بهينه سازي آب دیگ بخار-قسمت نهم

هواگيري فيزيكي از آب دیگ بخار :
هواگيري فيزيكي درفشار بالاي 28 bar gauge يك نيازودرفشار بالاي 70 bar gauge و مواردي كه احتياج به درصدبالايي از آب جبران كننده توام با هوادهي باشد، امري ضروري و اساسي مي باشد. هزينه اوليه مخزن هواگير بالا است ، ولي هزينه هاي بهره برداري بسيار كم مي باشد.هواگيري به كمك اضافه كردن موادشيميايي هزينه اوليه كمي دارد،ولي هزينه هاي مستمر تزريق وقيمت موادشيميايي وهزينه ناشي اززيرآب زدن ديگ به منظور كنترل TDS آب دیگ بخار، سنگين است، درحالي كه هزينه هوا گيري فيزيكي ،درسراسر مدت كاركرد عملياتي بسيار باصرفه مي باشد.هواگيرهادر دماي جوش آب در تحت فشار مخزن هواگير كار مي كنند. هواگير ممكن است ازنوع تحت خلاء يا تحت فشار باشد. هواگيرتحت خلاء درفشاري پايين تر ازفشار جو، دردماي حدود82.C كار مي كند و قادر است مقداراكسيژن رابه كمتراز0.02mgl-1برسانند.اين نوع هواگيري احتياج به تلمبه خلاء يااجكتور براي تامين خلاء لازم دارد (شكل 6-11)
هواگيري تحت فشار قادرند مقداراكسيژن رابه 0.005mgl-1تقليل دهند.اين هواگيرها نياز به شيركنترل كننده بخار براي تامين فشار لازم ودماي حداقل105.C(شكل6-12) دارند.
درمكانهايي كه بخاركم فشاراضافي وجود دارد ،فشارهواگيررامي توان متناسب بااين فشار تنظيم كردوبدين ترتيب كيفيت بازيافت حرارتي راارتقاء داد.تلمبه هايي كه بابخار كار مي كنند قادرند بخار خروجي خودرا طوري تنظيم كنندكه قابل استفاده در مخزن هواگيرباشند.البته در مواردي هم كه ظرفيت توليد بخار ديگ هاكم شد،ممكن است بخار كم فشار ايجاد شده بيشتر ازنياز باشد. هواگيري شيميايي
اين نوع هواگيري آب در دیگ بخار باتزريق موادشيميايي موسوم به اكسيژن زدا انجام مي شودكه ممكن است توسط سولفيت سديم ياهيدرازين به كمك كاتاليزورباشد. موادشيميايي فوق به قسمت مكش تلمبه آب تغذيه دیگ بخار، تزريق مي گردد و به دزكم فشارناميده مي شود.حتي بااستفاده از هواگيري فيزيكي ، يكي ازاين دو ماده شيميايي ، اگرچه به مقداربسياركم ،تزريق مي گرددتاهرگونه اكسيژن باقي مانده از هواگيري فيزيكي را خنثي نمايد.جهت اطمينان بيشتر ،مقداري موادشيميايي اضافي نيز درآب نگهداشته مي شود. سولفيت سديم بااكسيژن تركيب شده وسولفات سديم مي دهد كه باعث افزايش زير آب جبران كننده مي گردد. هيدرازين با اكسيژن تركيب شده و توليدازت وآب مي كند. معمولا ازهيدرازين درديگ هاي فشار بالا كه نياز بهTDSپايين دارنداستفاده مي شودزيراهيدرازين منجر به افزايش TDSنمي گرد هيدرازين خاصي احياكنندگي نيزدارد و با اكسيدآهن (Fe2 o3)تركيب شده ولايه محافظ مغناطيسي (Fe2 o3)ايجاد مي كند . هيدرازين به شدت سمي مي باشدودرحمل وجابجايي آن نهايت دقت بايدبه عمل آيد.درمواردي كه احتمال تماس بخار باموادغذايي يانوشيدني در صنايع خاصي باشد.جدا بايدازكاربردهيدرازين خودداري كرد. تزريق موادشيميايي(دزشيميايي)
دزكم فشارسولفيت سديم ياهيدرازين رامي توان همراه هواگيري يا به تنهايي جهت كنترل اكسيژن به كاربرد.سود سوزآور(كاستيك سودا) نيزبه قسمت مكش تلمبه تزريق مي گردد تاشرايط قليايي لازم يعني pH را در دیگ بخار تامين كند و از خوردگي هيدروژني جلوگيري نمايد.همچنين شرايط قليايي درديگ باعث مي گردد كه سيليس به صورت محلول درآب بماند.ازايجادكاستيك اضافي دردیگ بخار بايداجتناب كردزيرا خطر شكنندگي كاستيكي را به دنبال دارد.
