بیایید آن را واقعی نگه داریم - اگر با بویلرها کار می کنید، می دانید که مقیاس اکونومایزر قاتل بی صدا کارایی است. با گذشت زمان خزش می کند، لایه به لایه روی لوله ها ایجاد می کند، و ناگهان شما بیش از آنچه باید سوخت می سوزانید، با خرابی و هدر دادن پول مواجه می شوید. به عنوان تیمی که قطعات مبدل حرارتی اکونومایزر را تامین می کند (به ما مراجعه کنیدمبدل حرارتی اکونومایزربه هر حال)، ما هر روز شاهد این مشکل هستیم. بیایید توضیح دهیم که مقیاسبندی واقعاً چیست، چرا اتفاق میافتد، و چه کاری میتوانید برای جلوگیری از مرگ آن انجام دهید. اولاً، رسوبگذاری فقط «تجمع آب سخت» نیست - بلکه رسوب مواد معدنی مانند کلسیم، منیزیم و سیلیس از آب تغذیه دیگ بخار است که به دیوارههای داخلی لولههای اکونومایزر میچسبد. تمام کار اکونومایزر این است که آب تغذیه را با استفاده از گرمای اگزوز پیش گرم کند، بنابراین اگر این لوله ها با رسوب مسدود شوند، انتقال حرارت مانند سنگ کاهش می یابد. این بدان معناست که دیگ شما باید سختتر کار کند، انرژی بیشتری مصرف کند و تعمیرات به سرعت گران میشوند. ما دیدهایم که مشتریان راندمان احتراق 85% را تنها در شش ماه به 70% کاهش دادهاند، زیرا از جلوگیری از جرمگیری صرفنظر کردهاند - در اینجا ارزش کاهش را ندارد.
اول از همه، بیایید در مورد کیفیت آب تغذیه صحبت کنیم زیرا این 90٪ از نبرد است. بیشتر جرم گیری با آب بد، ساده و ساده شروع می شود. اگر آب تغذیه شما دارای سطوح بالایی از سختی محلول (سختی = یون های کلسیم و منیزیم) باشد، هنگامی که در اکونومایزر حرارت داده می شود، آنها واکنش نشان می دهند و ترکیبات نامحلول تشکیل می دهند. به آن فکر کنید مانند ساختن ترازو در کتری در خانه - دقیقاً همان شیمی، بسیار بزرگتر. پس چه چیزی این را برطرف می کند؟ آب درمانی، نه فقط اضافه کردن یک قطره چیزی و نامیدن آن در روز. برخی از افراد نرمکنندههای زئولیت سدیم را امتحان میکنند، که یونهای سختی را با سدیم تعویض میکنند، اما این کار فقط در صورتی کار میکند که با سیلیس (یکی دیگر از مقصران بزرگ) سر و کار نداشته باشید. سیلیس مشکل است زیرا در آب داغ حل می شود، اما زمانی که دما به بالای 340 درجه فارنهایت می رسد، رسوب می کند، که دقیقا همان جایی است که لوله های اکونومایزر کار می کنند. برای سیلیس، شما به اسمز معکوس (RO) یا سیستم های دمینرالیزاسیون نیاز دارید تا قبل از اینکه آب تغذیه حتی به اکونومایزر برسد، آن را جدا کنید. ما مشتریانی داشته ایم که آب تغذیه خود را آزمایش کرده و 20 پی پی ام سیلیس پیدا کرده اند - این یک فاجعه است که در انتظار وقوع است. اگر برای آزمایش منظم و تنظیم شیمی با یک شرکت تصفیه آب معتبر شریک شوید، قبل از اینکه حتی اکونومایزر را لمس کنید، خطر جرمگیری را به نصف کاهش خواهید داد.
