رسوبات تشكیل شده از آب و بخار-قسمت دوم

مادامی كه هسته های در حال جوش وجود دارند ، انتقال حرارت توسط هدایت حرارتی رسوبات ، دیواره لوله وهمچنین دمای سمت گاز نیز كنترل می شود. ذرات محلول در بخار می تواند از طریق سوپرهیترها به روی توربین ها منتقل شده و در آنجا رسوب كند. اگر سولفات وكلرید وجود داشته باشد ، هیدراته شدن وسپس هیدرولیز آنها سبب خوردگی شدید می شود.

عوامل بحرانی

سرعت تشكیل رسوب ها روی سطوح انتقال حرارت ، می تواند توسط حلالیت ، استحكام فیزیكی رسوب و میزان آب شستشوی موجود در محل تولید بخار ، كنترل شود.حلالیت و آب شستشو ، به عواملی مثل غلظت ذرات حل شده ، گرمای موجود ، مرفولوژی تراكم و آشفتگی بستگی دارد.

به هرحال پیش نیاز تشكیل رسوب زیاد ، معمولا تولید بخار است.

در حقیقت حتی هنگامی كه تولید بخار خیلی كم است باز رسوب تشكیل می شود.

هدایت حرارتی رسوبات

مادامی كه هسته های در حال جوش وجود دارند ، انتقال حرارت توسط هدایت حرارتی رسوب ، دیواره لوله وهمچنین دمای سمت گاز نیز كنترل می شود.

هدایت حرارتی تعدادی از رسوب ها و آلیاژهای دیگ بخار در جدول(۱-۱) آمده است.

جدول (۱_۱)_  هدایت حرارتی رسوبات و آلیاژها  (€)  :

هدایت گرمایی

W/m2.0c)

(Btu.ft)/(h.ft.F0)

آلیاژها

فولادضدزنگ۳۰۴

۱۶(۱۰۰۰۰C)

-۲۲(۵۰۰۰C)

۹/۴(۲۱۲۰F)

۰۱۲/۵(۹۳۲۰F)

فولادضدزنگ۴۱۰

۲۵(۱۰۰۰۰C)

-۲۸(۵۰۰۰C)

۱۴/۴(۲۱۲۰F)

-۱۶/۵(۷۵۲۰F)

فولادآلیاژی

(C34/0،Mn55/0،۰/۷۸CR،۳/۵۳Ni،۰/۳۹Mo،۰/۰۵CU)

*۳۶

*۲۱

مس

*۴۲۰

*۲۴۰

فولادكربنی( C23/0، Mn64/0)

*۵۵

*۳۲

آلومینیوم

*۲۳۵

*۱۳۶

رسوب

اكسیدآلومینیوم ، (O3(A12) مذاب

۶/۳

۲۱

آنالیست(۲H2O،۴SIO2،A12O3،Na2O)

۱۹/۰

۷۶/۰

كربنات كلسیم(CaCO3)

۱۴/۰

۵۶/۰

فسفات كلسیم{{Ca3(po4)2}

۵۵/۰

۲۰/۲

سولفات كلسیم(CaSO4)

)۲۱/۰

۸۳/۰

اكسیدآهن(II) (Fe2O3)

۰۹/۰

۳۵/۰

اكسیدمنیزیم(Mgo)

۱۷/۰

۶۹/۰

فسفات میزیم{۲((po4 Mg3}

۳۳/۰

۳/۱

مگنتیت(Fe3O4)

۴۵/۰

۸/۱

موادبا خلل وفرج

۰۱/۰

۰۶/۰

كوارتز(SiO2)

۲۴/۰

۹۷/۰

سرپنتین(۳MgO.2SiO2.2H2O)

۱۶/۰

۶۳/۰

نمكهایی كه در اثر حرارت حلالیتشان كم می شود به راحتی روی سطوح انتقال حرارت رسوب مینماید.

برای مثال ، سولفات وفسفات كلسیم با افزایش دما در نواحی داغ رسوب می كنند.در نهایت ، با وقوع پیوستن بخار وتبخیر در مناطق خشك ، موجب تغلیظ ذرات با حلالیت ، در درجه حرارت معمولی خواهد گردید.

بیشتر رسوب ها شامل مواد نامحلول می باشند كه غالبا در لوله های سردكننده كه انتقال حرارت بالا دارند و با آ ب ، سرد می گردند-مثل شبكه لوله ها-ملاحظه می شوند.

