بخش اول: منابع و شیمی آب
با وجود مقاله‌های بسیار در ارتباط با آماده سازی و تصفیه آب جهت دیگ بخار ، برداشت های اشتباهی در این رابطه وجود دارد. شیمی آب مقوله پیچیده ای است که به مهارت یک شیمیدان ماهر نیازمند است.
در این مقاله به علت و چگونگی آماده سازی آب تغذیه بویلر اشاره مختصری می‌گردد، ابتدا راجع به سختی گیری آب تغذیه در واحدهای بویلر فشار ضعیف بحث خواهیم کرد که هدف از آن جلوگیری از تشکیل رسوب در قسمت های گرم بویلر است و سپس به آب تغذیه واحدهای بویلر فشار قوی خواهیم پرداخت.
عموما آب تغذیه بویلر، ترکیبی از آب تغذیه و کندانس برگشتی است. آب کندانس، بخار چگالیده شده یا همان آب مقطر است و می تواند مجددا همراه با مقدار کمینه ای از افزودنی ها بعنوان آب تغذیه استفاده شود. به منظور جایگزینی مقدار هدر رفت آب، افزودن آب تغذیه در سیکل آب و بخار ضروری است.
اتلاف کندانس به دلایل ذیل اتفاق می‌افتد:
- تزریق بخار به منظور گرم کردن، بطور مثال تزریق در یک تانک آب
- کندانس آلوده که به دلیل آلوده شدن به وسیله روغن یا فرآیندهای شیمیایی قابل استفاده نخواهد بود.
- کندانسی که بازگشت داده نشده است
- بلودادن بویلر
- نشتی بخار یا آب
- تبخیر آب وبخار فلاش به اتمسفر
منابع آب تغذیه
منابع اصلی آب تغذیه عبارتند از :
- آب های زیرزمینی مانند آب چاه وچشمه
- آب های سطحی مانند آب رودخانه ها، دریاها وتالاب ها
- آب آشامیدنی (آب شهری)
منابع طبیعی آب را نمی توان مستقیما به عنوان آب تغذیه جهت بویلرها استفاده نمود. اغلب آب های زیرزمینی و سطحی با مواد مختلفی آلوده شده اند.
بنابراین استفاده از آنها بدون آماده سازی، می تواند به واحد بویلر آسیب وارد نماید. حتی آب آشامیدنی نیز برای استفاده کردن بعنوان آب تغذیه بویلر، مناسب نیست. آب تغذیه احتیاج به آماده سازی و بررسی دارد. علاوه بر بویلرهای بخار، لوله های آب تغذیه و کندانس نیز باید در مقابل خوردگی محافظت شوند.
شیمی آب
در این مقاله، تا حد امکان به جای فرمول ها و نشانه های شیمیایی به همراه فرمول های داخل پرانتز استفاده خواهیم کرد.
ترکیبات شیمیایی مندرج در جدول ۱ با نسبت های متفاوت در آب یافت می‌شوند.
بطور خلاصه می توان گفت که ترکیبات شیمیایی آب عمدتا شامل منیزیم و کلسیم است که با هیدروکربنات ها (بی کربنات ها)، سولفات ها و کلریدها ترکیب شده اند. همچنین سدیم ترکیبی با کلرید و اسیدسیلیسیک نیز جزء این ترکیبات است. ترکیبات کلسیم و منیزیم از اجزای اصلی سختی هستند.
این ترکیبات باید قبل از اینکه آب بتواند بعنوان آب تغذیه استفاده شود شسکته شوند. مولکول های نمک حل شده در آب، به شکل ذرات باردار الکتریکی که یون نامیده می شود، تقسیم می شوند.
هیدروکربنات کلسیم به کلسیم (Ca) و هیدروکربنات(Hco3) تقسیم می شود. هیدروکربنات منیزیم نیز به همین طریق تقسیم و شکسته می شود. هیدروکربنات های کلسیم و منیزیم سخت هستند و در آب حل نمی شوند که نشان دهنده سختی کربنات می باشند.
به مجرد گرم شدن آب، نمک های مذکور بر روی لوله های بویلر رسوب می کنند. دی اکسید کربن بصورت گازی شکل جدا شده و با کندانس شدن بخار، آب اسیدی را تشکیل می دهد. مقدار PH به سرعت افت می کند و باعث خوردگی شدید اسید کربنیکی در لوله های کندانس می شود.
