مقدمه
همیشه در صنعت به دنبال منابع گرمایشی که کاربرد ایمن تر و آسان تری دارد هستیم، دیگ بخار یک جزئی از سیستم تولید کننده بخار است و چون یکی از مهمترین بخش های این سیستم می باشد و به مولد های بخار، دیگ بخار گفته می شود در سیستم های تولید بخار به علت انجام عملیات تبخیر غلظت ناخالص ها افزایش می یابد و باعث خوردگی و رسوب می شود و به همین علت سیستم از کار می افتد. دیگ بخار انرژی لازم برای تبدیل فاز آب به بخار برای انرژی های مختلفی مثل تشعشعی یا الکتریکی را فراهم می کند.برای ایجاد حرارت در دیگ های بخار از سوختهای مانند ذغال سنگ و یا سوخت مایع و یا گاز مایع و یا گاز طبیعی استفاده می کنند.
دیگ های بخار یه چند دسته تقسیم بندی می شوند مثل دسته بندی بر اساس تیپ، شکل، محتوی لوله ها، ظرفیت دیگ بخار. دیگ بخار به عنوان تولید کننده بخار شامل دو قسمت می باشد. ۱-تامین کننده آب ۲-تامین کننده درجه حرارت. انتقال حرارت حاصل از احتراق از نوع جابجایی می باشد. در طراحی دیگ بخار با توجه به میزان فشار، درجه حرارت و وسختی که مورد استفاده قرار ی گیرد مورد نیاز مهندس طراحی است. در محفظه دیگ بخار حرارت از مشعل ها به آب و بخار منتقل می شود.در سیستم تهیه آب دیگ بخار همواره مقداری آب از دیگ بخار خارج می شود که برای جبران آن باید یک جریان دیگری از آب به دیگ بخار وجود داشته باشد. اگر دیگ بخار بدون آب باشد و شخک کار کند دیگ و لوله ها خیلی گرم می شوند و توانایی خود را از دست می دهند. بدون وجود بخار در دیگ بخار بیشتر عملیات ها در آن متوقف می شود.
در دیگ بخار آب را تصفیه می کنند برای تولید بخار. اگر آب را درست تصفیه نکنیم در عرض ۴۸ ساعت ممکن است لوله ها بشکند.
اگر آب ناخالصی داشته باشد باعث ایجاد مشکلاتی در دیگ بخار می شود.این ناخالصی ها ممکن است خاک و گل باشد که باعث تشکیل جرم و لجن و در نهایت آلودگی بخار تولید شده می شود. ناخالصی بعدی روغن است که باعث کف و رسوب می شود.هدف از آزمایشات کنترل کیفیت آب، ثابت نگه داشتن کیفیت آب غنی شده به دیگ بخار می شود. عملیات تصفیه که باید روی آب خام در پالایشگاه، انجام می شود به دلیل تفاوت در مواد موجود در آن فرق می کند. در پالایشگاه هایی از بخار آّب برای تولید جریان برق استفاده میشود. برای تولید بخار با فشارهای بالا معمولاً به تصفیه بهتر آب خام نیاز است نسبت به وقتی که ازآب برای مصارف فرایندی استفاده می شود. برای جلوگیری از خوردگی دیگ های بخار باید یک لایه فیلم محافظ نازک را مورد استفاده قرار دهیم.فیلم محافظ در دیگ بخار، مگنتیت بوده که مهمترین عامل خوردگی در دماهای مختلف دیگ های بخار است. برای زلال سازی دیگ بخار باید به آّب ماده پراکنده اضاف کنیم. از جمله پراکنده کننده ها می توانیم به تامین ها اشاره کنیم که از طریق فشار پایین متناوب از دیگ بخار می توان آن را حذف کرد.
برای اینکه از تشکیل کف در دیگ های بخار جلوگیری کنیم به چند عامل نیاز داریم مثل غلظت زیاد نمک، قلیاییت، مواد معلق بسیار ریز، ترکیبات کلوئیدی مثل گل و لای و روغن های صابونی شونده، برای کنترل پدیده کف در دیگ های بخار ابتدا باید از امولسیون روغن کوچک استفاده کنیم ولی این روغن اثرات زیانبار شدیدی داشته ، به سرعت با اسید صابونی می شود و در نتیجه تشکیل کف شدت می بخشد.