دزپرفشار
فسفات تري سديم ،بيش از حدموردنياز،به طورمستقيم به دیگ بخار تزريق مي گرددتابااملاح سخت واردشده به دیگ بخارتركيب گردد.چنانچه مقدارقليايي هادرآب دیگ بخار بالاباشداز انواع ديگري ازفسفات براي كاهش سختي استفاده مي شود.فسفات رامي توان درمكش تلمبه هم واردكرد،ولي درمواردي كه از پيش گرمكنهاي آب تغذيه (اكونومايزر) استفادمي شود،بايدازآن اجتناب كرد زيراممكن است باافزايش دما ،فسفاتها درلوله هاي اكونومايزررسوب كنندوباعث گرفتگي آنهاگردند.چنانچه اكونومايزرهمراه بابرگشت مجددآب دیگ بخار جهت گرم كردن آب تغذيه ورودي باشداين مساله حادتر خواهد شد. چنانچه بي كربناتهاوكربناتهادرمرحله بهينه سازي آب كاملا ازبين نرفته باشند،منجربه آزادشدن دي اكسيدكربن در بخارمي شود كه باعث خوردگي درسيستم آب مقطر مي گردد .درصور ت وجوداكسيژن ، خوردگي تشديد مي گردد. جهت مقابله با اين خوردگي به آب تغذيه آمينهاي فرار تزريق مي گردد. آمينها همراه بابخار تبخير شده و منجربه خنثي شدن دي اكسيد كربن مي شوند.تركيبات آمين مورداستفاده عبارت از مورفالين وسيكلوهگزيل آمين مي باشدكه مقدار آنها بستگي بهCO2ايجاد شده دارد. آمينها رامي توان به طور يكنواخت تزريق كردويا همراه باسايرموادشيميايي به طريقه دز كم فشار به كار برد.درمواردي كه مقداردي اكسيد كربن باشدازآمين هاي لايه ساز كه باتزريق به داخل بخار باعث تشكيل لايه محافظي درشبكه آب مقطرميگردد، استفاده مي شود.مقدار تزريق اين نوع آمين وابسته به مواد خورنده موجود در شبكه نمي باشد. درمواردي كه ديگ بخارداراي كنترل كننده دماي بخارداغ است بايد درانتخاب نوع كنترل كننده دقت كافي شود. در نوع پاششي تزريق مستقيم، آب خنك كننده ممكن است داراي املاحي باشد كه وارد بخارگردد و منجر به آلودگي بخار خالص توليدي گردد. در صورت استفاده ازروش پاشش مستقيم،مقدار كل املاح موجوددرآب تغذيه به كار رفته دركنترل كننده دما،بايدكمتراز1 mg l-1 باشدودرصورت امكان ازهيدرازين باشيوه دزكم فشار استفاده نمود. چنانچه محدوديتهايي دركاربرد هيدرازين موجود باشد ،مي توان ازكنترل كننده هاي دماي بخار ديگري كه از تماس مستقيم آب و بخار استفاده نمي كند برخوردارشد. تعيين ظرفيت واحد بهينه ساز وسيستم آب تغذيه
اتلاف بخار وآب درتعيين مقدارآب جبران كننده،ودرنتيجه ظرفيت واحد بهينه سازآب،بايدتمام اتلاف بخار وآب رادرشبكه منظور داشت.اتلاف شامل مواردزيراست: 1-بخارمصرفي دردوده زدا 2-آب هدررفته توسط زيرآب دیگ بخار 3-بخارمصرفي درگرم كننده هاي سوخت به علت احتمال نشتي وبرگشت نشدن آب مقطر 4-آب مقطر برگشت نشده از مصرف كنندگان بخار 5-آب بهينه شده مصرفي درمراحل احيا وشستشوي معكوس واحد بهينه سازآب 6- مقداراسمي اتلافهاي پيش بيني نشده ،حدود%2.5 درمواردي كه فقط يك واحد بهينه ساز آب موجودباشد بايددر زمان بهره برداري ،آب كافي جهت زمان احياواحد،بسته بودن اضطراري واحد،تعميرات و ساير موارد پيش بيني نشده ذخيره نمود.