مقاله در مورد سرویس و نگهداری دیگ بخار و دستگاه های سختی گیری آب می باشد که در ادامه به شرح هر کدام خواهیم پرداخت
بخار باید به سرعت ازشیشه ها عبور نماید اجازه دهید برای 20-15 ثانیه بخار خارج شود. شیر تخلیه آب نما را ببندید و شیر ورودی آن را باز کنید. آب باید به سرعت وارد شیشه آب نما گردد. چنانچه این عمل به کندی انجام شود یکی از مجراها مسدود شده که باید در اولین فرصت رفع اشکال شود.
توجه: برای انجام موارد فوق به هیچ وجه از ابزاربرنده و یا نوک تیز استفاده نشود زیرا در صورت تکرار نازل یا فنجانک از تعادل خارج شده و باید آنرا تعویض نمود.
اتصالات دمپر هوا و سوخت را کنترل نمایید.
تذکر:موارد 2 و 3 را در اولین فصل کاری دیگ انجام دهید و بعد از آن با توجه به میزان بهره برداری از دیگ برای انجام می توان اقدام نمود. بدین معنی که می توان تعیین کرد که درچه فاصله زمانی لوله ها و در چه فاصله زمانی داخل دیگ را می بایست بازدید کرد. باید در نظر داشت که حداکثرزمان تمیزکاری لوله ها از سه ماه تجاوز ننماید چون با تمیز نگه داشتن لوله ها بازدهی دیگ بیشتر خواهد شد. چنانچه سطوح لوله برای مدت طولانی تمیز نشود علاوه بر پایین آوردن ظرفیت اسمی دیگ عمر لوله ها هم کاهش می یابد.
با بازکردن درب جعبه دودهای جلو و عقب دیگ، می توان به تمام لوله ها دسترسی پیدا کرد.
از جلو دیگ با برس مخصوص داخل لوله ها را از رسوب و دود پاک کنید. رسوب و دوده معمولاً در پشت دیگ جمع می شود. دوده و رسوب مربوط به گذر لوله ها در محفظه برگشت و دوده گذر سوم لوله ها در جعبه دود عقبی تجمع می یابد. این رسوبهای دوده ای را به سادگی می توان از بین برد. با برداشتن درب انتهای محفظه برگشت می توان به درون آن راه یافت و دوده یا رسوب آبی دوده ای را که در آن جمع شده اند بیرون آورد و کاملاً پاک نمود. هنگام نصب مجدد دربهای جلو و عقب از آب بندی آنها اطمینان حاصل نمایید و اگر به اتصالات صدمه ای رسیده و آنها را تعمیر و تعویض نمایید.
جهت خاموش نمودن دیگ بخار برای مدتی معین و حداکثر تا یک شیفت کاری می توان به یکی از دو طریقه زیر عمل نمود:
در طول مدت خاموشی دیگ بایستی درهر هفته دو یا سه بار موتورها را بچرخانید تا محور آنها به مدت طولانی در یک وضعیت نماند.
در صورتی که دیگ آبگیری شده باشد آنرا خاموش کرده و سعی نمایید که حبابهای داخلی وجود نداشته باشد. آب دیگ باید هر هفته یک بار آزمایش شود و مواد شیمیایی ذخیره برای تصفیه آب در تمام مدت جهت جلوگیری از اکسیداسیون تزریق شود.
در این حالت ممکن است اشکالات زیر بوجود آمده باشد که باید در جهت رفع آنها اقدام نمود:
فیوز مدار قدرت پمپ سوخته باشد.
ممکن است اشکالات زیر بوجود آمده باشد که دراین صورت باید در جهت رفع آنها اقدام نمایید:
این امر ممکن است در اثر یکی از مواردی باشد که ذیلاً ذکر می شوند:
هوا و سوخت دارای نسبت مناسب نیستند.