در مرحله بعد، انتخاب مواد بیشتر از آنچه مردم تصور می کنند اهمیت دارد. بسیاری از اپراتورهای دیگ بخار ارزانترین قطعاتی را که میتوانند پیدا کنند، میگیرند، و وقتی صحبت از اکونومایزرها میشود، معمولاً به معنای فولاد کربنی اولیه است. صبر کنید، اما صبر کنید - حتی فولاد کربنی هم یکسان نیست، و استفاده از درجه اشتباه می تواند پوسته پوسته شدن را بدتر کند. چرا؟ زیرا فولاد کربنی با ناخالصیهای موجود در آب و گاز واکنش میدهد و لایههای اکسیدی ناهمواری را تشکیل میدهد که به راحتی میچسبند. ما خود را توصیه می کنیماکونومایزر کربن فولادخط برای مشتریانی که به قطعات مقرون به صرفه و بادوام نیاز دارند - اما فقط زمانی که با تصفیه آب مناسب جفت شوند. برای دیگهای با فشار بالاتر یا کارخانههایی که آب بسیار سخت دارند، گزینههای آلیاژی مانند فولاد ضد زنگ یا کوپرونیکل را فشار میدهیم که سطوح صافتری دارند که رسوبها نیز نمیتوانند آنها را بگیرند. آنها همچنین در برابر خوردگی مقاومت می کنند، که یک امتیاز است زیرا خوردگی و رسوب اغلب دست به دست هم می دهند (خوردگی در جایی که رسوب ایجاد می کند، سوراخ ایجاد می کند). ما سال گذشته مشتری داشتیم که از یک اکونومایزر معمولی فولاد کربن به تخصصی ما تغییر کرد - آب یکسان، شرایط عملیاتی یکسان، و نرخ مقیاس آنها در سه ماه اول 75٪ کاهش یافت. این یک تصادف نیست. انتخاب مواد به طور مستقیم بر چسبندگی مقیاس تأثیر می گذارد.
سپس روال عملیات و نگهداری وجود دارد که اکثر تیم ها روی آن می خوابند. بیایید با سرعت جریان شروع کنیم. اگر آب تغذیه خیلی آهسته در لوله های اکونومایزر حرکت کند، مواد معدنی ته نشین شده و انباشته می شوند. اگر خیلی سریع حرکت کند، دچار فرسایش و سایش می شوید. نقطه شیرین معمولاً 3 تا 10 فوت در ثانیه است و این چیزی است که می توانید با کنترل های پمپ خود تنظیم کنید. ما با مشتریان کار می کنیم تا نرخ جریان آنها را به عنوان بخشی از بسته های پشتیبانی خود تغییر دهیم، و این یک راه حل ساده است که تفاوت زیادی ایجاد می کند. یکی دیگر از موارد بزرگ، دمیدن منظم است - نه فقط دمیدن مداوم، بلکه دمیدن دوره ای. دمیدن مداوم ناخالصیهای سطحی را از بین میبرد، اما دمیدن دورهای (دمیدن مقدار کمی آب در فواصل زمانی) لجن غلیظ شده در پایین درام دیگ را قبل از اینکه بتواند به داخل اکونومایزر کشیده شود، از بین میبرد. اکثر کارخانه ها این کار را یک بار در نوبت انجام می دهند، اما برای محیط های پرخطر، دو بار شیفت را پیشنهاد می کنیم. همچنین، تمیز کردن برنامه ریزی شده را نادیده نگیرید - اما زمانی که تمیز می کنید، از روش مناسب استفاده کنید. تمیز کردن اسیدی رایج است، اما اسید بیش از حد می تواند به لوله ها آسیب برساند، به خصوص اگر آلیاژی باشند. ما تمیز کردن مکانیکی (مانند برس زدن لوله) را برای تمیز کردن با مقیاس ملایم یا تمیز کردن شیمیایی با محلول اسید فسفریک که روی فلزات ملایمتر است، توصیه میکنیم. و برای علاقه به همه چیزهای کارآمد، منتظر نمانید تا رسوب به اندازه کافی ضخیم شود تا انتقال حرارت را قبل از تمیز کردن کاهش دهد - بسته به کیفیت آب خود، بازرسی را هر 3 تا 6 ماه برنامه ریزی کنید.
