برچسب: ديگ بخار

سیستم دیگ بخار

سیستم دیگ بخار

مولد بخار

دستگاه های كه بخار را به آب تبديل مي كنند اصطلاحاً ديگ بخار گويند اين دستگاه ها انرژي لازم براي تبديل فاز آب به بخار را از انواع سوخت هاي فسيلي، تشعشعي و يا الكتريكي فراهم مي كنند.
با توجه به دما و فشاري كه بخارات توليد مي شوند، انواع متفاوت و كاربردهاي مختلفي دارند.

به مجموعه اي كه ديگ بخار جزئي از آن مي باشد مولد بخار گويند، اكثر مولدهاي بخار امروزي بخار داغ با فشار بالا (۳۵۰۰psia تا ۲۴۰۰ ،۲۴۰bar تا ) ۱۶۵ توليد مي كنند، باستثناء مولدهاي بخار هسته اي كه به علت استفاده از آب فشرده Water Compressed بخار اشباع، با فشار پايين (۷۰bar ،psia ( 1000 توليد مي نمايند.

مولدهاي بخار به عنوان بزرگترين منبع انرژي براي صنعت در جهان امروزي به شمار مي روند. در اين جزوه به بيان مولدهاي بخار با سوخت فسيلي مي پردازيم . (مولدهاي بخار هسته اي اختلاف اساسي از نظر طراحي با مولدهاي فسيلي دارند.)

يك مولدبخار مجموعه اي است مشتمل بر:

۱ – پيش گرمكن آب تغذيه Economizer
۲ – ديگ بخار Boiler
۳ – سوپر هيترheater Super
۴ – بازياب حرارتي Reheat
۵ – پيش گرمكن هوا preheater Air

براي ايجاد حرارت در ديگ هاي بخار از سوختهايي مانند ذغال سنگ پودر شده يا سوخت مايع (مشتقات نفتی) و يا گاز طبيعي استفاده مي كنند، نفت به عنوان سوخت تدريجاً كنار گذاشته مي شود و جاي خود را به گاز طبيعي كه داراي احتراق تميز و آلودگي نسبتاً پاييني است.

تقسيم بندي بر اساس ظرفيت:

ديگ هاي بخار با توجه به ظرفيتشان و كاربرد هاي صنعتي و تجاري عبارتند از:

۱ – ديگ های بخار لوله ای (Boiler Tube Water)
۲ – ديگ های بخار پوسته ای (Boiler Shell)
۳ – ديگ های بخار قطاعی (Boiler Sectional)

منظور از ظرفيت در طبقه بندي ديگهاي بخار اين است كه به عنوان مثال ديگهاي بخار قطاعي با ظرفيت هاي پايين آب گرم براي مصارف خانگي توليد مي كنند و ديگ هاي بخار پوسته اي با ظرفيت هاي متوسط در كارگاه ها و كارخانجاتي كه مصرف بخار در آنها كم مي باشد مورد استفاده قرار مي گيرند و در نهايت ديگ هاي بخار لوله اي با ظرفيت هاي بالا در مجتمع پتروشيمي يا نيروگاه ها استفاده مي شوند.

طراحي ديگ بخار

در طراحي ديگ بخار با توجه به ميزان فشار و درجه حرارت بخاري كه مورد نياز است و همچنين سوختهاي مورد استفاده پارامترهاي مهم را در نظر مي گيرند. با دانستن ميزان بخار خروجي مورد نياز و مشخصات سوخت مهندس طراح، دانش خود را در موارد زير بكار مي گيرد ، مباني انتقال حرارت، جريان بخار و آب در لوله ها وخواص مواد، وسايل مورد استفاده يك ديگ بخار كه توليدعلاوه بر بخار با فشار و درجه حرارت بخصوص داراي بازدهي كافي اقتصادي و ايمن در بهره برداري باشد.