دیگ بخار در صورتی می تواند با راندمان تعریف شده کار کرده و عمر مفید خود را داشته باشد که از آب تغذیه مطلوبی استفاده نماید. آب طبیعی برای تغذیه دیگ بخار مناسب نیست مگر آنکه بطور صحیح تصفیه و سختی واکسیژن آن گرفته شود و با افزودن مواد شیمیایی احیاء کننده از خاصیت اکسیدکنندگی آن کاسته شده باشد. اکسیژن محلول در آب موجب زنگ زدگی و خوردگی سطوح فلزی بویژه لوله های دود می شود. تشکیل رسوبهای حاصل از املاح موجب خرابی کوره ولوله های دود، ناصافی صفحه – لوله و همچنین کاهش میزان انتقال حرارت شده و بدین ترتیب دمانی فلز را بالا برده و بازدهی دیگ را پایین آورده و موجب خسارتهای جدی به آن می شود. تصفیه داخلی با افزودن مواد شیمیایی به مقدار کافی جهت ته نشین نمودن املاح آب دیگ بخار و واکنش در برابر اکسیژن محلول در آن انجام می گیرد.
PH آب باید بین 5/9 تا 11 باشد و آزمایشات روزانه به منظور اطمینان از مطلوب بودن کیفیت آب تغذیه و آب دیگ بطور منظم به انجام برسد. بدین لحاظ که سنگینی آب دلیل بر تشکیل رسوبهای ناخواسته می باشد لازم است مواد شیمیایی در حدمناسب و به مقدار کافی باشد تا این حالت از بین برود. در محدوده فشار از صفر تا barg 25، غلظت کل جامدات محلول در آب درون دیگ باید بین 700 تا PPM 3500 بوده و غلظت مواد معلق در آن هم از PPM 15 تجاوز ننماید.در محدوده فشاری فوق قلیائیت کل آب درون دیگ (محاسبه شده به صورت کربنات کلسیم معادل) باید بین 144 تا PPM 700 باشد. اکسیژن محلول در آب را می توان با اضافه کردن سولفیت سدیم و هیدرازین از بین برد. رنج اعداد شرایط آب تغذیه و آب داخل دیگ در نقشه General Assembly که همراه دیگ تحویل مشتری می گردد قید شده است.
توصیه می شود استفاده کنندگان از دیگ بخار جهت کسب اطلاعات بیشتر به استاندارد B.S 2486 (تصفیه آب دیگهای نصب شده بر روی خشکی) مراجعه و یا با شرکتهای سازنده دستگاه های سختی آب مشورت و حتما از چنین دستگاهی استفاده نمایند.
بطور متعارف، اندازه لوله های بخار باید طوری طراحی شود که سرعت عبوربخار از آنها بین 25 تا35 متر در ثانیه باشد ولی اگر سیستم لوله کشی دارای اتصالات زیاد و مسیری طولانی است قطر لوله ها باید به نحوی در نظر گرفته شود که فشار مورد نیاز در محلهای مصرف تأمین گردد. برای جلوگیری از جمع شدن آب در لوله ها ضمن اعمال 1% شیب از تله های بخار نیز استفاده می شود. وقتی در اثر عبور بخار دما بالا رود لوله ها منبسط می شوند برای جلویگری از خسارات و خطرات احتمالی باید از خمها و مفاصل انبساطی مخصوص استفاده شود و بین خمها نیز از اتصالات قابل انبساط استفاده گردد. مهار لوله ها توسط بستهای نگهدارنده صورت می گیرد. لوله ها می تواند در داخل بستها حرکت طولی داشته باشند ولی حرکت عمودی آنها باید بسیار محدود باشد. انشعابات باید ازبالای لوله بخار انجام گیرد و عایق لوله ها نیز به اندازه کافی باشد. آب تقطیر شده از گرمکن های مخزن سوخت یا از ظروف محتوی مواد شیمیایی که برای دیگ زیان آور است نباید به مخزن تغذیه آنها هدایت شود.
آب سخت آبی است که حاوی نمک های معدنی از قبیل ترکیبات کربنات های هیدروژنی، کلسیم و منیزیم و … است. سختی آب بر دو نوع است . دائمی و موقت
تغییراتی سختی آب بر حسب آنکه در موقع نفوذ در زمین از قشرهای آهکی و منیزیمی و گچی گذشته و یا نگذشته باشد، کم یا زیاد می شود. آبهای نواحی آهکی، سختی زیادتری تا آبهای نواحی گرانیتی و یا شنی دارند. سختی آب در عرض سال هم ممکن است تغییر نماید. معمولاًٌ سختی آبها در فصل باران کم و در فصل خشکی زیاد می شود.