هنگامی كه تبخیر تا مرحله دیگ بخار شود ، با افزایش دما تمایل سیستم به ایجاد پوشش بخار زیاد می شود(شكل۳-۱).پوشش بخار جریان حرارت را كم وسبب بیش گرمایی و پارگی می گردد.

كیفیت آ ب نیز روی رسوب گذاری تاثیر بسزایی دارد. كیفیت آب خوراك پیشنهادی بعنوان تابعی از فشار در جدول (۲-۱)آمده است.

جدول(۲-۱)-كیفیت آب خوراك پیشنهادی

فشارpsi

مقدارسیلیسppm* سختی كلppm حداكثر
اكسیژن(ppm) آهنppm)*) مس*(ppm)

۱۰۰

۱۵

۷۵

۲۰۰

۱۰-۲۰

۲۰

۳۰۰

۷/۵-۱۵

۲

۵۰۰

۲/۵-۵

۲/۰

۰۳/۰

۶۰۰

۱/۳-۲/۵

۲/۰

۰۳/۰

۷۵۰

۱/۳-۲/۵

۱/۰

۰۳/۰

۰۵/۰

۰۲/۰

۹۰۰

۰/۸-۱/۵

۰۵/۰

۰۰۷/۰

۰۲/۰

۰۱۵/۰

۱۰۰۰

۰/۲-۰/۳

۰۵/۰

۰۰۷/۰

۰۲/۰

۰۱۵/۰

۱۵۰۰

۰/۳حداكثر

۰

۰۰۵/۰

۰۱/۰

۰۱/۰

۲۰۰۰

۰/۱حداكثر

۰

۰۰۵/۰

۰۱/۰

۰۱/۰

۲۵۰۰

۰/۰۵حداكثر

۰

۰۰۳/۰

۰۰۳/۰

۰۰۲/۰

۳۲۰۰

۰/۰۲حداكثر

۰

۰۰۲/۰

۰۰۲/۰

۰۰۱/۰

این جدول نشان می دهد كه تعداد كمی از آلودگی ها می تواند در فشارهای بالای دیگ بخار قابل تحمل باشد.

با افزایش فشار ، محدوده قابل تحمل رسوب ها به خاطر افزایش احتمال بیش گرمایی كم تر می شود.

غلظت های قابل قبول نمك ها در آب

حداكثر غلظت های قابل قبول نمك ها در آب در جدول(۳-۱)آ مده است.

جدول (۳-۱)-توصیه غلظت مواد نمكی موجود در دیگ بخار

فشار (PSi)

دمای اشباع(F0)

حداكثر(PPm)

محدوده(PPm)

