روش های رسوب زدایی دیگ بخار

از تجهیزات مهمی که در صنایع مختلف مانند نیروگاه ها، پالایشگاه ها و صنایع غذایی می توان به آن اشاره کرد، دیگ های بخار هستند. عملکرد بهینه این تجهیزات به کیفیت آب ورودی و میزان رسوباتی که در آن تشکیل می شود، بستگی دارد. رسوبات معدنی مانند کلسیم کربنات، سولفات کلسیم، سیلیکا و سایر ترکیبات باعث کاهش راندمان حرارتی، افزایش مصرف سوخت و آسیب به تجهیزات می شود. بنابراین استفاده از روش های موثر رسوب زدایی دیگ بخار می پردازیم.

رسوبات دیگ بخار:

رسوب آهک در واقع یک رسوب معدنی است که زمانی که آب حاوی سطوح بالایی از کلسیم و منیزیم باشد روی سطوح یا داخل دیگ ها و آبگرمکن ها رسوب می کند. مقدار کلسیم و منیزیم موجود در آب، آن را سخت می کند که آن به شرایط جغرافیایی منطقه بستگی دارد. اگر سیستم توزیع آب قدیمی باشد یا لوله های خورده ای وجود داشته باشد که احتمالا زنگ زدگی و سایر مواد را در جریان آب آزاد می کند، می تواند بدتر شود. همین زنگ زدگی می تواند از لوله قدیمی باشد که می تواند مبدل صفحه ای را در دیگ های مخلوط مسدود کند.

دیگ بخار باید بر اساس حفاظت فعال ضد رسوب و خوردگی باشد. اما هنگامی که رسوب دیگ بخار به میزان معینی خورده می شود، باید به سرعت آن را تمیز کرد تا از بین برود تا عملکرد ایمن دیگ به ارمغان نیاید.

دلایل ایجاد رسوب در دیگ بخار:

رسوب در دیگ های بخار عمدتا به دلایل زیر ایجاد می شود:

• کیفیت نامناسب آب تغذیه: وجود املاح در آب باعث تشکیل رسوب در دمای بالا می شود.
• عدم استفاده از مواد ضد رسوب مناسب: نبود آنتی اسکالانت یا عدم استفاده صحیح از آن باعث افزایش رسوب گذاری می شود.
• تبخیر آب و افزایش غلظت یون ها: در اثر فرایند تبخیر، غلظت مواد معدنی باقی مانده افزایش یافته و تشکیل رسوب را تسریع می کند.

همچنین عدم تخلیه مناسب دیگ بخار باعث تجمع مداوم املاح بدون تخلیه مناسب، باعث تشکیل لایه های سخت رسوب می شود.

معایب رسوبات:

این رسوبات می تواند بر عملکرد سیستم توزیع آب گرم فشار وارد کند که می تواند تاثیر زیادی بر هزینه های عملیاتی داشته باشد. برای محدود کردن این هزینه ها و افزایش طول عمر فناوری، رسوب زدایی دیگ بخار اهمیت دارد. روش تمیز کردن به طور عمده به رسوب زدایی مکانیکی و تمیز کردن شیمیایی تقسیم می شود که در ادامه به بررسی آنها می پردازیم.

جلوگیری از تشکیل رسوب در دیگ بخار:

تمیز کردن منظم دیگ برای جلوگیری از تشکیل رسوبات و افزایش عمر عملکرد آن در طول زمان ضروری است. در واقع وجود احتمالی رسوب آهک در دیگ می تواند منجر به راندمان سیستم آب گرم شود. روش های مختلفی برای مبارزه با آهگ در دیگ و جلوگیری از تشکیل آن وجود دارد که در ادامه بررسی می کنیم.

نصب نرم کننده آب:

 یک نرم کننده آب می تواند سطح کلسیم و منیزیم را قبل ورود به دیگ کاهش دهد. به این ترتیب می توان تشکیل رسوبات رسوبی را کاهش داد.