آب سخت برای مصرف در کارخانجات مناسب نیست. از مضرات آن ایجاد قشر آهکی بر روی جداره دیگ و خوردگی آن می شود.
سختی آب، عامل تشکیل رسوب در دیگهای بخار، مبدلهای حرارتی، برجهای خنک کننده و سیستمهای سرد کننده می باشد. اگر آب سخت برای شستشو به کار رود، صابون هدر می رود در صنایع نساجی و رنگرزی کیفیت افت می کند. انحلال سود سوز آور در آب، منیزیم را به صورت هیدروکسید منیزیم رسوب می دهد. سختی بیش از حد باعث سوء هاضمه و بروز بیماریهای کلیوی می شود.
جهت رفع سختی آب، تعداد زیادی مواد شیمیایی موجود است، که دارای کربنات سدیم هستند این مواد را قبل از ورود آب، به دیگ ها اضافه می کنند که باعث گرفتن سختی آب می شود و یا در دیگ بر اثر افزودن این مواد، آهک و گچ را رسوب می دهند (باعث شناور شدن رسوب در آب دیگ می شود) و دیگر این رسوب، محکم به جدار دیگ نمی چسبد به طوری که می توان آن را به آسانی پاک نمود.
البته به یاد داشته باشید جهت خروج این رسوبات معلق شده در دیگ باید طبق یک برنامه زمان بندی شده و منظم اقداماتی از جمله زیر آب زدن به صورت مداوم تکرار شود
برای برطرف کردن سختی موقت آب، با جوشاندن آن کربنات های هیدروژن محلول به کلسیم نامحلول تبدیل شده و تشکیل رسوب می دهند. این رسوب در مناطق دارای آب سخت، درون دیگ ها دیده می شود. سختی دایمی آب را می توان با کمک نرم کننده های تبادل کننده یون، مانند پرموتیت برطرف کرد. آبی که در طبیعت وجود دارد تقریباً همیشه ناخالص می باشد. زیرا اغلب دارای گچ، آهک، نمک طعام، ترکیبات منیزیم، آهن، اکسیژن، و ازت، انیدرید کربنیک، ترکیبات آلی و غیره است، مقدار این ناخالصی ها در آبهای مناطق مختلف متفاوت است.
یکی از اجسام گیرنده سختی آب تری ناتریم فسفات Na3PO می باشد که با اسم آلبرت تری بکار می رود. یون کلسیم موجود در آب براثر ناتریم فسفات تبدیل به تری کلسیم فسفات PO42Ca3 می گردد و رسوب می نماید.
براثر ریختن بی کربنات کلسیم آب تبدیل به کربنات می شود و رسوب می نماید (Ca3H2Ca“CO3Ca+Co2+H2O)) و بی کربنات کلسیم آب، براثر کربنات سدیم، گچ و بی کربنات کلسیم، به کربنات کلسیم تبدیل می شود و رسوب می گردد:
Ca3H2Ca+Co3Na2“CO3Ca+2CO3HNa
SO4Ca+Co3Na2“CO3ca+So4Na2
اخیراً به مقدار زیاد از رزین ها که قادرند تعویض یون کنند، برای رفع سختی آب استفاده می کنند. رزین لواتیت در آلمان و امبرلیت و دووکس در آمریکا استعمال می گردد.
درجه سختی آب را از روی مقدار کلسیم و منیزیم موجود در آن تعیین می کنند.
در آلمان اگر آبی ده میلی گرم CaO در یک لیتر داشته باشد می گویند درجه سختی آب یک است.