صبر کنید، بخش گاز را فراموش نکنیم - اگزوزی که اکونومایزر را گرم می کند. اگر گاز دودکشی که وارد اکونومایزر شما می شود دارای سطوح بالایی از دی اکسید گوگرد است (از سوزاندن سوخت با گوگرد بالا)، که می تواند در هنگام متراکم شدن روی لوله های سرد، اسید سولفوریک ایجاد کند. خوردگی اسیدی دیوارههای لوله را از بین میبرد و سطوح ناهمواری ایجاد میکند که رسوب به آن میچسبد. بنابراین بررسی کیفیت سوخت شما نیز بخشی از پیشگیری است. اگر در حال سوزاندن نفت کوره سنگین یا زغال سنگ هستید، ممکن است لازم باشد یک مرحله گوگرد زدایی به سوخت خود اضافه کنید، یا دمای ورودی اکونومایزر را تنظیم کنید تا بالاتر از نقطه شبنم اسیدی (معمولاً حدود 280 درجه فارنهایت تا 300 درجه فارنهایت، بسته به محتوای گوگرد) حفظ شود. به همین دلیل مابازیابی اگزوز حرارتیسیستم ها طوری طراحی شده اند که با نوع سوخت خاص شما کار کنند - ما آنها را تنظیم می کنیم تا از تجمع اسید جلوگیری کنیم و در عین حال استفاده مجدد از انرژی گرمایی را به حداکثر برسانیم. مشتری داشتیم که برای کاهش انتشار گازهای گلخانه ای به سوخت کم سولفور روی آورد، اما جرم گیری مربوط به اسید آنها تقریباً یک شبه متوقف شد. این فقط مزایای زیست محیطی نیست - پیشگیری از مقیاس نیز است.
ترفند دیگری که از سالها در این بازی آموختهایم: ابزارهای نظارت آنلاین. شما نمی توانید چیزی را که اندازه نمی گیرید درست کنید، درست است؟ نصب حسگرهایی که pH آب تغذیه، رسانایی، دمای سطح لوله و افت فشار را در سراسر اکونومایزر ردیابی میکنند، به شما امکان میدهد زودتر رسوبگذاری را تشخیص دهید. افت فشار یک عارضه مرده است - اگر به طور پیوسته شروع به بالا رفتن کند، به این معنی است که رسوب در حال افزایش است و لوله ها را مسدود می کند. تیم ما میتواند به شما در راهاندازی نظارت اولیه یا ادغام با سیستم موجودتان کمک کند، بنابراین بهجای انتظار برای تستهای عملکرد فصلی، هشدارهای همزمان دریافت میکنید. یکی از مشتریان جدیدتر ما سنسورهای دما را روی لوله های اکونومایزر خود نصب کرد و متوجه کاهش 10 درجه فارنهایت دمای آب خروجی در چهار هفته شد - آنها وارد آنجا شدند و یک لایه مقیاس نازک پیدا کردند که اگر آن را نادیده می گرفتند، 10 هزار دلار در ماه سوخت اضافی برای آنها هزینه می کرد. این هشدارهای کوچک و اولیه است که باعث صرفه جویی در هزینه های کلان می شود.
و بیایید در مورد مواد شیمیایی صحبت کنیم - اما نه صرفاً از هر گونه بازدارنده مقیاس تصادفی. بازدارندههای رسوب با جداسازی یونهای معدنی کار میکنند تا نتوانند رسوب سختی تشکیل دهند، و آنها را به لجن نرم تبدیل میکنند که میتوان آنها را دمیده کرد. اما شما باید بازدارنده مناسب را برای شیمی آب خود انتخاب کنید. برای جرم گیری کلسیم، به چیزی مانند فسفونات ها یا پلی آکریلات ها نیاز دارید. برای سیلیکا، به پلیمرهای تخصصی نیاز دارید که آن را در محلول نگه دارند. اشتباهی که اکثر گیاهان مرتکب می شوند استفاده از یک بازدارنده یک اندازه است که نوع مقیاس خاص آنها را هدف قرار نمی دهد. ما با مشتریان کار می کنیم تا آب آنها را آزمایش کنیم، سپس دوز و نوع بازدارنده مناسب را توصیه می کنیم، به علاوه به آنها کمک می کنیم تا نرخ دمیدن را تنظیم کنند تا لجن نرم شده را خارج کنند. مهارکنندههای دوز بیش از حد به همان اندازه بد هستند - میتوانند باعث مشکلات دیگری مانند فوم در دیگ شوند، بنابراین آزمایش غیرقابل مذاکره است.
