فرآیند افزایش عمر قطعات بویلر که مهمترین بخش آن لوله ها هستند منجر به صرفه جویی بسیار زیادی در هزینه ها می شود. از طرفی زوال قطعات که باعث خروج واحد از مدار و ضررهای شدید می شوند به تعویق می افتد و از سوی دیگر عمر واحد افزایش می یابد و این خود به معنی درآمد بیشتر است. با توجه به عوامل موثر به عمر بویلرها برخی غیرقابل کنترل هستند (مثل دمای محیط یا رطوبت نسبی هوا) و برخی قابل کنترلند مثل کیفیت سوخت،عوامل نگهداری و بهره برداری.


     آمارهای منتشر شده توسط وزارت نیرو نشان می دهد خروجهای اضطراری ناشی از زوالهای اجزا بویلرها، بیشترین سهم را در انرژی هدر رفته ناشی از توقف واحدها داشته است. بر اساس این آمارها در نیمه اول سال ۱۳۸۳، حدود ۲۴ درصد کل انرژی هدر رفته ناشی از زوال اجزا بویلر بوده است.

از این رو برخی از مهمترین عوامل موثر در افزایش عمر لوله های بویلر عبارتند از:

▪ کنسروه کردن بویلر جهت تعمیرات میان دوره ای و اساسی

▪ آنالیز ماهانه گاز مصرفی و انطباق آن با آنالیز استاندارد گاز

▪ تست مشعلهای بویلر در تعمیرات اساسی جهت تنظیم طول شعله، کنترل احتراق، دمای گاز، زوایه پخش شدن شعله و...

▪ نصب سیستم اندازه گیری دقیق دما در ری هیت سرد و گرم

▪ جلوگیری از تولید واحد در شرایط بالا بودن شاخصهای آب تغذیه

▪ آموزش پرسنل بهره برداری

▪ اسید شویی و قلیاشویی لوله ها در هراورهال

▪ آنالیز زوال لوله های تخریب شده و تعیین مهمترین مکانیزمهای تخریب

▪ کالیبراسیون و بازرسی از ترموکوپلها

▪ کنترل شیمیایی دقیق آب

▪ کنترل ترکیب سوخت

▪ بازرسی های دقیق غیرمخرب مانند ضخامت سنجی به منظور ارزیابی و تخمین عمر باقیمانده لوله ها

▪ تست های مکانیکی مخرب (DT) به منظور ارزیابی و تخمین عمرباقیمانده لوله ها

▪ تست رپلیکا برای هدرها و main steam به منظور تخمین عمر باقیمانده

▪ استفاده از روشهای جدید NDT مثل EMAT برای کنترل دقیق تر وضعیت

▪ تست جوشها و کنترل کیفیت آنها

 

 

 

 


اسید شویی بویلر

شستشوی شیمیایی دیگ بخار به سه منظور انجام می گردد.

1- شستشوی شیمیای قبل از راه اندازی اولیه ی دیگ بخار برای دیگهایی که نو هستند و به منظور تمیز کردن روغن,گریس و سایر ذرات به جای مانده در زمان  ساخت می باشد. این شستشوی شیمیای معمولا یک جوشش قلیایی است که ترکیبی ازسودسوزاور-کربنات کلسیم و تری سدیم فسفات در ترکیبات معین

2- اسید شویی دیگ بخار بعد از راه اندازی که به علت رسوب بستن دیگ بخار انجام میشود و مواد تشکیل دهندهء آن اسید کلریدرک و ترکیبات اضافه شده به آن که این مواد باعث می شوند آسیبی به فلز نرسد و مراحل اسید شویی بهتر انجام گردد.

3- شستشوی شیمیای قسمت دود. این شستشو قلیایی میباشد و بعد از راه اندازی دیگ بخار برای از بین بردن ترکیبات اسیدی سوختهای مایع در قسمتهای دود دیگ انجام میشود. سوختهای مایع ترکیبی از گوگرد دارند که در خروجی دود از دیگ دوده گوگرد دار باعث خورندگی خطرناک دیگ بخار میگردند.

     تشکیل‌ رسوب‌ در لوله‌های‌ دیگ‌ بخار و تشدید خوردگی‌ روی‌ سطوح‌ فلزاتی‌ که‌ انواع‌ راکتور و مخازن‌ از آنها ساخته‌ شده‌ غالبا در صنایع‌، مشکلات‌ عمده‌ای‌ را به‌ وجود می‌آورد. از آن‌جا که‌ انتخاب‌ حلال‌ تا حدی‌ تجربی‌ است‌، به‌ تستهای‌ آزمایشگاهی‌ نیاز است‌ تا کارایی‌آن‌ را بر روی‌ نمونه‌های‌ مربوط تعیین‌ کرده‌ و موثرترین‌ دما را مشخص‌ کند. با این‌که‌ امروزه‌ حلالهای‌ متنوعی‌ برای‌ شست‌وشوی‌ بویلرها در بازار وجود دارد ولی‌ هنوز کارشناسان‌حلالهایی‌ را بکار می‌گیرند که‌ از قبل‌ استفاده‌ می‌کرده‌اند. در برنامه‌های‌ شست‌وشوی‌ بویلر، از هر حلالی‌ می‌توان‌ استفاده‌ کرد ولی‌ غالباً یکی‌ از آنها نتایج‌ بهتری‌ را به‌دست‌ خواهد داد که‌ این‌ موضوع‌ به‌ نوع‌ بویلر، ساختمان‌ شیمیایی‌ رسوبات‌، ایمنی‌ و مسائل‌ زیست‌ محیطی ‌و برخی‌ عوامل‌ دیگر بستگی‌ دارد. فرایند شست‌وشوی‌ شیمیایی‌ با اسیدها و دیگر حلالها، یکی‌ از روشهای‌ اصلی‌ شست‌وشو و تمیزکاری‌ است‌ ولی‌ هنوز موارد زیادی‌ از تمیزکاری‌، با استفاده‌ از روشهای‌ مکانیکی‌ یا روشهای‌ جت‌زنی‌ با آب‌ فشار قوی‌ انجام‌ می‌شود. درروشهای‌ مکانیکی‌ از ضربه‌ زدن‌، ارتعاش‌ و سندبلاست‌ استفاده‌ می‌شود تا رسوبات‌، زدوده‌شوند. همچنین در این روش کلیه لوله ها باید توسط برس سیمی تمیز گردند در بعضی جا ها اگر شرایط اجازه دهد از هوای فشرده نیز استفاده شود در این شیوه کثیف کاری زیاد خواهد بود ودر بویلر های واتر تیوب بخصوص در قسمت اکنوو مایزر کار غیر ممکنی است. در روش‌ جت‌زنی‌ با آب‌ فشار قوی‌ نیز آب‌ با فشاری‌ معادل‌ 104psi به‌ رسوبات‌ برخورد کرده‌ و سطح‌ لوله‌ها را تمیز می‌کند.