در فرانسه اگر آبی در یک لیتر ده میلی گرم کربنات کلسیم با همسنگ آن کربنات منیزیم داشته باشد می گویند که یک درجه سختی دارد. برای تعیین سریع سختی آب، کارخانه شیمیایی واقع در آلمان قرصهایی ساخته است. در یک لوله آزمایش مخصوص و مدرج، آب مورد آزمایش را تا خط نشان لوله پر می نمایند، و به وسیله معرفی که همراه بسته قرصهاست رنگ این آب را قرمز می کنند و آن گاه آنقدر از این قرصها در آن می اندازند تان رنگ آب سبز گردد. شماره قرصهای ریخته شده در لوله آزمایش برابر درجه سختی آب می باشد. دقت این روش تا نیم درجه است در ایران معمولاً از کیت های خاصی استفاده می شود.
سختی گیری برای جداکردن دو عنصر کلسیم و منیزیم بکار می رود.اگر این دو عنصر از آب جدا نشوند، همان اتفاقی در دیگ بخار می افتد که در کتری رخ می دهد. در واقع رسوبات، سطح بین لوله های آتش خوار با آب را کاهش می دهد و انرژی بیشتری برای تولید میزان معینی فشار مصرف می شود ، همچنین پاکسازی این لوله ها علاوه بر هزینه بر بودن خط تولید را نیز متوقف می کند.
این بخش از دو مخزن تشکیل می شود. مخزن اول شامل بافت رزین سه بعدی بوده که با منیزیم ترکیب شده RMg بوجود می آوردو در نتیجه سختی آب از بین می رود ولی نمی توان آن را به فاضلاب هدایت کرد. چون رزین از دست خواهد رفت. سپس مخزن دوم به عنوان مخزن احیاء استفاده می شود. در این مخزن آب نمک وجود دارد. واکنشهای به صورت زیر انجام می شود. (واکنش زیر با ترکیب رزین و منیزیم انجام می گیرد).
MgSo4+R—RMg+So4
NaCl+RMg+So4—RNa+MgCl2
اکنون آب وارد مخزن نمک شده و RNa مجدداً با سولفات منیزیم ترکیب شده و تولید RMg می نماید که با انجام چرخه ایی این واکنش ها، رزین مجدداً احیا شده و از چرخه احیاء خارج می شود.
اکنون سختی آب گرفته شده، ولی برای وارد شدن به داخل دیگ باز مشکلاتی وجود دارد.
لازم به ذکر است همان گونه که بیان شد، دستگاه سختی گیر تنها قادر به جداسازی دو عنصر مضرکلسیم و منیزیم است. جهت جداسازی دیگر عنصرها از آب دیگ بخار و تأسیسات، تدابیر دیگری در نظر گرفت.
لازم به یادآوری می باشد، در زمان تولید در کارخانه و کارکرد مداوم دیگ بخار، ممکن است بیش از ظرفیت سختی گیر آب مصرفی از آنها عبور کند، که مسلماً تمامی املاح کلسیم و فسفر به قطع فیلتر و جداسازی نمی شود. در این صورت تدبیر ثمربخش موادی است که املاح منیزیم و کلسیمی که فیلتر نمی شوند را در آب جوش به هنگام کار دائم دیگ بخار به صورت غیر قابل رسوب در می آورد و منابع چسبیدن آنها به سطح فلز مخزن آب، روی لوله ها و کوره می شود. که با قیمت بسیار ارزانی در دسترس می باشند و با اضافه نمودن آنها به آب مصرفی دیگ بخار و درین های (زیر آب زنی) مرتب طبق آزمایش های لازم آب ورودی دیگ، این املاح معلق و نچسب به هرز آب استفاده می شود.
اکثر شهرهای ایران و البته شرهای قم ، زاهدان، دلیجان، ساوه، سمنان و … از شهرهایی هستند که آب آنها از سختی بالایی برخوردار است. بدیهی است که رفع سختی آب از وظایف بسیار مهم اپراتور در طول نگهداری روزانه وشیفت کاری است و به جهت جلوگیری از صدمات مخرب و گاهی غیر قابل جبران و مصیبت بار بعدی که در مدت کوتاهی به سیستم تأسیسات وارد می گردد تدبیر لازم با هزینه ای بسیار اندک در قبال تأسیساتی حرارتی که به قطع قسمتی حیاتی برای تولید مداوم و مستمر است، اتخاذ گردد. اما لازم است که سختی آب در تمامی کارخانجات سراسر کشور به صورت دوره ای و تحت نظارت متخصصان این بخش کنترل گردد تا از بروز هزینه های هنگفت در آینده ای بسیار نزدیک جلوگیری شود.
