سختی گیری آب دیگ بخار
سختی گیری آب دیگ بخار یکی از اصولی‌ترین فرآیندهای ضروری در صنایع مختلف از جمله تولید بخار صنعتی است. این فرآیند نقش مهمی در جلوگیری از آسیب‌های ناشی از رسوب‌گذاری و خوردگی در دیگ بخار ایفا می‌کند. آب مورد استفاده در دیگ بخار معمولاً حاوی مقادیر قابل توجهی از نمک‌های محلول، کلسیم، منیزیم و در برخی موارد آهن، منگنز، آلومینیوم و روی است. این مواد معدنی باعث سختی آب می‌شوند و اگر از سیستم حذف نشوند، به تشکیل رسوبات و کاهش کارایی سیستم منجر خواهند شد.
مشکلات ناشی از عدم سختی گیری آب دیگ بخار
سختی آب به دلیل وجود یون‌های کلسیم و منیزیم به وجود می‌آید که در طول زمان با رسوب‌گذاری در سیستم‌های حرارتی مانند دیگ بخار، باعث کاهش کارایی و افزایش خطر خوردگی می‌شوند. این مشکل به ویژه در مناطقی با آب‌های سخت بیشتر مشاهده می‌شود. تشکیل رسوبات علاوه بر کاهش راندمان حرارتی، باعث افزایش مصرف سوخت و حتی آسیب‌های جدی به دیگ بخار می‌شود.
روش‌های سختی گیری آب دیگ بخار
برای مقابله با این مشکل از دستگاه‌های سختی‌گیر آب استفاده می‌شود. این دستگاه‌ها به دو روش اصلی برای حذف سختی آب به کار می‌روند:
سختی‌گیر آب رزینی
این نوع دستگاه‌ها از رزین‌های کاتیونی استفاده می‌کنند که قادر به جایگزینی یون‌های کلسیم و منیزیم با سدیم هستند. این تبادل یونی باعث کاهش سختی آب می‌شود. رزین‌های کاتیونی به طور معمول پس از مدتی به دلیل اشباع شدن از یون‌های سختی‌زا نیاز به احیا دارند. فرآیند احیا با استفاده از آب نمک انجام می‌شود. در این فرآیند، رزین‌ها به وسیله محلول آب نمک شستشو داده شده و یون‌های سختی‌زا از آنها جدا می‌شوند.
- روش احیا: پس از مدتی استفاده، رزین کاتیونی دچار اشباع می‌شود و سختی‌گیری آن کاهش می‌یابد. در این حالت، باید رزین‌ها را با آب نمک غلیظ احیا کرد. این عمل باید به‌گونه‌ای انجام شود که تمام نمک‌های ته‌نشین شده به مخزن آب نمک منتقل شوند.
سختی‌گیری آب اسمز معکوس (RO)
در مناطقی که سختی آب بسیار زیاد است و میزان نمک‌های محلول بالاست، سیستم اسمز معکوس یا RO به کار می‌رود. این سیستم، با عبور دادن آب از غشاهای نیمه‌تراوا، اکثر املاح و نمک‌های محلول را حذف می‌کند و آب تقریباً خالص برای دیگ بخار فراهم می‌آورد.
تأثیر pH و قلیائیت در جلوگیری از خوردگی دیگ بخار
pH آب ورودی به دیگ بخار باید در محدوده 7.5 تا 9.5 باشد. این مقدار باعث می‌شود آب در حالت قلیایی و احیاکنندگی قرار گیرد و از خوردگی قطعات دیگ جلوگیری کند. حفظ قلیائیت مناسب یکی از عوامل کلیدی در جلوگیری از خوردگی تجهیزات است.
حالت قلیایی آب:
برای جلوگیری از خوردگی، آب دیگ بخار باید در حالت قلیایی باشد. قلیائیت بالا از تشکیل اسید در سیستم جلوگیری کرده و خطر خوردگی را کاهش می‌دهد.
اکسیژن محلول:
اکسیژن موجود در آب یکی از عوامل اصلی خوردگی در دیگ‌های بخار است. برای جلوگیری از این مسئله، آب ورودی باید تا حد امکان عاری از اکسیژن شود. این کار می‌تواند به کمک دو روش زیر انجام شود:
- هواگیری فیزیکی: استفاده از دی اریتور برای حذف فیزیکی اکسیژن از آب تغذیه دیگ بخار به عنوان یک روش مؤثر شناخته می‌شود. این دستگاه‌ها با گرم کردن آب تا نزدیکی نقطه جوش، گازهای محلول را از بین می‌برند.
- تزریق مواد شیمیایی:علاوه بر هواگیری، تزریق مواد شیمیایی به آب می‌تواند اکسیژن باقیمانده را خنثی کرده و خطر خوردگی را کاهش دهد.
روش‌های ترکیبی:
استفاده همزمان از هواگیری فیزیکی و تزریق مواد شیمیایی برای حذف گازهای محلول، بهترین روش برای کنترل خوردگی است. این روش ترکیبی تضمین می‌کند که اکسیژن و سایر گازهای مضر از آب به طور کامل حذف شوند.