در این‌ نوشتار سعی‌ شده‌ جزییات‌ مهم‌ مربوط به‌ معمولترین‌ و موثرترین‌ حلالهای‌ شست‌وشو و تاثیر طراحی‌ بویلر و ساختمان‌ شیمیایی‌رسوبات‌ در انتخاب‌ حلال‌، بررسی‌ و تشریح‌ شود.

     سوختهایی که در دیگها استفاده میگردند بیشتر سوختهای گاز یا مایع (گازوئیل مازوت) هستند. این سوختها اصولاً تولیده دوده یا خاکستر می کنند و خاکستر آنها دارای ترکیباتی خواهد بود که در سوخت ما وجود داشته و در موقع سوختن وترکیب شدن با هم یا در شرایط کوره به یک سری ترکیبات جدید تبدیل میگردند. به عنوان مثال گوگرد موجود در مازوت بصورت s بوده که با اکسیژن  ترکیب شده و به دی اکسید گوگرد تبدیل میشود و در مجاورت اکسیژن اضافی تبدیل به so3 میشود. از طرفی هیدروژن موجود در سوخت با اکسیژن ترکیب شده وتولید آب میکند و این آب با so3 ترکیب شده وتولید اسید سولفوریک میکند. همین اسید سولفوریک باعث خوردگی لوله ها میگردد.

     در روش شیمیای نیاز به محلول خنثی کننده و تمیز کننده برای حذف دوده وترکیبات اسیدی همراه با دوده یا خاکستر را داریم. محلول خنثی کننده عبارت است از محلول کربنات دوسود سبک و ماده ضد خورندگی اسید وآب.

     جهت تهیه آن به ازاء هر متر مکعب آب 50 کیلو گرم کربنات دوسود سبک و 3 کیلو گرم ماده ضد خورنده اسید را در یک مخزن ترکیب کرده و توسط پمپ میتوان دوده ها را تمیز واسید آن را خنثی کرد.

     در خلال‌ بهره‌برداری‌ عادی‌ از بویلر، روی‌ سطح‌ کربن‌ استیل‌ لوله‌های‌ داخل‌ بویلر یک‌ لایه‌ نازک‌ Fe3O4 تشکیل‌ می‌شود که‌ ازخوردگی‌ بیشتر سطوح‌، جلوگیری‌ می‌کند. به‌طور مشابه‌ در مبدلهای‌ حرارتی‌ از جنس‌ مس‌ نیز یک‌ لایه‌ Cu2O تشکیل‌ شده‌ ولوله‌ها را از خوردگی‌ محافظت‌ می‌کند. این‌لایه‌ها به‌ مرور زمان‌، کلفت‌تر می‌شوند. خوردگی‌ تدریجی‌ درسیستمهای‌ آب‌ تغذیه‌، سبب‌ تولید یونهای‌فلزی‌ محلول‌ و ذرات‌ می‌شود که‌ با ورود به ‌بویلر در دمای‌ بالا رسوب‌ می‌کنند. حتی‌ بهترین‌ برنامه‌های‌ تصفیه‌ آب‌ نیز قادر نخواهند بود جلوی‌ این‌ پدیده‌ را بگیرند. این‌ رسوبات‌ سرانجام‌ سبب‌ مسائلی‌ از قبیل‌خوردگی‌ زیر رسوبی‌ و محدودیت‌ در انتقال‌حرارت‌ می‌شوند. در اغلب‌ بویلرها، حتی‌ بویلرهای‌ دارای‌ برنامه‌های‌ پایش‌ منظم ‌نیز اکسید آهن‌، مس‌ و اکسیدهای‌ مس‌ و مقادیر کمی‌ از فلزات‌ آلیاژی‌ (نیکل‌، کروم‌ وروی‌) در رسوبات‌ دیده‌ می‌شود.

    نشتی‌ لوله‌های‌ کندانسور و دیگر خرابیها می‌تواند سبب‌ افزایش‌ تشکیل‌ رسوبات ‌شود. آلودگیهای‌ اصلی‌ شامل‌ نمکهای‌حاصل‌ از سختی‌ و سیلیس‌ آب‌ است‌ که‌ حلالیت‌ اغلب‌ این‌ مواد با افزایش‌ دما کاهش‌ می‌یابد. این‌ رسوبات‌ بسیار مضر بوده‌ وسبب‌ بالا رفتن‌ دمای‌ مجاز و خوردگی‌ بیشتر می‌شود. به‌عنوان‌ نمونه‌ در یک‌ مورد نشتی‌کندانسور، تشکیل‌ رسوبات‌ و خوردگی‌ زیررسوبی‌ سبب‌ وارد شدن‌ خسارتهای‌ چندمیلیون‌ دلاری‌ به‌ لوله‌ها شد. در مورد دیگر نیز نشتی‌ در کندانسورهای‌ بزرگ‌ سبب‌کاهش‌ pH از  5/8 به 9/2 ‌ در کمتر از یک‌ ساعت‌ و تبدیل‌ کلرید منیزیم‌ به‌ هیدرواکسیدمنیزیم‌ شد و کارکنان‌ واحد به ‌صورت ‌مقطعی‌ کندانسور را از خط خارج‌ و آلودگی‌ را تخلیه‌ کرده‌ و در اسرع‌ وقت‌ شست‌وشوی ‌شیمیایی‌ بویلر را انجام‌ دادند. از دیگرعاملهای‌ بسیار مهم‌ در انتخاب‌ حلال‌ وفرایند شست‌وشو، نوع‌ لایه‌های‌ رسوب‌گذاری‌ شده‌ است‌ که‌ متداولترین‌ آنها رسوبات‌ اکسید آهن‌ و مس‌ است‌. خرابیهای‌گاه‌به‌گاه‌ در سیستم‌ شیمیایی‌ آب‌ ورودی‌، سبب‌ خوردگی‌ آلیاژهای‌ مس‌ در کندانسور و لوله‌های‌ مبدلهای‌ حرارتی‌ شده‌ و باعث‌انتقال‌ محصولات‌ خوردگی‌ به‌ بویلرمی‌شود. بازگشت‌ به‌ وضعیت‌ عادی‌ سبب‌کاهش‌ خوردگی‌ مس‌ و توقف‌ پدیده‌ رسوب‌گذاری‌ می‌شود، ولی‌ حتما در این‌ حال‌ نیزمشکلات‌ دیگر به‌ قوت‌ خود باقی‌ است‌.