سيستم تهيه آب ديگ بخار:

در عمليات مربوط به توليد كننده هاي بخار، چون همواره مقداري آب از ديگ بخار خارج مي شود،براي جبران آن بايد جرياني از آب به ديگ بخار وجود داشته باشد. اگر ديگ بخار بدون آب و به صورت خشك راك نمايد، ديگ و لوله ها بيش از اندازه گرم شده توانايي خود را از دست مي دهد اين امر باعث پارگي آنها خواهد شد. ياز طرف اگر ديگ بخار بيش از اندازه پر شود، بخار خروجي مقدار زيادي از آب را با خود بدرون سيستم توزيع بخار، حمل خواهد كرد كه مي تواند باعث صدمه به توربينهاي بخار شود.

طراحی سیستم گرمایش رادیاتور خانگی
انواع سیستم های گرمایش خانگی

روش های شستشوی دیگ بخار

روش های شستشوی دیگ بخار

روش های شستشوی دیگ بخار شستشوی شیمیایی به مراتب سریعتر و با صرفه تر از شستشوی روشهای مکانیکی از قبیل برسی زنی، چکشی کاری و جت زنی می باشد که می توان به عملیات تمیزکاری مقدماتی، تمیزکاری در حین سرویس و اسید شویی دیگ های بخار و احیای رزین های تبادل کننده یونی اشاره نمود.

باید تجهیزاتی که در آنها تبادل حرارتی رخ می دهد قبل از در سرویس قرار گرفتن تحت عملیات Boil Out قلیایی قرار بگیرند تا برشهای روغنی، رسوبات کم ضخامت، روغن های روان کننده و ذرات ناشی از درزهای لوله کشی مواد که هنگام ساخت و نصب تجهیزات حاصل شده اند، زدوده شود . Boil Out به منظور شستشو سطح فلز و تشکیل یک لایه محافظ یکنواخت و از جنسی مگنتیت بر روی سطح می باشد. در صورت تمیز کاری مقدماتی ناقص خوردگی حفره ای رخ می دهد.

شستشوی دیگهای بخار در حال سرویس، ترکیب آب جبرانی تغییر می کند و یا در سرعت Blow Down تغییر رخ می دهد. لخته های نرم و لجنی شکل و همچنین خرد شدن رسوبات دیگ های بخار موجب بسته شدن خطوط اصلی و انسداد لوله های Blow Down می شود در ضمن مانع انجام عمل گردش آب در سیستم دیگ بخار می گردد بنابراین برای حذف رسوبات از فرآیند شستشوی در حال گردش استفاده می کنیم. همیشه امکان پیش بینی تأثیر یک محلول شیمیایی بر روی یک رسوب وجود ندارد.

اگر زدودن رسوب سولفات کلسیم مورد نظر باشد از هیدروکسید سدیم استفاده می شود. هنگام بررسی محل و ضخامت رسوبات و تشخیص نوع آنها یکی از لوله های دیواره آب به طور نمونه تمیز می گردد تا مشخص گردد چه نوع روشی برای شستشوی شیمیایی مناسب است تا بر اساس آن حلال مناسب تهیه گردد.

انتخاب حلال مناسب با روشهای زیر صورت می گیرد:

۱- تجربه

۲- به وسیله آزمایش میزان حلالیت رسوب در محلولهای شیمیایی مختلف

از جمله حلالهای پر مصرف محلول رقیقی از اسید هیدروکلریک می باشد به آن اضافه گردد،

عمیات اسید شویی در صورت تکرار زیاد صدماتی را به مناطقی نظیر نقاط جوشکاری شده، لوله هایی که به طور مناسب رول نشده باشند، فلزات سرد کاری شده، رزوه های پیچها. بعد از عملیات اسید شویی دارای ترکهای طولی، زبریهای انتهای لوله، ساییدگی شدید و خوردگی عمیق حفره ای و سوراخهای متعدد هستیم. بنابراین بر روی لوله ها آزمایش التراسونیک انجام می گیرد تا از سالم بودن آنها اطمینان حاصل شود.

