شرح کلی دیگ بخار و بررسی قیمت فروش خرید

نگهداری دیگهای بخار
خرداد 22, 1397
آشنایی با رله ساترونيک و نحوه ارتباط آن با موتور دمپرهای مختلف
آشنایی با رله ساترونیک و نحوه ارتباط آن با موتور دمپرهای مختلف
خرداد 22, 1397

شرح کلی دیگ بخار و بررسی قیمت فروش خرید

  • دیگ بخار
  • ساختار دیگ بخار
  • بدنه دیگ بخار
  • هوارسانی دیگ
  • ساختمان بدنه دیگ بخار
  • اصول کار مشعلهای دیگ بخار
  • وسایل کمکی دیگ بخار
  • کوره دیگ بخار
  • تعمیرات دیگ بخار
  • فروش دیگ بخار
  • خرید دیگ بخار
  • قیمت دیگ بخار

نوعی از دیگ های بخارPackaged boiler و لوله آتشین Fire Tube دیگ بخار شامل سه مرحله عبور گاز ( گاز گرم حاصل از اشتعال سوخت) است

مرحله نخست از قسمت جلو کوره تا انتهای آن است (شماره 1) و طوری ساخته شده که در مقابل گرمای حاصله از احتراق و سوخت و جذب حرارت از بدنه کوره و انقباض حاصله از آن مقاومت می کند و حالت ارتجائی دارد. مرحله دوم و سوم عبور گاز شامل عبور گاز حاصل از اشتعال سوخت در دو سری لوله (شماره 2 و 3) می باشد.

اطاقک احتراق نصب شده در انتهای کوره (شماره 4) حرارت حاصله از احتراق سوخت را بصورت تشعشعی به سطح آب داخل دیگ منتقل می سازد.

لانه سیمانی نسوزی در دریچه عقبی دیگ به کار رفته است. این دریچه به اندازه کافی بزرگ و مخصوص دخول افراد به منظور بازرسی مجرای خروجی گاز یا دود (دودکش اصلی دیگ) را بر حسب شرایط محل نصب می توان در بالا و یا در پشت دیگ نصب نمود (شماره 5).

بدنه دیگ بخار با یک لایه عایق پشم شیشه مرغوب به ضخامت ۵٠ میلی متر پوشیده شده و روی آن بوسیله ورق نرم و نازک فولادی روکش کاری شده است.

اتصالات بدنه و کوره دیگ بوسیله جوشکاری انجام شده و تمامی جوش ها بوسیله اشعه x تست شده و تنش های داخلی آن آزاد گردیده است.

سوخت مایع و گاز سوخت مناسب این دیگ ها هستند و می توان از مشعل های گازسوز یا مایع سوز و یا از مشعل های مخلط دو سوخته گاز و مایع استفاده نمود.

هوارسانی دیگ بخار

هوارسانی دیگ بوسیله یک فن الکتریکی تأمین می شود. هوای ورودی دیگ بوسیله دمپر کنترل می گردد. هوای اولیه بوسیله فن تهیه و از طریق محفظه هوا فن اولیه سوار شده روی شافت برسد. و این فن حدود 7% هوای لازم جهت احتراق سوخت را تأمین می نماید. هوای ثانویه مستقیماً از طریق محفظه باد تغذیه می شود. تنظیم دمپر و هوای اولیه و مقدار سوخت لازم بوسیله دمپر موتور و بادامک های مربوطه با اهرمهای موجود انجام می شود.

ساختمان بدنه دیگ بخار

١- بدنه خارجی (شماره 1) : بدنه خارجی دیگ ورقی است شکل استوانه که ضخامت نگهدارنده لوله های عقب و جلو در دو سر آن نصب شده است.

٢- کوره و اطاقک احتراق (شماره 1 و 4): کوره شکل استوانه با اتصالات جوشی طولی و عرضی ساخته شده است که حاوی انحنای مقعری شکل ارتجاعی جهت انبساط کوره می باشد. اطاقک احتراق میانی شامل ورق استوانه ای شکلی است که ازدو طرف بوسیله دو صفحه محصور شده است. کوره مابین دو صفحه نگهدارنده لوله های عقب و جلو قرار گرفته و اولین گذرگاه شعله و گاز را تشکیل می دهد. صفحه عقبی اطاقک احتراق و صفحه نگهدارنده لوله ها با میلگردهای مقاوم بوسیله جوشکاری به هم متصل شده است.

 

٣- لوله ها : دو سری لوله مقاوم جهت عبور گاز مرحله دوم و سوم نصب شده که در دیگ هایی که فشار کاری آنها تا 79/13 بار (200 پوند بر انیچ مربع) هستند اکسپند شده و برای فشارهای کاری بیشتر علاوه بر اکسپند کاری جوشکاری نیز شده است.

۴- تمیز کاری و کنترل دیگ: دریچه آدم رو در بالای دیگ، دریچه مخصوص تخلیه رسوبات در پشت دی، و دریچه ویژه بازدید اطاقک احتراق هر یک جهت تمیز کاری یا بازرسی و یا هر دو در قسمتهای مختلف دیگ تعبیه شده است. در جلو دیگ دو عدد درب آویزان بزرگ قرار گرفته که با باز کردن آنها می توان ضمن بازدید از لوله های ویژه عبور گاز، آنها را تمیز نمود. با باز نمودن درب های عقبی تعبیه شده در روی محفظه دود عقبی دیگ می توان صفحه نگهدارنده لوله های عقب دیگ را بازرسی کرد.

۵- نصب دستگاه های خارجی دیگ بخار: نصب قطعات اصلی و کمکی و وسائل کنترل کننده با لوله های مقاوم بوسیله جوشکاری روی بدنه انجام شده است .

وسائل و اتصالات دیگ: آب مورد نیاز دیگ بخار بوسیله پمپ تغذیه تأمین می شود. آب ورودی دیگ بخار از طریق شیر تغذیه عبور می کند. موقعیکه سطح آب به حد نرمال یعنی نزدیک به وسط آب نمای شیشه ای رسید، پمپ تغذیه بوسیله کنترل کننده دو حالته متوقف می شود. و بالعکس وقتیکه سطح آب از حد نرمال پائین تر رفت، کلید کنترل استارت پمپ را جهت جبران کمبود آب و رساندن آن به حد نرمال روشن می کند.

برای دیگ های بخار با ظرفیت ( kg/h 8150 – Ib/h 18000 ) و بالاتر به جای سیستم کنترل دو حالته کنترل تغذیه مدوله، با کلید شناوری، جعبه کنترل، توام با یک عدد شیر کنترل تغذیه مدوله به کار می برند. پمپ تغذیه دائماً روشن می ماند ولی شیر کنترل مدوله تغذیه به اندازه آب مورد نیاز دیگ کم و یا زیاد می شود و کمبود سطح آب را جبران می نماید.

فشار بخار داخل دیگ بوسیله مانومتر (سی تیرپ) نشان داده می شود. وقتیکه فشار به حد کاری رسید می توان با باز کردن شیر اصلی بخار (شماره 6) بخار را جهت مصرف در کارخانه یا استفاده در سیستم های گرمایش روانه ساخت.

فشار بخار دیگ را، کنترل کننده مدوله فشار اندازه گیری می کند. ازدیاد فشار باعث تحریک پتانسیومتر شده و دریچه بطور خودکار از طریق مدلیشن موتور سوخت و هوای مشعل را کم می کند. و آن را از حالت زیاد به حالت کم تبدیل می نماید و در صورت کمبود مصرف بخار مشعل را خاموش می سازد.

چنانچه مقدار بخار کمتری مورد نیاز باشد مشعل خاموش می شود. وقتی فشار بخار به حداقل خود رسید، کنترل کننده پتانسیومتری فشار، مجددا مشعل را روشن می نماید.

چنانچه به علتی کنترل کننده پتانسیومتری فشار عمل نکند یا خراب شده باشد، فشار در داخل دیگ بالا رفته تا به حد طراحی برسد .در این موقع شیر اطمینان دیگ عمل کرده و بخار اضافی دیگ را تخلیه نموده و فشار بخار را به حد مجاز می رساند و با این عمل از خطرات فشار اضافی درون دیگ جلوگیری می شود.

لرزش ها فشار درون دیگ از شیر بخار و دستگاههای کنترل کننده فشار به عقربه مانومتر منتقل می شود.

چنانچه به علتی آب تغذیه به دیگ نرسد و سطح آب دیگ از حد معمول پائین تر باشد. تخلیه دو حالته ضمن خاموش کردن مشعل، زنگ مشعل و چراغ اعلام خطر سطح آب کم است را روشن می کند. و فقط در صورت رسیدن آب به حد نرمال چراغ سطح آب کم است خاموش می شود و مشعل بطور اتوماتیک شروع به کار می نماید.