استفاده از مواد ضد رسوب دیگ بخار:

محصولاتی هستند که می توان آنها را به آب دیگ اضافه کرد تا از تشکیل رسوبات جلوگیری شود. این محصولات عموما بر پایه اسید سیتریک یا اسید سولفوریک هستند.

تمیز کردن دیگ بخار به صورت منظم:

تمیز کردن منظم و گاهی سالانه دیگ می تواند رسوبات رسوبی که قبلا تشکیل شدند را حذف کند و از تجمع بیشتر در مبدل صفحه ای در دیگ های مخلوط جلوگیری کند.

نصب فیلتر:

یک فیلتر می تواند به جذب ذرات رسوب در آب قبل از ورود به دیگ کمک کند.

کنترل سختی آب:

اگر میزان سختی آب خود را می دانید، می توانید اقدامات پیشگیرانه خاصی را برای مبارزه با تشکیل رسوبات انجام دهید. کیت های تست سختی آب وجود دارد که می توان از آنها برای اندازه گیری سطح کلسیم و منیزیم در آب استفاده کرد.

روش های رسوب زدایی دیگ بخار:

در صورتی که رسوب آهک که قبلا در داخل دیگ انباشته شده است، باید اقدامات سریعی انجام دهید تا عواقب ناشی از آن را تا حد امکان کاهش دهید. تمیز کردن دیگ از رسوب آهک می تواند یک عملیات مهم برای حفظ کارایی و دوام سیستم گرمایشی باشد.

روش های فیزیکی رسوب زدایی دیگ بخار:

در این روش بدون استفاده از مواد شیمیایی سعی در حذف رسوبات داریم:

• شستشوی معکوس: با تغییر جریان آب، ذرات معلق و رسوبات نرم از سیستم خارج می شوند.
• استفاده از ضربه حرارتی:تغییر ناگهانی دما می تواند برخی رسوبات را از سطح جدا کند.

تخلیه کنترل شده آب از دیگ برای حذف املاح و رسوبات معلق انجام می شود از دیگر روش های فیزیکی است.

رسوب زدایی مکانیکی:

این روش شامل استفاده از تجهیزات و ابزارهای فیزیکی برای حذف رسوبات سخت شده است:

• استفاده از برس و اسکراپر: برای حذف رسوبات سخت از دیواره های دیگ بخار
• واترجت فشار قوی: اسپری آب با فشار بالا برای از بین بردن لایه های رسوبی
• سندبلاست: برای رسوب زدایی قطعات فلزی در مواردی که رسوب بسیار سخت باشد.

این روش نسبتا ساده، کم هزینه، اما شدت کار بالا، اثر تمیز کردن کم و آسیب رساندن به سطح فلز آسان است. در سال های اخیر، به دلیل استفاده از مشعل آب فشار قوی برای تمیز کردن رسوب زدایی مکانیکی، شستشوی آب به سرعت توسعه یافته است. این اثر رسوب زدایی هیدرولیک با فشار بالا، استفاده از ماشین ابزار اصلی تا حد زیادی بهبود یافته است و ایمن و راحت است.

اما در حال حاضر، رسوب زدایی مشعل آب همچنان به ساختار نسبتا ساده دیگ های صنعتی محدود می شود.

روش های شیمیایی رسوب زدایی:

در این روش ها با استفاده از محلول های شیمیایی خاص رسوبات را حذف می کنند.

شستشوی قلیایی بویلر رسوب زدایی:

دیگ بخار عملکرد پخت و پز قلیایی است که عمدتا به ایجاد تحول در مقیاس، در همان زمان ترویج آن است. اگر فقط از تمیز کردن قلیایی استفاده شود، راندمان بسیار کم است. بنابراین اغلب باید با رسوب زدایی مکانیکی همکاری کرد. رسوب زدایی قلیایی تاثیر مشخصی بر روی مقیاس سولفات و سیلیکات دارد، اما برای مقیاس کربناته، رسوب زدایی اسیدی به مراتب بهتر است.

