پدیده کری اور از مشکلات رایج در دیگ های بخار می باشد که سهم قابل ملاحظه در بروز انواع خرابی، کاهش بازدهی، استهلاک، تریپ خوردن، از مدار خارج شدن دیگ بخار و حتی تجهیزات مصرف کننده پس از آن را نیز داراست.

در طراحی و بهره برداری از یک دیگ بخار ، یافتن اینکه چگونه پدیده کری اور شکل گرفته و روی سطوح مخزن بخار، لوله های سوپر هیتر، ری هیتر، پره های توربین بخار و دیگر تجهیزات سبب خوردگی و رسوب می شود بسیار حائز اهمیت می باشد.

کاوه کاران زبده در ابتدا به تشریح چگونگی شکل گیری عارضه کری اور پرداخته و علل موثر در این رابطه شناسایی میکند سپس انواع آن و اثرات مقتضی هر یک مورد بررسی قرار می دهد،پس از آن بحث اندازه گیری مقدار آن حین بهره برداری از دیگ بخار را مطرح می کند و دستور العملی جهت نمونه گیری پیشنهاد می دهد. در پایان راهکارهایی جهت کاستن مقدار آن و کنترل عوارض مربوطه را به شما ارائه می دهد.

پدیده کوری اور در دیگ های بخار

دیگ های بخار بنابر شرایط خاص بهره برداری و دارا بودن دما و فشار بالا، معمولا بیش از سایر تجهیزات یک نیروگاه در معرض خرابی و مکانیزم های مختلف ناشی از آن می باشند.بروز اشکال در دیگ بخار معمولا سبب عدم تولید بخار، هدر روی مقدار قابل توجه انرژی و نهایتا خروج نیروگاه از مدار و تعطیلی فرایند خواهد گردید. بنابراین عطف به اهمیت این موضوع می توان منجر به سعی در شناخت علل خرابی ها گشته و با ایجاد تغییرات مقتضی حین بهره برداری، ازوقوع چنین حوادثی پیشگیری نمود. در همین راستا استفاده از آب تغذیه با کیفیت و درجه خلوص مناسب جهت کاهش تخریب های ناشی از آن از مهم ترین راه های حفظ صحت و سلامت عملکرد دیگ های بخار می باشد. زیرا از جمله عامل های مشکل ساز رایج برای دیگ های بخار وجود ناخالصی در آب تغذیه آن ها می باشد که می بایست برای به حداقل رساندن این ناخالصی ها، بر روی آب تغذیه عملیات تصفیه فیزیکی و شیمیایی لازم را انجام داد.

خطراتی که به وسیله وجود ناخالصی ها در اب تغذیه دیگ بخار پیش می آید عبارت است از:

1- تشکیل رسوب بر روی سطوح انتقال گرما (سوپرهیتر ها، ری هیترها، واتروال ها و دیگر سطوح انتقال گرما) که با مختل سازی فرایند نرمال انتقال گرما منجر به گرم شدن بیش از حد بعضی از نقاط آن می شود و امکان خرابی تیوب های مذکور را به وجود می اورد.

2- ایجاد انواع خوردگی در اجزای دیگ بخار

3- ورود ناخالصی که همراه بخار از طریق سوپر هیتر ها به توربین برده می شود و ایجاد خوردگی روی پره های آن می نماید.

به همین دلیل معمولا عملیات شیمیایی که روی آب تغذیه دیگ های بخار انجام می شود برای کاهش دادن مقدار خوردگی آنان و نیز به منظور کاستن از رسوبات معدنی تشکیل شده در تیوب های دیگ بخار که مانع از انجام انتقال حرارت لازم می شود انجام می گیرد.

به عنوان نمونه در مواردی که بخار برای تولید برق در توربین های بخار به کار می رود مقدار عناصری نظیر سیلیس و سیلیکات های آب تغذیه باید به حداقل ممکن برسد تا مانع از تشکیل رسوبات سخت و مضر روی پره های توربین شود.

برای تشکیل رسوب های معمول نیز باید تمام نمک های کلسیم و منیزیم را از طریق راه های مطلوب نظیر استفاده از رزین، از آب بیرون راند.

جهت کنترل و کاهش خوردگی، اعمال شیمیایی زیر لازم است:

1- بیرون راندن اکسیژن و گاز کربنیک حل شده در آب

2- اضافه کردن کاستیک سودا (NaOH)

3- افزودن ممانعت کننده های خوردگی

برای جلوگیری از خوردگی در سیستم دیگ بخار استفاده از ممانعت کننده ها بسیار رایج است، مثلا میزان خوردگی درون دیگ بخار با افزودن تری سدیم فسفات (Na3Po4) به حداقل مقدار خود می رسد.

تعریف کری اور

اصطلاح کری اور، کف کردن و غلیان آب شرایطی را توصیف می نماید که ذرات جامد معلق در آب دیگ بخار با بخار همراه شود.

مخزن بخار و سوپر هیتر ها اغلب حین بهره برداری حاوی رسوباتی می باشند که دلیل آن را می توان در دمای بالا، گرمای موضعی ورودی، کیفیت آب تغذیه PH اب و ترکیبات آن و همچنین تزریقات شیمیایی جستجو کرد. به عنوان نمونه معمولا اکسید آهن به صورت کریستال های مگنتیت سیاه در مخزن بخار رسوب کرده و در اثر کری اور وارد سوپرهیتر می شود.در اثر کف کردن نمک هایی همچون سولفات و کربنات کلسیم و نیز فسفات منیزیم در مخزن بخار، سرعت حرکت بالا به همراه وجود تلاطم در جریان آب و نیز بالا بودن سطح آب در مخزن بخار، کری اور می تواند رخ دهد. البته گاهی اوقات این مشکل به دلیل راه اندازی دیگ بخار با آب قندی (بخصوص در کارخانجاتی نظیر نیشکر) و یا عدم کنترل شیمیایی صحیح در نتیجه تزریق بی رویه مواردی با خاصیت قلیایی نظیر کاستیک سودا و هیدرازین رخ می دهد.

اثرات کری اور

هنگامی که ذرات جامد معلق موجود در آب دیگ بخار، تبخیر شده و همراه با بخار حمل شود، رسوباتی در شیرآلات، تیوب های سوپر هیتر و پره های توربین های بخاری به وجود می آورد. این رسوبات باعث می شوندکه تیوب های سوپرهیتر در هنگام کف کردن آب دیگ بخار، قرائت سطح آب در مخزن بخار را با اشتباه مواجه نمایند.

علل بروز کری اور

کری اور ممکن است به علل مکانیکی یا شیمیایی و یا ترکیبی از هر دو روی دهد.مهمترین علل مکانیکی در این مورد عباتند از :

1- طراحی نادرست دیگ بخار (مخصوصا مخزن بخار و اجزای آن) و یا بهره برداری نا صحیح

2- بالا بردن سطح آب مخزن

3- نوسان مکرر ظرفیت بهره برداری که منجر به تلاطم و توربولانس شدید سطح آب درام می گردد

و از علل شیمیایی میتوان موارد زیر را ذکر کرد:

1- بالا بودن میزان املاح محلول در آب تغذیه

2- قلیائیت بالا

3- وجود روغن، نا مناسب بودن عملیات کنترل شیمیایی داخلی و خارجی آب تغذیه (قبل و بعد از ورود به دیگ بخار)

ضرورت توجه به کیفیت آب تغذیه دیگ بخار

املاح و ذرات جامد محلول در آب قادرند پس از تبخیر همراه با بخار در سوپر هیتر جابجا گشته و سپس در مناطقی مانند پره های توربین رسوب نمایند.

بنابراین توجه به کیفیت آب تغذیه دیگ بخار و نیز بخار سوپرهیتر به همراه املاح موجود در آنان ضرورت می یابد. انتقال کری اور از اب دیگ بخار به بخار توسط جامدات معلق و قابل حل که قادرند درون بخار راه یابند صورت میگیرد. لذا مخزن های بخار به اجزای جداسازی آب و بخار مجهز می شوند تا بتوانند به طور مکانیکی محتویات رطوبت بخار را کاهش دهند.

انواع کری اور

مقدار کری اور موجود در اب دیگ بخار و ناخالصی ها و وضعیت شیمیایی استوانه دیگ های بخار، خلوص شیمیایی بخار را تعیین می کند.

