مقدمه: در هرجایی از دیگ بخار که آب و بخار وجود دارد رسوبات تشکیل می شوند. علاوه بر تشکیل رسوب زیاد در دیواره لوله ها،در شبکه لوله ها،کف وسقف لوله ها نیز رسوب تشکیل می شود. سوپرهیترها و ری هیترها غالبا رسوب می گیرند که این رسوب در جاهای دیگر تشکیل شده و توسط آب دیگ بخار به داخل سیستم حمل می گردند. بخار غالبا در اکونومایزرها تولید نمی شود. در این لوله ها رسوبها معمولا از محصولات خوردگی است که از محل تشکیل شدنشان در این لوله ها حرکت کرده وسپس در این لوله ها رسوب نموده اند. اساسا هنگام تولید بخار،رسوب گذاری اتفاق می افتد. جهت لوله روی مکان ومقدار رسوبها تاثیر می گذارد ومقدار رسوبها در قسمت داغ لوله های تولید بخار بیشتر است...


بخاطر پدیده کانال بخار (تولید حبابهای بزرگ روی دیواره لوله ها)، تجمع رسوب  روی قسمت های افقی وشیب دار لوله ها بیشتر است. همچنین رسوب گذاری، درست در شیب حلقه های جوشکاری اتفاق می افتد که این حلقه ها باعث آشفتگی جریان می شود ومحل مناسبی برای ایجاد پوشش بخار است. چون رسوبات تمایل به تجمع در نواحی داغ لوله های مولد بخار را دارند لذا لوله های نزدیک به پایین دیواره پشتی دیگ بخارکه بعنوان وسیله ای برای حمل سوخت در طول کوره استفاده می شوند و یا در لوله های اسکرین، بسیار مستعد رسوب گذاری هستند. در لوله های افقی که سرعت جریان آب کم است احتمال وجود ذرات بزرگ بیشتر است.

اکثر اکونومایزرها طوری طراحی شده اند که بخار تولید نمی کنند. رسوبات ناشی از منابعی مثل آب کندانس برگشتی (معمولا تصفیه نشده) وارد اکونومایزر می شوند. اکسیدها در نتیجه افزایش غلظت اکسیژن در داخل و یا قبل از اکونومایزر تولید شده، سپس حرکت کرده و در اکونومایزر رسوب می کنند.

 

منبع رسوبات

عبارت  رسوب ها به موادی اطلاق می شود که در جایی دیگر تشکیل شده وسپس به محل رسوب گذاری منتقل می شوند؛ رسوب ها را نمی توان بعنوان محصولات خوردگی تشکیل شده در محل در نظر گرفت، اگر چه همان تعریف در مورد محصولات خوردگی تشکیل شده، که در محل دیگر ته نشین می شوند صدق می کند. منبع  رسوب های دیگ بخار چهار نوع است، موادمعدنی، مواد شیمیایی که برای بهسازی آب استفاده می شود، محصولات خوردگی (دیگ بخار وتجهیزات قبل از دیگ بخار) و آلوده کننده های آب. ته نشست های این منابع ممکن است طوری عمل کنند که سرعت رسوب گذاری را افزایش داده، لایه بسیار چسبنده تولید کنند وبعنوان هسته هایی برای تشکیل رسوب عمل نمایند.

اینگونه ذرات شامل (اما بدون محدودیت) اکسیدهای فلزی مس، فسفات ها، کربنات ها، سیلیکات ها، سولفات ها، آلوده کننده ها وهمچنین طیف وسیعی از مواد آلی وغیرآلی هستند. یک فرآیند تولید رسوب شامل تجمع ذرات محلول ونامحلول در یک فیلم نازک است که روی سطح فلز را هنگام تشکیل حباب بخار می پوشاند(شکل1-1)

 

 

 

          

پوشش بخار همچنین سبب ناهموار شدن سطح و در نتیجه باعث آشفتگی جریان آب می گردد. در شیب این نوع ناهمواری، نقاط با فشار کم تشکیل شده که محل های مناسبی برای تولید حباب و به دنبال آن تشکیل رسوب است. تولید بخار معمولا در اکونومایزرها انجام نمی شود. رسوب ها معمولا پرازآهن هستند. اکسیدآهن یا در تجهیزات قبل از دیگ بخار و یا در داخل خود اکونومایزر تولید می شود(شکل های1.5و1.4)ُ

 

 

 

 

عوامل بحرانی

سرعت تشکیل  رسوب ها روی سطوح انتقال حرارت، می تواند توسط حلالیت، استحکام فیزیکی رسوب و میزان آب شستشوی موجود در محل تولید بخار، کنترل شود. حلالیت و آ ب شستشو، به عواملی مثل غلظت ذرات حل شده، گرمای موجود، مرفولوژی تراکم و آشفتگی بستگی دارد. به هرحال پیش نیاز تشکیل رسوب زیاد، معمولا تولید بخار است. در حقیقت حتی هنگامی که تولید بخار خیلی کم است باز رسوب تشکیل می شود.