 

 

 

 

 


زمان‌ شست‌وشوی‌ شیمیایی‌:
      عوامل‌ موثر بر زمان‌ شست‌وشوی‌ شیمیایی‌ بویلر شامل‌ تعدد راه‌اندازی‌ و توقف‌ واحد، تعداد نشتی‌ها و شدت‌ آن‌ در لوله‌های‌ کندانسور، شدت‌ نفوذ هوا در آب‌ سیکل‌ و زمان‌ گذشته‌ از آخرین‌ شست‌وشو است‌. مصرف‌ زیاد آب‌ بویلر، ورود محصولات‌خوردگی‌ به‌ بویلر را افزایش‌ می‌دهد. این ‌موضوع‌ در واحدهایی‌ که‌ تعداد دوره‌ نشتی ‌کندانسور زیاد است‌، از بزرگترین‌ مکانیزمهای‌ رسوب‌ گذاری‌ به ‌شمار می‌رود. عواملی‌ که‌ سبب‌ افزایش‌ خوردگی‌ و تشکیل ‌محصولات‌ خوردگی‌ در سیکل‌ می‌شوند شامل‌ نفوذ هوا از نشتی‌ها، تنش‌های ‌حرارتی‌ و مکانیکی‌ ناشی‌ از گرم‌ و سردشدن‌ و تغییرات‌ ایجاد شده‌ در ترکیب‌ شیمیایی‌ آب‌ ورودی‌ و آب‌ بویلر است‌. در برخی‌ واحدها اطلاعات‌ مربوط به‌ زمانهای ‌راه‌اندازی‌، توقف‌، نشتی‌ کندانسور و دیگر مسائل‌، ثبت‌ می‌شود تا از آنها برای‌تعیین ‌زمان‌ شست‌وشو استفاده‌ شود.

     موسسه‌ تحقیقات‌ برق‌ (Electric Power Research Institute EPRI) راهنمایی‌هایی‌ رابرای‌ سازمانهای‌ عضو به‌ منظور برنامه‌ ریزی ‌و محاسبه‌ این‌ زمان‌ ارایه‌ کرده‌ است‌. هوای ‌ورودی‌ ناشی‌ از نشت‌ کندانسور در مدت ‌بهره ‌برداری‌ عادی‌ سبب‌ افزایش‌ خوردگی‌ و بالا رفتن‌ یون‌ آهن‌ و مس‌ در آب‌ تغذیه‌ می‌شود. یک‌ برنامه‌ پایش‌ خوب‌، کمکی‌ به‌کارکنان‌ در شناسایی‌ میزان‌ نشتی‌ اضافی‌ هوا خواهد بود. بهترین‌ و دقیق‌ترین‌ راه‌ برای‌پایش‌ لوله‌های‌ بویلر، گرفتن‌ نمونه‌ هایی‌ ازلوله‌های‌ بویلر در تعمیرات‌ اساسی‌ و تجزیه ‌و تحلیل‌ آن‌ است‌. به ‌دلیل‌ این‌که‌ عموماً دما نسبت‌ به‌ دیگر عوامل‌، تاثیر بیشتری‌ بر رسوبات‌ دارد، نمونه‌گیری‌ باید از بخشها وسطوح‌ با بیشترین‌ دما انجام‌ شود.

     دانسیته‌ رسوبات‌، یکی‌ از معیارهای‌اولیه‌ در تعیین‌ زمان‌ مناسب‌ برای ‌شست‌وشوی‌ شیمیایی‌ بویلر است‌.

     بویلرهای‌ با فشار بالا قادر به‌ تحمل‌ رسوبات‌ کمتری‌ نسبت‌ به‌ بویلرهای‌ با فشار پایین‌ است‌. دبی‌ زیاد حرارتی‌ و دمای‌ بالا در بویلرهای‌ با فشار بالا سبب‌ تجاوز از دمای‌ مجاز و تشدید مکانیزم‌ خوردگی‌ زیر رسوبی‌ می‌شود. با انجام‌ یک‌ سری‌ آنالیز بر روی‌رسوبات‌ می‌توان‌ پی‌ به‌ محتویات‌ رسوبات‌و محل‌ تشکیل‌ آنها برد که‌ این‌ خود می‌تواند در انتخاب‌ حلال‌ شست‌وشوی‌ شیمیایی‌، موثر باشد. به‌عنوان‌ مثال‌، اگر محتوای‌ رسوبات‌ لوله‌ها اغلب‌ اکسید آهن‌ به‌همراه‌ مقدار کمی‌ مس‌ باشد، می‌توان‌ در یک‌ فرایندتک‌ مرحله‌ای‌، آهن‌ و مس‌ را حذف‌ کرد. اما اگر آلودگی‌ مس‌ به‌ اندازه‌ای‌ باشد که‌ غلظت‌آن‌ در حلال‌ شست‌وشو از ۳/۰ درصد تجاوزکند، حداقل‌ به‌ دو مرحله‌ شست‌وشو نیازاست‌. هنگامی‌ که‌ غلظت‌ بالایی‌ از مس‌ درمیان‌ باشد، گاه‌ یک‌ مرحله‌ مقدماتی‌ برای ‌حذف‌ مس‌ و یک‌ مرحله‌ حذف‌ آهن‌ و یک‌ مرحله‌ نهایی‌ حذف‌ مس‌ نیاز است‌. از دیگر مزایای‌ نمونه‌ برداری‌ از لوله‌ها، آن‌ است‌ که ‌به‌ پیمانکار این‌ اجازه‌ را می‌دهد که‌ در مورد استفاده‌ از یک‌ یا ترکیبی‌ از حلالها تصمیم‌گیری‌ کند.