در صورت ادامه نزول سطح آب و رسیدن آن به زیر سطح نرمال زنگ و چراغ سطح آب خیلی کم است شروع به کار کرده و مشعل را خاموش می سازد. تا زمانیکه آب به سطح نرمال برسد مشعل شروع به کار نخواهد کرد. فقط با استفاده از کلید دستی می توان مشعل را مجددا روشن کرد.

با باز کردن شیر تخلیه آب می توان با خارج کردن آب دیگ مقداری از غلظت نمک های موجود کاست.

شیر هواگیری جهت تخلیه هوای دیگ زمان پر کردن با آب و نیز جهت تخلیه خلع موجود در موقع خاموش نمودن دیگ به کار می رود. وقتی دیگ در حال کاری است، این شیر باید بسته باشد.

جهت تامین آب مورد نیاز جهت آزمایش کیفیت آب دیگ از شیر کنترل املاح آب یا شیر نمونه برداری استفاده می شود.

صافی ورودی آب برروی لوله مکنده پمپ تغذیه نصب می گردد.

در دیگ هایی که در زمان های مشخصی کار می کنند می توان با نصب کلید نگهدارنده شعله، مشعل را تا رسیدن به فشار لازم در روی شعله کم نگهداری نمود.

در صورت افت سریع فشار دیگ می توان یک عدد شیر ضد مکش در لوله پمپ تغذیه نصب کرده یا این عمل از پر شدن بیش از حد دیگ در اثر اختلاف سطح مخزن تغذیه (که در ارتفاع بالاتری قرار دارد) جلوگیری نمود.

فشار پمپ تغذیه بایستی بیش از فشار ضد مکش باشد. در غیر این صورت بایستی از پمپ بزرگتر استفاده شود.

اصول کار مشعل سه گانه سوز AW

مشعل AW مشعل مایع سوز افقی چرخشی با سوخت پاش گردان است. که محور آن بوسیله تسمه متحرک می شود و در انتهای محور پروانه هوادهی و پودر کننده سوخت قرار گرفته است.

سوخت با یک لوله به انتهای محفظه پروانه هوادهی و پشت مخروط پودر کننده که با سرعت 4600 دور در دقیقه یا بیشتر در حال چرخ است وارد می شود.

جریان سوخت با چرخش مخروط سوخت پاش (کاپ) در روی سطح داخلی آن به طرف جلو حرکت کرده و سرعتی معادل سرعت چرخش کاپ پیدا می کند، سوخت بوسیله نیروی گریز از مرکز روی سطح داخلی مخروط بطور یکنواخت شکل لایه نازک توزیع می گردد. لایه نازک سوخت هنگام پخش شدن روی لبه های مخروط سوخت پاش توسط هوای اولیه پروانه مشعل به صورت پودر تبدیل می شود. جهت پاشش سوخت در عکس جهت دمش هوای اولیه بوده و برخورد آنها بیشتر است و سوخت با این عمل کاملاً بصورت پودر در می آید.

پروانه مشعل تقریباً هفت در صد هوای لازم جهت احتراق را تهیه می کند. الباقی هوای لازم از طریق محافظ پستانک (nozzl shield) و از طریق شکاف موجود در حلقه های سیمانی جلو کوره تأمین می شود.

شافت مشعل بوسیله انتقال تسمه ای می چرخد موتور محرک محور مشعل توسط اتصال لولائی محکم شده و بوسیله پیچ و مهره مربوطه می توان کشش تسمه را تنظیم کرد.

جرقه زن الکتریکی گازی

سوخت پودر شده بوسیله دستگاه جرقه زن بطور خودکار مشتعل می گردد. وقتیکه شمعک گازی بطور خودکار در اثر جرقه الکتریکی روشن شد مشعل شروع بکار می نماید و شعله تشکیل می شود. پس از تشکیل شعله جرقه بطور خودکار قطع می شود.

اصول کار پمپ و ارزه سوخت

مشعل حاوی سیستم سوپاپ های تنظیم کننده است که توسط آنها مقدار سوخت مایع معرفی و پمپ شده و تنظیم می شود.

پمپ سوخت از چندین قسمت تشکیل شده است،  که دو چرخ دنده که با چرخش یکی از آنها توسط الکتروموتر مشعل با دیگری دگیر شده و باعث رانش سوخت به سمت خروجی پمپ می گردد. شیر کنترل مقدار سوخت، توسط اتصالات مدلیشن به نسبت هوای ثانویه مقدار سوخت خروجی از پمپ سوخت را کنترل می کند.

فشار برگشتی سوخت در لوله برگشت نباید از مقدار 379/1 بار یا (20 پوند بر اینچ مربع ) تجاوز نماید. از این جهت شیر قطع کننده جریان در مسیر لوله برگشت قرار نمی دهند. ولی می توان یک شیر آزاد کننده فشار اضافی در مسیر برگشت سوخت نصب نمود که از ایجاد فشار اضافی و صدمه زدن به پمپ جلوگیری می نماید.

پمپ سوخت را از پشت محفظه دریافت کرده و با فشار به محفظه خروجی تخلیه می نماید. این پمپ به صورت شناور نبوده و نیاز به بیرون راندن خلاء در قسمت مکش دارد.

دریچه های گردان کنترل سوخت خروجی (والیو والو) بطور کامل دنده دار بهم درگیر شده اند بطوریکه اگر یکی از آنها جلو حفره ها را باز کند دریچه دیگر همان تعداد سوراخ را مسدود می نماید که در آن صورت مقدار متناسبی از حجم ثابت سوخت که از پمپ تخلیه خارج می شود به سیستم تغذیه و قسمت پودر کننده وارد می گردد و همین مقدار سوخت همواره از طریق سوپاپ تنظیم سوخت بدون توجه به تغییرات غلظت درجه حرارت و درجه سوخت مقدار معینی خارج می گردد.

چون سوپاپ های سوخت برای تهیه نسبت صحیح سوخت بین قسمت پودر کننده و مخزن سوخت می باشند مسلم است که فشار روی قسمت های خروجی در سوپاپ های تنظیم بایستی یکسان باشد.

پیستون متعادل کننده یک وسیله تنظیم کننده فشار می باشد که تعادل ثابت و یکنواختی از نظر فشار در قسمت های خروجی سوپاپ های تنظیم فشار فراهم آورد.

روش کنترل مشعل خودکار

وقتیکه مشعل در حال کار است بازده مشعل برحسب فشار دیگ تغییر می کند. چنانچه در مقدار بخار خروجی دیگ کاهش داده شود. فشار داخلی دیگ افزایش می یابد این تغییر فشار بوسیله دستگاه تنظیم و کنترل فشار اندازه گیری می گردد و باعث تغییر متناسبی در موتور تنظیم کننده مشعل که موجب کاهش میزان نسبت هوا و سوخت می گردد.

چنانچه مقدار بخار مصرفی افزایش یابد فشار دیگ پائین آمده و در نتیجه نسبت هوا و سوخت بالا می رود. این عمل تا وقتیکه مشعل به حداکثر بار دهی خود برسد ادامه می یابد.

در فشار پائین که در آن نقطه بازده کار حداکثر است می توان اختلاف فشار  را بوسیله دستگاه تنظیم و کنترل فشار تنظیم نمود. می توان تا حد امکان فاصله را بیشتر گرفت. هرگاه مصرف بخار کاهش یابد شعله کم می شود تا جائیکه به حداقل خود می رسد و چنانچه مقدار بخار مصرفی از حداقل بازدهی نیز کمتر شد فشار داخل دیگ افزایش می یابد تا اینکه شعله روی نقطه حداقل خود تنظیم می گردد. هنگامیکه فشار به p3 می رسد مشعل تحت عملکرد دکمه های حد فشاری از کار می افتد. و مشعل پس از زمانی مجددا شروع بکار می نماید. که فشار دیگ به حداقل فشار خود رسیده باشد.

فشار معمولاً پائین تر از فشار حد تنظیم می گردد. لیکن مشعل روی شعله پائین شروع بکار می نماید. اما بازدهی آن به تدریج که شعله به اندازه مربوط به فشار بالا می رسد افزایش می یابد.

مشعل های دو سوخته گاز و مایع

کنترل هوای احتراق اولیه و ثانویه نظیر مشعل های مایع سوز می باشد. وقتی که سوخت مشعل گاز باشد اتصال محور مشعل با پمپ سوخت قطع می گردد. شیر جریان گاز از طریق میکروسوئیچ که توسط سیستم اینترلوک بکار می افتد جریان سوخت مشعل را جدا می سازد.

مقدار جریان گاز توسط شیر کنترل اندازه گیری می گردد. و پس از ورود از محور چند راهه به پستانک های گازی می رسد که در اندازه های مشخص نسبت به مشعل می باشد.

کنترل هوا و سوخت

هنگامیکه سوخت دیگ گاز است، موتور تنظیم کننده سوخت مایع به کنترل دمپر هوای اولیه و ثانویه ادامه می دهد لیکن جریان تغذیه سوخت به پودر کننده توسط سوئیچ جدا کننده و قطع و میکروسوئیچ با سیستم اینترلوک به شیر گاز مربوط می گردد.

اندازه گیری گاز توسط موتور تنظیم و کنترل مشعل صورت می گیرد. و توسط یک سیستم تنظیم الکترونیکی کنترل می گردد.

مشعل های دو سوخته با نازل های دو سوخته طرح شده اند این مشعل ها از مشعل سوخت مایع با کاپ است که به آن مجاری گاز و یک حلقه شعله دهنده اضافه گردیده است. هوای اولیه توسط همان سیستم پروانه برای هر دو سوخت مایع و گاز تهیه می گردد. کنترل هوای ثانوی برای هر دو نوع سوخت نیز یکسان نیست.

عمل تبدیل از حالت سوخت مایع به گاز توسط سویچی که در تابلو برق قرار گرفته انجام می شود.

سوئیچ را در وضعیت گاز یا سوخت مایع می دهند و نیز جهت این تبدیل یعنی از حالت مایع به گاز لازم است که اتصال بین پمپ سوخت با مشعل قطع گردد. هنگامیکه دیگ با گاز کار می کند تمام شیر های اصلی جدا سازنده گاز بایستی باز و شیرهای سوخت مایع بسته شود و بر عکس هنگامیکه بخواهیم دیگ با سوخت مایع کار کند بایستی تمام شیرهای سوخت مایع باز و شیرهای اصلی گاز بسته باشند.

چنانچه پوسته محافظ سر نازل را برداریم منفذ های گاز کاملاً قابل دید می باشند که در آن صورت نیز می توان آن ها را پاک نمود. اندازه لوله منفذهای گاز دقیقاً برای نوع و فشار معین گاز تعیین گردیده اند. چنانچه در نوع یا فشار گاز تغییر داده شود در آن صورت لازم می آید که اندازه های جدیدی برای منافذ در نظر گرفته شود.

در ساختمان مشعل، به خاموش شدن بدون خطر توجه زیادی شده است. یعنی اگر تحت هر شرایطی جریان گاز و یا برق قطع شود فوراً در همان شرایط خاموش می شود و اگر پس از مدتی جریان برق مجدداً به دیگ وارد شود مشعل در حالت خاموش باقی می ماند تا اینکه مجدداً کلید دستی جهت شروع بکار فشار داده شود..

 

تلاشهای افرادی نظیر وات ،مارکیز …، از انگلستان در ارتباط با گسترش بهره برداری از نیروی بخار و طراحی و ساخت دیگ های بخار شروع شد.

دیگ های بخار اولیه از ظروف سر بسته و از ورق های آهن که بر روی هم بر گرداننده و پرچ شده بودند و شامل اشکال مختلف کروی و یا مکعب بودند ساخته شدند.

این ظروف بر روی دیوارهای آجر بر روی آتش قرار داده شده و در حقیقت برون سوز محسوب می شدند.

این دیگ ها در مراحل آغاز بهره برداری تا فشار حدود 1bar تامین می نمودند که پاسخگوی نیازهای آن دوره بود ولی به علت تشکیل رسوب و لجن در کف دیگ که تنها قسمت تبادل حرارت آب با شعله بود، و با بروز این مشکل، دمای فلز به آرامی بلا رفته و موجب تغییر شکل و دفرمه شدن فلز کف و در نتیجه ایجاد خطر انفجار می شد

مشعل دو سوخته گاز و مایع

گاز بایستی از منبع اصلی به سیستم گاز دیگ از طریق شیر، تحت فشار معین وارد گردد. فشار گاز منبع اصلی کمتر از مقدار لازم می باشد. مصرف کنندگان دیگ باید یک دستگاه بالابرنده فشار گاز لوله تغذیه قرار دهند تا فشار گاز با فشار مورد نیاز وارد سیستم گازی دیگ گردد. پس از عبور از شیر عبور جدا کننده اصلی وارد دستگاه تنظیم کننده می شود و از آن طریق شیرهای قطع اتوماتیک گاز مربوط به هیدروموتور وارد دستگاه کنترل فشار و بالاخره از طریق شیر های دستی قطع کننده گاز وارد مشعل می شود.

بین دو شیر گاز مربوط به دو هیدروموتور یک انشعاب جهت نصب دستگاه آزمایش آببندی وجود دارد که بعداً در این مورد توضیح داده خواهد شد. بین تنظیم کننده گاز و شیر اصلی گاز مربوط به هیدروموتور یک انشعاب دیگری وجود دارد. شیر آزاد کننده فشار اضافی گاز در این نقطه نصب می گردد. گازی که از طریق این شیر خارج می شود بایستی به بیرون از دیگخانه هدایت شود.

یک انشعاب دیگر نیر در قسمت بالای شیر جهت تهیه گاز شمعک (جرقه زن) وجود دارد. جریان گاز از طریق این انشعاب، وارد دو عدد شیر الکتریکی شمعک گاز شده سپس به شمعک می رسد.

سوئیچ های فشار گاز: سوئیچ فشارکم بین تنظیم کننده اصلی گاز و شیر گاز قرار داده شده است. این سوئیچ از طریق الکتریکی به تابلوی برق متصل می باشد و مشعل را در فشار کاری کمتر از حداقل از کار می اندازد.

به همین ترتیب یک سوئیچ فشار زیاد بین شیر دوم و شیر منی فولد قرار گرفته که موقع بالا رفتن فشار از حد ضروری مشعل را خاموش می کند.

آزمایش آببندی شیر های اطمینان مشعل گاز سوز توسط ازت بطور اتوماتیک وسیله ایمنی اولیه ای که روی مشعل نصب گردیده عبارتست از دو عدد شیر قطع جریان گاز که بطور سری به یکدیگر متصل شده اند برای اطمینان کامل از درست بسته شدن شیرهای قبل از روشن کردن مشعل آزمایش آببندی بایستی اجرا گردد. اگر مقدار نشت گاز بیشتر از مقدار مجاز باشد مشعل بطور خودکار از کار می افتد.

روش آزمایش آببندی: تست های آبندی از قبیل تست هیدروژن و تست LDU11 نیز امروزه متدوال است طرز عمل این سیستم (تست هیدروژن) به ترتیب زیر است:

فشار گاز ازت توسط شیر های کنترل فشار A و B کنترل می گردد تا اینکه فشاری معادل فشار تنظیمی باضافه 7/24 تر بار پیدا می کند. (این فشار برابر 3 اینچ فشار آب) این گاز وارد فضای مسدود شده توسط دو شیر قطع M2 و M1 گردیده و سپس از طریق منفذ C مقدار معینی از آن وارد شیرهای قطع کنندهP1 و P2 شمعک می گردد. پس از اینکه فاصله زمانی که قبلاً تنظیم گردیده فشار در حجم مسدود شده فوق بالا می آید تا به حد فشار آزمایش آببندی توسط ازت برسد. در این صورت نشت گاز وجود نخواهد داشت و تنها جریان مشخصی از محدود کننده فشار C عبور خواهد کرد. این فشار بوسیله سوئیچ D بطریقه اینترلوک (جهت جریان روشن نمودن) مشعل بکار می افتد کنترل می گردد.

اگر پس از 40 ثانیه سوئیچ D بکار افتد در آن صورت مشعل از کار افتاده و زنگ به صدا در می آید. وظیفه شیر F جدا کردن جریان گاز ورودی از جریان جرقه می باشد. ممکن است این دو گاز در تأسیسات مختلف دارای گازهای فشاری متفاوت باشند. این مسئله به ما اطمینان می دهد که حداقل حجمی از گاز ازت بین شیر های جرقهp2 و p1و شیر F ) Block Valve) و شیر ازت E قرار گرفته و بنابراین می توان اطمینان نمود که مشعل در همان لحظه اول شروع بکار خواهد کرد.

دو تنظیم کننده فشار گاز ازت مقدار فشار ثابت لازم جهت آزمایش آببندی توسط ازت را در منفذ C بدون توجه به افت فشار در کپسول گاز ازت فراهم می سازد. پس بنابراین بایستی باندازه کافی ازت برای آزمایش در اختیار داشت زیرا این تنظیم کننده ها از نوع بدون لوله انشعابی (NON BLEED TYPE ) می باشند.

آزمایش آببندی شیرهای اطمینان مشعل گاز سوز توسط ازت بطور غیر خودکار: در بحث قبلی اصول کلی سیستم آزمایش آببندی بوسیله ازت نشان داده شده است.

