ماشین آلات صنعتی و تجاری نیاز به سرویس و تعمیر مداوم دارند تا بتوانند بهترین بازدهی را داشته باشند و در دراز مدت نیز برای آن‌ها مشکلی پیش نیاید. به همین دلیل، دیگ‌های بخاری که به صورت تجاری و صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند نیز نیاز به سرویس و تعمیر مداوم از جمله رسوب‌زدایی دارند. رسوب‌زدایی در دیگ‌های بخار میتواند کارایی آن‌ها را بهبود ببخشد و آسیب‌های ناشی از حرارت بالا را کاهش دهد و طول عمر دیگ بخار را افزایش دهد. در این مقاله در مورد تمامی نکات مهم درباره رسوب‌زدایی از دیگ بخار توضیح داده شده است.
فهرست مطلب
دیگ بخار چیست؟
دیگ بخار یا بویلر یک مخزن بسته استوانه‌ای شکل به صورت عمودی یا افقی و مجموعه‌ای از لوله‌هاست که گرما را به بخار یا آب منتقل می‌کند و پس از آن، بخار یا آب داغ تولید شده در دیگ بخار فشرده می‌شود و برای کاربردهایی مانند گرمایش از آن استفاده می‌شود. این فرایند به انرژی و حرارت نیاز دارد. به جز انتقال گرما به آب یا بخار، برای استفاده‌های مختلفی مانند استریل کردن و انرژی بخشی هم از دیگ بخار می‌توان بهره گرفت. بیشتر دیگ بخارهایی که امروزه مورد استفاده قرار می‌گیرند، از نفت یا گاز به عنوان منبع سوخت استفاده می‌کنند. دیگ بخار از سه بخش سیستم آب تغذیه، سیستم بخار و سیستم سوخت تشکیل شده است.
به صورت جزئی‌تر، اجزای اصلی سیستم دیگ بخار به قسمت‌های زیر تقسیم می‌شود:
- دستگاه گرم کننده تغذیه آب
- دی اریتور
- پمپ تغذیه آب
- اکونومایزر
- سوپرهیتر
- کندانسور
مدل‌های مختلف دیگ بخار
-
دیگ بخار فایر تیوب
بویلر فایر تیوب با عنوان بویلر پوسته‌ای شناخته می‌شود. بویلرهای فایر تیوب حداکثر سطح انتقال حرارتی را به آب ارائه می‌دهند. در این بویلرها، تعدادی لوله وجود دارد که حرارت از طریق این لولهها هدایت می‌شود و آب درون لولهها را گرم می‌کند. از طرفی آب این لولهها را احاطه کرده است. به عبارت دیگر، بویلر فایر تیوب دارای یک محفظه در بسته است که در آن لوله‌های داغ وجود دارد. این یا لوله‌های گاز داغ، آب را گرم و به بخار تبدیل می‌کند و بخار در محفظه مشابه باقی می‌ماند.
این بویلرها به طور کلی 750 اسب بخار یا 25،000 پوند بخار در ساعت تولید می‌کنند. تقریباً 80٪ بویلرهای استفاده شده در محیط تجاری بویلرهای فایر تیوب هستند. اغلب برای ظرفیت 100 کیلو تا 30 تن بخار در ساعت از این نوع بویلرها استفاده می‌شود. بویلرهای صنعتی فایرتیوب معمولا بدون جوشکاری اتصال پیدا می‌کنند. اتصالات لولهها یا صفحات به صورت پرچی انجام می‌شود.
اجزای تشکیل دهنده دیگ بخار فایرتیوپ شامل: فشارسنج، شل، سوییچ فشار، بدنه، محفظه برگشت، پاس دوم و سوم لوله‌های آتش خوار، عایق، دودکش، تابلو برق، بلودان، کوره، لول کنترل، مشعل، پمپ آب تغذیه می‌باشد.
