بهره وری انرژی در ديگ های بخار1

سرویس و تعمیرات انواع دیگ بخار و آبگرم
سرویس و تعمیرات انواع دیگ بخار و آبگرم (فصل شش)
مهر ۴, ۱۳۹۷
بهره وری انرژی در ديگ های بخار
بهره وری انرژی در ديگ های بخار2
مهر ۵, ۱۳۹۷

بهره وری انرژی در ديگ های بخار

مقدمه ای در مورد بهره وری انرژی در ديگ های بخار ، آب برای تولید بخار، یك سیال ضروری به شمار میآید. حفظ كیفیت آب موجب ارتقاء بازدهی و افزایش طول عمر دیگهای بخار میشود. استفاده از آب با كیفیت پائین باعث بروز مشكلات جدی برای دیگهای بخار شده و در خیلی مواقع موجب تخریب كامل آن میگردد در این فصل متداولترین و جدیترین مشكلاتی كه در رابطه با دیگهای بخار صنعتی صورت میپذیرد تشریح و روشهای صحیح نگهداری از دیگهای بخار بیان میگردد. معمولاً مشكلات دیگهای بخار خاص خود بوده و شدیداً به نوع آب و نحوة بهره برداری وابسته است، لیكن سعی بر آن است تا مبانی عمومی و متداول در این فصل تشریح گردد. بهره گیری از مشاورین ذیصلاح برای دستیابی به سیستمهای مناسب اصلاح آب و یا استفاده از مواد از مشاورین ذیصلاح برای دستیابی به سیستمهای مناسب اصلاح آب و یا استفاده از مواد ز مشاورین ذیصلاح برای دستیابی به سیستمهای مناسب اصلاح آب و یا استفاده از مواد شیمیایی مناسب، موجب افزایش بهره وری در دیگهای بخار خواهد شد.

مشكلات آب ديگ های بخار

معمولاً مشكلات آب ديگ هاي بخار به دو گروه زير قابل تقسيم بندي مي باشند:

الف مشكلات ناشي از ترسيب مواد يا رسوب گذاري  ب مشكلات ناشي از خوردگي

از آنجائيكه اين دو مورد از عمده ترين و  متداولترين مشكلات ديگ هاي بخار به شمار مي آيند، بسيار محتمل است كه هر دو مشكل بطور همزمان براي ديگ هاي بخار حادث گردد.

بسياري از مشكلات خوردگي در اثر رسوب گذاري پديدار مي شوند و همچنين در بسياري از موارد عامل خوردگي باعث بروز مشكلات رسوب گذاري مي شود. بهرحال هر دو مشكل فوق را مي توان با تمهيدات علمي از ميان برداشت و برطرف كرد.

 مشكلات رسوب گذاری

متداول ترين مشكل  رسوب گذاری در اثر واكنش موادي چون كلسيم، منيزيم و سيليكا با فلز ديگ بخار بوجود مي آيد. اين مواد بطور گسترده اي در داخل آب تغذيه وجود دارد و بنابراين پتانسيل واكنش با فلز ديگ بخار هميشه وجود خواهد داشت.

در اثر واكنش كلسيم، منيزيم و سيليكا با فلز داخلي ديگ بخار، لايه سختي تشكيل مي گردد كه در اثر كاهش انتقال حرارت، زمينه لازم براي از دست رفتن بازدهي بوجود  ميآيد. در اثر افزايش ضخامت لايه رسوبي،  لوله هاي داخل ديگ بخار تحت دماي مازاد قرار گرفته و نهايتاً تركيدگي در آنها بوجود مي آيد. به عبارت ديگر لايه رسوبي همانند يك لايه نازك عايق بين گاز و آب ديگ بخار عمل مي نمايد.

رسوب گذاري در ديگ هاي بخار  ميتواند بين 10 تا 12% از بازدهي سيستم بكاهد.

رسوبات زماني بوجود مي آيند كه حلاليت نمك هاي تشكيل دهنده رسوب در آب كاهش يافته و از طرفي دما و غلظت نمك ها افزايش يابد. زماني كه دماي آب تغذيه به سطح دماي ديگ بخار مي رسد، حلاليت  نمكهاي تشكيل دهنده رسوب كاهش يافته و ترسيب بر سطح داخلی ديگ آغاز مي شود. حلاليت مواد شيميايي كه بصورت عادي در آب تغذيه وجود دارد در جدول شماره (1) ارائه شده است اين جدول نشان مي دهد كه در اثر افزايش دما از شرايط محيط به نقطه جوش، حلاليت مواد كاهش مي يابد. بهره وری انرژی در ديگ های بخار