مادامی که هسته های در حال جوش وجود دارند، انتقال حرارت توسط هدایت حرارتی رسوب، دیواره لوله وهمچنین دمای سمت گاز نیز کنترل می شود.

 

شناسایی

مواد شیمیایی بهسازی دیگ بخار، ترکیب آب وگرمای ورودی، روی رسوب گذاری تاثیر می گذارد. در فشارهایPSi2500(17/2Mpa) یا بیشتر، معمولا هیدرازین مورد استفاده واقع می شود. نمک زدایی آب وتصفیه آب کندانس اعمالی هستند که در تصفیه آب بکار می روند. این امر بدان معناست که  رسوب ها احتمالا فقط شامل اکسید آهن تولید شده به وسیله خوردگی سطوح داخلی، شاید مس، نیکل، فلزات وآلودگی های دیگرهستند(شکل12-1)

 

اکسیدهای آهن

یک لایه سیاه محکم، نرم و فشرده مگنتیت معمولا روی سطح داخلی دیگهای بخار پیدا می شود. مگنتیت در اثر واکنش مستقیم آبادی با فلز تولید می شود. در دیگهای بخار با فشار بالا، مگنتیت شامل دو لایه است که معمولا بوسیله بررسی میکروسکپی قابل دیدن است. اگر سرعت ته نشینی بالا و یا تولید بخار زیاد باشد، ذرات اکسید آهن می توانند روی لایه مگنتیت نرم تشکیل شده در اثر گرما، رسوب کنند(14-1)

 

 

معمولا ذرات درشت مگنتیت محکم به سطح  نمی چسبند ، مگر این که با دیگر رسوب ها مخلوط شوند. رسوبات کریستالی سوزنی شکل مگنتیت سیاه و براق معمولا در نزدیک نقاط  خوردگی ناشی از قلیا دیده می شوند. کریستالهای مگنتیت گاهی اوقات یک پوشش براق روی سطح استیم درام و لوله ها تولید می کنند (شکلهای 16-و15-1).

 

 

 

 

دیگرفلزات و اکسیدهایشان

مس یا از طریق جا به جایی مستقیم با آهن و یا احیای اکسید مس توسط هیدروژن تولید شده ضمن خوردگی رسوب می کند.به طور عادی می توان لکه های بزرگ و قرمز مس را که با محصولات خوردگی مثل مگنتیت و هماتیت مخلوط است ، در نزدیکی نقاط خوردگی ناشی از قلیا(خوردگی ناشی از قلیا-باعث تولید هیدروژن می شود)مشاهده کرد شکل (12-1).

رنگ قرمز سطحی شباهت به هماتیت دارد.مس فلزی را به راحتی می توان از دیگر موادبا آزمایش نیترات نقره تشخیص داد.در صورت وجود مس فلزی با افزایش یک قطره نیترات نقره کریستالهای سفیدرنگ نقره سریعا رسوب خواهد کرد.اکسیدمس تشکیل شده ، تحت شرایط دیگ بخار ، سیاه رنگ و غیرمغناطیسی است.خوردگی گالوانیکی در اثر رسوبات(یا به صورت مس فلزی یا به صورت اکسید)به ندرت در دیگهای بخاری که خوب رویین شده اند ، اتفاق می افتد.

  

 

حذف رسوب ها

تمام  رسوب ها نامطلوب ، در نهایت ، ناشی از خواص شیمیایی آب ویا عملکرد دیگ بخار هستند.بهسازی مناسب آب می تواند رسوب گذاری راکاهش دهد.قوانین عمومی بهسازی مناسب آب ، مشخص هستند.تغییرات شیمیایی آب وشرایط عملیات آن باید حداقل باشد.برای اجتناب از رسوب گذاری باید تلاش نمود تا دیگ بخار همیشه کمی زیر ظرفیت طراحی کارکند ونیزاطمینان حاصل نمودکه تمام تجهیزات به طور مناسب عمل نمایند.مهمترین فاکتور دیگ بخار که روی رسوب گذاری تاثیر دارد عمل حرارت دادن است.همچنین ، حذف نقاط داغ ، کنترل سطوح آب وثابت نگه داشتن ظرفیت ، از راه های پیشگیری از رسوب گذاری هستند.علاوه برآن ؛ امکان استفاده مناسب از مشعل ، تنظیم سوخت وزیراب کافی در کاهش رسوب گذاری موثر می باشند.

 

منبع

  • کتاب تجزیه و تحلیل از کار افتادگی دیگ های بخار 
  • مترجم:مهندس محمدرضا نفری
ارسال توسط reza maleki