غلظت محلولی که برای عملیات شستشو استفاده می شود به دیگ بخار بستگی دارد که آیا دیگ بخار چندین سال بدون عملیات تمیزکاری در سرویس بوده یا بازرسی فنی وجود رسوب را تأیید کرده است. اسید کلریدریک نیازی به هم زدن یا چرخش دادن ندارند و صرفاً با پر نمودن دیگ بخار توسط محلول و خیساندن رسوبات در مدت زمان مناسب و قابل قبولی رسوبات زدوده و برطرف می شوند.

محلولهای شستشو دهنده دیگر، باید حداقل با سرعت ۱ فوت بر ثانیه مورد چرخش قرار گیرند تا بتوانند رسوبات را در مدت زمان قابل قبولی تمیز نمایند.

مقدمات عملیات اسید شویی آن است که ابتدا دیگ بخار از سرویس خارج می گردد، سپس لوله ها توسط آب گرم، شستشو داده می شوند و پس از آن Went های خروجی باز شده و پروانه های هوادهی نیز روشن شده و دیگ بخار را تا درجه حرارت ۱۹۰-۱۸۰F سرد می کنند، باید تمامی منفذ های کوره شامل دمپرها و همچنین دریچه های مشعل ها بسته شوند تا گرمای دیگ بخار حفظ شود هرگز نباید از تابش مستقیم شعله استفاده نمود.

پس از برطرف کردن نشتی های احتمالی دیگ بخار جهت شستشوی شیمیایی در اختیار پیمانکار قرار می گیرد. پیمانکار باید قبل از تلمبه نمودن محلول شستشو به داخل دیگ بخار از دمای دیگ بخار در حد مورد نظر اطمینان حاصل کند که با اندازه گیری قسمتهای انتهایی Drum های دیگ بخار این کار صورت می گیرد اگر چه این اندازه گیری به علت نازکی این قسمتها دقیق نمی باشد . پیمانکار باید ابتدا دیگ بخار را با آب گرم پر کرده، دمای این آب در حدود دمای مطلوب می باشد پس از عبور آب، دیگ بخار را از محلول اسید پر کرده و به دیگر قسمت ها تلمبه می کنند.

چون حجم اسید مورد نیاز برای شستشو زیاد می باشد ابتدا آب به داخل دیگ بخار جریانمی یابد بعد غلظت اسید رفته رفته زیاد شده تا به غلظت مورد نظر برسد.

بررسی دستگاه های گازسوز
بررسی سیستم های تأسیسات برودتی

مشکلات خوردگی بدن دیگ بخار

خوردگی بدن دیگ بخار

مشکلات خوردگی اکسیژن محلول با مواد موجود در سطح داخل دیگ بخار هیتر واکنش برقرار نموده و باعث تشکیل مواد جدید بر سطح فلز دیگ بخار می شوند. به مرور زمان این مواد جدید بزرگتر شده و به داخل فلز دیگ بخار نفوذ می نمایند و نهایتاً منجر به از کار افتادن دیگهای بخار می شود،

مشکلات رسوبگذاری

متداولترین مشکل رسوبگذاری در اثر واکنش موادی چون کلسیم، منیزیم و سیلیکا با فلز دیگ بخار بوجود میآید. این مواد بطور گسترده ای در داخل آب تغذیه وجود دارد و بنابراین پتانسیل واکنش با فلز دیگ بخار همیشه وجود خواهد داشت. در اثر واکنش کلسیم، منیزیم و سیلیکا با فلز داخلی دیگ بخار، لایه سختی تشکیل میگردد که در اثر کاهش انتقال حرارت، زمینه لازم برای از دست رفتن بازدهی بوجود می آید. در اثر افزایش ضخامت لایه رسوبی، لوله های داخل دیگ بخار تحت دمای مازاد قرار گرفته و نهایتاً ترکیدگی در آنها به جورد می آید. به عبارت دیگر لایه رسوبی همانند یک لایه نازک عایق بین گاز و آب دیگ بخار عمل می نماید.