انواع بویلرهای فایرتیوب: فایرتیوب وت‌بک (wetback)و فایرتیوب درای‌بک (dryback)
-
دیگ بخار واتر تیوب
این نوع بویلرها مستطیل شکل هستند و دو یا چند درام دارند. معمولاً از ورق فلزی ساخته می‌شوند و دارای یک محفظه احتراق هستند و در بالای آن یک محفظه بخار قرار دارد. در این بویلرها حرارت خارج از لولهها هدایت می‌شود و آب درون لولهها گرم می‌شود. به دلیل استفاده از تعداد بالاتر لوله‌های آبی، این بویلر سطح گرمای وسیعی دارد. همینطور با توجه به جریان حرارتی، به دلیل این که حرکت آب در این بویلرها نسبت به بویلر فایر تیوب سریعتر است، پس میزان انتقال حرارت بیشتر است و در نتیجه دارای بازده بالاتری می‌باشد. این بویلر برای فشار کارهای بسیار بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد. در بویلرهای واتر تیوب می‌توان به تدریج، فشار بسیار بالا تا kg/cm2140 را به دست آورد. این بویلرها پیچیده هستند و نیاز به نگهداری و تعمیر منظم دارد. با این حال، این بویلرها بخار با کیفیت بالایی را تولید می‌کنند و کاربردهای گسترده‌ای همچون استفاده برای گرمایش ساختمان‌ها، تولید بخار، تولید آب گرم بهداشتی و خشک کردن دارند.
مواد شیمیایی مورد استفاده برای تنظیم سختی آب بویلر
برای رسوب‌زدایی از دیگ بخار لازم است که چند وقت یک بار این فرآیند را تکرار کنید. اما اگر می‌خواهید که کمتر به رسوب‌زدایی نیاز داشته باشید، باید از مواد شیمیایی‌ای استفاده کنید که سختی آب را تنظیم می‌کنند. برخی از این مواد شیمیایی عبارت هستند از:
-
جاذب‌های اکسیژن
یکی از راه‌های تنظیم سختی آب، استفاده از جاذب‌های اکسیژن است. جاذب‌های اکسیژن به طور خاص برای کاهش میزان اکسیژن و اکسیدهای محلول در آب طراحی شده‌اند. اگر متوجه شده‌اید که اکسیژن در آب دیگ بخار شما زیاد است، می‌توانید برای رسوب‌زدایی از دیگ بخار کمی جاذب اکسیژن به آب دیگ بخار خود اضافه کنید.
در استفاده از جاذب‌های اکسیژن باید دقت داشته باشید. برای مقاصد آزمایشی لازم است که همیشه 20 ppm از یک جاذب اکسیژن را در دیگ بخار خود نگه دارید. اگر می‌خواهید که مطمئن شوید دیگ بخار شما خورده نمی‌شود، حتما باید از مواد اکسیژن‌گیر استفاده کنید.
-
سازنده‌های قلیاییت
در رسوب‌زدایی از دیگ بخار می‌توان از سازنده‌های قلیاییت نیز استفاده کرد. سازنده‌های قلیاییت به طور خاص طراحی شده‌اند تا سطح pH آبی که در آن قرار می‌گیرند را بالا ببرند. برای ماشین‌های صنعتی به خصوص دیگ‌های بخار لازم است که برای جلوگیری از خوردگی، سطح pH آب بالا باقی بماند.
رایج‌ترین محلول‌های قلیایی که برای آب دیگ بخار به کار برده می‌شود، هیدروکسید سدیم و هیدروکسید پتاسیم است. این مواد معمولا با غلظت 25 یا 50 درصد فروخته می‌شوند. در صورتی که می‌خواهید میزان قلیاییت آب را خود سریع افزایش دهید، بهتر است مدل‌های با غلظت 50 درصد را خریداری کنید.
