تشکیل رسوب در بویلرها و روش های رسوب زدایی
آب ورودی به بویلر همواره دارای میزان متغیری از ناخالصی ها می باشد. این ناخالصی ها به مرور زمان ایجاد لایه ای از رسوب بر روی سطح لوله ها و دیگر سطوح بویلر خواهند کرد. بهصورت لایههای سخت و چسبندهای تشکیل میشود که روی سطح داخلی دیگ و لولهها قرار میگیرد و باعث تجمع مواد معدنی و ناخالصیهای موجود در آب میشود. این رسوبات از املاحی مانند کلسیم، منیزیم، سیلیس، آهن و گاهی روغن و محصولات نفتی تشکیل میشوند.
شکل تشکیل رسوب در بویلرها :
1- در بویلرها، با افزایش دمای آب، حلالیت برخی املاح کلسیم بیکربنات مثل کاهش مییابد و به شکل کلسیم کربنات نامحلول تبدیل شده و تهنشین میشود.
2- افزایش دما و تبخیر مقداری از آب در دیگ باعث افزایش املاح محلول میشود که به صورت فوق اشباع رسوب تشکیل میدهد.
3- املاح محلول و معلق در آب بویلر با سطح داغ دیگ به صورت رسوبات سخت و چسبنده به جداره ها میچسبند که انتقال حرارت را محدود میکند.
-
سه نوع رسوب وجود دارد: نرم (غیر چسبنده)، نیمه سخت (چسبنده ولی قابل جدا شدن آسان) و بسیار سخت (چسبنده و جدا نشدنی) که مشکل ساز است.
علائم ایجاد رسوب در عملکرد بویلر عبارتند از:
- کاهش راندمان انتقال حرارت که باعث نیاز به مصرف بیشتر سوخت برای حفظ دما و فشار مطلوب میشود.
- افزایش سطح موضعی در تیوبها و بالا رفتن سطحی داغ که میتواند موجب آسیب و تنش شود.
- کاهش کلی ظرفیت تولید بخار و افت عملکرد بویلر.
- افزایش نیاز به خاموش و روشن کردن بویلر برای حذف رسوبات.
- صدای تق یا جوشیدن آب ناشی از تقلیل رسوب و ایجاد نواحی داغ در بویلر.
- گرفتگی لولهها و اتصالاتی که باعث کاهش جریان آب و کنترل عملکرد سیستم کنترل سطح آب بویلر میشود.
- انسداد مسیرهای بلودان (تخلیه دورههای) که باعث تجمع ناخالصیها و رسوبات بیشتر میشود.
- تأثیر منفی روی سیستم های کنترلی و حفاظتی که ممکن است باعث عملکرد نامناسب آنها شود، مانند عدم خاموشی بویلر .
این نشانهها به این صورت ظاهر میشوند و در صورت عدم مقابله، موجب آسیب جدی و کاهش طول عمر بویلرخواهد شد. پایش دقیق و نگهداری برای شناسایی زود هنگام این علائم حیاتی است.
روش های پایش مداوم بویلرها در زمینه رسوب :
- نمونهگیری و آنالیز بویلر : نمونهای از دورههای دریافتی از آب داخل بویلر، بلودان (تخلیه) و منبع تغذیه برای اندازهگیریهای کلیدی مانند آب، TDS کل جامدات، pH و سایر ناخالصیها. کنترل این خطوط هشدار اولیه برای احتمال تشکیل رسوب است.
- کنترل سطح و فشار بویلر: افزایش غیرعادی سطح فلز یا فشار نشاندهنده کاهش انتقال حرارت به دلیل رسوب که باید پایش شود.
- مانیتورینگ مصرف سوخت و راندمان: افزایش مصرف سوخت برای تولید میزان بخار، کاهش توان تولید بخار یا افت راندمان سیستم میتواند وجود رسوب باشد.
- استفاده از حسگرهای آلتراسونیک و الکترومغناطیسی: این حسگرها میتوانند ضخامت رسوب را بدون نیاز به باز کردن سیستم اندازهگیری کنند و به صورت آنلاین اطلاعات را ارائه دهند.
- بازرسی ظاهری و مکانیکی دورههای: استفاده از دوربینهای آندوسکوپی صنعتی برای مشاهده داخل لولهها و دیگ و انجام آزمایشکاری و بررسیهای فنی.
- پایش فرآیند آب (بلودان): مانیتورینگ جریان و کیفیت آب بلودان که افزایش رسوبات در آن نمایانگر تشکیل رسوب در بویلر است.
- سیستمهای هشدار و کنترل خودکار شیمیایی: سیستمهای پمپ و تزریق دقیق مواد شیمیایی که با پایش خطوط آب واکنش نشان میدهند و میزان مواد ضد رسوب را تنظیم میکنند.