بنابراين عملي ترين روش براي جلوگيري از ترسيب مواد آن است كه كلسيم و منيزيم موجود در آب تغذيه قبل از ورود به ديگ بخار حذف گردد. روش هاي حذف يا كاهش غلظت كلسيم و منيزيم از آب به خوبي شناخته شده است و شامل بهره گيري از شلات، پليمر و يا فسفات مي باشد. شايان ذكر است كه ترسيب مواد فوق در بخش اكونومايزر، پمپ هاي تغذيه و خطوط انتقال آب نيز رخ  ميدهد. تشكيل رسوب حتي در ديگ هاي بخار با فشار كم نيز بوجود مي آيد، خصوصاً كه در اين نوع ديگ ها، آب ورودی، تحت فرآيند پيش تصفيه قرار نگرفته باشد.

رسوب گذاري سيليكا نيز به همان طريق  رسوب گذاری لسيم و منيزيم تشكيل ميشود بااين تفاوت كه جداسازي سيليكا از منبع آب تغذيه به سادگي جداسازي كلسيم و منيزيم نيست. رسوبات سيليكا در انواع مختلف سيليكات منيزيم و سيليس بي شكل پديدار  ميشود.

سيليكات بي شكل بصورت لايه نازك و شيشه مانندي بر سطح داخلي ديگ بخار تشكيل مي گردد كه جداسازي آن بسيار دشوار است. معمولاً از  محلولهاي اسيدي ( هيدروفلوريك ) براي جدا نمودن لايه هاي شيشه اي مانند استفاده  ميشود. رسوبات سيليكات منيزيم داراي بافت ناهموار بوده و جداسازي آن از سطح ديگ بخار نسبت به سيليس بي شكل  راحتتر است. رسوبات سيليكاتي معمولاً در سيستم  ديگهاي بخار با فشار پائين ديده مي شود و معمولاً اين نوع سيستم ها فقط مجهز به جداسازي كلسيم و منيزيم بوسيله زئوليت سديم از آب  ميباشند.

در  پارهاي از موارد رسوبات سيليكاتي در ديگ بخار با فشار بالا نيز رويت شده است كه عمدتاً ناشي از نشت سيليكا از واحدهاي آنيوني بوده است. هر قدر كه سيليكات آب ورودي بيشتر و قليائيت آب كمتر باشد، ترسيب لايه سيليكاتي  سريعتر صورت  ميپذيرد. خاصيت عايقي لايه سيليكاتي به مراتب بيشتر از  لايههاي رسوبي كلسيم و منيزيم است و به همين دليل باعث كاهش بازدهي بيشتري در ديگ هاي بخار  ميشود. معمولاً براي جلوگيري از ترسيب سيليكات ها در  ديگهاي بخار، نسبت هيدرات قليائيت به سيليكاي آب تغذيه را در حد 3 به 1 حفظ  مينمايند.

بطور كلي ساختار شيميايي رسوب ، تخلخل آن و روش  بهره برداري از ديگ بخار به عنوان  اصلی ترين عوامل در به هدر رفتن حرارت محسوب مي شوند. به عنوان مثال ضخامت رسوب در حد سه ميلي متر حدود 2 الي 3 درصد كاهش بازدهي در ديگ هاي بخار از نوع فايرتيوب و واتر تيوب را به دنبال خواهد داشت.

دومين اثر مخرب رسوب گذاري در  ديگهاي بخار به افزايش دماي  لوله هاي فلزي باز ميگردد كه در بسياري موارد موجب تركيدگي  لوله ها نيز مي گردد. در ديگهاي بخار مدرن كه ويژگی آن نرخ بالاي انتقال حرارت است، ترسيب لايه بسيار نازك موجب افزايش حرارت در لوله ها مي گردد. در شكل شماره (1) اثر رسوبات ديگ بخار بر دماي لوله نشان داده شده است.

بهره وری انرژی در ديگ های بخار

سومين اثر سوء ناشي از رسوب گذاري، ايجاد خوردگي در ديگ بخار است. معمولاً ديگ هاي بخار با ظرفيت بالاي انتقال حرارت ( بيش از 75 هزار بی تی يو بر فوت مربع  در ساعت ) در معرض خوردگي هاي موضعي قرار مي گيرند. در واقع رسوبات داخل ديگ بخار زمينه لازم را براي ايجاد خوردگي فراهم  ميآورند.

اكسيد های آهن از جمله موادي هستند كه در سطح داخلي ديگ هاي بخار تجمع مي يابند.