ادامه شروع بکار مشعل بشرح ذیل است

هنگام روشن شدن مشعل کنتاکت های کلید فشاری بسته شده و کنتاکت های کنترل کننده روشن یا خاموش بودن شعله روی سیستم کنترل شعله و بسته شدن کنتاکت های سوئیچ یا کلید برقرار کننده هوای احتراق بسته خواهند شد. تا زمانیکه این شرایط برقرار است شیر های E و F انرژی برق را دریافت می کنند و در نتیجه ازت وارد محفظه بسته بین شیر های اطمینان قطع جریان می گردد.

در همین لحظه موتور تنظیم کننده هوای مشعل قبل از آن که مرحله تهویه کوره شروع شود از حالت آتش پائین بطرف وضعیت شعله زیاد تغییر می کند. زمان باز شدن تنظیم کننده هوا (دمپر) تقریباً 40 ثانیه است زمان باید جهت تثبیت فشار ازت تا حد فشار تنظیم باضافه 7/74 تر بار (30 اینچ درجه آب) در نظر گرفته شده است. اگر در انتهای این زمان (40 ثانیه) فشار لازم حاصل نگردد حتماً مشعل از کار می افتد. اما اگر در این مدت 40 ثانیه تثبیت فشار انجام گرفت صفحات تنظیم کننده هوا (دمپر) بطور کامل باز شده و کلید سری تبدیل می یابد و موتور فن شروع بکار می نماید و تهویه کوره شروع می گردد. پس از تهویه کوره شیرهای E و F انرژی خود را از دست می دهند و کنترل کننده هوا (دمپر) در جهت عکس حرکت خواهد نمود. تا به وضعیت شعله کم برسد. مهزمان با این عمل شیر آزاد کننده ازت C باز شده و اجازه می دهد که ازت از سیستم خارج شود. پس از جریان عادی مدار کار مشعل برفرار می گردد و سیستم تثبیت ازت پس از آن که شیرها کاملاً از نظر آببندی کنترل نمود وظیفه دیگری در مدار نخواهد داشت

وسائل کمکی دیگ های بخار

کنترل کننده مدوله فشار: این دستگاه فشارهای گوناگون دیگ بخار را اندازه گیری می کند. تغییر حالات فشار انبساطی یا انقباضی باعث حرکت عقربه روی سیم پیچ پتانسیومتری می گردد. و در وضعیت های مختلف بر حسب نیاز دیگ و شعله ضروری هوا لازم و سوخت ضروری را جهت احتراق مشعل تعبیه می کند.

تنظیم دستگاه کنترل فشار: پیچ تنظیم را تا قرار دادن عقربه متحرک در مقابل عدد دلخواه در روی صفحه اندیکاتور جهت تنظیم فشار قابل تنظیم است. فشار به اندازه حد تنظیم شده در مدوله تغیر خواهد نمود. در صورت نیاز باید فشار تنظیم شده در روی دیگ را بوسیله پتانسیومتر، با مانومتر اندازه گیری کرده و در صورت لازم تصحیح شود.

توجه: در صورت کمبود دامنه نوسان حد تنظیم شده فشار سیستم  پایدار خواهد بود. برای رفع عیب در صورت امکان دامنه نوسان را زیادتر می کنیم تا سیستم پایدار تر شود.

کلید حد فشاری: روی دیگ بخار یک عدد کلید حد فشاری نصب شده است. کلید حد فشاری دارای میکروسوئیچی است که مدار را بصورت خودکار با بالا رفتن فشار قطع و با پائین آمدن آن وصل می نماید. این کلید حد فشاری قابل تنظیم است.

١- فشار دلخواه را در روی صفحه اصلی (نشان دهنده فشار ) انتخاب می کنیم.

٢- دامنه نوسان را برای نقطه دلخواه قطع فشار تنظیم می کنیم.

قرار دادن حد فشار در اندیکاتور اصلی: پیچ تنظیم فشار را بوسیله پیچ گشتی چرخانده تا عقربه نشان دهنده فشار در روی صفحه مربوطه عدد مورد نیاز را نشان بدهد.

فشار دامنه نوسان نقطه ایست که در آن نقطه مدار قطع یا وصل شده و بوسیله پیچ تنظیم مربوطه تنظیم می گردد.

کنترل کننده های سطح آب: دو نوع کنترل کننده سطح آب در هر دیگ بخاری نصب می گردد. با یکی از کنترل کننده ها پمپ تغذیه کار می کند و نیز در اولین مرحله کمبود سطح آب مشعل را خاموش می سازد. کنترل کننده ثانویه مثل یک کنترل کننده مستقل در دومین مرحله کمبود سطح آب عمل می کند. کنترل کننده پمپ تغذیه و نخستین مرحله کمبود سطح آب و اعلام خطر، پمپ تغذیه دیگ های بخار با قدرت 48000 پاند در ساعت یا 150/8 کیلوگرم و بیشتر با سیستم مدوله (کنترل سطح آب) کنترل می شود.

برای دیگ ها با قدرت 1500 پاند در ساعت یا 6800 کیلوگرم در ساعت پمپ تغذیه بوسیله کنترل دوبله (dmal control) کنترل می گردد.

کنترل مدوله سطح آب: این کنترل کننده جهت جبران کمبود سطح آب متناسب با بخار تولیدی طراحی شده است و بر حسب بار حرارتی موجود کمبود سطح آب دیگ را برطرف می کند. کنترل کننده سطح آب از سه قسمت زیر تشکیل شده است.

١- شناور: که در روی سطح آب دیگ در سطح بخاری مورد نیاز نصب می شود.

٢- شیر کنترل مدوله: یک عدد شیر کنترل مدوله آب تغذیه در مدار آب تغذیه جهت رفع کمبود آب دیگ نصب می گردد.

٣- جعبه کنترل: یک عدد جعبه کنترل در روی بدنه سطح منبع نصب شده است.

محفظه شناور: محفظه شناور شامل یک شناور و میله آهنی محرک است. میله محرک درون لوله ضدزنگ بطور آزاد در سمت بالا و پائین حول کوئیل حرکت می کند. حساسیت القائی کوئیل با حرکت میله فلوتر باعث جبران کمبود سطح آب دیگ می گردد.

شیر کنترل مدوله: شیر مدوله با یک محرک و کوئیل حساس نصب شده است. ضریب القائی حساسیت کوئیل بوسیله حرکت هرزگرد شیر کنترل مدوله تغییر می کند. جریان آب تغذیه ورودی به دیگ بخار بوسیله سرپوش پیستون گازی شیر مدوله کنترل می شود. که بوسیله دو عدد شیر برقی نصب شده در شیر مدوله تحریک می گردد.

شیر برقی ورودی آب را در خط تغذیه می پذیرد و سپس در سیلندر فشرده و پیستون کاهش دهنده شیر مدوله را باز می کند. شیر برقی تخلیه آب را از سیلندر پیستون آزاد کرده (یک کمک فنر موجود ) باز شدن شیر مدوله را افزایش می دهد. شیر مدوله وقتیکه هر دو شیر برقی بسته باشند به طریق هیدرولیکی بسته می شود. جعبه کنترل جعبه کنترل شامل یک مدار چاپی و بلوک ترمینال ها ورودی وسایل زیر می باشد.

1 – شیر های برقی.

٢- کوئل های حساس.

٣- اولین آلارم کمبود سطح آب.

۴- اتصالات قطع مشعل به علت کمبود سطح آب .

جعبه کنترل اعمال مختلف در تعادل بین کوئل القائی و شیر کوئل و نیز سیگنال جای متناسب جهت باز شدن شیر را انجام می دهد.

بالا آمدن سطح آب در داخل دیگ (کاهش نسبت تبخیر): با بالا آمدن فلوتر تحریک کننده میله فلوتر ضریب القائی کوئل را عوض می کند. جعبه کنترل تعویض ضریب القائی را حس کرده و شیر برقی ورودی راباز می کند (شیر برقی تخلیه به حالت بسته باقی می ماند). سپس شیر برقی ورودی فشار پمپ تغذیه را سری پیستون باز کرده و سرپوش شیر مدوله را به طرف پائین می راند و با این عمل آب ورودی دیگ کم می شود. بسته شدن شیر مدوله تا تساوی ضریب القائی کوئیل با ضریب القائی کوئیل ادامه پیدا می کند. جعبه کنترل، شیر برقی ورودی را بسته و قفل شیر مدوله را در حالت جدید می بندد یا با بالا رفتن سطح آب اعمال فوق تکرار می شود. شیر مدوله با کمترین توقف به نسبت بخار تبخیر شده باز می شود.