برای سختی زدایی معمولاً از دستگاه های سختی گیر استفاده می شود.
دستگاه شامل یک استوانه فلزی است که در داخل آن مواد موثر در سختی زدایی (رزین های تبادل یونی) قرار گرفته است. رزینهای مزبور، کلسیم و منیزیم را با سدیم تعویض کرده و آب سخت را به آب نرم تبدیل می کند. رزیهای دستگاه سختی گیر پس از مدت زمان معین اشباع می شوند و کارایی خود را از دست می دهند. اگر رزین با محلول کلر وسدیم 10% شستشو شود، خاصیت سختی گیری خود را باز می یابد. غلظتهای کمتر و یا بشیتر نمک اثر کمتری دارندو استفاده از آبهای گل آلوده و مواد معلق، و همچنین آبهایی که دارای املاح، منگنز، مس و دیگر فلزات سنگین می باشند، رزینها را فرسوده و آبدهی دستگاه سختی گیر را کم می کنند، توصیه می شود قبل از دستگاه سختی گیر، مواد معلق آب، توسط یک فیلتر شکن جدا شوند و برای کاهش املاح فلزات سنگین تدابیر لازم گرفته شود.
راه اندازی، بهره برداری و تجدید بار دستگاه سختی زدایی ممکن است دستی یا با فرمان الکترونیکی به طور خودکار انجام گیرد.
1.هر ستون سختی گیر شامل شیر سولووالو (نیمه اتوماتیک) 1 اینچ، شیر ورودی و خروجی آب و شیرهای هوای گیری و گیج فشار 6-0 بار می باشد.
املاح کلیسیم و منیزیم مخصوصاً بصورت کربنات مهمترین عوامل ایجاد در رسوب آب در جدار تأسیسات حرارتی هستند، بدین معنی که وقتی آبی را گرم نماییم تبلور میکروسکوپی املاح کم محلولی که به حال اشباع رسیده اند باعث پیدا شدن رسوب خواهد شد هر رسوب از تجمع تعداد زیادی بلور و هر بلور از تعداد زیادی یونهای مختلف بوجود آمده و براساس اندازه گیری های انجام شده بوسیله اشعه ایکس فاصله بین یونهای هر بلور 002/0 میکرون است. برای چسبیدن یونهای متبلور به یکدیگر به مقداری نیروی الکترومغناطیسی احتیاج دارم. تبلور خاص (ملاح کلسیم و منیزیم باعث خواهد شد این رسوبات بصورتی سختی و اگر توام با سیلیس باشد به صورت شیشه ای به جدار تأسیسات حرارتی بچسبد و ایجاد هر میلیمتر رسوب سخت مصرف سوخت دیگهای بخار را 8 تا 11 درصد بالا خواهد برد.
به جز املاح کربناتی، کلرور و سولفات و سایر املاح کلسیم و منیزیم اثر زیادی مثل کربنات در پیدایش رسوب ندارند و املاح سدیم و پتاسیم اصولاً در تشکیل رسوب دخالتی نمی نمایند مهمترین روشهای مبارزه با ایجاد رسوب به اختصار به قرار زیر هستند:
توجه به اشکالات یاد شده متخصصین مربوط به تصفیه آبهای صنعتی را وادار نموده که به فکر ابداغ روشهای جدیدتری که از نظر اقتصادی و بهره برداری مقرون به صرفه بوده و اشکالاتی نظیر آنچه که بیان شدند داشته باشند بیفتند.
دستگا های تصفیه مغناطیسی اولین بار در 1945 توسط یکی از مهندسین برجسته بلژیکی به نام The vermerin اختراع گردید و از 1950 رسماً در صنعت تصفیه آبهای دیگ بخار مورد استفاده قرار گرفت بدیهی است که دستگاه فوق به مرور تکامل یافته و امروز در بیش از 50 کشور جهان مورد استفاده قرار گرفته است. واحدهای مغناطیسی CEPI در آمریکا، شوروری، فرانسه و اکثر کشورهای صنعتی جهان با موفقیت آب به حدی تکامل یافته که نه تنها در تصفیه آب بلکه در تصفیه اکثر واحدهای صنعتی که با آب و یا مایعات تماس دارند مورد استفاده می باشد.