رسوبگذاری

سومین اثر سوء ناشی از رسوبگذاری، ایجاد خوردگی در دیگ بخار است. معمولا دیگ های بخار با ظرفیت بالای انتقال حرارت ( بیش از ۷۵ هزار بی تی یو بر فوت مربع در ساعت ) در معرض خوردگیهای موضعی قرار می گیرند. در واقع رسوبات داخل دیگ بخار زمینه لازم را برای ایجاد خوردگی فراهم می آورند. اکسیدهای آهن از جمله موادی هستند که در سطح داخلی دیگ های بخار تجمع مییابند. اکسیدهای آهن یا از طریق آب خام وارد دیگ بخار می گردد و یا اینکه در اثر خوردگی داخلی ایجاد می شود. اکسیدهای آهن در رسوبات نرم و سخت دیگ های بخار حضور دارند و اکسیدهای آهن از جمله رسوبات خلل و فرج دار محسوب می شوند که امکان نشت آب از دیگ بخار به داخل بخار را فراهم ساخته و مواد جامد محلول را بر جا می گذارند.

مواد جامد خوردگی بدن دیگ بخار

مواد جامد محلول نظیر سود و شلات که در آب دیگ بخار وجود دارند، نهایتاً در خلل و فرج رسوبات اکسیدهای آهن ترسیب یافته و غلظت تجمعی آنها به هزاران قسمت در میلیون (DDm) خواهد رسید. تجمع غلظت بالای این مواد در نهایت منجر به خوردگی فلزی در داخل دیگ بخار خواهد شد. مؤثرترین روش مقابله با این پدیده، کاهش غلظت آهن در دیگ بخار است. بنابراین منبع آب تغذیه باید مورد پیش تصفیه ( نظیر فیلتراسیون و پاکسازی) قرار گیرد. هنگامی که بخار تغلیظ شده مجدداً به داخل دیگ بخار هدایت شود، برای کاهش اثر خوردگی می بایست از روشهای شیمیایی مناسب جهت اصلاح کیفیت آب برگشتی بهره جست. اصلاح آب توسط مواد شیمیایی نظیر شلات ها، پلیمرها و فسفات ها موجب کاهش ترسیب یونهای آهن در دیگ بخار خواهد شد.

اکسیژن محلول خوردگی بدن دیگ بخار

اکسیژن محلول موجود در آب تغذیه دیگ های بخار در اثر افزایش حرارت، واکنش زایی مضاعف پیدا نموده و باعث خوردگی در پیش گرمکنها و اکونومایزرها می شود. اکسیژن محلولی که به نوعی وارد دیگ بخار می شود نیز باعث انواع تخریب در سیستم های غلطکهای بخار، غلطکهای لای، لوله های دیگ و شیرآلات می گردد. در این مسیر سیستم های خنک کن و لوله های تقطیر نیز صدمه خواهند دید. بنابراین حذف اکسیژن در مسیر استفاده از الزامات بسیار مهم به شمار می آید.

کنترل اکسیژن محلول

کنترل اکسیژن محلول در منبع آب تغذیه از دو طریق هوازدایی و شیمیایی انجام می گیرد. سیستمهای هوازدایی مدرن قادرند تا میزان اکسیژن محلول را تا حد ۱۵ میلیارد در قسمت (DDb) در لیتر کاهش دهند و بدین ترتیب نیازی به افزودنیهای شیمیایی برای جذب اکسیژن محلول وجود نخواهد داشت. به هر حال در صورت نیاز به استفاده از مواد شیمیایی برای حذف اکسیژن محلول، میتوان از سولفات سدیم استفاده نمود، ضمن آنکه مواد آلی نیز مورد استفاده واقع می شوند. برخی از مواد شیمیایی لایه نازکی بر سطح اکونومایزر و پیش گرمکن ایجاد نموده و از خوردگی جلوگیری می نمایند.

بهره برداری داری از اﻧﺮژی دیگهای بخار

افزایش گرمایی بخاری گازی