مادامی كه هسته های در حال جوش وجود دارند ، انتقال حرارت توسط هدایت حرارتی رسوبات، دیواره لوله و همچنین 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 و كلرید وجود داشته باشد، هیدراته شدن 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
هدایت حرارتی تعدادی از رسوب ها و آلیاژهای دیگ بخار در جدول (1-1) آمده است.
جدول (1_1)_ هدایت حرارتی رسوبات و آلیاژها (€) :
|
هدایت گرمایی |
||
|
W/m2.0c) |
(Btu.ft)/(h.ft.F0) |
|
|
آلیاژها فولادضدزنگ304 |
16(10000C) -22(5000C) |
9/4(2120F) 012/5(9320F) |
|
فولاد ضد زنگ410 |
25(10000C) -28(5000C) |
14/4(2120F) -16/5(7520F) |
|
فولاد آلیاژی (C34/0،Mn55/0،0/78CR،3/53Ni،0/39Mo،0/05CU) |
*36 |
*21 |
|
مس |
*420 |
*240 |
|
فولاد كربنی( C23/0، Mn64/0) |
*55 |
*32 |
|
آلومینیوم |
*235 |
*136 |
|
رسوب |
||
|
اكسید آلومینیوم ، (O3(A12) مذاب |
6/3 |
21 |
|
آنالیست (2H2O،4SIO2،A12O3،Na2O) |
19/0 |
76/0 |
|
كربنات كلسیم (CaCO3) |
14/0 |
56/0 |
|
فسفات كلسیم {{Ca3(po4)2} |
55/0 |
20/2 |
|
سولفات كسیم (CaSO4) |
)21/0 |
83/0 |
|
اكسیدآهن( II) (Fe2O3) |
09/0 |
35/0 |
| اكسیدمنیزیم(Mgo) |
17/0 |
69/0 |
|
فسفات میزیم{2((po4 Mg3} |
33/0 |
3/1 |
|
مگنتیت(Fe3O4) |
45/0 |
8/1 |
|
مواد با خلل وفرج |
01/0 |
06/0 |
|
كوارتز(SiO2) |
24/0 |
97/0 |
|
سرپنتین(3MgO.2SiO2.2H2O) |
16/0 |
63/0 |
نمك هایی كه در اثر حرارت حلالیتشان كم می شود به راحتی روی سطوح انتقال حرارت رسوب می نماید.
برای مثال، سولفات و فسفات كلسیم با افزایش دما در نواحی داغ رسوب می كنند. در نهایت، با وقوع پیوستن بخار و تبخیر 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 (شكل3-1). پوشش بخار جریان حرارت را كم و سبب 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 (2-1) آمده است.
جدول(2-1)-كیفیت آب خوراك پیشنهادی
|
فشارpsi |
مقدارسیلیسppm* | سختی كلppm | حداكثر | ||||
| اكسیژن(ppm) | آهنppm)*) | مس*(ppm) | |||||
|
100 |
15 |
75 |
– |
– |
– |
||
|
200 |
10-20 |
20 |
– |
– |
– |
||
|
300 |
7/5-15 |
2 |
– |
– |
– |
||
|
500 |
2/5-5 |
2/0 |
03/0 |
– |
– |
||
|
600 |
1/3-2/5 |
2/0 |
03/0 |
– |
– |
||
|
750 |
1/3-2/5 |
1/0 |
03/0 |
05/0 |
02/0 |
||
|
900 |
0/8-1/5 |
05/0 |
007/0 |
02/0 |
015/0 |
||
|
1000 |
0/2-0/3 |
05/0 |
007/0 |
02/0 |
015/0 |
||
|
1500 |
0/3حداكثر |
0 |
005/0 |
01/0 |
01/0 |
||
|
2000 |
0/1حداكثر |
0 |
005/0 |
01/0 |
01/0 |
||
|
2500 |
0/05حداكثر |
0 |
003/0 |
003/0 |
002/0 |
||
|
3200 |
0/02حداكثر |
0 |
002/0 |
002/0 |
001/0 |
||
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 (3-1)آ مده است.
جدول (3-1)-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 | |||||||||
| 100
200 300 500 600 750 900 1000 1500 2000 2500 3200++ |
328
382 417 467 486 510 532 545 596 636 668 705 |
5000
4000 3500 3000 2500 2000 1000 500 150 50 10 0/02 |
500
350 300 60 50 40 20 10 3 1 0 0 |
900
800 700 600 500 300 200 50 0 0 0 0 |
250
200 175 40 35 30 20 10 3 1 0/50 0/02 |
150
150 100 70 70 NR NR NR NR NR NR NR |
15
15 15 15 10 10 5 3 NR NR NR NR |
NR++
40-50 30-40 25-30 20-25 15-20 10-15 5-10 3-6 1-3 NR NR |
90-100
80-90 60-70 45-60 30-45 25-30 15-20 NR NR NR NR NR |
NR
NR NR NR NR NR 0/10-0/15 0/10-0/15 0/05-0/10 0/05-0/10 0/02-0/03 0/01-0/02 |
هنگامی كه فشار از 100Psi (0/69 Mpa) به 2000 psi (13/8 Mpa) افزایش می یابد ، غلظت جامدات محلول پیشنهادی با فاكتور 100 كاهش می یابد.
مقادیر مجاز سیلیس با فاكتور250 و جامدات معلق با فاكتور 500 كاهش می یابد. با یك حساب سرانگشتی روش عملی را كه می توان در مورد تمیزی لوله به كار برد به شرح زیر است:
در دیگ های بخار با فشار بالا (بیش از 1800 Psi یا 12/4Mpa) اگر میزان رسوب های موجود در لوله های سرد شونده با آ ب كم تر از 15mg/cm2 (~14gr/ft2) 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 1mg/cm2 (10gr/ft2 تاثیر زیادی روی انتقال حرارت نمی گذارد.
لوله های دیگ بخار شامل 15-40mg/cm2 (gr/ft2 ( 14-37 رسوبات نسبتا كثیف و لوله های دیگ های بخار با فشار بالا در جدول (4-1)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 فشارهای پایین كار می كند مقدار رسوب را در حد(30gr/ft2 )32mg/cm2 پیشنهاد می دهد.
كار زیاد دیگ بخار، در بالاتر از حداكثر مقدار رسوب، سبب خوردگی شدید و بروز 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 0/3ppm 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 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 !
 |
 |
 |
 |
 |
 |