اكسيدهای آهن يا از طريق آب خام وارد ديگ بخار  ميگردد و يا اينكه در اثر خوردگيداخلي ايجاد مي شود. اكسيدهاي آهن در رسوبات نرم و سخت ديگ هاي بخار حضور دارند ومعمولاً در رسوبات نرم جهت گيري آنها به سمت داخل ديگ بخار و در رسوبات سخت بهسمت جدار ديگ بخار است.

اكسيدهاي آهن از جمله رسوبات خلل و فرج دار محسوب  ميشوند كه امكان نشت آب از ديگ بخار به داخل بخار را فراهم ساخته و مواد جامد محلول را بر جا  ميگذارند. مواد جامد محلول نظير سود و شلات كه در آب ديگ بخار وجود دارند، نهايتاً در خلل و فرج رسوبات اكسيدهاي آهن ترسيب يافته و غلظت تجمعي آنها به هزاران قسمت در ميليون (ppm) خواهد رسيد. تجمع غلظت بالاي اين مواد در نهايت منجر به خوردگي فلزي در داخل ديگ بخار خواهد شد. مؤثرترين روش مقابله با اين پديده، كاهش غلظت آهن در ديگ بخار است. بنابراين منبع آب تغذيه بايد مورد پيش تصفيه ( نظير فيلتراسيون و پاك سازي) قرار گيرد. هنگامي كه بخار تغليظ شده مجددا به داخل ديگ بخار هدايت شود، براي كاهش اثر خوردگي  مي بايست از  روشهاي شيمياييً مناسب جهت اصلاح كيفيت آب برگشتي بهره جست. اصلاح آب توسط مواد شيميايي نظير شلات ها، پليمرها و فسفات ها موجب كاهش ترسيب يونهاي آهن در ديگ بخار خواهد شد.

همچنين مناسب است تا توجه خاصي به مراكز يا نقاطي كه  ميتوانند موجب افزايش غلظت آهن شوند، بعمل آيد. به عنوان مثال تجهيزات آهك زني( سرد يا گرم)، فيلترها، تجهيزات سديم زئوليت و  پمپهاي تغذيه از جمله مواردي هستند كه  ميتوانند موجب افزايش غلظت آهن در  ديگهاي بخار شوند. بنابراين سيستم هاي ياد شده مي بايست تحت نظارت دايم قرار گرفته و اطمينان كامل از عملكرد صحيح آنها بعمل آيد.

مشكلات خوردگی

اكسيژن محلول با مواد موجود در سطح داخل ديگ بخار واكنش برقرار نموده و باعث تشكيل مواد جديد بر سطح فلز ديگ بخار  ميشوند. به مرور زمان اين مواد جديد  بزرگترشده و به داخل فلز ديگ بخار نفوذ مي نمايند و نهايتاً منجر به از كار افتادن ديگ هاي بخارمي شوند. اكسيژن محلول موجود در آب تغذيه ديگ هاي بخار در اثر افزايش حرارت، واكنش زايي مضاعف پيدا نموده و باعث خوردگي در  پيش گرمكن ها و اكونومايزرها  ميشود.

اكسيژن محلولي كه به نوعي وارد ديگ بخار مي شود نيز باعث انواع تخريب در سيستم هاي غلطك هاي بخار،  غلطكهاي لاي،  لوله هاي ديگ و شيرآلات مي گردد. در اين مسير سيستم هاي خنك كن و  لوله هاي تقطير نيز صدمه خواهند ديد. بنابراين حذف اكسيژن در مسير استفاده از الزامات بسيار مهم به شمار مي آيد. كنترل اكسيژن محلول در منبع آب تغذيه از دو طريق هوازدايي و شيميايي انجام  ميگيرد.  سيستمهاي هوازدايي مدرن قادرند تا ميزان اكسيژن محلول را تا حد 15 ميليارد درقسمت (ppb) در ليتر كاهش دهند و بدين ترتيب نيازي به افزودني هاي شيميايي براي جذب اكسيژن محلول وجود نخواهد داشت.

به هر حال در صورت نياز به استفاده از مواد شيميايي براي حذف اكسيژن محلول،  ميتوان از سولفات سديم استفاده نمود، ضمن آنكه مواد آلي نيز مورد استفاده واقع  ميشوند. برخي از مواد شيميايي لايه نازكي بر سطح اكونومايزر و  پيش گرمكن ايجاد نموده و از خوردگي جلوگيري  مينمايند. ذكر اين نكته حائز اهميت است كه استفاده از مواد شيميايي به تنهايي نمي تواند اثر بخشي روش هوازدايي را داشته باشد و معمولاً استفاده از مواد شيميايي نمي تواند ميزان اكسيژن محلول را به زير 50 ppb در ليتر برساند. ميزان اكسيژن در حد 50 ppb قادر به ايجاد خوردگي مي باشد.