پائین آمدن سطح آب در داخل دیگ بخار (افزایش نسبت تبخیر): بر عکس مراحل فوق شیر برقی خروجی باز می شود و فشار هیدرولیک پیستون شیر مدوله را باز کرده و جریان آب به داخل دیگ هدایت می شود. گاهی به علت کمبود سطح آب کنتاکتی در جعبه کنترل بوجود می آید که آلارم کمبود سطح آب روشن و مشعل خاموش می گردد.

در کنترل کننده مدوله دو عدد شیر سوزنی که قادر است به طور مستقل با شیر برقی کارکند نصب شده است. چنانچه دیگ در حالت دستی کار کند شیر کنترل اضطراری تماماً باز می شود.

کنترل کننده دوتائی سطح آب: کنترل کننده دوتائی سطح آب شامل دو عدد پرینت سوئیچ و آهنربای کمکی دائمی انتهای میله فلوتر است. غلاف های عمودی داخل لوله ضد زنگ بودن خاصیت آهنربائی است. با عبور عمودی فلوتر در جهت بالا و پائین بوسیله آهنربای یونیت سوئیچ ها روی میله های نگهدارنده نصب شده که در مجاورت لوله مرکزی قرار گرفته اند و دارای یک جفت کنتاکت هستند که بصورت ضربه ای کار می کنند و بوسیله نیروی عکس العمل بین آهنربای دوم و سوم بکار می افتد.

وقتیکه شناور به طرف پائین حرکت می کند یونیت سوئیچ اولی موتور پمپ تغذیه را روشن می نماید. زمانیکه جهت حرکت شناور عوض می شود و به طرف بالا حرکت می کند موتور پمپ آب تغذیه خاموش می کند. در این طریق سطح آب دیگ بخار حدود حد نرمال نگه داشته می شود.

دومین یونیت سوئیچ در اولین آلارم کمبود سطح آب بکار می افتد و با رخ دادن حالت کمبود سطح آب در داخل دیگ بخار مشعل را خاموش می کند.

کنترل کننده سطح آب خیلی کم: دیگ بخار به کنترل کننده سطح آب خیلی کم مجهز است. این کنترل کننده شبیه کنترل کننده دوتائی فوق الدکر بوده و فقط حاوی یک عدد یونیت سوئیچ است. وقتی حالت کمبود خیلی کم سطح آب رخ دهد مدار مشعل بوسیله این دستگاه قطع شده و آلارم مربوطه روشن می شود. مشعل فقط در صورت نرمال شدن سطح آب با چرخاندن کلید رفع خطر (reset) در روی تابلو کنترل روشن خواهد شد.

پمپ های تغذیه: پمپ های استاندارد که در روی دیگ های بخار به قدرت (3150- 1590) کیلوگرم در ساعت یا (35000- 6590) پاند در ساعت نصب می شود.

شرح کلی دیگ بخار و بررسی قیمت فروش خرید

پمپ تغذیه بطور چند مرحله ای گریز از مرکز با عمر طولانی با دوام قابل اعتماد با کار ملایم و کم صدا طراحی شده است. پمپ های تغذیه با ساختمان عمودی با گشتاور مستقیم و فلانچ مربوطه نصب شده اند و الکتروموتور آن ضد آب است. پمپ ها در اندازه های مختلف برای دیگ ها با قدرت ها و فشار های گوناگون ساخته می شوند. جهت کسب اطلاعات بیشتر به کاتالوک پمپ ها رجوع کنید.

پمپ ها تغذیه خودپرشو نیستند . باید با چرخاندن فلنچ آنها بوسیله دست درون آنها را کاملاً پر کرده تا آب تازه از آن خارج شود.

توجه  نبایستی پمپ تغذیه را بدون پر کردن راه اندازی کرد.

اگر دیگ بطور خودکار خاموش و پس از مدتی روشن شود بایستی یک عدد شیر ضدمکشی در مسیر خط تغذیه نصب شود که در غیر این صورت با کم شدن فشار دیگ آب مخزن تغذیه به داخل دیگ نفوذ کرده و لوله ها پر آب و بخار می شوند. با نصب یک عدد شیر ضد مکشی در مسیر پمپ تغذیه ممکن است قدرت پمپ تغذیه جهت تزریق آب به داخل دیگ کم شود.

وقتیکه سیستم تغذیه آب دیگ بخار مدوله باشند ممکن است با نصب شیر ضدمکشی ظرفیت شیر مدوله کم شود که در این صورت بایستی شیر مدوله قوی تری نصب نمود.

فهرست پمپ ها در فشار 43/10 بار و یا psi150 و در شرایط زیر پمپ های مخصوص استفاده می شود.

1- دیگ بخار با فشار کاری 43/10 با و یا psi150

2- دیگ های بخار با قدرت 6800 کیلوگرم در ساعت یا 15000 پوند در ساعت که به سیستم مدوله تغذیه آب مجهز هستند.

3- دیگ ها با قدرت بیش از 900 و 15 کیلوگرم در ساعت یا 35000 پوند در ساعت.

چنانچه با توجه به دلائل مختلف ضروری است که پمپ ویژه بکار برده شود بایستی به کاتالوک کارخانه سازنده رجوع کرد.

در نظر گرفتن یک اضافه اندازه جهت لوله مکش آب تغذیه مسئله مهمی است. مخزن آب تغذیه بایستی همیشه در جائی بالاتر از سطح زمین و مسلط به دیگ بخار نصب شود. در محل ورودی آب به پمپ سطح مکش مثبت وجود داشته باشد.

توجه: به کار انداختن پمپ تغذیه در حالت خشک اکیداً ممنوع است  .

همزمان با نیاز به فشار های بالاتر بخار توسط صنایع، روند ساخت دیگ های بخار نیز تحولات بیشتری را تجربه نمود.

بدین جهت برای دستیابی به بازده حرارتی بشتر، نیاز به تبادل حرارتی بیشتری احساس می شد، در نتیجه سطوح در معرض حرارت با در نظر گرفتن تعداد زیادی لوله باریک که در آن ها گازهای گرم، جریان داشتند و اطراف آنها آب وجود دارد، افزایش یافتند. این دیگ ها با داشتن حجم کمتر راندمان مناسبی داشتند.

دیگ های بخار لوله دودی امروزی با دو یا سه پاس در حقیقت انواع تکامل یافته دیگ های مذبور می باشد.

تحول عمده دیگر در ساخت این نوع دیگ ها، تکامل از دیگ های فایرتیوپ سه پاس (عقب خشک) به ساخت دیگ های ویت یک (عقب تر) می باشد.

در دیگ های عقب خشک انتهای لوله های پاس 2 و 3 هر دو به یک سطح شبکه متصل می شوند، که به علت اختلاف دمای فاحش گازهای حاصل احتراق در پاس 2 ( 1000 درجه سانتیگراد ) و پاس 3 ( حداکثر 250 سانتیگراد ) سطح این شبکیه دچار تنش و در نهایت نشتی می شود. همچنین دیگ های عقب خشک نیاز به عایق کاری و انجام تعمیرات بر روی مواد نسوز طاقچه جدا کننده پاس 2 و 3 نیز در فواصل زمانی کوتاه دارند، که موجب افزایش هزینه نگهداری و ایجاد وقفه در تولید می شوند.

جهت حل مشکلات فوق شرکت ینکلن در سال 1935 طرح جدید ساخت دیگ های بخار 3 پاسه را به ثبت رساند، که مشکل اختلاف دمای زیاد صفحه و لوله ها را که تحت اختلاف شدید دمای زیاد قرار داشتند را از طریق ایجاد دو صفحه شبکیه جداگانه برای هر دو دسته از لوله ها بر طرف ساختند. این طرح سطوح عایق کاری شده در دیگ های عقب خشک را نیز تبدیل به سطوح مفید و جاذب حرارت نمود.

مزایای طرح لینکلن که منجر به ساخت دیگ های بخار عقب تر (WET_back) گردید، موجب شده این ساختار جدید تا امروز همه جا رواج پیدا نماید.

ظرفیت این دیگ ها حداکثر تا 4.3mw می باشد.

جهت دستیابی به ظرفیت های بالاتر، نوع دیگری از دیگ های بخار با ساختاری متفاوت بنام دیگ های لوله آبی (واتر تیوپ) ساخته شده و تکامل یافته اند. امروزه تعداد زیادی از دیگ های بخار لوله آبی با مشخصاتی نظیر فشار نامحدود و ظرفیت ها ی بالا، با راندمان 90-85 درصد جهت تولید نیرو در کارخانجات بزرگ و نیرو گاه ها و … نصب و مشغول به کارند.

نحوه رفع سختی آب 

آب سخت آبی است که حاوی نمک‌ های معدنی از قبیل ترکیبات کربنات‌های هیدروژنی، کلسیم، منیزیم و … است. سختی آب بر دو نوع است: دایمی و موقت.