عامل خوردگی
در دیگ های بخار عامل خوردگی CO2 می باشد. وقتی بخار کندانس می شود قسمتی از CO2 حل می شود و تا حدی نیز هیدراته می گردد و یک اسید ضعیف تشکیل می دهند به نام H2co3 –H2co3 کمی تجزیه می شود و یون هیدروژن آزاد می کند. فعالیت خوردگی اکسیژن خیلی سریع تر از co2 است. اگر o2 وco2 با هم باشند خوردگی شدیدتری از وقتی که به صورت تنها باشند. دیگ بخار تحت دما و فشار بالا کار می کند و به همین علت ممکن است باعث خوردگی بیشتر می شود. مس یکی از آلوده کننده های بحران زا در تجهیزات دیگ بخار می باشد. به طور کلی برای جلوگیری از انباشتگی محصولات ناشی از خوردگی در دیگ بخار از عملیات شستشوی شیمیایی استفاده می شود. اسیدهایی برای شستشوی شیمیایی استفاده می شوند به محض حرارت دیدن شدیداً خطرناک خواهد بود. وقتی روغن به عنوان آلوده کننده در آب دیگ بخار باشد، رسوبات نرمی در لوله های دیواره آب تشکیل می شود و روغن به عنوان یک هسته عمل می کند و رسوبات را در نقاط داغ به هم پیوند می زند وقتی این رسوبات به صورت گل پخته باشند به راحتی با زدن ضربه به لوله های اصلی آب ظاهر می شود و در مخازن بخار با حرکت چرخشی آب تشکیل می شوند. موارد مهمی آب خوراک دیگ بخار را آلوده می کنند مانند اسیدهای حاصل از نشتی کندانسورها و محصولات خوردگی حاصل در تجهزات قبل از دیگ بخار و انواع هیدروکربن ها.
شست شوی شیمیایی خیلی سریع تر و با صرفه تر از شستشوی روشهای مکانیکی مانند چکش کاری و جت زنی می باشد.
راه اندازی همزمان دیگ بخار و کوره بسیار پیچیده است به همین خاطر باید اپراتورها همیشه هوشیار باشند تا در صورت لزوم تغییرات ناگهانی لازم در مراحل انجام دهند. بیشتر انفجارات کوره های تولید کننده بخار در سال های اخیر در مراحل راه اندازی اتفاق افتاده است.راه اندازی موفق تولید کننده بخار بستگی به فهم کامل از مراحل راه اندازی و آشنایی با تجهیزات مورد استفاده و دانش کافی در مورد سیستم های کوره دیگ بخار دارد. اگر آب دیگ بخار حتی برای مدت کوتاهی هدر رود باید سیستم تولید بخار را بلافاصله از کار بیندازیم چرا که آن قسمت از ظرف بخار که بر اثر پایین آمدن سطح خالی مانده است بطور ناگهانی سرد شود این سرد شدن ناگهانی که شوک حرارتی نامیده می شود می تواند باعث شکستگی لوله های حاوی آب و مخزن شود.
ما از چند طریق می توانیم بفهمیم که لوله های حاوی آب دارای نشتی می باشد:
۱-کندانس شدن بخار در خروجی دودکش دیگ بخار
۲-کارکرد غیر عادی مشعل ها
۳-صدای آب در کوره به وضوح شنیده می شود.
۴-جریان گاز خروجی از کوره ها نامنظم باشد.
یک نشتی بزرگ در لوله می تواند خاموش کننده آتش و خارج کردن بخار سوخت یا آّب از منافذ باز کوره باشد.
برای خاموش کردن دیگ بخار برای مدت طولانی می توانیم از طریق دو روش این کار را انجام دهیم:۱-شیر خروجی بخار دیگ را بسته و مشعل را روی حالت دستی قرار دهیم.حداکثر ظرفیت بخار مورد نیاز بر حسب تن بر ساعت می باشد، فشار کار دیگ بر حسب بار و دمای ورودی دیگ بخار بر حسب درجه سانتی گراد ی باشد. وقتی که می خواهیم دیگ بخار را روشن کنیم باید مطمئن شویم که دریچه هوا کاملاً باز باشد و فشار گاز مناسب باشد چرا ما از آّ به عنوان حلال استفاده شده در دیگ های بخار استفاده می کنیم.چون آب به مقدار زیاد و ارزان در دسترس می باشد.۲- به آسانی آب را می توان مورد استفاده قرار داد.۳- قدرت سرد کنندگی آب نسبت به اکثر مایعات بیشتر است.
حرکت آب در دیگ های بخار به دو طریق انجام می شود۱- جریان گردش طبیعی بر اساس اختلاف در دانسیته حاصل از تفاوت دما می باشد ۲-جریان گردش اجباری که از یک پمپ برای گردش بهتر آب در لوله ها استفاده می شود.
منبع:شرکت ره پویان پتروشیمی