معمولاً حضور اكسيژن محلول و يا دي اكسيد كربن در بخار تغليظ شده از عوامل اصلي ايجاد خوردگي به شمار  ميآيند. حضور دي اكسيد كربن موجب تشكيل اسيدهاي كربنييكي شده و نهايتاً PH بخار كاهش و خوردگي اسيدي حادث  ميگردد. عملكرد اكسيژن محلول كمي متفاوت با دي اكسيد كربن است چرا كه اكسيژن مستقيماً با فلز ديگ بخار واكنش برقرار مي نمايد و باعث خوردگي مي گردد. معمولاً خوردگي ناشي از حضور دي اكسيد كربن در آن دسته از ديگ هاي بخار ملاحظه  ميشود كه از مواد شيميايي براي اصلاح آب تغذيه استفاده مي گردد. بنابراين يكي از روش هاي جلوگيري از اين نوع خوردگي استفاده از آب تقطير شدهبه جاي آب اصلاح شده توسط مواد شيميايي مي باشد.

در اثر ترسيب موادي چون سود، حفره هاي عميقي در سطح فلز ديگ هاي بخار بوجود مي آيد. اين نوع رسوبات معمولاً در نقاطي از ديگ بخار كه حرارت بالاتري داشته و يا ته نشست هاي خلل و فرج دار ( نظير اكسيدهاي آهن) وجود دارد، پديدار مي شوند. در زيراين نوع ترسيب ها، سود آب ديگ بخار با غلظت بيشتري جمع شده و موجب خوردگي موضعي مي گردد.

شايان ذكر است كه ايجاد خوردگي به روش فوق فقط مستلزم گذشت زمان به ميزان چند ساعت تا چند روز است و مجموعاً نياز به طي يك فرآيند طولاني ندارد. بنابراين شيمي آب ديگ بخار  ميبايست به صورت منظم و دايم مورد پايش قرار گرفته و به محض افزايش هيدروكسيدهاي قليايي مي بايست نسبت به اصلاح مناسب آب اقدام نمود. همچنين جلوگيري از ترسيب هاي خلل و فرج دار اكسيدهاي آهن نيز در عدم تشكيل اين نوع خوردگي مؤثر است.

يكي از منابع احتمالي ورود سود  به داخل ديگ بخار، شارژ مجدد منبع تبادل آنيوني است. معمولاً براي شارژ منبع تبادل آنيوني از سود استفاده مي شود كه بخشي از آن همراه با آب تغذيه وارد ديگ بخار مي شود.

يكي ديگر از عوامل خوردگي در ديگ هاي بخار كاهش PH آب به زير 5/8 است.

معمولاً حضور رسوبات خلل و فرج دار اكسيدهاي آهن در كاهش  پهاش آب ديگ هاي بخار نقش مهمي دارند، علاوه بر اين موضوع نشت اسيدهاي سولفوريك و كلريدريك از بخش تقطير آب و كندانسور برج هاي خنك كننده نيز به عنوان منابع احتمالي ورود اسيد در نظر گرفته مي شوند. براي جلوگيري از خوردگي اسيدها پايش مستمر پ ها ش آب بسيار حائز اهميت است.

اصلاح آب ديگ های بخار

اصلاح آب ديگ هاي بخار به سه دسته زير قابل تقسيم است:

الف اصلاح خارجي ( بيروني ) ب اصلاح داخلي ( دروني ) ج اصلاح بخار تقطير شده

كيفيت آب ورودي به انواع ديگ بخار متفاوت بوده و عمدتاً به ظرفيت و فشار آن بستگي دارد. بطور كلي هر قدر كه فشار ديگ بخار افزايش يابد آب تغذيه بايد با كيفيت  مطلوبتري وارد ديگ شود. در جدول شماره (2)، رابطه فشار و كيفيت آب تغذيه ارائه شده است. البته آمار و ارقام اين جدول نبايد به عنوان كيفيت مطلق در نظر گرفته شود و لازم است تا براي تعيين دقيق پارامترها از مشاورين ذيربط استعلام نمود.

