رسوبات تشکیل شده از آب و بخار-قسمت دوم

رسوب دیگ بخار

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

عوامل بحرانی

سرعت تشکیل رسوب ها روی سطوح انتقال حرارت، می تواند توسط حلالیت، استحکام فیزیکی رسوب و میزان آب شستشوی موجود در محل تولید بخار، کنترل شود.

حلالیت و آب شستشو، به عواملی مثل غلظت ذرات حل شده، گرمای موجود، مرفولوژی تراکم و آشفتگی بستگی دارد. به هرحال پیش نیاز تشکیل رسوب زیاد، معمولا تولید بخار است. در حقیقت حتی هنگامی که تولید بخار خیلی کم است باز رسوب تشکیل می شود.

هدایت حرارتی رسوبات

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/m۲.۰c)

(Btu.ft)/(h.ft.F۰)

آلیاژها

فولادضدزنگ۳۰۴

۱۶(۱۰۰۰۰C)

-۲۲(۵۰۰۰C)

۹/۴(۲۱۲۰F)

۰۱۲/۵(۹۳۲۰F)

فولاد ضد زنگ۴۱۰

۲۵(۱۰۰۰۰C)

-۲۸(۵۰۰۰C)

۱۴/۴(۲۱۲۰F)

-۱۶/۵(۷۵۲۰F)

فولاد آلیاژی

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

*۳۶

*۲۱

مس

*۴۲۰

*۲۴۰

فولاد کربنی( C23/0، Mn64/0)

*۵۵

*۳۲

آلومینیوم

*۲۳۵

*۱۳۶

رسوب

اکسید آلومینیوم ، (O۳(A1۲) مذاب

۶/۳

۲۱

آنالیست (۲H۲O،۴SIO۲،A1۲O۳،Na۲O)

۱۹/۰

۷۶/۰

کربنات کلسیم (CaCO۳)

۱۴/۰

۵۶/۰

فسفات کلسیم {{Ca۳(po۴)۲}

۵۵/۰

۲۰/۲

سولفات کسیم  (CaSO۴)

)۲۱/۰

۸۳/۰

اکسیدآهن( II) (Fe۲O۳)

۰۹/۰

۳۵/۰

اکسیدمنیزیم(Mgo)

۱۷/۰

۶۹/۰

فسفات میزیم{۲((po۴ Mg۳}

۳۳/۰

۳/۱

مگنتیت(Fe۳O۴)

۴۵/۰

۸/۱

مواد با خلل وفرج

۰۱/۰

۰۶/۰

کوارتز(SiO۲)

۲۴/۰

۹۷/۰

سرپنتین(۳MgO.2SiO۲.۲H۲O)

۱۶/۰

۶۳/۰

نمک هایی که در اثر حرارت حلالیتشان کم می شود به راحتی روی سطوح انتقال حرارت رسوب می نماید.

برای مثال، سولفات و فسفات کلسیم با افزایش دما در نواحی داغ رسوب می کنند. در نهایت، با وقوع پیوستن بخار و تبخیر در مناطق خشک، موجب تغلیظ ذرات با حلالیت، در درجه حرارت معمولی خواهد گردید.

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

هنگامی که تبخیر تا مرحله دیگ بخار شود، با افزایش دما تمایل سیستم به ایجاد پوشش بخار زیاد می شود (شکل۳-۱). پوشش بخار جریان حرارت را کم و سبب بیش گرمایی و پارگی می گردد.

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

جدول(۲-۱)-کیفیت آب خوراک پیشنهادی

فشارpsi

مقدارسیلیسppm*سختی کلppmحداکثر
اکسیژن(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

۰/۳حداکثر

۰

۰۰۵/۰

۰۱/۰

۰۱/۰

۲۰۰۰

۰/۱حداکثر

۰

۰۰۵/۰

۰۱/۰

۰۱/۰

۲۵۰۰

۰/۰۵حداکثر

۰

۰۰۳/۰

۰۰۳/۰

۰۰۲/۰

۳۲۰۰

۰/۰۲حداکثر

۰

۰۰۲/۰

۰۰۲/۰

۰۰۱/۰

این جدول نشان می دهد که تعداد کمی 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 کم تر می شود.

غلظت های قابل قبول نمک ها در آب

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

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

فشار (PSi)

دمای اشباع(F۰)

حداکثر(PPm)

محدوده(PPm)

جامدات حل شده

جامدات معلق*

قلیاییت کل*

سیلیکا

شرایط لجن

فسفات

باقیمانده

سولفیت

باقیمانده

هیدرازین

باقیمانده

طبیعیمصنوعی
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 که فشار از ۱۰۰Psi (0/69 Mpa) به ۲۰۰۰ psi (13/8 Mpa) افزایش می یابد ، غلظت جامدات محلول پیشنهادی با فاکتور ۱۰۰ کاهش می یابد.

مقادیر مجاز سیلیس با فاکتور۲۵۰ و جامدات معلق با فاکتور ۵۰۰ کاهش می یابد. با یک حساب سرانگشتی روش عملی را که می توان در مورد تمیزی لوله به کار 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 های سرد شونده با آ ب کم تر از ۱۵mg/cm۲ (~۱۴gr/ft۲) باشد آن دیگ بخار نسبتا تمیز است.

این میزان از رسوب نشان دهنده تمیزی انواع دیگ های 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/cm۲ (۱۰gr/ft۲ تاثیر زیادی روی انتقال حرارت نمی گذارد.

لوله های دیگ بخار شامل ۱۵-۴۰mg/cm۲ (gr/ft۲ ( ۱۴-۳۷ رسوبات نسبتا کثیف 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 کاهش می یابد.

یکی از سازندگان دیگ های بخار بزرگ، برای تمیز کردن دیگ بخاری که در فشارهای پایین کار می کند مقدار رسوب را در حد(۳۰gr/ft۲ )۳۲mg/cm۲ پیشنهاد می دهد.

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

در دیگ های بخار جدید که انتقال حرارت بسیار بالایی دارند، این غلظت ها باید اساسا صفر باشند. به همین ترتیب، سختی کل نباید از حد ۰/۳ppm برحسب caco۳ تجاوز نماید. حتی در فشار های پایین تر و جامدات معلق در آب خوراک در صورت امکان باید صفر باشد.

ادامه در مقاله بعدی

منبع :کتاب تجزیه و تحلیل از کار افتادگی دیگ های بخار مترجم مهندس محمد رضا نفری

مطالب مرتبط :

رسوبات تشکیل شده از آب و بخار – قسمت چهارم

رسوبات تشکیل شده از آب و بخار – قسمت پنجم

! کپی ممنوع  * استفاده از مطالب این سایت فقط با ذکر نام منبع بلامانع می باشد  * کپی ممنوع  !

انواع دیگ های(بویلرهای) بخار مشهد بویلرانواع دیگهای(بویلرهای)روغن داغ مشهد بویلرانواع دیگ های(بویلرهای) آبگرم(آبداغ)-دیگ فولادی مشهد بویلربخارشوی-کارواش-تجهیزات موتورخانه-روغن حرارتی-هیتر هوای گرمفیلترشنی-مبدل حرارتی-سختی گیر-موگیر و صافی-منبع کوئل دارمقاللات تخصصی بویلر(دیگ بخار)-نرم افزارهای تخصصی-استانداردهای فنی

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *