دی اریتور های اتمسفریک

از: مهندس عادل قهرمانی (شرکت صنایع پایدار ایده)

ترجمه: Spirax Sarco Tech

در اکثر سیستم‌های متداول بخار، از مخازن تغذیه چگالیده و دی‌اریتورهای اسپری‌کن استفاده می‌شود که غالباً در دمای بین ۵۰ تا ۸۰°C کار می‌کنند. ایجاد شرایط مناسب در آب خروجی این مخازن به منظور افزایش راندمان سیستم و کاهش هزینه‌ها، از جمله موارد مهم در سیستم‌های بخار است و در این زمینه شرکت Spirax Sarco توانسته با ارائه دی‌اریتور جدید و منحصر به فرد خود، مزایای زیر را برای این سیستم‌ها فراهم نماید:
۱- کاهش قابل توجه در میزان مواد شیمیایی لازم جهت آزادسازی اکسیژن؛
۲- افزایش ظرفیت بخار تولیدی دیگ؛
۳- کاهش تلفات ناشی از فلاش بخار در منبع تغذیه آب؛
۴- کاهش بلودان دیگ جهت کنترل TDS و در نتیجه بازیافت هزینه؛
۵- ایجاد مکانی مناسب جهت تلافی سه مدار برگشت چگالیده، آب تغذیه سرد ورودی و بخار فلاش ناشی از بلودان

با استفاده از این سیستم می‌توان بهترین شرایط جهت آب ورودی به دیگ را تأمین نمود و در عین حال از انرژی چگالیده حداکثر استفاده را به عمل آورد
همانطور که می‌دانیم سهمگین و مضرترین گازی که قابلیت انحلال در آب را داشته و باعث خوردگی لوله‌ها و شیرآلات و نیز کاهش فشار و دمای مؤثر سیستم می‌شود اکسیژن است که باید به طریق مقتضی قبل از ارسال آب به دیگ بخار جدا شده و به اتمسفر تخلیه گردد. میزان حلالیت اکسیژن در آب، با افزایش دمای آب کاهش می‌یابد و یکی از علل گرمایش آب تغذیه همین مورد است.

شکل ۱ نشان‌دهنده رابطه بین دمای آب و میزان حلالیت اکسیژن بر حسب ppm در آن می‌باشد. با توجه به نمودار مذکور، دیده می‌شود که با افزایش دمای آب تغذیه تا ۹۳°C میزان حلالیت اکسیژن در آب تا ppm کاهش می‌یابد. به منظور جداسازی کامل باقیمانده، اکسیژن حل شده باید از مواد شیمیایی افزودنی که غالباً سولفات سدیم می‌باشد استفاده نمود. میزان استاندارد سولفات سدیم لازم جهت جداسازی اکسیژن برای ppm برای هر ppm از اکسیژن است و به منظور اطمینان از آزاد شدن کامل اکسیژن، مقدار ppm ۱ نیز باید افزوده شود.

واکنش شیمیایی فرایند مذکور به شرح زیر می باشد:

2Na2 Sos + O2 → 2Na2 SO4

باید به خاطر داشت که افزودن مقادیر بیشتر سولفات سدیم، علاوه بر اتلاف هزینه، نه تنها فایده ای نداشته بلکه باعث افزایش میزان سختی آب ورودی به دیگ خواهد شد که در نتیجه میزان بلو دان لازم را افزایش خواهد داد که معادل اتلاف هزینه و انرژی می باشد. با دقت در محاسبات زیر میزان صرفه جویی در هزینه ناشی از افزایش دمای آب چگالیده تا حد ۹۵ مشخص می گردد:

الف

• دمای آب تغذیه = ۶۰
• ظرفیت تولید بخار دیگ = ۱۰۰۰kg/hr
• فشار کاری دیگ = ۱۰barg
• زمان کاری دیگ = ۸ ساعت در روز، ۵ روز در هفته و ۵۰ هفته در سال که برابر خواهد بود با ۲۰۰۰ ساعت.

میزان اکسیژن موجود در آب با دمای ۶۰ برابر خواهد بود با ۵/۵ppm، بنابراین میزان سولفات سدیم خالص لازم برابر است با: (۵/۵ppm x ۸) ÷ ۴ = ۲۸ppm باید به خاطر داشت که محلول سولفات سدیم تولیدی کارخانه های شیمیایی غالباً دارای غلظت ۴۵٪ بوده و بنابراین میزان کل محلول سولفات سدیم برابر است با:
48ppm x 1000/45= 106/7ppm
۱۰/۶ppm x ۲۰۰ hr x ۱۰۰۰kg/hr Steamx1/1000= ۲۱۳۴kg/hr

با در نظر گرفتن قیمت هر ۱۰۰۰ کیلوگرم از سولفات سدیم برابر ۱۰۰۰۰۰۰ تومان، هزینه کل سالیانه خرید سولفات سدیم برابر ۱۵۰۰۰۰۰ تومان خواهد شد.