- این روشها در کنار هم یک سیستم نظارت جامع و مداوم برای شناسایی زودهنگام خطر رسوب و مقابله با آن ایجاد می کنند که علاوه بر جلوگیری از رسوب، باعث حفظ و نگهداری عمر بویلر میشوند.
راه های جلوگیری از تشکیل رسوب در بویلرها :
- استفاده از سیستمهای تصفیه آب مناسب مانند سختیگیرهای رزینی یا اسمز معکوس (RO) برای کاهش یونهای کلسیم و منیزیم.
- کنترل کیفیت آب ورودی بویلر با تنظیم pH، قلیائیت و هدایت الکتریکی آب.
- تزریق مواد شیمیایی ضد رسوب (Antiscalant) که مانع تشکیل و چسبندگی رسوبات معدنی میشوند.
- انجام دورههای آب (Blowdown) برای کاهش املاح محلول در بویلر.
- نگهداری منظم و احیایی بهموقع سختیگیرها برای جلوگیری از ورود آب سخت به بویلر.
- کنترل مقدار مواد شیمیایی در آب تغذیه به نحوی که باقیمانده مانع رسوب شود.
- استفاده از مواد پراکندهکننده رسوب که با ایجاد پوشش روی سطح فلز از تجمع رسوب جلوگیری میکند.
رسوبهای درون بویلر را میتوان با روشهای مکانیکی و شیمیایی از بین برد. مهمترین روشها به شرح زیر هستند:
روشهای مکانیکی رسوبزدایی
تمیزکاری دستی و مکانیکی: استفاده از برسهای سیمی و ابزارهای مکانیکی برای پاکسازی رسوبات نرم و قابل جدا شدن از سطوح داخلی بویلر.
شستشوباجت آب فشار قوی
(Hydro blasting): بهرهگیری از آب با فشار بسیار بالا (۱۵۰۰ تا ۳۰۰۰ بار) برای جدا کردن رسوبات سخت و چسبیده روی لولهها و دیوارهها.
شنزنی (Sandblasting): پاشش ذرات ساینده با فشار قوی جهت حذف رسوبات سخت، که نیازمند تجهیزات تخصصی و رعایت ایمنی است.
روشهای شیمیایی رسوبزدایی
استفاده از مواد دیسکلر(Descaler) : مواد شیمیایی با پایه اسید کلریدریک که قادر به حل کردن رسوبات معدنی بدون خوردگی سطوح فلزی هستند. دیسکلرها به صورت مایع یا پودری به داخل سیستم تزریق شده و رسوبها را حل میکنند. معمولاً همراه با مواد خیس کننده (Surfactant) برای افزایش اثرگذاری و جلوگیری از آسیب استفاده میشوند.
اسیدشویی (Acid Cleaning): تزریق محلول اسیدی مانند اسید کلریدریک، اسید فسفریک یا اسید سولفامیک به داخل بویلر و گردش آن برای حل رسوبات، سپس شستشوی نهایی با آب خنثیکننده (مثلاً بیکربنات سدیم) جهت جلوگیری از خوردگی.
روش انتخاب بین پاکسازی مکانیکی و شیمیایی رسوبات بویلر بستگی به چند عامل اصلی دارد که به شرح زیر است:
معیارهای انتخاب روش پاکسازی
نوع و سختی رسوب: رسوبات نرم و غیرچسبنده معمولاً با روشهای مکانیکی مثل برس زدن یا جت آب فشار قوی قابل حذف هستند. رسوبات سخت، ضخیم و چسبنده بیشتر به روشهای شیمیایی مثل اسیدشویی نیاز دارند.
دسترسی و شکل هندسی بویلر: در شرایطی که سطوح داخلی بویلر به سختی قابل دسترسی باشند یا شکل هندسی پیچیده وجود داشته باشد، روش شیمیایی ارجح است چون میتواند به تمام نقاط برسد بدون نیاز به باز کردن وسیع.
حساسیت فلز و امکان خوردگی: اگر فلز بویلر حساس و مستعد خوردگی باشد، ممکن است استفاده از مواد شیمیایی قوی محدود شود و روش مکانیکی با دقت بیشتر انتخاب شود.
مقدار و سرعت مورد نیاز برای پاکسازی: پاکسازی شیمیایی معمولاً سریعتر است و برای رسوبات گسترده مناسبتر میباشد، اما روش مکانیکی برای پاکسازیهای محلولتر و کمحجمتر بهتر است.
هزینه و امکانات فنی: هزینه مواد شیمیایی، تجهیزات و نیروی انسانی برای روش مکانیکی باید برآورد شود. گاهی ترکیب این دو روش نیز به صورت مرحلهای بهترین نتیجه را میدهد.
مسائل زیست محیطی و ایمنی: استفاده از اسیدها و مواد شیمیایی نیازمند ایمنی بالا و مدیریت پسماند است که باید در تصمیمگیری لحاظ شود.
جهت دانلود این مقاله کلیک کنید