بهره وری انرژی در ديگ های بخاربهره وری انرژی در ديگ های بخار

در بخش اصلاح بيروني معمولاً جداسازي پارامترهاي زير مد نظر است:

الف مواد معلق جامد

ب سختي و ديگر ناخالصي هاي محلول ج اكسيژن محلول

معمولاً منابع آب حاوي مقادير معتنابهي مواد معلق جامد( گل، سيليت و باكتري) مي باشندكه در صورت ورود به ديگ بخار موجب اختلال در سيستم خواهند شد. فرآيند تصفيه ( كلاريفاير) و فيلتراسيون قادر به جداسازي بخش  عمدهاي از مواد معلق جامد  ميباشند. بهترين حالت آن است كه ابتدا آب از كلاريفاير عبور داده شده و سپس مورد عمل فيلتراسيون واقع گردد. براي  بهرهگيري از روش كلاريفاير معمولا از انعقاد كننده استفاده مي شود. به عبارت ديگر انعقاد كننده به آب خام اضافه مي شود و دًر اثر افزودن مواد منعقد كننده اندازه ذرات بزرگ شده و در اثر نيروي ثقل ته نشين  ميگردند. سپس آب فوقاني به طرف واحد فيلتراسيون هدايت مي گردد. لجن باقي مانده ناشي از افزودن منعقد كننده از بستر واحد عمليات جمع آوري و دفع  ميگردد. براي انجام عمل فيلتراسيون مناسب است تا از بستر شن- آنتراسيت استفاده نمود. به هر حال نوع فيلتر، عمق بستر فيلتر و ديگر پارامترهاي طراحي بر اساس كيفيت آب ورودي و نوع آب مورد نياز  ديگهاي بخار تعيين مي گردد.

جداسازي ناخالصي هاي ديگر نظير كلسيم، منيزيم و سيليس كه موجب ايجاد ترسيب در سطح داخلي ديگ بخار مي شوند نيز از موارد الزامي براي بهره برداري بهينه از ديگ هاي بخار محسوب مي شود. متداول ترين روشهاي جداسازي مواد ياد شده مواردي چون استفاده از آهك، تبادل كاتيوني بوسيله سديم( سديم زئوليت )، اسموز معكوس، الكتروليز و تقطير توسط يون زدايي (تبادل يوني)  ميباشند. ذكر اين نكته حائز اهميت است كه انتخاب يكي از  روشهاي فوق الذكر وابسته به نوع آب مورد نياز جهت تغذيه ديگ بخار است. اضافه نمودن آهك به آب خام موجب  ميشود كه كلسيم، منيزيم و تا حدي سيليس محلول در آب خام منعقد و به صورت جامد ته نشين شوند. شايان ذكر است كه آهك به تنهايي نمي تواند كيفيتآب ورودي به ديگ بخار را تأمين نمايد و لذا در مرحله دوم استفاده از تبادل يوني و يا تبادل كاتيوني براي اصلاح كامل آب خام الزامي است.

معمولاً از روش تبادل كاتيوني در  ديگ هاي بخار با فشار كم ( كمتر از psig 450) و از تبادل يوني براي ديگ هاي بخار با فشار بالا ( بيش از psig 600 ) استفاده  ميشود. فرآيند تبادل يوني بصورت خيلي ساده در مخازني به اجراء گذارده  ميشود كه حاوي  رزينهاي تبادل يوني هستند. رزين نوعي پلاستيك جامد است كه در اثر واكنش با آب خام به حالت محلول در نمي آيد.  رزينها به دو دسته كاتيوني و آنيوني قابل  تقسيمبندي  ميباشند كه هر يك از اين دو نوع قابليت تبادل يوني را دارند. در روش تبادل يوني با استفاده از سديم زئوليت، پس از واكنش آب خام با رزين، كلسيم و منيزيم جذب و سديم آزاد مي گردد. استفاده از اين روش جهت اصلاح آب فقط براي ديگ هاي بخار با فشار كم مناسب است.

براي ديگ هاي بخار با فشار بالا حتماً بايداز آب فاقد مينرال استفاده نمود. معمولاً مخازن تبديل آب خام به آب بدون منيرال از چند لايه يا بستر تبادل كاتيوني و متعاقب آن چند لايه تبادل آنيوني تشكيل شده است. در شكل شماره (2) نمونة  سادهاي از سيستم تبديل آب خام به آب بدون منيرال ارايه شده است. در اين سيستم ابتدا  كاتيونهاي آب خام شامل كلسيم، منيزيم و سديم با مولكول هيدروژن تبادل مي گردند. در اين حالت آب خام فاقد كاتيون ها مي شود ولي  پهاش آن اسيدي شده و قابل استفاده در ديگ بخار نخواهد بود. در مرحله دوم آب خام فاقد كاتيون به مخزن تبادل آنيوني هدايت مي شود و در آنجا آنيون هايي چون سولفيد، كلريد، كربنات و سيليكا با  يونهاي هيدروكسيد تبادل مي شوند و نهايتاً هيدروژن توليد شده در مرحله اصلاح كاتيوني با هيدروكسيد توليد شده در مرحله اصلاح آنيوني با هم تركيب و آب مناسب را براي استفاده در ديگ بخار توليد  مينمايند.