 


انواع‌ بویلر و طراحیهای‌ آن‌:

     نوع‌ بویلر در انتخاب‌ محلول‌شست‌وشوی‌ شیمیایی‌ موثر است‌. سه‌ نوع‌بویلر، متداول‌ است‌ که‌ عبارتند از: درام‌دار،یک‌بارگذر و بویلرهای‌ بازیافت‌ حرارتی‌.

بویلرهای‌ درام ‌دار:

     درام‌ در این‌ بویلرها همان‌ درام‌ بخار است‌ که‌ بخارات‌ تولید شده‌ در لوله‌های ‌بویلر در آن‌ جمع‌ شده‌ و در هدرهای‌ بخار وسوپر هیترها توزیع‌ می‌شود.

     آب‌ داخل‌ لوله‌های‌ بویلر توسط دان‌کامرهای‌ بویلر سیرکوله‌ شده‌ و مستقیما در لوله‌ها، بخار نمی‌شود. بویلرهای‌ درام‌دار به‌ صورت‌ سیرکولاسیون‌ طبیعی‌ و یا اجباری‌ هستند. در بویلرهای‌ سیرکولاسیون‌ طبیعی‌، چرخش‌ آب‌ براساس‌ اختلاف‌دانسیته‌ آب‌ گرم‌ در بالای‌ بویلر و آب‌ سرد درپایین‌ آن‌ انجام‌ می‌شود و در چرخش‌ اجباری‌در مسیر دان‌کامرهای‌ بویلر از پمپ‌ استفاده‌می‌شود. ساده‌ترین‌ عملیات‌ شست‌وشو دربویلرهای‌ درام‌دار انجام‌ می‌شود، زیرا وجود درام‌ باعث‌ جداسازی‌ بین‌ سطح‌ آب‌ و بخارمی‌شود. بنابراین‌ امکان‌ راه‌ یابی‌ مواد شیمیایی‌ به‌ سوپرهیترها کمتر است‌.

 

 

 


بویلرهای‌ یک‌بار گذر:

      در این‌ بویلرها کل‌ جریان‌ آب‌ مستقیما به‌بخار تبدیل‌ شده‌ و به‌ هدرهای‌ بخار، هدایت‌می‌شود. به‌ این‌ دلیل‌ که‌ در این‌ بویلرها درامی‌ وجود ندارد، حلالهای‌ شست‌وشو نه‌تنها وارد بویلر شده‌ بلکه‌ به‌ سوپر هیترها وری‌ هیترها نیز وارد خواهند شد. این‌ موضوع ‌سبب‌ محدودیت‌ در انتخاب‌ محلول ‌شست‌وشوی‌ شیمیایی‌ می‌شود زیرا جنس ‌سوپر هیترها از فولادی‌ است‌ که‌ نسبت‌ به ‌بعضی‌ از مواد شیمیایی‌ بخصوص‌ اسید کلریدریک‌ مقاوم‌ نیست‌. پیچیدگی‌ فرایند شست‌وشوهای‌ شیمیایی‌، به‌ علاوه ‌نیاز به‌ شست‌وشوی‌ شیمیایی‌ عموماً هرسه‌ تا چهار سال‌ یک‌ بار، از عوامل‌ مهم‌ درتعمیم‌ یافتن‌ سیستم‌ تصفیه‌ و حذف‌ اکسیژن‌ در بویلرهای‌ یک‌بار گذر است‌. در صورت ‌بکارگیری‌ مناسب‌ این‌ سیستم‌ تصفیه‌، انتقال ‌اکسیدهای‌ آهن‌ به‌ بویلر کاهش‌ می‌یابد.

 

بویلرهای‌ بازیافت‌ حرارت‌:

     با افزایش‌ استفاده‌ از نیروگاههای ‌سیکل‌ ترکیبی‌ و سیستمهای‌ تولید همزمان‌ برق‌ و بخار، استفاده‌ از بویلرهای‌ بازیافت‌ حرارت‌ نیز به‌ شدت‌ رشد کرده‌ است‌. این‌ نوع‌ بویلرها شامل‌ یک‌ درام‌ و چندین‌ شبکه ‌است‌. این‌ آرایش‌ شبکه‌ای‌، سیستم ‌شست‌وشوی‌ شیمیایی‌ را پیچیده‌ کرده‌ است‌.

     عوامل‌ متعددی‌ از نظر راهبری‌ و آرایش‌ساختاری‌ بر روی‌ انتخاب‌ حلال ‌شست‌وشوی‌ شیمیایی‌ موثر است‌. بویلرهادر فشارهای‌ مختلفی‌ کار می‌کنند و این‌ امردر میزان‌ رسوبات‌ تولید شده‌ موثر است‌. علاوه‌ برآن‌ برنامه‌های‌ شیمیایی‌ تصفیه‌ آب ‌برای‌ هر بویلر، متفاوت‌ بوده‌ و در تشکیل ‌بالقوه‌ رسوبات‌، موثر است‌.


     در مورد آرایش‌ ساختاری‌ نیز باید متذکر شدکه‌ در بعضی‌ واحدها، بویلرهای‌ با فشار کم‌، به‌ سیستم‌ تامین‌ آب‌ تغذیه‌ برای‌ بویلرهای‌ با فشار متوسط و زیاد کمک‌ می‌کنند. ممکن‌ است‌ در بعضی‌ از این‌ آرایشهای‌ ساختاری‌ به‌ لوله‌ کشی‌ و روش‌تمیز کردن‌ خاصی‌ نیاز باشد تا از وارد شدن‌ مواد شیمیایی‌ به‌ محلهای‌ ناخواسته‌ جلوگیری‌ شود. هنوز گروهی‌ به‌دنبال‌ بهینه‌سازی‌ روند شست‌وشو در این‌ واحدها هستند.