چنانچه بيش ازيك واحدبهينه ساز موجو دباشد،بسته شدن يكي از واحدها جهت تعمير،مشكلي ايجاد نمي كند.منبع ذخيره آب بهينه شده نيز اهميت زيادي دارد. اين منبع بايد گنجايش لازم جهت شستشوي معكوس واحد وتامين آب جبران كننده دیگ بخار درزمان احياء يكي ازواحدها راداشته باشد.دوده زدايي و زيرآبهاي متناوب مقادير نسبتازيادي از آب رادر مدتي كوتاه به خود اختصاص مي دهد كه از مقدارمتعارف جريان آب بهينه شده زيادتراست.براي حصول اطمينان ازموجودي آب ذخيره شده درچنين مواردي،تهيه نموداري ازتغييرات مقدارآب موجود درمخزن ،اززمان پايان احيا واحد تاخاتمه احيابعدي يعني يك دوره كامل ،موثر خواهدبود. توجه به توليد وذخيره سازي مقداركافي آب براي تامين نيازهاي دوران راه اندازي ، بعدازتعميرات كلي يا جزيي،كه دیگ بخار تخليه كامل مي شودنيز ضرورت كامل دارد.در مواردي كه توليدآب جبران كننده كم است ،چندين ساعت طول مي كشد تاآب لازم جهت پركردن دیگ بخار،بهينه سازي شود.درتاسيسات تهيه آب گرم كه مقدارآب جبراني بسياراندك است. پركردن ديگ وسيستم گردش آب چندين روز به درازا مي انجامد .درمواردي كه اين تاسيسات به صورت منطقه اي بنا شده اند براي پركردن دیگ بخار بايد از تانكرهايي كه آب بهينه شده را ازواحدهاي نزديك حمل مي نمايند،استفاده كرد. ظرفيت تلمبه آب تغذيه درانتخاب ظرفيت تلمبه هاي وابسته به آب تغذيه ،به مواردي نظيرمقادير زيرآب دیگ بخار وغيره به خصوص اگراين مواردبه طورناپيوسته باشند.بايدتوجه كافي مبذول داشت.يكي ازمواردي كه برظرفيت تلمبه آب تغذيه تاثيرمي گذاردوجودمخزن هواگيردر سيستم واستفاده مستقيم آن ازبخارديگ(ها)جهت گرم كردن آب است.اين بخارمازاد بربخارمصرفي واحدهاي عملياتي است وبنابراين باعث افزايش ظرفيت تلمبه آب تغذيهدیگ بخار مي گردد. براي مثال موردي درنظرگرفته مي شود كه مصرف بخار آن10thr-1در فشار20bar gauge بخار اشباع بادماي آب تغذيه به105.C مي باشد.باقراردادن يك مخزن هواگير ولوله كشيهاي مزبوطه،موازنه حرارتي مخزن هواگيرنشان مي دهد كه 1.6thr-1 بخارلازم است كه آب تغذيه 15.Cرابه105.C برساند.بنابراين ظرفيت خروجي بخارديگ بايد 11.6thr-1باشد و تلمبه آب تغذيه نيزبايد ظرفيت كافي براي تامين مقدار بخار ونيز مقدارزير آب دیگ بخار داشته باشد.بايدتوجه داشت كه ،باناديده گرفتن اتلاف حرارتي مخزن هواگير به اتمسفراين مخزن مقدار حرارت داده شده به بخار توسط دیگ بخار راتغيير نمي دهد،زيرامقدارحرارت لازم براي تهيه 11.6t hr-1باآب 105.Cدرداخل دیگ بخار برابر باحذف همين مقدار حرارت براي تهيه 10t hr-1باآب تغذيه 15.Cمي باشد.
منبع مطالب :كتاب تكنولوژي ديگ هاي بخار صنعتي تاليف David Gunn & Robert Horten و با ترجمه مهندس رفيعي پور