بیایید این را با یک مورد سریع جمع کنیم تا ثابت کنیم همه کار می کنند. سال گذشته، ما یک کارخانه تولیدی متوسط با یک دیگ 10 تنی داشتیم که با رسوبگیری عمده سر و کار داشت - آنها هر 90 روز یکبار تمیز کردن اسید انجام میدادند، زمان از کار افتادگی تولید را از بین میبرد و هزینههای سوخت از سقف میگذشت. کاری که ما انجام دادیم این است: ابتدا یک آزمایش کامل آب انجام دادیم و سختی 18 پی پی ام و سیلیس 12 پی پی ام را یافتیم، به علاوه سرعت جریان آنها در 2 فوت بر ثانیه بسیار کم بود. ما اکونومایزر قدیمی فولاد کربن عمومی آنها را با حق بیمه خود عوض کردیمبازیابی انرژی گرماییاکونومایزر، پمپ آب تغذیه خود را طوری تنظیم کرد که سرعت جریان 6 فوت در ثانیه داشته باشد، و یک بازدارنده مناسب و دمیدن دو بار در روز را توصیه کرد. شش ماه بعد، رسوب آنها به حدی کم بود که از تمیز کردن اسیدی برنامه ریزی شده بعدی خودداری کردند و راندمان سوخت آنها از 72 درصد به 84 درصد رسید. این فقط یک برد نیست - به این صورت است که جلوگیری از پوسته پوسته شدن، گام به گام، نه با یک اصلاح جادویی، عمل می کند.
بنابراین برای جمعبندی، مراحل کلیدی عبارتند از: کیفیت آب تغذیه خود را ثابت کنید (تست، درمان، کمهوشی نکنید)، مواد اکونومایزر مناسب را برای شرایط خود انتخاب کنید، روتینهای عملیاتی و نگهداری جامد را قفل کنید (جریان، انفجار، بازرسی)، مراقب خطر اسیدی در طرف گاز باشید، از نظارت آنلاین برای تشخیص زودهنگام مشکلات استفاده کنید، و در مورد مواد شیمیایی توصیهای را حدس نزنید. مقیاس بندی اجتناب ناپذیر نیست، این چیزی است که می توانید با تنظیم مناسب و کار مداوم کنترل کنید. اگر با سردردهای مقیاس سر و کار دارید یا می خواهید اکونومایزر خود را برای کاهش این مشکل ارتقا دهید، تیم ما اینجاست تا به شما کمک کند تا بفهمید چه چیزی برای راه اندازی شما کار می کند.
مراجع
- انجمن تولیدکنندگان بویلر آمریکا (2022). بهترین روش ها برای نگهداری اکونومایزر و پیشگیری از مقیاس. بولتن فنی ABMA TB-012.
- لرنر، AH، و لینزلی، DA (2021). تصفیه آب برای بویلرهای صنعتی و سیستم های بازیابی حرارت. مطبوعات CRC.
- آژانس بین المللی انرژی (2020). بازیابی اگزوز حرارتی برای بویلرهای صنعتی: دستورالعمل های بهره وری و عملیاتی. گزارش فناوری صنعتی آژانس بین المللی انرژی
- آب نالکو (2022). پیشگیری از مقیاس در لوله های اکونومایزر: شیمی، مواد و هم افزایی عملیاتی. مقاله فنی نالکو TP-418.
- تیلور، دی (2019). خوردگی و پوسته پوسته شدن در اجزای بویلر: علل و کاهش. مجله شیمی صنعتی، 45 (3)، 189-205.