و نیروی محرکه دمنده های هوای واحد را تأمین می کند، دارای پوسته از جنس کربن استیل بوده که فشار و دمای عملیاتی آن به صورت psia 02/21 و ℃210 می باشد. لوله دو اینچی از نوع کربن استیل در داخل این پوسته قرار گرفته که دارای دما و فشار عملیاتی ℃840 و psia 31/1 می باشد. دمای خروجی از تیوب های مبدل در شرایط عملیاتی ℃240 است. با توجه به دماهای موجود، توزیع گوگرد که در محفظه کوره واکنش به فرم S_(1-2) بوده به S_(3-8) تبدیل خواهد شد. گوگرد جدا شده در انتهای WHB به صورت مایع به مخزن گوگرد هدایت می شود. جهت جلوگیری از بیش از حد گرم شدن تیوب های WHB به علت کم بودن ضخامت آن، ورودی لوله های 2 اینچی با استفاده از حلقه های سرامیکی در مقابل حرارت محافظت می شود. عموماً به هنگام استارت و افزایش و کاهش درجه حرارت کوره، حلقه ها ترک خورده و در نتیجه آن گازهای داغ فرآیند باعث دمای بیش از حد دهانه لوله ها و نیز تخریب سولفیدی آن می گردد که سرانجام منجر به تخریب لوله و نیز نشت آب تغذیه به درون لوله ها می شود، بنابراین بایستی در نصب این حلق ها و نیز پوشاندن کل صفحه لوله توسط سیمان نسوز بسیار دقت گردد. در این پایان نامه به بررسی تنش ها و کرنش های حاصله از دمای بالای گازهای ورودی به دیگ بازیافت حرارتی بر روی تیوب-شیت، تیوب و جوش بین تیوب و تیوب شیت پرداخته شده است. با اطلاعات دقیقی که از گزارش پالایشگاه ایلام اخذ شده است مدلسازی کاملاً بر اساس واقعیت انجام شده است. تغییر طول تیوب و تیوب شیت یکی از مهمترین نتایج این پایان نامه می باشد زیرا دلیل اصلی این تخریب ها انبساط و تغییر طول تیوب و تیوب شیت بر اثر حرارت بالای گازهای ورودی به دیگ بازیافت حرارتی می باشد. مدلسازی انجام شده به دو صورت دوبعدی برای پدیده جوشش آب روی دیواره بیرونی تیوب و سه بعدی برای به دست آوردن تنش ها و کرنش های حرارتی و همچنین تغییر طول می باشد. در تحقیقات پیشین مدلسازی ها به صورت دو بعدی بوده و نتایج از دقت کمتری برخوردار بوده است. نتایج مدلسازی سه بعدی خیلی دقیقتر از جواب های مدل دو بعدی می باشد. با توجه به شرایط موجود این نتایج کاملاً با نتایج تجربی مطابقت دارد. بیشترین نیرو و تغییر طول تیوب در ناحیه اتصال بین تیوب و تیوب شیت دیده شده و جوش بین آنها تخریب می شود.