تغییرات سختی آب بر حسب آنکه آب در موقع نفوذ در زمین از قشرهای آهکی و منیزیمی و گچی گذشته و یا نگذشته باشد، کم یا زیاد می‌شود. آبهای نواحی آهکی، سختی زیادتری تا آبهای نواحی گرانیتی و یا شنی دارند. سختی آب در عرض سال هم ممکن است تغییر نماید. معمولاً سختی آبها در فصل باران کم و در فصل خشکی زیاد می‌شود.

مضرات آب سخت

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 رنگ 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 می‌دهند (باعث شناور شدن رسوب در آب دیگ می شود) و دیگر این رسوب، محکم به جدار دیگ نمی‌چسبد بطوری که می‌توان آنرا 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 زیرآب زدن به صورت مداوم تکرار شود. (درصورت درخواست تمایل به آگاهی از این برنامه زمانبندی، جهت خروج این مواد معلق و همچنین تهیه این مواد و دریافت مشاوره بیشتر با شرکت بخارپویان تماس حاصل فرمایید.)

اخیرا به مقدار زیاد از رزین ها که قادرند تعویض یون کنند، برای رفع سختی آب استفاده می‌کنند. رزین لواتیت در آلمان و آمبرلیت و دووکس در آمریکا استعمال می‌گردد.

درجه سختی آب

درجه سختی آب را از روی مقدار کلسیم و منیزیم موجود در آن تعیین می‌کنند.

در آلمان اگر آبی ده میلی گرم CaO در یک لیتر داشته باشد می‌گویند درجه سختی آب یک است.

در فرانسه اگر آبی در یک لیتر ده میلی گرم کربنات کلسیم یا همسنگ آن کربنات منیزیم داشته باشد می‌گویند که یک درجه سختی دارد.

در انگلستان اگر آبی ده میلی گرم کربنات کلسیم و یا همسنگ آن کربنات منیزیم در ۰.۷ لیتر داشته باشد 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 می‌نمایند، و به‌ وسیله معرفی که همراه بسته قرصهاست رنگ این آب را قرمز می‌کنند و آگاه آنقدر از این قرصها در آن می ‌اندازند تا رنگ آب سبز گردد. شماره قرصهای ریخته شده در لوله آزمایش برابر درجه سختی آب می‌باشد. دقت این روش تا نیم درجه است. در ایران معمولا از کیت های خاصی استفاده می شود. (جهت دریافت این کیتها با بخارپویان تماس حاصل فرمایید)

سختی گیر

سختی گیری برای جدا کردن دو عنصر کلسیم و منیزیم بکار میرود. اگر این دو عنصر از آب جدا نشوند، همان اتفاقی در دیگ بخار می‌افتد که در کتری رخ می‌دهد. در واقع رسوبات، سطح بین لوله های آتش خوار با آب را کاهش می دهد و انرژی بیشتری برای تولید میزان معینی فشار مصرف می‌شود. همچنین پاکسازی این لوله ها علاوه بر هزینه بر بودن خط تولید را نیز متوقف می‌کند.

این بخش از دو مخزن تشکیل می‌شود، مخزن اول شامل بافت رزین سه ‌بعدی بوده که با منیزیم ترکیب شده RMg بوجود می‌آورد در نتیجه سختی آب از بین می‌رود ولی نمی‌توان آن را به فاضلاب هدایت کرد. چون رزین از دست خواهد رفت. سپس مخزن دوم به عنوان مخزن احیا استفاده می شود. در این مخزن آب‌ نمک وجود دارد. واکنشهای به صورت زیر انجام می‌شود. (واکنش زیر، با ترکیب رزین و منیزیم انجام می گیرد).

واکنش اول :    MgSo4 + R —> RMg + So4

واکنش دوم :   NaCl + RMg + So4 —> RNa + MgCl2

اکنون آب وارد مخزن نمک شده، و RNa مجددا با سولفات منیزیم تر کیب شده و تولید RMg می‌نماید. که با انجام چرخه‌ایی این واکنش ‌ها، رزین مجددا احیا شده و از چرخه احیا خارج می‌شود.

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 مضر کلسیم و منیزم است. جهت جداسازی دیگر عنصرها از آب دیگ بخار و تاسیسات، تدابیر دیگری باید در نظر گرفت.(جهت دریافت اطلاعات در این خصوص با بخارپویان تماس حاصل فرمایید)

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 مسلما تمامی املاح کلسیم و فسفر به قطع فیلتر و جداسازی نمی شود. در این صورت تدبیر ثمر بخش موادی است که املاح منیزم 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 مانع 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 (زیرآب زنی) مرتب طبق آزمایش های لازم آب ورودی دیگ، این املاح معلق و نچسب به هرز آب فرستاده می شود. (جهت دریافت این مواد با بخارپویان تماس حاصل فرمایید)

شهرهای با آب سخت

اکثر شهر های ایران و البته شهر های 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 و شیفت کاری است، و به جهت جلوگیری از صدمات مخرب و گاهی غیر قابل جبران و مصیبت بار بعدی که در مدت کوتاهی به سیستم تاسیسات وارد می گردد تدبیر لازم با هزینه ای بسیار اندک در قبال تاسیساتی حرارتی که به قطع قسمتی حیاتی برای تولید مداوم و مستمر است، اتخاذ گردد. جهت کسب اطلاعات بیشتر با واحد شیمی آب برق و بخار تماس حاصل فرمایید. اما لازم است که سختی آب در تمامی کارخانه جات 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 شودعوامل خوردگی کوره دیگ بخار:

یکی از مشکلات اساسی که می تواند باعث بروز مشکل برای کوره ها باشد، خوردگی در نقاط و وسایل مختلف آن است که ضمن هدر رفتن مقدار زیادی انرژی، آسیب های مکانیکی متعددی به کوره وارد می کند. از آنجا که هر کوره از بخش های متعددی همچون بدنه، اطاقک احتراق (Fire Chamber)، دودکش، مشعل و سایر تجهیزات جانبی تشکیل شده، لذا علل خوردگی و راه حل های پیشنهادی در هر یک از بخش ها به طور مجزا مورد بحث و بررسی قرار می گیرد.

بدنه کوره

معمولاً بدنه یا دیواره خارجی کوره ها را از ورقه استیل16/3 و کف آن را از ورقه 4/1 می سازند.

در طراحی ها عموماً اتلاف حرارتی از بدنه کوره حدود 2 درصد منظور می شود. نوع و ضخامت عایق کاری بدنه داخلی کوره باید طوری در نظر گرفته شود که دمای سطح خارجی کوره بیش از (1800° F) نشود. اصولاً عایق کاری و عایق های به کار رفته در کوره ها از نظر سرویس دهی مناسب، عمر معینی دارند و به مرور زمان ساختمان کریستالی آنها تغییر یافته و ضخامت آنها کم می شود و این تغییرات ساختمانی سبب تغییر ضریب انتقال حرارت و اتلاف انرژی به بیرون خواهد بود. مطالعات میکروسکپیک و کریستالوگرافیک چند نمونه عایق کار کرده، با نوع تازه آن موید این مطلب است. در صورتی که عایق دیواره های کوره بر اثر بنایی ناصحیح، عدم انجام صحیح Curing بر مبنای دستورالعمل، حرارت زیاد و یا شوک های حرارتی ترک بردارد، نشت گازهای حاصل از احتراق که عبارتند از: So x، No x، N2،Co2 (درصورتی که نفت کوره به عنوان سوخت مصرف شود) و بخار آب در لابلای این ترک ها و تجمع آنها در لایه بین بدنه کوره و عایق دیواره و سرد شدن تدریجی آنها تا دمای نقطه شبنم، باعث خوردگی بدنه می شود.

تداوم این امر ضمن اتلاف مقدار بسیار زیاد انرژی (از طریق بدنه کوره به محیط اطراف)، باعث ریختن عایق و در نتیجه اتلاف بیشتر انرژی و گسترش خوردگی بر روی بدنه کوره و سایر نقاط آن خواهد شد.

در یک بررسی ساده بر روی کوره ای که چندین سال از عمر عایق آن می گذشت ملاحظه شد که دمای اندازه گیری شده واقعی سطح کوره در اکثر نقاط بسیار بیشتر از میزان طراحی است. این مقدار در بعضی از موارد به (1800° F) نیز می رسید.