کنترل و آزمایش‌های دوره‌ای دیگ بخار خشکشویی
آزمایش‌های دوره‌ای روی آب دیگ بخار خشکشویی و آب خروجی از دستگاه‌های تصفیه باید به صورت منظم انجام شود تا از عملکرد صحیح سیستم اطمینان حاصل شود. این آزمایش‌ها به ویژه باید بر روی سختی آب، قلیائیت، و میزان اکسیژن محلول متمرکز باشد.
- سختی آب خروجی: سختی آب خروجی از دستگاه تصفیه باید به طور مرتب آزمایش شود. اگر سختی بالاتر از حد مجاز باشد، نشان‌دهنده نیاز به احیای رزین‌های دستگاه سختی‌گیر است.
- دی اریتور: آب خروجی از دی‌اریتور نیز باید به طور مرتب از نظر میزان اکسیژن محلول آزمایش شود تا از حذف کامل اکسیژن اطمینان حاصل شود.
رسوب گیری در دیگ بخار
یکی از مشکلات شایع در سیستم‌های دیگ بخار، رسوبات سیلیسی است. این رسوبات به دلیل ترکیب با فلزات، به سختی از بین می‌روند و می‌توانند به شدت به تجهیزات آسیب بزنند.
- فسفات: استفاده از فسفات‌ها در آب دیگ بخار به معلق نگه داشتن این رسوبات کمک می‌کند و مانع از تشکیل آنها در سیستم می‌شود.
- قلیائیت هیدروکسید: حفظ قلیائیت هیدروکسید در آب دیگ بخار نیز نقش مهمی در جلوگیری از رسوبات سیلیسی دارد. این قلیائیت، سیلیس موجود در آب را معلق نگه می‌دارد و از طریق شیر تخلیه از سیستم خارج می‌شود.
دی‌اریتور دیگ بخار چیست
دی اریتور یکی از تجهیزات کلیدی در سیستم‌های دیگ بخار است که برای حذف گازهای محلول از آب تغذیه و کندانس بخار مورد استفاده قرار می‌گیرد. آب به عنوان یک حلال قوی برای گازهای محلول مانند اکسیژن و دی‌اکسید کربن عمل می‌کند. این گازها اگر از سیستم حذف نشوند، در داخل لوله‌ها و تجهیزات دیگ بخار باعث خوردگی شدید می‌شوند که به کاهش عمر مفید تجهیزات و افزایش هزینه‌های تعمیر و نگهداری منجر خواهد شد.
اهمیت حذف گازهای محلول در جلوگیری از خوردگی دیگ بخار
در دیگ‌های بخار، آب در دماهای بسیار بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد و در این شرایط، گازهای محلول موجود در آب به‌سرعت آزاد شده و به دیواره‌های لوله‌ها و تجهیزات برخورد می‌کنند. این گازها، به ویژه اکسیژن و دی‌اکسید کربن، باعث خوردگی در سطح فلزات و تجهیزات دیگ می‌شوند. خوردگی ناشی از این گازها می‌تواند در نهایت منجر به کاهش کارایی سیستم، کاهش انتقال حرارت، و حتی ترکیدگی لوله‌ها شود.
دی‌اریتور برای جلوگیری از این مشکلات طراحی شده است. این دستگاه با گرم کردن آب و رساندن آن به نزدیکی نقطه جوش، گازهای محلول را از آب جدا می‌کند. به این ترتیب، اکسیژن و دی‌اکسید کربن به همراه بخار از سیستم خارج می‌شوند.
عملکرد دی اریتور در سختی گیری آب دیگ بخار
دی‌اریتور دیگ بخار معمولاً در دو مرحله کار می‌کند:
- مرحله هواگیری: در این مرحله، آب سرد به دی‌اریتور وارد شده و با بخار اشباع تماس پیدا می‌کند. دمای آب به سرعت افزایش یافته و گازهای محلول به دلیل دما و فشار بالا از آب جدا می‌شوند.
- مرحله جداسازی گازها: گازهای جدا شده از آب به صورت بخار خارج می‌شوند و آب تغذیه دیگ بخار بدون گازهای محلول وارد سیستم می‌شود.
این دو مرحله باعث می‌شود که آب تغذیه دیگ بخار کاملاً از گازهای غیر قابل تقطیر مانند اکسیژن و دی‌اکسید کربن آزاد شود و مشکلات مربوط به خوردگی به طور چشمگیری کاهش یابد.
مزایای استفاده از دی اریتور
استفاده از دی‌اریتور دارای مزایای بسیاری است که به حفظ و بهبود عملکرد دیگ بخار و افزایش عمر مفید تجهیزات کمک می‌کند. این مزایا شامل موارد زیر هستند:
- کاهش اکسیژن محلول: دی‌اریتور قادر است اکسیژن محلول در آب را به کمتر از 0.005 cc/lit برساند که در نتیجه خوردگی ناشی از اکسیژن به حداقل می‌رسد.