 

 

برای اسید شویی دیگ بخار نیاز به مواد زیر داریم:

1- کربنات سدیم

2- فسفات تری سدیک

3- دترژان بدون کف

4- نیترات سدیم

5- اسید کلرئیدریک

6- ماده خیساننده

7- آمونیم بی فلوراید

8- باز دارنده اسید

 

 

 


     برای کنترل اسید شویی وبرای جلوگیری از خوردگی بیش از حد در بویلر نیاز به آزمایش ترکیبات اسید خواهیم داشت که لازم هست مسلط به این آزمایشات باشیم چرا که اسید شویی صددر صد در سیتم خوردگی خواهد داشت.

     اسید پایه که در دیسکلر استفاده شده است اسید کلرئیدریک می باشد درست هست که به این اسید مواد بازدارنده اضافه میگردد ولی دیسکلر تحت شرایط آزمایشگاهی کنترل شده حدود 20ppm خوردگی ایجاد میکند.

     زمانی که اسید شویی یک بویلر انجام می شود خوردگی فلزات دیگ فراتر از این مقدار خواهد شد. بنابراین ما اسید شویی بدون خوردگی نخواهیم داشت و بهتر است که آب دیگ را به درستی طبق شرایط استاندارد نگهداری کنیم تا نیاز به اسید شویی نداشته باشیم. جهت اسید شویی دیگ بخار بهتر است که دیسکلر از شرکت های معتبر تهیه شود و حتماً در گالن های پلمب شده باشد. همچنین باید توجه کنیم در موقع خرید درصد اسید وترکیبات آن را درخواست کنیم. زمان تولید وشرایطی نگهداری شده را بپرسیم. چرا که اگر در شرایط مطلوب نگهداری نشده باشند ترکیبات دیسکلر خاصیت خود را از دست خواهند داد. بعد از اینکه اسید را به محل کار منتقل کردید دوباره اسید را آزمایش کنیم.

     حلالهای‌ متداول‌ عبارتند از: اسیدکلریدریک‌، اتیلن‌ دی‌آمین ‌تترا استیک‌ اسید(EDTA)، اسید سیتریک‌، اسید هیدروکسی‌استیک‌، اسید فرمیک‌(به‌همراه‌ تیواوره‌)، برومات‌ آمونیوم‌ و پرسولفات‌ آمونیوم‌ که‌ به‌عنوان‌ ماده‌ کمکی ‌شست‌وشو دهنده‌ مس‌ است‌. البته‌ Hcl وEDTA از معمول‌ترین‌ حلالها به‌شمارمی‌روند و از این‌ رو توضیح‌ مفصل‌تری‌ درمورد آنها ارایه‌ خواهد شد.

 

 


اسید کلریدریک‌:
      سالهاست‌ که‌ حلال‌ عمده‌ برای‌ شست‌وشو شیمیایی‌ بویلر، اسید کلریدریک‌ است‌. روش‌ متداول‌ برای‌ استفاده‌ از این‌ ماده ‌آن‌ است‌ که‌ بویلر با محلول‌ ۵ تا ۱۰ درصد آن‌ که‌ دارای‌ دمای‌ حدود ۱۵۰ تا ۱۶۰ درجه‌ فارنهایت‌ است‌، پر شود. از معایب‌ عمده ‌استفاده‌ ازا ین‌ اسید نیاز به‌ سیستم‌ موقت‌ چرخش‌ محلول‌ است‌. از این‌ اسید در حالت‌ساکن‌ نمی‌توان‌ استفاده‌ کرد. همچنین‌ حبابهای‌ نیتروژن‌ نیز می‌تواند سبب‌ اختلاط شود. به‌دلیل‌ وجود خوردگی‌، تزریق‌ یک‌بازدارنده‌ خوردگی‌ توام‌ با اسید، ضروری ‌است‌ همچنین‌ از آن‌جا که‌ این‌ ماده‌ شیمیایی‌، بسیارقوی‌ است‌، زمان‌ و تعداد مراحل‌شست‌وشو باید به‌ چندین‌ ساعت‌ محدود شود. رسوبات‌ معمولاً طی‌ چند ساعت‌ ازبین‌ می‌روند. Hcl محتوی‌۲۵/۰ تا ۱ درصدآمونیوم‌ بای‌ فلوراید (ABF یا NH4F.HF) معمولاً برای‌ حذف‌ رسوبات‌ سیلیسی‌ ترجیح‌ داده‌ می‌شود. ترکیب‌ ABF به‌ اسیدفلوریدریک‌ (HF) تبدیل‌ می‌شود و به‌ همین ‌دلیل‌ این‌ ماده‌ یکی‌ از چندین‌ ماده‌ شیمیایی‌ است‌ که‌ برای‌ حذف‌ سیلیکاتها بسیار موثراست‌. اگر غلظت‌ مس‌، زیر ۳/۰ درصد باقی‌بماند، محلول‌ Hcl با تیو اوره‌ دو درصدNH42CS ، قادر به‌ حذف‌ آن‌ خواهد بود. این‌ ترکیب‌ از Hcl و NH42CS، حلال‌ خوبی‌ برای‌ شست‌وشوی‌ لایه‌های‌ پوشیده ‌شده‌ با مس‌ است‌. غلظت‌های‌ بیشتر مس ‌نیازمند مرحله‌ شست‌وشوی‌ جداگانه‌ای ‌است‌ که‌ با آمونیوم‌ برمات‌ (NH4BrO3)یا آمونیوم‌ پرسولفات‌ [NH42S2O8] با غلظت‌یک‌ تا سه‌ درصد برای‌ اکسیداسیون‌ و حل‌کردن‌ آن‌ انجام‌ می‌شود.