در این کوره ضمن جدا شدن عایق از دیواره کوره و گسترش خوردگی در نقاط مختلف بدنه، گرم شدن بدنه کوره نیز موجب خم شدن دیواره ها شده و سرعت خوردگی را افزایش داده و باعث خرابی قسمت های مختلف کوره شده است. به طور کلی برای جلوگیری و یا کاهش مشکلات خورندگی بر روی بدنه کوره لازم است به هنگام تعمیرات اساسی ضمن توجه به عمر عایق دیواره در صورتی که عمر آنها از حد معمول گذشته باشد (البته با توجه به درجه حرارتی که درهنگام کار کردن واحد درمعرض آن بوده اند) آنها را با عایق مناسب و استاندارد تعویض کرد و در صورت وجود ترک (قبل و یا بعد از بنایی)، محل ترک ها را با الیاف مخصوص KAOWOOL پر کرد. همچنین در بنایی، عملیات Curing را مطابق دستور العمل انجام داد تا پیوند هیدرولیکی در عایق های بکار رفته در بنایی، به پیوند سرامیکی تبدیل شده و میزان رطوبت باقیمانده در دیواره از 0.4 gr/m2 بیشتر نشود.

البته چنانچه Ceramic Fiber (الیاف سرامیکی) به عنوان عایق دیواره کوره مورد استفاده قرار گیرد، بدلیل عدم نیاز به Curing و Drying و سبکی وزن، مشکلات احتمالی استفاده از عایق های نیازمند به Curing را نخواهیم داشت. ضمن این که عمر بیشتر و چسبندگی بهتری به دیواره، نسبت به دیگر عایق های موجود دارند.

تیوب ها یا لوله های داخل کوره:

معمولاً کوره ها متشکل از دو بخش RADIATION و CONVECTION هستند که بایستی ظرفیت گرمایی (DUTY) کوره از نظر درصد، تقریباً به نسبت70 و30 درصد بین این دو بخش تقسیم شود.

از آنجا که لازم است سیال به اندازه دمای مورد نظرگرم شود بایستی حرارت مورد نیاز خود را از طریق هدایتی از لوله ها و تیوب های داخل کوره دریافت کند، این لوله ها نیز حرارت مورد نیاز برای این انتقال حرارت را از طریق تشعشعی و جابجایی در اثر احتراق سوخت در داخل کوره جذب می کنند. انتخاب آلیاژ مناسب جهت لوله با توجه به نوع سیال و ترکیبات آن و میزان حرارت دریافتی توسط لوله و در معرض شعله قرار گرفتن از اهمیت بسزایی برخوردار است.

مسائلی که به بروز مشکلاتی برای تیوب ها منجر می شود عبارتند از:

سرد و گرم شدن ناگهانی لوله، گرم شدن بیش از حد لوله و بالا رفتن دمای تیوب از حداکثر مجاز آن، در معرض شعله قرار گرفتن و برخورد شعله به لوله (impingement) ، ایجاد یک لایه کُک بر روی جداره داخلی لوله، Carborization، Hogging، Bending، Bowing، Sagging، Creeping، خوردگی جداره داخلی لوله بر اثر وجود مواد خورنده در سیال عبوری، خوردگی جداره بیرونی لوله در اثر رسوبات حاصل از احتراق سوخت مایع بر روی جداره خارجی لوله، کارکرد لوله بیش از عمر نامی آن (80 هزار الی 110 هزار ساعت)

سرد و گرم شدن ناگهانی لوله، ممکن است به Creeping (خزش) که نتیجه آن ازدیاد قطر لوله می باشد منجر شود که در این صورت احتمال پارگی لوله و شکنندگی آن را افزایش می دهد. چنانچه در اثر Creeping مقدار ازدیاد قطر از 2 درصد قطرخارجی لوله بیشتر شود، لوله مزبور بایستی تعویض شود.

در یک اندازه گیری عملی که برای برخی از تیوب های هشت اینچی و شش اینچی کوره (کوره تقطیر در خلا) H-151 در هنگام تعمیرات اساسی صورت پذیرفت، محاسبات زیر بدست آمد:

برای تیوب “8

OD = 8.625 (اصلی)

OD = 8.75 (اندازه گیری شده)

(OD = (0.125 (افزایش قطر لوله)

(OD ALLOWABLE = (8.625×2%=0.1725

هنوز می توان از تیوب مزبور استفاده کرد.

برای تیوب “6

OD = 8.625 (اصلی)

OD = 8.675 (اندازه گیری شده)

(OD = (0.05 (افزایش قطر لوله)

(OD ALLOWABLE = (6.625×2%=0.1325

که هنوز می توان از تیوب شش اینچی مزبور استفاده کرد.

همان طور که مشخص است تیوب 8 حدوداً بیش از دو برابر تیوب 6 ازدیاد قطر داشته است.

برای لوله “6

کوره H-101 (اتمسفریک)

OD =6.625 (اصلی)

OD = 6.635 (اندازه گیری شده)

OD =0.01 (اندازه قطر لوله)

(OD ALLOWABLE = (6.625×2%=0.1325

بالا نگه داشتن دمای پوسته تیوب ها سبب کاهش مقاومت لوله ها و کاهش عمر مفید و گارانتی حدود یکصد هزار ساعتی آنها می شود.

تجربه نشان داده است که اگر به مدت 6 هفته سطح خارجی (پوسته) لوله ای 900°C بیش از مقدار طراحی در معرض حرارت قرار بگیرد، عمر تیوب ها نصف می شود.

یکی دیگر از مشکلات پیش آمده برای لوله ها، برخورد شعله به لوله (IMPINGEMENT) است، که باعث OVER HEATING کوره و در نهایت HOT SPOT می شود. این امر می تواند ضمن لطمه زدن در محل برخورد شعله به لوله، باعث تشدید عمل کراکینگ مواد داخل لوله شود و مواد مزبور به دو قسمت سبک و سنگین تبدیل گردند.

مواد سنگین به جداره داخلی لوله چسبیده و کک ایجاد می کنند. به ازای تشکیل یک میلی لیتر ضخامت کک با توجه به ضریب هدایتی کک که برابر مقدار خاصی می باشد برای یک شارژ حرارتی معمول در قسمت تشعشعی کوره H-101 (اتمسفریک) می باشد، معادل فرمول زیر است:

می بایستی 300°C دمای پوسته تیوب بالاتر رود تا سیال موجود در تیوب به همان دمای موردنظر برسد. در این صورت ملاحظه می شود بالا رفتن دمای تیوب به چه میزان اتلاف سوخت و انرژی، داشته و به طور کلی به مرور زمان چه لطمه ها و آسیب هایی به کل کوره وارد می شود. به عبارت دیگراختلاف دمای پوسته تیوب های کوره که در طراحی عموماً 1000°F بالاتر از دمای متوسط سیال درون آن در نظر گرفته می شود، به مرور زمان با تشکیل کک (با رسوبات بیرونی) بیشتر می شود.

مشکل دیگر که به علت دمای بالا برای تیوب های کوره ها ایجاد می شود خمیدگی در جهت های مختلف این تیوب هاست.

یکی دیگر از مسائلی که باعث خم شدن و شکستگی لوله ها می شود پدیده کربوریزیشن (carborization) است که بر اثر ترکیب کربن با آهن پدید می آید: این واکنش که باعث تولید کربور آهن خواهد شد در دمای بالاتر از 7000°c ایجاد می شود 7000°C)تا 14000°C). این حالت عمدتاً در زمان Curing و drying کوره پدید می آید. البته Hot spot نیز بیشتر در این زمان ها اتفاق می افتد.

وجود ناخالصی های مختلف مثل فلزات سدیم، وانادیم، نیکل و غیر…، فلزاتی مثل گوگرد و ازت به صورت ترکیبات آلی در سوخت های مایع، مسائل عدیده ای را باعث می شوند، که از آن جمله کاهش انتقال حرارت از طریق سطح خارجی تیوب به سیال درون تیوب است که به علت تشکیل رسوبات مربوط به ناخالصی های مزبور بخصوص رسوبات فلزی بر روی تیوب هاست. به همین دلیل برای رسیدن به دمای مورد نظر سیال موجود در لوله، مجبور به مصرف سوخت بیشتر خواهیم شد. در نتیجه مشکلات ایجاد گرمای بیشتر در کوره و مسائل زیست محیطی در اثر تشکیل SOX، NOX و … را خواهیم داشت. از طرفی به دلیل نشست این رسوب ها بر روی تیوب ها مسئله خوردگی و سوراخ شدن پیش خواهد آمد. علت این خوردگی که از نوعHigh temp corrosion می باشد پدیده سولفیدیش است، که در دماهای بین630°C تا700°C بوقوع می پیوندد. همان طور که گفته شد علت اصلی آن وجود عناصر وانادیم، گوگرد، سدیم و نیکل به همراه گازهای حاصل از احتراق سوخت است.

فلزات ذکر شده (بصورت اکسید) به کمک این گازها بالا رفته و بر روی تیوب های قسمت تشعشع و جابه جایی می نشینند. خوردگی و سوراخ شدن تیوب، بر اصل اکسید شدن و ترکیب عناصر مزبور باآلیاژ تیوب استوار بوده که باعث ایجاد ترکیبات کمپلکس با نقطه ذوب پایین می شود.