ب

در صورت افزایش دمای آب ورودی تا ۹۵ غلظت اکسیژن موجود به 0/8ppm کاهش یافته و با انجام محاسبات مجدد خواهیم داشت:

10/4=4+(0/8ppm x8)

بنابراین میزان کل محلول سولفات سدیم برابر است با:
۱۰/4ppm x ۱۰۰۰ /45 =۲۳/۱ppm
۲۳/۱ppm ۸hr x 2۰۰۰kg/hr x1000 Steam= ۲۱۴۳kg/hr
در نظر گرفتن قیمت هر ۱۰۰۰ کیلوگرم از سولفات سدیم در این حالت هزینه کل سالیانه خرید سولفات سدیم برابر ۳۴۰۰۰۰۰ تومان خواهد شد که در مقایسه با حالت الف دیده می شود میزان ۱۸۰ در هزینه ناشی از سولفات سدیم کاسته می شود که با افزایش تعداد دیگ ها و ظرفیت بخار تولیدی رقم قابل توجهی
خواهد بود.
به منظور گرمایش آب منبع تغذیه می توان از بخار تلفاتی ناشی از بلودان و نیز در صورت لزوم سیستم تزریق بخار جداگانه استفاده نمود که به طور اتوماتیک دمای مورد نظر (۹۴-۹۲) را تأمین خواهد کرد.

افزایش ظرفیت تولید بخار دیگ

میزان ظرفیت بخار تولیدی و راندمان کلی دیگ تابعی از دمای آب ورودی به دیگ است. هرچه دمای آب ورودی کمتر باشد میزان انرژی لازم جهت بالا بردن دما و رسیدن به دمای اشباع افزایش یافته و در نتیجه از خروجی بخار دیگ کاسته خواهد شد.

اگر دیگ مورد مثال قبل را با دمای تغذیه ۹۵ و فشار ۱۰bar در نظر بگیریم دیده می‌شود که میزان واقعی تولید بخار ۹۴ کل ظرفیت بخار اسمی دیگ می‌باشد و با کاهش دمای تغذیه تا ۶۰ این مقدار به ۸۹ خواهد رسید که معادل تقلیل ظرفیت بخار تولیدی به اندازه ۵۰۰kg/hr است.

با توجه به اندازه کوچک دی‌اریتور ساخت شرکت Spirax Sarco می‌توان از آن به طور مشترک با تانک چگالیده استفاده نمود که نیاز به مخزن مجزای دی‌اریتور و مشکلات نصب آن در ارتفاع را از بین می‌برد با استفاده از این سیستم می‌توان کل سیستم تانک چگالیده سیستم گرمایش آب ورودی به دیگ و نیز سیستم دی‌اریتور به منظور جداسازی گازهای نامحلول را به صورت مشترک در داخل چاله چگالیده نصب نمود و با قرار دادن پمپ‌های دیگ در داخل چاله چگالیده آب را مستقیماً به سمت دیگ‌های بخار پمپاژ کرد.

بدین ترتیب سیستم کاملی در اختیار خواهد بود که علاوه بر مزایای مشروح در بالا صرفه‌جویی در فضای نصب و هزینه‌های اجرای سیستم را به همراه خواهد داشت.

دی اریتور مذکور با ترکیب چگالیده برگشتی و آب سرد ورودی قبل از ورود به مخزن، میزان زیادی از اکسیژن و دیگر گازها را جدا کرده و توسط نازل مخصوص مخلوط
حاصل را به طور یکنواخت داخل مخزن تزریق می کند.

این تجهیزات تماماً از جنس Stainless Steel بوده و عمر بسیار بالایی دارند. تجهیزات جانبی نظیر سیستم تزریق اتوماتیک بخار جهت گرمایش مخزن و مدار گردش مجدد آب داخل مخزن به همراه کنترل های سطح آب و نیز شیرهای کنترل آب ورودی از دیگر تجهیزات این مجموعه هستند.

منبع: مجله صنعت تاسیسات شماره 62

اگر شما هم مشتاق یادگیری تخصصی و حرفه ای دوره های تاسیسات مکانیکی با اساتیدی مجرب هستید میتوانید در دوره های تاسیسات مکانیکی شرکت کنید.