ترکیبات کلسیم و منیزیم شامل سولفات و کلراید سختی بدون کربنات را تشکیل داده و بطور محلول در آب باقی می مانند و تنها زمانی که غلظت این ترکیبات در آب بویلر زیاد شود(بطور مثال در نتیجه بلودان ناکافی) ممکن است باعث رسوب شوند. سختی نهایی، حاصل مجموع سختی های کربنات دار و بدون کربنات است.
آماده سازی و ذخیره سازی آب جهت دیگ بخار
ملزومات آب تغذیه
در بویلرهای کم فشار، جداکردن سختی کربنات با استفاده از یک مبدل یونی (سختی گیر) کفایت می کند. در صورت کم بودن غلظت کلراید وسدیم، وجود آنها مشکل جدی محسوب نمی شود.
در بویلرهای فشار بالا، تا حد امکان باید همه ناخالصی ها زدوده شوند. در این موارد از مبدل یونی پیچیده ای که واحد نمک زدایی نامیده می شود، استفاده می گردد.
بطور کلی هر اندازه فشار بخار بیشتر باشد، خلوص آب نیز باید افزایش یابد. زمانی که بخار خروجی از بویلر جهت چرخش پره های توربین استفاده می شود، مطالبات در رابطه با آب تغذیه بویلر افزایش می یابد.
به منظور بهبود راندمان سختی گیرها در سیستم های فشار ضعیف (که دارای عملکرد ایده آل نیستند) مقداری مواد شیمیایی اضافه می شود تا سختی های باقیمانده را حذف کند.
بدین طریق سختی نمی تواند بر روی لوله های بویلر رسوب کند و بصورت لجن در ته آن جمع می شود. متعاقبا، این لجن طی فرایند بلودان زنی از کف بویلر تخلیه می شود.
از اورتو فسفات ها و پلی فسفات ها بعنوان عوامل سختی گیری نهایی استفاده می شود. اخیرا بدلایل زیست محیطی استفاده از مواد پلیمری و ترکیبات جدید شایع شده است.
دلایل کاهش انتقال حرارت
ایجاد رسوب بر روی لوله های بویلر موجب کاهش انتقال حرارت و در نتیجه راندمان بویلر می گردد. هرچه لایه های رسوب ضخیم تر شوند دیواره لوله ها داغ تر شده و خطر تخریب آنها جدی می شود(شکل۱)
شکل ۲، نشان دهنده اختلاف دمای جداره لوله های بویلر در حالت تمیز (حداکثر دمای۳۸۰۰c) و در حالت وجود رسوب با ضخامت ۱mm(با دمای ۶۷۰۰c) است.
اساس عملکرد مبدل های یونی جایگزینی یون های منیزیم و کلسیم با یون های کم خطرتری مانند یون سدیم و هیدروژن می‌باشد. این عمل آب را سختی گیری نموده و مواد معدنی موجود در آن را جدا می کند.
یک مبدل یونی در واقع یک مخزن است که با گرانول های ضد آب پلاستیکی انباشته می شود که گاه فیلتر نیز نامیده می شود. گرانول‌ها قادر به تعویض یون های جذب شده خود با یون های موجود در آب هستند. یون های سدیم یا هیدروژن در رزین ها با یون های کلسیم و منیزیم موجود در آب جایگزین می شوند.
تمام فلزات(na+ ،ca++) هیدروژن (H+) موجود در آب دارای بار مثبت هستند. باقیمانده های اسیدی(so4—، co3—،c1–) و یون های هیدروکسید(OH) بار منفی دارند. یون با بار مثبت، کاتیون و یون با بار منفی، آنیون نامیده می شود. در یک محلول خنثی همواره مثبت و منفی وجود دارد.
مبدل های یونی به دو قسمت اصلی تقسیم می شوند:
-مبدل های اسیدی ضعیف و قوی کاتیونی
-مبدل های پایه ای ضعیف و قوی آنیونی، این مبدل ها اغلب بخشی از آب و یا کل آن را در سیستم های با یک یا دو فیلتر، نمک زدایی می کنند.
برای کسب اطلاعات بیشتر، مقالات مربوطه را مطالعه فرمایید:
! کپی ممنوع * استفاده از مطالب این سایت فقط با ذکر نام منبع بلامانع می باشد * کپی ممنوع !
 |  |  |  |  |  |