جامدات حل شده

جامدات معلق*

قلیاییت كل*

سیلیكا

شرایط لجن

فسفات

باقیمانده

سولفیت

باقیمانده

هیدرازین

باقیمانده

طبیعی مصنوعی
۱۰۰

۲۰۰

۳۰۰

۵۰۰

۶۰۰

۷۵۰

۹۰۰

۱۰۰۰

۱۵۰۰

۲۰۰۰

۲۵۰۰

۳۲۰۰++

۳۲۸

۳۸۲

۴۱۷

۴۶۷

۴۸۶

۵۱۰

۵۳۲

۵۴۵

۵۹۶

۶۳۶

۶۶۸

۷۰۵

۵۰۰۰

۴۰۰۰

۳۵۰۰

۳۰۰۰

۲۵۰۰

۲۰۰۰

۱۰۰۰

۵۰۰

۱۵۰

۵۰

۱۰

۰/۰۲

۵۰۰

۳۵۰

۳۰۰

۶۰

۵۰

۴۰

۲۰

۱۰

۳

۱

۰

۰

۹۰۰

۸۰۰

۷۰۰

۶۰۰

۵۰۰

۳۰۰

۲۰۰

۵۰

۰

۰

۰

۰

۲۵۰

۲۰۰

۱۷۵

۴۰

۳۵

۳۰

۲۰

۱۰

۳

۱

۰/۵۰

۰/۰۲

۱۵۰

۱۵۰

۱۰۰

۷۰

۷۰

NR

NR

NR

NR

NR

NR

NR

۱۵

۱۵

۱۵

۱۵

۱۰

۱۰

۵

۳

NR

NR

NR

NR

NR++

۴۰-۵۰

۳۰-۴۰

۲۵-۳۰

۲۰-۲۵

۱۵-۲۰

۱۰-۱۵

۵-۱۰

۳-۶

۱-۳

NR

NR

۹۰-۱۰۰

۸۰-۹۰

۶۰-۷۰

۴۵-۶۰

۳۰-۴۵

۲۵-۳۰

۱۵-۲۰

NR

NR

NR

NR

NR

NR

NR

NR

NR

NR

NR

۰/۱۰-۰/۱۵

۰/۱۰-۰/۱۵

۰/۰۵-۰/۱۰

۰/۰۵-۰/۱۰

۰/۰۲-۰/۰۳

۰/۰۱-۰/۰۲

هنگامی كه فشار از ۱۰۰Psi (0/69 Mpa) به ۲۰۰۰ psi (13/8 Mpa) افزایش می یابد ، غلظت جامدات محلول پیشنهادی با فاكتور ۱۰۰ كاهش می یابد.

مقادیر مجاز سیلیس با فاكتور۲۵۰ و جامدات معلق با فاكتور ۵۰۰ كاهش می یابد.با یك حساب سرانگشتی روش عملی را كه می توان در مورد تمییزی لوله به كار برد به شرح زیر است:

در دیگ های بخار با فشار بالا (بیش از ۱۸۰۰ Psi یا ۱۲/۴Mpa) اگر میزان رسوب های موجود در لوله ها ی سرد شونده با آ ب كم تر از۱۵mg/cm2 (~14gr/ft2) باشد آن دیگ بخار نسبتا تمیز است.

این میزان از رسوب نشان دهنده تمیزی انواع دیگهای بخار ، بدون توجه به شیمی آب ، نوع دیگ بخار یا سوخت است.

در بعضی از دیگ های بخار ، وجود لایه های مگنتیت متخلخل تا ۱mg/cm2 (10gr/ft2 تاثیر زیادی روی انتقال حرارت نم گذارد.

لوله های دیگ بخار شامل ۱۵-۴۰mg/cm2 (gr/ft2 ( 14-37 رسوبات نسبتا كثیف و لوله های دیگ های بخار با فشار بالا در جدول(۴-۱)آمده است.

وقتی میزان رسوب ها زیاد باشد انتقال حرارت به شدت كاهش می یابد.

یكی از سازندگان دیگ های بخار بزرگ ، برای تمیز كردن دیگ بخاری كه در فشار های پایین كار می كند مقدار رسوب را در حد(۳۰gr/ft2 )32mg/cm2 پیشنهاد می دهد.

كار زیاد دیگ بخار ، در بالاتر از حداكثر مقدار رسوب ، سبب خوردگی شدید وبروز بیش گرمایی شده و مرفولوژی رسوب نیز روی انتقال حرارت تاثیر دارد.

*در دیگ های بخار جدید كه انتقال حرارت بسیار بالایی دارند، این غلظت ها باید اساسا صفر باشند. به همین ترتیب، سختی كل نباید از حد ۰/۳ppm برحسب caco3 تجاوز نماید. حتی در فشار های پایین تر و جامدات معلق در آب خوراك در صورت امكان باید صفر باشد.

ادامه در مقاله بعدی

منبع :كتاب تجزیه و تحلیل از كار افتادگی دیگ های بخار مترجم مهندس محمد رضا نفری

مطالب مرتبط :

رسوبات تشكیل شده از آب و بخار – قسمت اول

رسوبات تشكیل شده از آب و بخار – قسمت سوم

رسوبات تشكیل شده از آب و بخار – قسمت چهارم

رسوبات تشكیل شده از آب و بخار – قسمت پنجم

! کپی ممنوع * استفاده از مطالب اين سايت فقط با ذكر نام منبع بلامانع مي باشد * کپی ممنوع !

انواع ديگ هاي(بويلرهاي) بخار مشهد بويلر انواع ديگهاي(بويلرهاي)روغن داغ مشهد بويلر انواع ديگ هاي(بويلرهاي) آبگرم(آبداغ)-ديگ فولادي مشهد بويلر بخارشوي-كارواش-تجهيزات موتورخانه-روغن حرارتي-هيتر هواي گرم فيلترشني-مبدل حرارتي-سختي گير-موگير و صافي-منبع كوئل دار مقاللات تخصصي بويلر(ديگ بخار)-نرم افزارهاي تخصصي-استانداردهاي فني