همانطور که می دانیم هر اتم از تعدادی الکترون که بگرد هسته مرکزی غیر قابل تغییر در حرکت هستند تشکیل یافت و همین الکترونها هستند که درفعل و انفعالات شیمیایی دخالت می نمایند وقتی جریان القائی از طریق میدان مغناطیسی به اتم القا کنیم تغییراتی در بالانس بار الکتریکی اتم بوقوع خواهد پیوست که از طرفی می دانیم وقتی یک هادی مانند آب در میدان مغناطیسی حرکت نماید پتانسیل الکتریکی در هادی تولید خواهد شد که باعث بهم خودرن تعادل بار الکتریکی یونهای موجود در آب مخصوصاً یونهای کلسیم و منیزیم خواهد گردید. قبلاً توضیح دادیم رسوبات از تعدادی بلور که از یونهای زیادی تشکیل یافته بوجود خواهد آمد که بوسیله نیروی الکترومغناطسیی بهم چسبیده اند حال اگر تغییراتی از طریق القای جریان الکترومغناطیسی در این نیروی چسبندگی بلورها و مالا تغییراتی در خاصیت چسبندگی رسوبات بوجود بیاوریم مانع چسبیدن آنها و پیدایش لایه های تخت رسوبی در جدار تأسیسات خواهیم شد و مبنای کار واحدهای تصفیه مغناطیسی آب نیز بر همین اصل استوار است. رسوبات املاح کلسیم و منیزیم که در حالت عادی سه محوره بوده و بصورت سخت به جدار تأسیسات حرارتی می چسبید بعد از عبور آب از میدان مغناطیسی بهم خوردن تعادل بار الکتریکی یونها فرم تبلور املاح کلسیم و منیزیم بصورتی تبدیل خواهد شد که دیگر خاصیت چسبندگی به جدار تأسیسات حرارتی را ندارند یعنی بلورها یک محوری و بی شکل بوده و از طریق تخلیه دیگهای بخار قابل دفع هستند. چون در اثر این تغییر بار یونها مقدار کلسیم و منیزیم آب تغییری نمی کند لذا خواص آب در اثر عبور از واحدهای تصفیه مغناطیسی بدون تغییر باقی می ماند.
میزان جریان القائی تولید شده که از طریق مغناطیسهای غیر الکتریکی و دائمی تأمین می گردد به عواملی چون
میزان جریان نباید از حداقل تعیین شده در کاتالگ کمتر باشدو سرعت جریان نیز با توجه به ثابت بودن نیروی مغناطیسی نامحدود نیتس و اگر سرعت جریان خیلی زیاد باشد پتانسیل لازم برای تغییر بار الکتریکی که قبلاً باعث شد بوجود نخواهد آمد.
همانطور که توضیح دادیم چون نیروی مغناطیسی ثابت است اگر سرعت جریان آب خیلی زیاد باشد پتانسیل لازم جهت تغییر بار الکتریکی یونها و در نتیجه بی شکل شدن رسوبات کربنات کلسیم و منیزیم انجام نخواهد گردید.
مهمترین مزایای مصرف واحدهای مغناطیسی تصفیه آب بقرار زیر هستند:
– مخارج بهره برداری ندارند.
– به تعمیرات و نگهداری که اکثراً هزینه های زیادی دارد نیاز ندارند
– عمل واحد تصفیه به مصرف مواد شیمیایی نیاز ندارد.
– باعث از بین رفتن رسوبات قدیمی نیز خواهد گردید.
– هیچگونه ماده اضافی در تصفیه از خود داخل آب نخواهد نموده و از این رو حتی آبهای آشامیدنی را می توان با واحد مغناطیسی مورد تصفیه قرار داد.
– هیچگونه خاصیت خورندگی به آب تصفیه شده نخواهد داد.
– قیمت آن در مقایسه با سایر وسایل تصفیه بسیار ناچیز است.
– بهره برداری در آن به تخصیص نیاز ندارد.