بلودان پيوسته ديگ بخار و زيرآبزنی از كف

بخار زنده توليد شده در بويلر بخار به علت حصول از فرايند تبخير،تقريبا خالص وتميز است.ناخالصي هاي وارد شده به واسطه آب تغذيه و كندانس برگشتي ،در طي فرايند توليد بخار در بويلر به جا مي مانند.غلظت اين ناخالصي ها مداوما افزايش مي يابد .

مقاديري از آب بويلر جهت كنترل TDS¹ (كل مواد جامد محلول)آب در زمانهاي مشخص نمونه برداري گرديده و آزمايش مي شود. در واحدهاي توليد بخار ،بلودان(زيرآبزنی ) ديگ به دو روش انجام مي شود:

• بلودان پيوسته به معني تخليه آب ديگ به صورت دائم جهت تنظيم وكنترل غلظت ميزان ذرات محلول در آب در محدوده اي خاص مي باشد.اين ميزان به فشار عملكردي بويلر بستگي داشته وبطور كلي توسط متخصصان مربوطه تعيين مي گردد.در اكثر ميزانPH و رسانش آب ديگ بصورت دستي كنترل مي شود.
• زيرآبزني از كف به معني خروج آب ديگ بوسيله شير بلودان تعبيه شده در كف آن مي باشد كه جهت تخليه رسوبها،ذرات ولجنهاي تجمع شده در كف ديگ استفاده مي شود. لجنها بواسطه شيميايي سختي هاي به جا مانده، فسفاتها و ديگر ناخالصي هاي حمل شده در آب كندانس تشكيل مي شوند.بسته به رنگ وكيفيت آب ،زيرآبزني ديگ1الي2 مرتبه در روز تقريبا به مدت 20 ثانيه انجام مي شود.در صورت عدم انجام بلودان پيوسته،ممكن است غلظت ناخالصي ها به حدي افزايش يابد كه باعث خوردگي وفرسايش لوله ها و ديواره ديگ گردد.از ديگر اثرات اين موضوع افزايش احتمال رسوخ آب ديگ به سيستم بخار است. بدين معني كه آب و حباب هاي بخار كاملا از هم جدا نمي شوند.اين پديده ممكن است تا اندازه اي گسترش يابد كه غيراز بخار،آب ديگ نيز به سمت سيستم كشيده شده و هدر رود.در تئوري،آب كندانس برگشتي با آب مقطر برابر بوده وتقريبا عاري از هرگونه ناخالص است.اما در تجربه،كندانس به دلايلي آلوده است:
• آب ديگ بخار ممكن است با بخار به سيستم وارد شود.از علتهاي معمول اين پديده افزايش بيش از اندازه غلظت TDS آب يا افزايش سطح آب در ديگ است.در بسياري از موارد،لايه هاي رسوبي شكل بر روي شيرآلات ديده ميشود كه ناشي از نشت بخارآلوده به موادمحلول درآب ازسوراخها يا نقاط نشتي مي باشد.
• در بعضي موارد خاص ،علت مي تواند طراحي اشتباه بويلرباشد.بخار در بويلري كه درست طراحي شده باشدبا ضريب خشكي تقريبي95% توليد مي شود.يعني در بهترين شرايط 5%از آب بويلر همراه با بخار حمل شده و در كندانس برگشتي به سمت بويلر باز مي گردد.
• در مواردي كه كويلهاي سيستم نشت سرمايش در لوله ها ممكن است بوسيله بخار سيستم گرمايش شسته شده و با آب كندانس به ديگ بخار باز گردد.همچنين برخي ناخالصي ها از قبيل نمكها و كلرايدها در آب تغذيه يافت مي شوند كه مقادير آنها بسته به فرايند تصفيه آب متغير است.

TDSجهت كنترل مقدار

آب ديگ بصورت پيوسته،سه روش در دسترس است

• كنترل دستي
• كنترل اتوماتيك
• كنترل زماني

الف)كنترل دستي:بسته به نتايج حاصل از آناليز آب،مقداري از آب ديگ بخار بوسيله يك نوع خاص از شيرهاي دستي تخليه بلودان مي شود.قسمت داخلي اين شيرها به گونه اي ساخته مي شود كه مي توان آب ديگ را در چندين مرحله تخليه نمود.تخليه نسبي از بخار فلاش آب داغ در هر مرحله باعث پايين نگهداشتن سرعت جريان و در نتيجه بالاتر رفتن عمر شير خواهدشد.ساقه شير داراي رزوه هايي با گامهاي بلند است.نشانگر موجود در اهرم امكان تعيين ميزان باز بودن شير را ايجاد نموده وبا استفاده از نمودارهاي مربوطه،مي توان ميزان آب خروجي را تخمين زده و محاسبه كرد.

ب)كنترل اتوماتيك: در اين سيستم شير دستي اشاره شده در بالا با محرك مناسب تجهيز مي شود.همچنين الكترودي در بويلر بخار نصب مي شود كه رسانش آب ديگ را اندازه گيري مي كند.مقدار سنجش شده در كنترلر با عدد تعيين گرديده مقايسه مي شود

در صورتيTDSسنجش شده از ميزان تعيين گرديده فراتر باشد،شيربلودان پيوسته به آرامي باز شده وشروع به تخليه آب مني نمايد.اين فرايند با جايگزيني آب تازه با TDS پايين و در نتيجه كاهش TDS آب بويلر توام خواهد بود.