استفاده از اسیدها در رسوب زدایی دیگ بخار:

اسید کلریدریک برای حذف رسوبات کربناته، اسید سولفامیک جایگزین ایمن تر اسید کلریدریک، اسید سیتریک گزینه ای ملایم و دوستدار محیط زیست.

مواد شیمیایی ضد رسوب:

آنتی اسکالانت ها موادی هستند که از تشکیل رسوب در سیستم های حرارتی جلوگیری می کنند. این ترکیبات با مهار رشد کریستال های معدنی و افزایش انحلال پذیری املاح، به کاهش رسوب گذاری کمک می کنند. استفاده از ضد رسوب مناسب می تواند نیاز به شستشوی شیمیایی را کاهش داده و عمر مفید دیگ را افزایش دهد.

نقش آنتی اسکالانت در پیشگیری از رسوب گذاری:

یکی از موثرترین روش های پیشگیری از تشکیل رسوب در دیگ های بخار، استفاده از آنتی اسکالانت ها است. این مواد به روش های زیر از ایجاد رسوب جلوگیری می کنند:

• مهار رشد کریستال های معدنی و جلوگیری از تجمع آنها.
• تغییر ساختار رسوبات و جلوگیری از چسبندگی آنها به سطوح.

همچنین افزایش حلالیت املاح و کاهش احتمال ته نشینی توسط این ترکیبات وجود دارد.

هر چند وقت یکبار باید دیگ بخار را رسوب زدایی کنیم؟

همواره استانداردهایی از سوی سازندگان این تجهیزات ارائه می شود که تعداد دفعات شستشوی دیگ ها را توصیه می کنند. بیشتر استانداردها از چگالی وزن رسوب از یک نمونه لوله برای تصمیم گیری در مورد زمان تمیز کردن شیمیایی دیگ بخار استفاده می کنند. برخی از بویلرها می توانند سوء استفاده و بی توجهی زیادی را تحمل کنند و همچنان به خوبی کار کنند. آنها حتی ممکن است درب های دایره ای و لولایی داشته باشند تا به راحتی لوله ها را برای بازرسی و تمیز کردن در معرض دید قرار دهند. صرف نظر از نوع و طراحی دیگ بخار، رسوبات باید با بازرسی بصری، نمونه برداری از لوله یا روش های دیگر کنترل شوند.

نکاتی که باید پیش از رسوب زدایی در نظر بگیرید:

از جمله نکاتی که باید پیش از رسوب زدایی دیگ ها در نظر بگیرید:

• ضخامت
• سن دیگ
• اندازه دیگ
• هزینه روش تمیز کردن
• آخرین تاریخ تمیز کردن
• روش دفع حلال مصرف شده
• کاربرد دیگ (گرمایش یا فرایند)
• نوع و طراحی دیگ بخار، آب گرم با دمای پایین، آب گرم با دمای بالا، بخار کم فشار یا بخار با فشار بالا

است. همچنین لوله یا بخشی از آن نشتی دارد یا نه. توجه به این موارد، فرایند رسوب زدایی دیگ بخار را تسهیل می بخشد.

جمع بندی:

رسوب گذاری در دیگ های بخار یکی از مشکلات جدی صنایع مختلف است که باعث کاهش راندمان، افزایش هزینه های انرژی و حتی آسیب به تجهیزات می شود. روش های مختلف برای رسوب زدایی دیگ بخار وجود دارد، از جمله روش های فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی. با این حال، بهترین راهکار، پیشگیری از تشکیل رسوب با استفاده از آنتی اسکلانت های مناسب است. این مواد شیمیایی، نقش موثری در جلوگیری از تجمع رسوبات دارند و باعث افزایش کارایی و طول عمر تجهیزات می شوند.