ترکیب اولیه پس از Na2SO4، سدیم وانادایت به فرمول Na2O6V2O5 است که نقطه ذوب آن 6300°C می باشد. عمده ترکیبات دیگر که شامل کمپلکسی از ترکیب پنتا اکسید وانادیم و سدیم است در شرایطی به مراتب ملایم تر و درجه حرارتی پایین تر ذوب می شوند. برای مثال مخلوط وانادیل وانادیت سدیم به فرمول Na2OV2O411V2O5 و متاوانادات سدیم به فرمول Na2OV2O5 در 5270°C ذوب می شوند. ذوب این کمپلکس ها شرایط مساعدی را برای تسریع خوردگی بوجود می آورد. در اینجا ترکیبات حاصل از احتراق نه تنها به نوع ناخالصی بلکه به نسبت آنها نیز بستگی کامل دارد و در مورد وانادیم میزان سدیم از اهمیت خاصی برخوردار است.

البته سدیم وانادیل وانادایت پس از تولید و ذوب شدن، با فلز آلیاژ مربوط به تیوب، ترکیب شده و بر اثر سیال بودن از سطح آلیاژ کنار رفته و سطوح زیرین تیوب مربوطه در معرض ترکیب جدید قرار می گیرد. ادامه این وضع به کاهش ضخامت تیوب و در نهایت سوراخ شدن و از کار افتادن آن منجر می شود.

مشعل ها و سوخت

نقش کیفیت نوع سوخت و نوع مشعل ها شاید از همه عوامل یاد شده در کارکرد مناسب، راندمان بیشتر و کاهش خوردگی بیشتر برخوردار باشد. چنانچه از مشعل های Low excess air و یا نوع مرحله سوز (stage burning) استفاده شود، هوای اضافی مورد نیاز به میزان قابل توجهی کاهش یافته و به حدود 3 و 5 درصد می رسد که ضمن کاهش و به حداقل رساندن گازهای خورنده و مضر زیست محیطی مثل NOx، Sox، در بالا بردن راندمان کوره بسیار موثر خواهد بود. این امر باعث کاهش مصرف سوخت شده، و در نتیجه باعث کاهش گازهای حاصل از احتراق و آسیب رساندن به تیوب ها، بدنه کوره و دود کش ها خواهد شد. وضعیت عملکرد مشعل ها بایستی به طور مداوم زیر نظر باشد. بد سوزی مشعل ها می تواند دلایل متضادی، همچون نامناسب بودن سوخت، عیب مکانیکی، کک گرفتگی سرمشعل و یا بالعکس، رفتگی و سائیدگی (Errosion) بیش از حد سر مشعل، کمبود بخار پودر کننده و … داشته باشد. وجود مواد آسفالتی، افزایش مقدار کربن باقیمانده (carbon residue) ، بالا بودنِ مقادیر فلزات مثل سدیم، نیکل، وانادیم و هم چنین سولفور در سوخت مسائل متعددی را در سیستم احتراق ایجاد می کند که این مسائل به طور کلی به دو دسته تقسیم می شوند.

الف – مسائل عملیاتی قبل از مشعل ها و احتراق:

این مسایل در اثر وجود آب و نمک ها و ته نشین شدن آنها در ذخیره سازی نفت کوره بوجود می آیند. در این رابطه عدم تخلیه مداوم مخزن ذخیره سازی، خوردگی و مشکلات ایجاد شده به طور خلاصه عبارتست از:

تشکیل لجن (sludge) در مخزن در اثر عدم استخراج کامل نفت کوره و آب، انباشته شدن لجن در فیلترها در اثر محصولات ناشی از خوردگی و پلیمریزاسیون هیدروکربورهای سنگین به علت اثر کاتالیزوری محصولات ناشی از خوردگی، انباشته شدن لجن و صمغ های آلی در گرم کننده سوخت، گرفتگی و خوردگی در نازل های پودر کننده نفت کوره (Atomizer).

ب – مسائل عملیاتی بعد از مشعل ها و احتراق:

ایجاد خوردگی در مناطق گرم و سرد کوره ها و دیگ های بخار، ایجاد رسوبات بر روی لوله های قسمت جابه جایی کوره و قسمت سوپر هیت دیگ های بخار، کاهش ضریب انتقال حرارتی در اثر رسوبات و در نهایت افت راندمان حرارتی در اثر افزایش دمای گازهای خروجی حاصل از احتراق از دودکش کوره.

در اثر احتراق سوخت هایی که دارای مقادیر زیادی کربن باقیمانده و خاکستر باشند، مقادیر متنابهی رسوب در قسمت های جابه جایی کوره و یا قسمت سوپر هیت دیگ های بخار تولید می شوند. این رسوبات به سختی در اثر عملیات دودزدایی از سیستم خارج می شوند. مسئله سازترین سوخت ها، سوخت هایی است که در آنها نسبت وانادیم به سدیم 12Na کمتر از 10 باشد.

به غیر از مشکلات ایجاد شده توسط اکسیدهای سدیم و وانادیم، فلز نیکل نیز که در سوخت وجود دارد با اکسیژن ترکیب شده و اکسیدهای نیکل را به صورت رسوباتی بر روی لوله ها بوجود می آورد.

برای جلوگیری از ایجاد خوردگی توسط اکسیدهای وانادیم و یا کاهش سرعت آن اقدامات زیر لازم است:

کاهش مقدار اکسیژن موجود در گازهای حاصل از احتراق، که این مقدار اکسیژن را می توان با تنظیم مقدار هوای اضافی کوره یا دیگ بخار کنترل کرد و نسبت به کاهش آن اقدام نمود. در این حالت راندمان حرارتی به طور چشمگیری افزایش می یابد.

جلوگیری از تشکیل گاز So3 (انیدرید سولفوریک) یا کاهش آن در اثر کاهش هوای اضافی از 35 درصد به میزان 10 درصد، که در این صورت میزان تبدیل گاز انیدرید سولفورو (SO2) نصف می شود.

افزایش نقطه ذوب رسوبات تشکیل شده در سطوح لوله ها، به طوری که در شرایط عملیاتی موجود این رسوبات به نقطه ذوب خود نرسند. این امر با افزودن ترکیبات منیزیم، به علت داشتن اختلاف پتانسیل شیمیایی زیاد و اورتووانادیم (3MGO-V2 O5) که دارای نقطه ذوب بالایی هستند (حدود 1120°C)، میسر می شود.

 

مناسب ترین روش جلوگیری از خوردگی بواسطه وجود ناخالصی های موجود در سوخت مایع، استفاده از سوخت های گازی و بخصوص گاز طبیعی است که ضمن داشتن صرفه اقتصادی، با یک سرمایه گذاری اولیه به نسبت کم می توان مشکلات خوردگی ذکر شده را به شدت کاهش داد.

 

براساس برآورد اقتصادی انجام شده، تعویض سوخت مایع و جایگزینی آن با سوخت گاز طبیعی، پس از بیست ماه، بازگشت سرمایه گذاری را در پی خواهد داشت. در عین حال گاز طبیعی مشکلات ذکر شده مربوط به مصرف سوخت مایع و هم چنین عدم مصرف بخار به عنوان بخار پودر کننده کاهش قابل ملاحظه مسائل زیست محی0

طی را به همراه دارد. به واسطه مصرف سوخت مایع (تولید NOx، Sox) ، به اندازه تفاضل قیمت جهانی سوخت گاز مصرفی و سوخت مایع، که یا به فروش می رسد و یا به عنوان خوراک واحد RFCC مورد استفاده قرار می گیرد، سود عاید می کند.

تجهیزات جانبی دیگ بخار

مهم ترین تجهیزات جانبی مورد استفاده در کوره ها را عموماً دوده زداها (SOOT BLOWERS) و آنالایزرها (O2 ANALAYZER) یا اخیراً (CO2 ANALYZER) تشکیل می دهند.

با استفاده روزانه از دوده زدا (یک بار در روز) در یک کوره ملاحظه شده که بلافاصله 10°C دمای سیال خروجی از کوره افزایش می یابد، به عبارت دیگر به میزان همان 10°C اضافی، سوخت مصرفی کوره کاهش می یابد. ضمن این که ترکیبات مضر و خطرناک که هم باعث مسائل خوردگی می شوند و هم انتقال حرارت را کاهش می دهند، از روی لوله ها زدوده می شوند. استفاده از سایر تجهیزات جانبی پیشگرمکن های هوا AIR PREHEATERS و لوازم بازیافت حرارتی از دودکش هاFORCED AND INDUCED FANS، و یا ECONOMIZER در دیگ های بخار باعث کاهش سوخت مصرفی و در نتیجه کاهش مشکلات ایجاد شده در کوره ها و دیگ های بخار می شود.

 

پاسخی بگذارید

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

تماس - بخش فروش