-
آمین‌ها
آمین‌ها مواد شیمیایی خنثی کننده‌ای هستند که می‌توانند از خوردگی در اثر آب در دیگ بخار جلوگیری کنند. سه نوع آمین وجود دارد که شما می‌توانید با اضافه کردن آن‌ها سختی آب خود را تنظیم کنید تا کمتر به رسوب‌زدایی از دیگ بخار نیاز داشته باشید. این سه نوع آمین شامل مورفولین، دی اتیل آمینو اتانو و سیکلو هگزیل آمین می‌شود. هنگامی که آمین‌ها را در دیگ بخار خود قرار می‌دهید، pH میعانات در دیگ افزایش می‌یابد که امکان خوردگی دیگ را به شدت کاهش می‌دهد.
مزایای استفاده از مواد شیمیایی در دیگ بخار
- بیشتر شدن راندمان دیگ بخار
- کم شدن مصرف و هزینه سوخت در بویلر
- کم شدن هزینه‌های تعمیر و نگهداری
- محافظت شدن تجهیزات مختلف در مقابل خوردگی
- بیشتر شدن طول عمر تجهیزات و دستگاه‌ها
متداول‌ترین فرایندهای پیش تصفیه برای بویلرهای صنعتی
- فرایند سختی‌گیری داغ
- سیکل تبادل کاتیون سدیمی
- قلیائیت‌زدایی
- دو بخش کردن جریان به سیکل‌های تبادل کاتیون سدیمی - هیدروژنی
- تبخیر
- یون‌زدایی- بستر چند لایه به همراه بستر مخلوط
دیگ بخار هر چند وقت یکبار به رسوب‌زدایی نیاز خواهد داشت؟
برای رسوب‌زدایی از دیگ بخار لازم است که این کار را هر چند وقت یک بار انجام دهید. اینکه هر چند وقت یک بار باید دیگ بخار را رسوب‌زدایی کنید، به نوع استفاده شما و شرکت سازنده دیگ بخار بستگی دارد و بهتر است که از شرکت سازنده دیگ بخار، شرکت‌های نظافت صنعتی و یا سازمان های صنعتی که در این حوزه تخصص دارند و استاندارد‌هایی را منتشر کرده‌اند، کمک بگیرید؛ زیرا فرآیند رسوب‌زدایی بر هر دیگ بخار متفاوت است. اما به طور کلی برای تعیین زمانی رسوب‌زدایی، معمولا از چگالی وزن رسوب استفاده می‌کنند.
انواع روش‌های رسوب‌زدایی دیگ بخار صنعتی
- رسوب‌زدایی دیگ بخار با دیسکلر
- رسوب‌زدایی دیگ بخار صنعتی با DM
- اسید شویی دیگ بخار صنعتی
بازه زمانی که لازم است اسید شویی یا استفاده از DM و اسید دیسکلر برای دیگ بخار استفاده شود، به درجه سختی آب و همچنین درجه حرارت و شریط محیطی بستگی دارد. یعنی هر چقدر میزان سختی آب بالاتر باشد، رسوب‌زدایی باید خیلی زود به زود انجام شود. همچنین می‌توان از لوله نمونه برای شناسایی مقدار رسوب ایجاد شده در داخل دیگ بخار استفاده نمود.
علت اهمیت رسوب‌زدایی دیگ بخار
بسیار مهم است که دیگ بخار خود را رسوب‌زدایی کنید؛ زیرا اگر برای رسوب‌زدایی از دیگ بخار اقدام نکنید، ناخالصی‌های موجود در آب باعث ایجاد رسوب در دیگ و افزایش مقاومت حرارتی دیگ بخار می‌شود که همین اتفاق باعث کارایی کمتر دیگ بخار خواهد شد. علاوه بر این‌ها، رسوب باعث خوردگی قطعات دیگ بخار می‌شود. خوردگی دیگ بخار نیز باعث می‌شود تا سریعتر نیاز به تعویض داشته باشید.