- حذف دی‌اکسید کربن: دی‌اکسید کربن آزاد که می‌تواند باعث ایجاد اسید در آب شود و خوردگی را تشدید کند، توسط دی‌اریتور تقریباً به صفر می‌رسد.
- افزایش دمای آب تغذیه: دی‌اریتور آب تغذیه دیگ را تا نزدیکی نقطه جوش گرم می‌کند. این عمل نه تنها باعث حذف گازهای محلول می‌شود بلکه از بروز شوک حرارتی (Thermal Shock) در لوله‌های دیگ بخار جلوگیری می‌کند.
- بهبود راندمان انتقال حرارت: با حذف گازهای محلول و بهبود شرایط آب تغذیه، راندمان انتقال حرارت در دیگ بخار افزایش می‌یابد و مصرف انرژی کاهش پیدا می‌کند.
- کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری: با کاهش خوردگی و جلوگیری از تشکیل رسوبات در لوله‌ها و تجهیزات، نیاز به تعمیرات کمتر و هزینه‌های نگهداری کاهش می‌یابد.
انواع دی اریتور
دی‌اریتورها در انواع مختلفی طراحی و ساخته می‌شوند که هرکدام بر اساس نیازهای خاص و ظرفیت سیستم‌های دیگ بخار انتخاب می‌شوند. انواع اصلی دی‌اریتورها شامل موارد زیر هستند:
- دی‌اریتور اتمسفریک: این نوع دی‌اریتور با فشار اتمسفریک کار می‌کند و بیشتر در سیستم‌هایی که به فشار بالا نیاز ندارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- دی‌اریتور پرموتیت: این نوع دی‌اریتور به طور معمول در سیستم‌هایی با ظرفیت‌های بالاتر استفاده می‌شود و با فشار بیشتری کار می‌کند.
- دی‌اریتور سینی‌دار: این نوع دی‌اریتور دارای سینی‌هایی است که به توزیع بهتر آب و افزایش تماس آن با بخار کمک می‌کند. این ویژگی باعث بهبود عملکرد هواگیری و حذف گازهای محلول می‌شود.
نکات فنی و طراحی دی اریتور
دی‌اریتورها بر اساس نیازهای مشتری و ظرفیت سیستم دیگ بخار طراحی و ساخته می‌شوند. برخی از نکات فنی و طراحی مهم در دی‌اریتورها عبارتند از:
- کاهش اتلاف بخار کندانس شده: دی‌اریتورها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که کمترین میزان اتلاف بخار را داشته باشند. این امر به صرفه‌جویی در مصرف انرژی و آب کمک می‌کند.
- نصب آسان و فضای کم: دی‌اریتورها با طراحی مناسب، نیاز به فضای کمی دارند و نصب و راه‌اندازی آنها بسیار آسان است.
- امکان نصب تجهیزات کنترلی: دی‌اریتورها به راحتی قابلیت نصب تجهیزات کنترلی را دارند و در صورت لزوم می‌توان از مبدل‌های حرارتی و پمپ‌های جانبی برای بهبود عملکرد آنها استفاده کرد.
جلوگیری از خوردگی درخ دیگ بخار
خوردگی یکی از مشکلات اصلی در سیستم‌های دیگ بخار است که به دلیل وجود گازهای محلول مانند اکسیژن و دی‌اکسید کربن رخ می‌دهد. دی‌اریتور یکی از موثرترین تجهیزات برای جلوگیری از این مشکل است. با این حال، تنها استفاده از دی‌اریتور کافی نیست و باید از روش‌های دیگری نیز برای کنترل خوردگی استفاده شود.
روش‌های مکمل جلوگیری از خوردگی
- تزریق مواد شیمیایی: مواد شیمیایی ضد خوردگی به آب دیگ بخار اضافه می‌شوند تا گازهای باقیمانده را خنثی کنند. این مواد معمولاً ترکیباتی هستند که با اکسیژن واکنش داده و آن را به آب بی‌ضرر تبدیل می‌کنند.
- کنترل قلیائیت آب: قلیائیت مناسب آب دیگ بخار می‌تواند از تشکیل اسید و تشدید خوردگی جلوگیری کند. برای حفظ قلیائیت مناسب، استفاده از مواد شیمیایی مناسب توصیه می‌شود.
نتیجه‌گیری
دی‌اریتور دیگ بخار یکی از تجهیزات ضروری برای بهبود عملکرد دیگ‌های بخار و افزایش عمر مفید تجهیزات است. این دستگاه با حذف گازهای محلول از آب تغذیه، به جلوگیری از خوردگی و بهبود راندمان سیستم کمک می‌کند. استفاده از دی‌اریتور، به همراه روش‌های مکمل مانند تزریق مواد شیمیایی و کنترل قلیائیت آب، می‌تواند به طور موثری مشکلات خوردگی و رسوب‌گذاری را کاهش داده و هزینه‌های تعمیر و نگهداری را به حداقل برساند.
گروه صعتی آریا دی‌اریتورها در انواع مختلف با ظرفیت‌های متفاوت طراحی می‌کند و انتخاب نوع مناسب آن بستگی به نیازهای خاص سیستم و ظرفیت دیگ بخار دارد.