ج)كنترل زماني:در سيستم كنترل زماني،ديگر بلودان بطورپيوسته انجام نمي شود،بلكه شير بلودان اتوماتيك با در يافت سيگنال از يك تايمر يا مدار مشابه فرمان گرفته و در محدوده زماني مشخص باز وبسته مي شود.اين روش در صنايع معمولا به عنوان بلودان پيوسته شناخته مي شود كه در طي آن،دي اريتور يا تانك كندانس با آب تازه پر مي شود.

زير آب زنی از كف بویلر بخار

بعلت اينكه زيرآب زني ديگ بخار بصورت متناوب از كف آن تقريبا تنها دو مرتبه در روز و هر بار بمدت 20 ثانيه انجام مي شود،استفاده و بازيافت حرارت اتلاف شده در آب بلودان به صرفه نخواهد بود.بطوركلي ،جهت جلوگيري از تخليه مستقيم آب داغ به سيستم كه ممكن است باعث تخريب لوله كش هاي مربوطه گردد،آب تخليه شده توسط بلودان از كف به سمت تانك بلودان هدايت مي شود.

در آنجا پس از رهايي بخار فلاش وتخليه آن از لوله قطور فوقاني آب باقي مانده(100⁰ C) تا دماي 40⁰C سرد شده و به هرز آب تخليه مي شود.

هشدار:در صورتي كه فرايند بلودان آب زيادي را تخلي نموده يا در نوبت هاي زيادي انجام پذيرد،علاوه بر اعمال تاثير منفي در هزينه هاي خريد سوخت،باعث افزايش ميزان مصرف آب ومواد شيميايي مورد استفاده جهت تصفيه و فرآوري آب خواهد شد.

بازيافت حرارت از آب بلودان دیگ بخار

مي توان حرارت موجود در آب بلودان پيوسته را در يك مبدل حرارتي بازيافت نمود.اغلب سيستمها از اين حرارت جهت افزايش دماي آب تازه تغذيه،پيش از ورود به دستگاه دي اريتور يا تانك تغذيه استفاده مي كنند.متاسفانه انتقال مستقيم حرارت از آب بلودان پيوسته در مبدل حرارتي عاري از مشكلات نيست.از آن جهت كه آب بويلر بخارپس از خروج از شير بلودان دچار پديده فلشينگ شده و مخلوط آب و بخار با سرعت بالا وارد مبدل حرارتي مي شود،مبدل و لوله هاي مربوطه دچار خوردگي خواهندشد.در ادامه امكان نشت بخار نيز مهيا مي گردد.به همين دليل اين نوع سيستم بازيافت غالبا در واحدهاي توليد بخار بلا استفاده مي ماند.از اين جهت بيشتر توصيه مي شود حاصل از بلودان پيوسته ديگ را به تانك فلاش هدايت كرده و از بخار فلاش كم فشار حاصله ،جهت تامين بخار دي اريتور يا تجهيزات كم فشار مشابه استفاده شود.همچنين از حرارت آب داغ خروجي بجامانده در تانك فلاش مي توان در مبدل حرارتي جهت گرمايش آب تازه تغذيه استفاده نمود

مساله نمونه

محتواي حرارتي آب در فشار10bar به ميزان 762MJ/ton است .تجسم كنيد حرارت آب بلودان پيوسته بدون بازيافت حرارت هدر رود.چنانچه ميزان بلودان 5/4% و متوسط نرخ راندمان بويلر نيز 93% باشد انرژي اتلافي به صورت زير محاسبه مي شود:

در صورتي كه هزينه سوخت 7/50€/gj باشد،2/80€  به ازاي هر تن توليد بخار اتلاف خواهد شد.اگر متوسط توليد بخار 50000 tones/year باشد زمان بازگشت سرمايه در صورت بازيافت حرارت بلودان و گرمايش آب تغذيه تا دماي 40⁰c برابر 5/1تا2 سال خواهد بود.

محاسبه نرخ درصدی بلودان پيوسته

بطور تجربي براي محاسبه نرخ درصدي بلودان دو روش موجود است:

روش اول:شامل محاسبه  رابطه ميان ميزان كلرايد موجود در آب تغذيه  و آب موجود در ديگ بخار است.

روش دوم: شامل محاسبه  رابطه ميان ميزان كلرايد موجود در آب تازه  و آب موجود در ديگ است.

نتايج حاصل از دو روش براساسkgيكسان است.تنها نرخهاي درصدي وزمان هاي شروع دو روش متفاوت خواهد بود.

•  تعريف نرخ درصدي بلودان پيوسته براي روش اول:

نرخ درصدي بلودان پيوسته=

CL_fw = محتواي كلرايد آب تغذيه

CL_{bw =} محتواي كلرايد آب ديگ

نمونه گيري آب دیگ بخار

نمونه برداري از آب ديگ يا آب تغذيه حتما بايد بوسيله خنك كننده نمونه انجام پذيرد.در غير اينصورت،امكان بروز خطا زياد است.بعنوان مثال در نمونه برداري از آب ديگ بخار 10بار،پس از نمونه گيري16 درصد آب به بخار فلاش تبديل مي شود.به اين معني كه غلظت املاح و محتويات نمونه16 درصد بالاتر از نمونه اي است كه بوسيله خنك كننده نمونه تهيه مي شود و خطاي زيادي را به دنبال خواهد داشت.