به طور خلاصه از مهمترین دلایل اهمیت رسوب‌زدایی می‌توان به دلایل زیر اشاره نمود:
- جلوگیری از مسدود شدن مسیر شیرهای ورودی و خروجی دیگ بخار به دلیل تجمع زیاد رسوب
- ممانعت از کاهش طول عمر لولهها و سایر تجهیزات دیگ‌های بخار
- جلوگیری از ایجاد سوراخ و ترک در جداره لوله و دیگ به دلیل قدرت خورندگی بسیار بالای اکسیژن موجود در آب
- کاهش مصرف انرژی به دلیل حرارت‌دهی کمتر برای افزایش دمای سیال موجود در لوله و دیگ
- با حذف لایه‌های رسوب، حرارت و گرما خیلی راحت‌تر به آب منتقل می‌شود و هزینه‌های مصرف انرژی کاهش پیدا می‌کند
نحوه فرآیند رسوب‌زدایی
- بویلر را خاموش کنید.
- واحد را هنگامی که فشار هنوز روی آن است، خالی کنید.
- واحد را خالی کنید و شستشو دهید.
- شیر بخار را ببندید.
- مقداری دیسکیلر اضافه کنید و هر مرحله‌ای که توسط سازنده دیسکیلر ارائه شده است را دنبال کنید.
- حدود 4 تا 8 ساعت دستگاه را در حالت چرخش قرار دهید.
- شیر بخار را باز کنید.
- خالی کنید، شستشو دهید، تزریق مجدد و راه‌اندازی کنید.
مواد مورد استفاده در رسوب‌زدایی
مواد رسوب‌زدا در دیگ بخار را می‌توان در چند گروه به شرح زیر جای داد:
- مواد جذب کننده اکسیژن موجود در آب به منظور کاهش اثر خوردگی در بویلر و دیگ بخار
- مواد ضد رسوب که منجر به تغییر شکل کریستال‌ها شده و از به هم چسبیدن آن‌ها و ایجاد رسوب جلوگیری می‌کنند
- مواد حل کننده و جدا کننده رسوب‌های شکل گرفته بر روی لولهها و جداره دیگ بخار
- مواد رسوب‌زدا و تنظیم کننده سطح PH دیگ بخار و بویلر
موادی که در رسوب‌زدایی از دیگ بخار مورد استفاده قرار می‌گیرند، می‌توانند بسیار متفاوت باشند. رایج‌ترین ماده برای رسوب‌زدایی در حال حاضر اسید کلریدریک است. به غیر از اسید کلریدریک امکان استفاده از تمیز کننده‌های قلیایی، محلول‌های تمیز کننده اسید سیتریک، آمین‌ها، اسید سولفوریک، اسید هیدروکسی استیک و غیره نیز وجود دارد. اسید دیسکلر مورد استفاده برای دیگ‌های بخار دارای پایه اسیدهای معدنی و مواد حفاظت کننده می‌باشد و بدون نیاز به انرژی حرارتی رسوب‌گیری را انجام می‌دهند. با توجه به نوع رسوب و ضخامت لایه‌های آن‌ها ممکن است از مواد خیس کننده نیز در کنار اسید دیسکلر برای رفع رسوب‌ها استفاده شود. علاوه براین، برای کاهش رسوب‌های سولفاتی و سیلسی در کنار اسید از آمونیوم بای فلوراید نیز استفاده می‌شود.
نتیجه‌گیری
درست مانند تمامی ماشین آلات صنعتی، دیگ‌های بخار نیز نیاز به توجه و سرویس مرتب دارند و در صورتی که به خوبی از آن‌ها نگهداری نشود، بعد از گذشت مدتی کارایی خود را از دست می‌دهند و دیگر قابل استفاده نمی‌مانند. یکی از مهمترین نیازهای تمامی دیگ‌های بخار، رسوب‌زدایی است. رسوب میتواند باعث خوردگی و کاهش عملکرد دیگ‌های بخار شود. برای آشنایی بیشتر با رسوب‌زدایی از دیگ بخار، در این مقاله در مورد تمامی نکاتی که لازم است در رابطه با رسوب‌زدایی بدانید توضیح داده شد.