 

بهره وری انرژی در ديگ های بخار

شايان ذكر است كه ظرفيت  رزينهاي تبادل آنيون و كاتيون محدود بوده و به مرور زمان پتانسيل اوليه خود را از دست مي دهند. بنابراين هر چند گاه يك بار نياز به شارژ مجدد  رزينهاي تبادلي  ميباشد. براي اين منظور از آب شور براي شارژ مجدد بسترهاي تبادل كاتيوني از جنس سديم زئوليت استفاده  ميشود. براي شارژ مجدد بسترهاي تبادل كاتيوني و آنيوني به ترتيب از اسيد كلرئيدريك ( يا اسيد سولفوريك ) و سود سوزآور استفاده مي شود.

ديگر روش هاي جداسازي ناخالصي از آب خام استفاده از اسموز معكوس، الكتروليز و الكترو دياليز مي باشد. اين سه روش تحت عنوان فرآيند ممبران ( پوستي) نيز شناخته  شدهاند. همچنين در فرآيند اصلاح آب، ضروري است كه اكسيژن محلول در آب خام و قبل از ورود به سيستم حذف گردد تا از ايجاد خوردگي جلوگيري شود. براي اين منظور معمولاً از طريق گرم نمودن آب جهت كاهش اكسيژن محلول استفاده  ميشود. گرماي مورد نياز براي افزايشدما از بخار ديگ تأمين مي گردد ( شكل شماره 3 ). غلظت اكسيژن محلول قبل از ورود به ديگ بخار مي بايست به كمتر از 15 بيليون در قسمت (ppb) كاهش يابد.

بهره وری انرژی در ديگ های بخار

براي بهره برداري بهينه از دستگاه اكسيژن زدايي بايد توجه داشت كه بخار آب از بخش هواكش به خوبي تهويه شود. بخاري كه از دريچه تهويه به بيرون هدايت مي شود مي بايست قابل رويت باشد و ارتفاع آن حدود 15 سانتي متر بالاتر از دريچه تهويه باشد. طول يا ارتفاع بخار قابل رويت نبايد بيش از 60 سانتي متر باشد چرا كه در غير اينصورت بخار،  بيجهت در حال به هدر رفتن مي باشد. همچنين بايستي اكسيژن محلول آب پس از افزايش دما بصورت مستمر اندازه گيري شود تا از حذف آن اطمينان حاصل گردد.

مطالبي كه تاكنون ارايه شد بيشتر جنبه اصلاح آب خام و قبل از ورود به ديگ بخار را پوشش مي دهد ليكن براي  بهرهبرداري بهينه، مناسب است تا در داخل ديگ بخار نيز تمهيداتي انديشيده شود. براي اين منظور لازم به ذكر است كه سطح داخلي  ديگهاي بخار از لايه نازكي ( عمدتاً اكسيد آهن مغناطيسي و سياه رنگ) براي جلوگيري از خوردگي آستركشي مي شود. لذا برنامه هاي اصلاح آب بايد  بگونهاي برنامه ريزي شود كه علاوه بر اصلاح آب خام، حفظ و نگهداري از آستر داخلي ديگ بخار را نيز در برگيرد. براي اين منظور دو اقدام جدي براي تنظيم مناسب غلظت اكسيژن محلول و پ هاش آب ضروري است. قسمت اعظم اكسيژن محلول در واحد اكسيژن زدايي كه قبلاً بحث آن آمد جداسازي  ميشود، ليكن مقادير بسيار كمي نيز وارد ديگ بخار شده و در عمل ايجاد خوردگي تأثير  ميگذارد. بنابراين بايد از مواد شيميايي در منبع تغذيه آب براي اكسيژن زدايي كامل بهره گرفت. معمولاً سولفيد سديم به عنوان عامل كاهنده اكسيژن محلول مورد استفاده قرار مي گيرد.

استفاده از اين ماده شيميايي بسيار ارزان قيمت بوده و اثر بخشي آن نيز بسيار بالا است.

البته استفاده بي رويه از سولفيد سديم در  ديگهاي بخار با فشار بيش از 900 بار مي تواند باعث ورود اين ماده به بخار شده و در سيستم خنك كننده اختلال ايجاد نمايد. در اين گونه موارد مي توان از جاذب هاي اكسيژن با پايه آلي استفاده نمود.

علاوه بر مواد ياد شده، استفاده از فسفات براي كاهش اكسيژن محلول نيز مرسوم است.