     غلظت‌ اسید آزاد در محلول‌ شست‌وشوی ‌Hcl زیر دو درصد کارا نبوده‌ و اگر استفاده ‌شود بشدت‌ ضعیف‌ شده‌ و باید تخلیه‌ و اسید تازه‌ جایگزین‌ آن‌ شود. درشست‌وشوی‌ با محلول‌ اسید و تیو اوره‌، غلظت‌ آهن‌ و مس‌ نباید به‌ ترتیب‌ از 5/1 تا۳ درصد فراتر رود، زیرا در غیر این‌ صورت‌ عمل‌ رسوب‌گذاری‌ مجدد انجام‌ می‌شود. به‌همین‌ دلیل‌ استفاده‌ از این‌ اسید نیاز به ‌پمپ‌ چرخش‌ دارد. سرعت‌ چرخش‌ محلول‌نباید از 0.8m/s بیشتر شود. استفاده‌ از  Hclدارای‌ چندین‌ مزیت‌ است‌ که‌ از جمله‌ می‌توان‌ به‌ عملکرد و تاثیر سریع‌ بر رسوبات ‌و قابلیت‌ حذف‌ مناسب‌ رسوبات‌ اکسید آهن‌ پوشیده‌ شده‌ با مس‌ اشاره‌ کرد. در صورتی‌ که‌رسوبات‌ سیلیسی‌ طی‌ فرایند قلیاشویی‌ قبل‌از اسیدشویی‌ به‌ سیلیکاتهای‌ محلول‌ مانند سیلیکات‌ سدیم‌ تبدیل‌ شوند، استفاده‌ از Hcl می‌تواند به‌ حل‌ کردن‌ این‌ نوع‌ رسوبات‌ کمک‌ کند. از مزایای‌ دیگر Hcl ارزان‌ بودن‌ آن‌ در ایران‌ است‌. این‌ اسید در بویلرهای‌ کوچک ‌که‌ انجام‌ سیرکولاسیون‌ با محدودیت‌ مواجه ‌است‌، خوب‌ عمل‌ نمی‌کند. قابل‌ ذکر است‌که‌ این‌ ماده‌ شیمیایی‌، بسیار خطرناک‌ و خورنده‌ است‌ و باید موارد ایمنی‌ را مورد توجه‌ قرار داد.

     برای‌ حفاظت‌ از بویلر، محلول‌شست‌وشو باید تخلیه‌ شده‌ و خنثی‌ سازی‌ وآبکشی‌ بویلر انجام‌ شود تا از خوردگی‌ ناشی‌از اکسیژن‌ هوا جلوگیری‌ بعمل‌ آید. اسید باقی‌مانده‌ می‌تواند سبب‌ تخریب‌ شدید بویلر در هنگام‌ راه‌اندازی‌ مجدد شود. بنابراین‌ یک‌ شست‌وشو با قلیای‌ گرم‌ قبل‌ ازراه‌اندازی‌، ضروری‌ است‌ و برای‌ این‌ منظور باید مشعلهای‌ راه‌انداز روشن‌ باشد. در انتها نیز باید توجه‌ داشت‌ که‌ پساب‌ شست‌وشوی ‌شیمیایی‌ بویلر یک‌ فاضلاب‌ خطرناک‌ است‌. در برخی‌ واحدها این‌ فاضلاب‌ دراستخرهایی‌ با آهک‌، خنثی‌ شده‌ و یونهای ‌فلزی‌ آن‌ رسوب‌ می‌شود و در برخی‌ دیگرفاضلاب‌ به‌ خارج‌ واحد و در مناطق‌ مجاز و قابل‌ اطمینان‌ تخلیه‌ و دفع‌ می‌شود.

 

 


حلال EDTA:

     هم‌ اکنون‌ تعداد زیادی‌ از شست‌وشوهای‌ شیمیایی‌ توسط حلال‌ EDTA انجام‌ می‌شود. EDTA جزوترکیباتی‌ از گروه‌ کیلانت‌ها است‌ که‌ به ‌شدت‌ در تشکیل‌ کمپلکس‌ کاتیونهای‌ دو و سه ‌ظرفیتی‌ موثر است‌. این‌ ارتباط پیوندی‌ ازطریق‌ نیتروژن‌ و نیمی‌ از اتمهای‌ اکسیژن‌ موجود در ملکول‌ EDTA ایجاد می‌شود وساختمان‌ یونها به‌صورت‌ یک‌ قفس‌ است‌.

     در اغلب‌ روشها عمدتاً از تترا آمونیوم ‌EDTA استفاده‌ می‌کنند که‌ در این‌ ماده‌ دو اتم‌ از چهار اتم‌ هیدروژن‌ موجود در آخر ملکول‌ EDTA با یونهای‌ آمونیوم‌ (NH4+)جایگزین‌ شده‌اند. آمونیاک‌، یک‌ ماده‌ قلیایی ‌بوده‌ و عمدتاً شست‌وشوی‌ EDTA در  pHبین‌ ۹ تا 5/9 انجام‌ می‌شود. تاثیر تترا آمونیوم‌ EDTA بر روی‌ رسوبات‌، کمتر از Hcl است‌. بنابراین‌ براساس‌ تجربه‌، بویلرها با یک‌ محلول‌ پنج‌ درصد پر شده‌ و سپس‌توسط مشعلها تا دمای‌ ۲۷۵ درجه‌ فارنهایت ‌گرم‌ می‌شوند. این‌ عمل‌ سبب‌ افزایش‌ فعالیت‌ این‌ ماده‌ می‌شود.

     در واحدهای‌ با گردش‌ طبیعی‌ پس‌ ازگرمایش‌ اولیه‌ به ‌طور مرتب‌، بویلر تا دمای‌۲۴۰ درجه‌ فارنهایت‌ خنک‌ شده‌ و مجددا تادمای‌ ۲۷۵ درجه‌ گرم‌ می‌شود تا گردش‌طبیعی‌ انجام‌ شود. عموماً پیمانکاران ‌شست‌وشوی‌ بویلر، به‌جای‌ گرم‌ و سرد کردن ‌از یک‌ پمپ‌ خارجی‌ (که‌ قبل‌ از عملیات ‌شست‌وشو نصب‌ شده‌ است‌) برای‌ گردش‌حلال‌ از پایین‌ترین‌ جمع‌کننده‌ تا درام‌ بالا استفاده‌ می‌کنند.

     مرحله‌ حذف‌ آهن‌ توسط EDTA ممکن‌است‌ به ‌منظور پایدار شدن‌ غلظت‌ آهن‌ از ۱۲تا ۳۶ ساعت‌ به‌طول‌ انجامد. غلظت‌ EDTA آزاد نباید به‌ زیر 4/0 درصد کاهش‌ یابد و درصورتی‌که‌ این‌ غلظت‌ به‌ نزدیک‌ این‌ عدد برسد باید بخشی‌ از حلال‌، تخلیه‌ شده‌ وحلال‌ جدید اضافه‌ شود. پس‌ از تکمیل‌ مرحله‌ حذف‌ آهن‌، سیستم‌ تا دمای‌ ۱۵۰درجه‌ فارنهایت‌ سرد می‌شود. سپس‌ یک ‌اکسید کننده‌ مثل‌ هوا با نیتریت‌ سدیم‌، اکسیژن‌ یا پراکساید هیدروژن‌ به‌ محلول‌، تزریق‌ می‌شود تا حذف‌ مس‌ انجام‌ شود. این‌مرحله‌ عموماً کوتاهتر از مرحله‌ حذف‌ آهن ‌بوده‌ و ممکن‌ است‌ سه‌ تا هشت‌ ساعت‌ به ‌طول‌ انجامد. این‌ ماده‌ اکسید کننده‌، مس‌ را به‌ درجه‌ اکسیداسیون‌ ۲+ می‌رساند تا باEDTA  کمپلکس‌ تشکیل‌ دهد. در مورد مزایای‌ استفاده‌ از تترا آمونیوم‌ EDTA می‌توان‌ گفت‌ که‌ این‌ ماده‌ از خورندگی ‌کمتری‌ نسبت‌ به‌ Hcl برخوردار بوده‌ و در pH قلیایی‌ عمل‌ می‌کند. بنابراین‌ اگر بخش‌کوچکی‌ از این‌ ماده‌ بعد از شست‌وشو و آب‌کشی‌ در بویلر باقی‌ بماند هیچ‌ صدمه‌ای ‌به‌ لوله‌های‌ بویلر نمی‌زند. در ضمن‌ این‌ ماده‌مثل‌  Hclخطرناک‌ نیست‌، اگر چه‌ بوی ‌آمونیاک‌ آن‌ آزار دهنده‌ است‌. از معایب‌ این‌ماده‌ می‌توان‌ به‌ نیاز به‌ گرم‌ بودن‌ محلول ‌هنگام‌ فرایند شست‌وشو اشاره‌ کرد.

      یادآوری ‌می‌شود معمولاً در طی‌ فرایند شست‌وشوی ‌شیمیایی‌ با هر نوع‌ اسید و حلالی‌ مجاز به ‌روشن‌ نگاه‌داشتن‌ مشعلهای‌ بویلر برای‌گرم‌ کردن‌ نیستیم‌، زیرا گرمای‌ موضعی‌ درسطح‌ لوله‌های‌ در تماس‌ با اسید به‌ شدت‌خوردگی‌ به‌وجود می‌آورد.

     EDTA یکی‌ از حلالهایی‌ است‌ که‌ از آن ‌به ‌صورت‌ ساکن‌ می‌توان‌ برای‌ شست‌وشوی‌ اسیدی‌ استفاده‌ کرد بنابراین‌ این‌ پدیده‌ جزو مزایای‌ این‌ اسید است‌ نه‌ معایب‌ آن‌. اگر چه‌ EDTA به‌ خطرناکی‌ Hcl نبوده‌ ولی‌ به‌دلیل ‌دمای‌ بالای‌ آن‌ باید موارد ایمنی‌، مورد توجه ‌قرار گیرد. اگر دمای‌ بویلر به‌ بیش‌ از ۳۰۰درجه‌ فارنهایت‌ برسد EDTA تجزیه‌ می‌شود.
در صورت‌ داغ‌ شدن‌، حجم‌ آب‌ بویلر زیاد می‌شود و باید بخشی‌ از آن‌ تخلیه‌ شود و این‌ کار باید در زیر یک‌ پوشش‌ نیتروژن ‌انجام‌ شود. آخرین‌ مورد نیز آن‌که‌   EDTAاز HCl گران‌تر است‌. با این‌که‌ تعداد معایب‌ آن ‌نسبتاً زیاد به‌نظر می‌رسد، اما مزایای‌ موجود، معایب‌ آن‌ را می‌پوشاند که‌عمده‌ترین‌ آن‌ خوردگی‌ کم‌ و توانایی‌ بالای‌آن‌ در اغلب‌ موارد است‌. توانایی‌ حذف‌ رسوبات‌ مس‌ با همان‌ حلال‌، هنگام‌ استفاده‌از اکسیژن‌ کمکی‌ یا هوا از دیگر مزایای‌ مهم‌آن‌ است‌.

     ترکیب‌ دیگر EDTA، ترکیب‌دی‌آمونیومی‌ آن‌ است‌. این‌ حلال‌ برای‌ pH پنج تا شش تنظیم‌ می‌شود، از فعالیت‌ بیشتری نسبت‌ به‌ تترا آمونیوم‌ EDTA برخوردار بوده ‌و فقط باید دمای‌ آن‌ تا ۲۰۰ درجه‌ فارنهایت‌گرم‌ شود تا تاثیر مناسبی‌ داشته‌ باشد. به‌ هرحال‌ کاهش‌ دما، توانایی‌ این‌ ماده‌ در گردش‌ طبیعی‌ آن‌ در بویلر را کاهش‌ خواهد داد.