مزايای استفاده از فسفات به شرح زير مي باشد:

  • فسفات نقش بافر را براي تنظيم  پهاش ايفاء  مينمايد و بدين ترتيب موجب جلوگيرياز خوردگي مي شود.
  •  فسفات موجب ترسيب كلسيم و منيزيم بصورت رسوب نرم ميگردد كه به آساني از ديگ بخار قابل جداسازي است.
  •  فسفات به تشكيل لايه نازك اكسيدها بر روي لايه داخلي ديگ بخار كمك نموده كه بدين ترتيب جدار داخلي در برابر خوردگي مقاومت بيشتري پيدا مي كند.

متداولترين تركيبات فسفات كه در اصلاح آب  ديگهاي بخار بكار  ميروند موادي همچون فسفات سديم ( مونو فسفات سديم، دي فسفات سديم و تري فسفات سديم ) و يا پلي فسفات سديم هستند. عملكرد تمامي مواد ياد شده تقريباً يكسان است و انتخاب هر يك از آنها تابع شرايط ديگ بخار مي باشد. همانگونه كه قبلاً ذكر شد استفاده از تركيبات فسفات موجب تشكيل لجن حاوي كلسيم و منيزيم  ميشود كه براي  جداسازي آن  ميبايست برنامه منظمي تدوين گردد. گرچه استفاده از فسفات موجب افزايش تعداد دفعات پاك سازي ديگ بخار به لحاظ افزايش حجم لجن  ميگردد، ليكن تجربه نشان داده است كه استفاده از اين ماده در ديگ بخار خوردگي را به حداقل مي رساند.

بايد توجه داشت كه استفاده از پليمرها و  شلاتها در اصلاح آب ديگ بخار موجب ترسيب كلسيم و منيزيم نمي شود بلكه با اين مواد ادغام شده و تركيب نسبتاً پايدارتري را بوجود مي آورند.

در بعضي از ديگ هاي بخار پليمرها و شلات ها به همراه فسفات بطور همزمان مورد استفاده قرار  ميگيرند.  مهمترين تركيبات شلاتي اسيد نيتريلوتري استيك (NTA) و اتيلين ديامين (EDTA) هستند كه عمدتاً در ديگ هاي بخار با فشار كمتر از 150 بار مورد استفاده قرار  ميگيرند. البته مناسب است تا از EDTA در ديگ هاي بخار با فشار بالا استفاده شود. غالب پليمر هايي كه در اصلاح آب ديگ بخار مورد استفاده قرار مي گيرند، داراي تركيبات مصنوعي بوده كه پاره اي از آنها در عملكرد بسيار مشابه EDTA مي باشند. استفاده از پليمرها باعث پخش و از هم گسيختگي مواد جامد معلق  ميگردد كه از اين جهت تحت نام ”پراكنده سازي“ نيز شناخته  شدهاند. تنوع پليمر ها بسيار زياد است كه تعدادي از آنها براي كنترل سختي آب بكار گرفته  ميشوند و تعدادي براي كنترل رسوبات آهني مورد استفاده واقع  ميشوند. در برنامه هاي پيشرفته اصلاح آب ديگ بخار از پليمر و شلات ها بطور همزمان استفاده  ميشود. البته تصميم گيري در اين خصوص مجدداً به نوع كيفيت آب مورد نياز و به چگونگي عملكرد ديگ بخار باز مي گردد.

زيركش ( بلودان ) از موارد اساسي در اصلاح آب  ديگهاي بخار به شمار مي آيد. هدف از زيركش ( بلودان ) محدود ساختن غلظت ناخالصي ها به آب ديگ بخار است. ميزان زيركش بسيار حساس و بحراني است، چنانچه مازاد زيركش موجب افزايش  بيرويه مصرف انرژي و هزينه هاي مرتبط با مواد شيميايي مي شود و زيركشي كم نيز موجب افزايش غلظت ناخالصي ها در آب ديگ بخار  ميگردد. معيار دقيقي براي ميزان زيركشي در دسترس نمي باشد چرا كه اين ميزان تابعي از كيفيت آب بوده و لذا  ميتواند بين 1 الي 25% متغير باشد.

حتي محل زيركشي ( بلودان ) نيز مي تواند از سطح آب در محل غلطك بخار، غلطك لاي، هدر تحتاني و يا زير ديگ بخار باشد.

عمل زيركش مي تواند به  صورتهاي مستمر و متناوب انجام شود. ذيلاً قواعد پايه كه در عمل زيركشي بايد رعايت شوند، ارايه مي گردد.

الف در ديگ هاي بخار از نوع غلطكي بهتر است تا غلظت از طريق زيركش در محل غلطك بخار صورت پذيرد. توصيه شده است كه عمل زيركشي از نوع مستمر انجام شود.

ب زيركش از محل غلطك  لاي موجب جدا سازي ذرات معلق جامد مي گردد، ولي استفاده از اين روش مي تواند باعث ايجاد وقفه در جريان آب ورودي به ديگ بخار شده و صدمات جدي به ديگ وارد نمايد. در صورتيكه زيركش از قسمت تحتاني ديگ بخار انجام  ميشود بايد سعي شود تا در  كوتاهترين زمان اين عمل انجام گيرد و به صورت منظم صورت پذيرد.  ج در خصوص زيركش از ديگ هاي بخار از نوع فاير تيوب مي توان عمل زيركش رابصورت مستمر يا متناوب انجام داد.

يكي از روش هاي جلوگيري از اتلاف انرژي، نصب دستگاه بازيافت حرارت بوده كه اكنون به صورت اقتصادي در بازار به فروش  ميرسند و  ظرفيتهاي پائين زيركش تاحد 500 كيلوگرم در ساعت را پوشش مي دهند.

سود بصورت تركيب هيدروكسيد سديم يا هيدروكسيد پتاسيم بطور جداگانه يا همزمان براي كنترل  پهاش آب ديگ هاي بخار مورد استفاده قرار مي گيرد. در بعضي موارد سود را به همراه پلي فسفات استفاده  مينمايند. هيدرازين و آمونياك از ديگر مواد شيميايي هستند كه در اصلاح آب  ديگهاي بخار بكار گرفته  ميشوند. استفاده از هيدرازين و آمونياك از ديگر مواد شيميايي هستند كه در اصلاح آب  ديگهاي بخار بكار گرفته  ميشوند. استفاده از هيدرازين و آمونياك در اصلاح آبهايی كه دارای سختی

زياد هستند، توصيه نمي گردد چرا كه اثر بخشي آنها در اين نوع آبها بسيار ضعيف است. از طرفي هيدرازين كه به نوعي از جمله مواد شيميايي خطرناك محسوب مي شود، بطور متداول در صنايع مورد استفاده واقع نمي شود و استفاده از آن بيشتر مختص  نيروگاههاي توليد برق است.

خوردگي در كندانسورها، تله هاي بخار و  لولههاي تقطير بطور متداول صورت مي گيرد. لذا   پهاش آب مي بايست توسط مواد شيميايي نظير آمين ها در حد خنثي قرار گيرد. متداول ترين  آمينهايي كه مورد استفاده قرار  ميگيرند مورفولين، سيكلوهكسيلامين و دي اتيل آمينو اتانول (DEAE) هستند. بهترين گزينه استفاده همزمان از مخلوط  آمينها است و براي اين منظور بايد درصد اختلاط انواع آمين ها توسط مشاورين ذيصلاح تعيين گردد. در اثر استفاده از انواع  آمينها لايه نازكي بر سطوح داخلي تأسيسات ياد شده ايجاد  ميگردد كه مانع واكنش اكسيژن محلول با فلز بدنه تأسيسات مي شود و بدين ترتيب از خوردگي جلوگيري بعمل مي آيد.

سود اقتصادی ناشی از اجراي صحيح برنامه های اصلاح آب

در بخش هاي مختلف اين فصل قوياً و مكرراً توصيه شد تا براي اصلاح آب خام و جلوگيري از خوردگي و ديگر صدمات از مشاورين خبره و ذيصلاح استفاده شود. در يكي از كارخانه هاي واقع در آريزونا، مشاورين پي بردند كه يكي از شش واحد كارخانه با بازدهي 56% مشغول فعاليت است. پس از بررسي هاي دقيق مشخص شد كه مشكل رسوب گذاري در سيستم حادث شده است و با استفاده از اسيدهاي مناسب نسبت به رفع مشكل اقدام و بازدهي 5/99 درصدي حاصل شد. ادامه بررسي ها نشان داد كه تعداد 5 واحد از 6 واحد برج هاي خنك كن نيز داراي گرفتگي و تجمع بيولوژيكي است كه با استفاده از آب فشار قوي، نسبت به رفع  گرفتگيها اقدام شد. نهايتاً در اثر  پاكسازي واجراي  برنامههاي جديد اصلاح آب خام مجموعاً 26 هزار دلار در مصرف مواد شيميايي و 70 هزار دلار در مصرف انرژي صرفه جوئي بعمل آمد. همچنين مصرف آب به ميزان ده ميليون ليتر كاهش يافت.

لذا اقدامات اصلاحي نه تنها موجب افزايش بهره وري مي شود، بلكه از توقف خط توليد براي اجراي تعميرات كلي نيز جلوگيري  مينمايد.

جهت مشاهده ادامه مقاله کلیک کنید

 

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Call Now Buttonتماس - بخش فروش