 

 


اسید سیتریک‌:

     اسیدسیتریک‌ نیز مانند EDTA سبب‌ اتصال‌ یونهای‌ آهن‌ و مس‌ می‌شود. فرآیند شست‌وشو با اسید سیتریک‌ شبیه‌ فرایندEDTA  است‌. دو نوع‌ از این‌ حلال‌ به‌صورت ‌مونوآمونیومی‌ و دی‌ آمونیومی‌ مورد استفاده ‌قرار می‌گیرد. در اولی‌ pHمحلول‌ حدود 5/3 تا ۴ و دمای‌ بهینه‌ در محدوده‌ ۱۸۰ تا۲۰۰ درجه‌ فارنهایت‌ است‌. حلال‌ دی‌آمونیوم‌ سیتریک‌ اسید دارای‌  pHبالاتری‌(درحدود ۵ تا ۶) بوده‌ و تاثیرگذای‌ کمتری‌ برروی‌ رسوبات‌ دارد. از این‌ رو دمای‌ بالاتر(۲۴۰ تا ۲۷۵ درجه‌ فارنهایت‌) برای‌ عملکرد بهینه‌ مورد نیاز است‌. اسید سیتریک‌ به ‌قدرت‌ کیلانتی‌ EDTA نیست‌. این‌ ماده‌ در برخی‌ موارد برای‌ شست‌وشوهای‌ اسیدی‌توصیه‌ می‌شود و بیشتر در بویلرهایی‌ که‌محدودیت‌ خوردگی‌ آلیاژ توسط سایراسیدها وجود داشته‌ باشد از آن‌ استفاده ‌می‌شود. استفاده‌ از این‌ ماده‌ برای ‌شست‌وشوی‌ اولیه‌ بویلرهای‌ بازیافت‌حرارت‌ از کابردهای‌ این‌ حلال‌ است‌. اسیدسیتریک‌ مانند  EDTAیک‌ ماده‌ آلی‌ است‌ ومی‌تواند پس‌ از انجام‌ مراحل‌ شست‌وشو درصورت‌ مجاز بودن‌ از نظر زیست‌ محیطی‌، با حرارت‌ تبخیر شود.

 

 

 

اسید هیدرواکسی‌ استیک‌ و اسیدفرمیک‌:

     اسید هیدرواکسی‌ استیک‌ (C2H5O3)و اسید فرمیک‌ (C2H2O2) از اسیدهای‌ قوی‌ آلی‌ است‌ که‌ در شست‌وشوی ‌بویلرهای‌ یک‌بارگذر مورد استفاده‌ قرارمی‌گیرند. همان‌طور که‌ قبلاً اشاره‌ شد، درشست‌وشوی‌ واحدهای‌ یک‌بارگذر، سوپرهیترها و ری‌هیترها نیز مورد شست‌وشو قرار می‌گیرند. اسید کلریدریک‌به‌دلیل‌ آسیب‌ رسانی‌ یون‌ کلر به‌ لوله‌های ‌فولادی‌ در این‌ مناطق‌ قابل‌ استفاده‌ نیست‌. ترکیب‌ اسید هیدروکسی‌ استیک‌ و اسیدفرمیک‌ یک‌ راه‌ حل‌ بسیار خوب‌ برای‌ این‌موضوع‌ است‌.

     در شروع‌ کار، غلظت‌ دو درصد از اسید هیدروکسی‌ استیک‌ و یک‌ درصد اسید فرمیک‌ متداول‌ بوده‌ و دمای‌ بهینه‌ از ۸۰ تا۲۰۰ درجه‌ فارنهایت‌ است‌. این‌ اسیدها خطرناکند بنابراین‌ پیش‌ بینی‌های‌ احتیاطی‌ و ایمنی‌ لازم‌ در برابر آنها باید همان‌طور که ‌برای‌ دیگر محلولها رعایت‌ می‌شود در نظرگرفته‌ شود.

 

 

مشکلات‌ دفع‌ فاضلاب‌:

     فاضلاب‌ ناشی‌ از فرایندهای‌شست‌وشوی‌ بویلر، مجوز دفع‌ در محیط زیست‌ را ندارند مگر آن‌که‌ به‌ مقدارلازم‌ تصفیه‌ شوند، که‌ هزینه‌ تصفیه‌ بر کل‌هزینه‌ عملیات‌ افزوده‌ خواهد شد. در مورد بعضی‌ از حلالها، استانداردهای‌ زیست‌محیطی‌، اجازه‌ تبخیر آنها در بویلر را می‌دهد که‌ این‌ مزیت‌ خوبی‌ برای‌ حلالهای‌ آلی‌ است‌که‌ به ‌راحتی‌ تبخیر شده‌ و برای‌ بویلر نیزمشکل‌ خوردگی‌ ندارند. در برخی‌ واحدها، فاضلابها به‌ استخرهای‌ خنثی‌ سازی‌ هدایت‌ می‌شوند. این‌ کار بیشتر در مورد فاضلابهای‌ با محلول‌ Hcl انجام‌ می‌شود. این‌ فاضلابها به‌ استخرهایی‌ هدایت‌ می‌شوند که‌ در آنجا شیرآهک‌ تزریق‌ شده‌ و سبب‌ افزایش‌ pH وته‌ نشینی‌ فلزات‌ سنگین‌ می‌شود.

     تصفیه‌ شیرآهک‌ برای‌ فاضلابهای‌ محتوی‌ زائدات‌ کیلانتی‌ از اثر کمتری ‌برخودار است‌، زیرا کیلانتها ترکیبات‌ فلزی‌خود را با قدرت‌ زیادی‌ حفظ می‌کنند. دربرخی‌ موارد دفع‌ محلی‌ رسوبات‌، مجاز نبوده‌ و این‌ موضوع‌ باعث‌ محدود شدن ‌انتخاب‌ نوع‌ حلال‌، می‌شود.

 

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

 

 

منابع‌ مورد استفاده:

۱- نفری‌، محمدرضا – شست‌وشوی‌شیمیایی‌ دستگاههای‌ صنعتی‌ – انجمن‌خوردگی‌ ایران‌ – سال‌ ۱۳۷۹

۲-    Buecker, B.”A Step-by-Step Guide to Chemical Cleaning of Boilers   ” Chem.Eng. Progress, Sep. 96

3- Buecker, B.”Select the Proper Boiler Cleaning Solvent”Chem.Eng.Progress,Oct.2001

4-  Herman,K.W.&Gelosa,L.R, Waer Treatment for Heating and Process Steam boilers, Power Eng., April 1973-4

5. مهندس‌ امیر سهرابی‌ کاشانی - مهندس‌ عبدالله مصطفائی - آموزش اسید شویی دیگ

 

6. مهندس اعظم باجلقی – مهندس حامد میرابولقاسمی – مهندس مهدی زاده - ماهنامه صنعت برق

ارسال توسط reza maleki