کری اور، ترکیبی از دو بخش می باشد:

1- کری اور مکانیکی (قطرات آب تغذیه درون بخار)

2- کری اور بخار گونه (به علت فراریت ذاتی اجزای تشکیل دهنده ناخالصی ها در آب مخزن بخار)

بخش مکانیکی آن شامل کری اور قطرات آب دیگ بخار می شود و بخش بخار گونه آن مشتمل بر اقسام ذرات جامد قابل حل (TDS) از جمله نمک ها، اکسیدها، ناخالصی ها و دیگر ترکیبات شیمیایی مابین آب و بخار بوده که مدل فراری از ماده را نمایش می دهند.در حقیقت بخش دوم شامل همان دسته موادی است که حین فرایند تشکیل بخار از آب تغذیه مخزن بخار، تبخیر گشته و همراه با بخار به مصرف کننده ها می رسند.

کنترل آب تغذیه دیگ بخار و افزایش مراحل تصفیه و خالص سازی آن می تواند ریسک مربوط به شروع خوردگی را کاهش دهد و آن را همانند بخار جهت به حداقل رساندن خطر بروز خوردگی و رسوبات در حوزه چرخش بخار (از جمله توربین)، به خوبی تنظیم کند. بدین منظور معمولا از عنصر سدیم و نمک های آن استفاده می گردد.

بنابراین کری اور نیاز به سنجش مقدار جهت بنیاد نهادن واحد ویژه ای تحت عنوان راهنمای سیکل کنترل شیمیایی دارد.

مقدار کلی کری اور عنصر سدیم بصورت نسبت بخار اشباع سدیم جمع شده به مجموع سدیم آب تغذیه مخزن بخار تعریف می گردد. همچنین کری اور مکانیکی بوسیله تفریق کری اور بخارگونه سدیم از بخار فشار قوی تعیین می گردد.

کری اور مکانیکی سلسله قطرات آبی است در بخار خروجی از دیگ بخار که بستگی به شرایط تفکیک گرهای آب و بخار، کنترل سطح آب در دیگ و شرایط بهره برداری پایدار دارد. کری اور مکانیکی تابعی است از اختلاف چگالی بین فازهای آب و بخار در یک فشار مشخص.

کری اور بخار گونه تنها در فشار مخزن بالای 16Mpa (2300psi) برای اکثر ذرات جامد محلول در اب تغذیه دیگ بخار، به طور قابل ملاحظه ای آغاز شده و افزایش پیدا می کند. در فشارهای کمتر از این میزان، تقریبا تمامی کری اور مکانیکی است به استثنای مواداندکی از جمله سیلیس، اکسیدهای مس، هیدروکسیدها، ترکیبات آلومینیوم و اسید بوریک که اینها هم به طور عمده کری اور بخار گونه را حتی در فشارهای نسبتا پایین تشکیل می دهند. برای دیگ های بخار با فشار عملکرد زیر 18Mpa (2600psi) کری اور بخار گونه معمولا کمتر از 0.1% می باشد.

دو جنبه مهم و معین در رابطه با کری اور وجود دارد، اولی درباره تبخیر کننده های واحد مخزن بخار که درگیر احتمال رخ دادن مسئله خوردگی و رسوب مرتبط با مقدار کلی کری اور در سوپرهیترها، ری هیترها و توربین های بخار می باشند.دوم، برای شرکت های سازنده دیگ های بخار در خصوص پیشگیری از کری اور مکانیکی طراحی می کنند.

استفاده از سدیم در تشخیص کری اور

نمک های سدیم از جمله Na3PO4 یا NaOH جهت تصفیه آب دیگ بخار مورد استفاده قرار می گیرند. بدین علت که به خوبی در آب دیگ بخار قابل حل بوده و فراریت اندکی در بخار دارند، همین ویژگی آنان را در ردیاب های مناسبی برای تعیین مقدار کری اور کل تبدیل می کند.

مجموع سدیم لازم برای دیگ های بخار مورد تصفیه با فسفات بطور نرمال بین ppm(1-5) و جهت دیگ های بخار مورد تصفیه با کاستیک، بالای ppm1 میباشد. این مقادیر معمولا جهت سنجش میزان کری اور (یک اندازه گیری اصولی از مجموع اثرات سدیم در بخار) کفایت می کند علی الخصوص اگر میزان تجمع سدیم از حد بالای محدوده مجاز، بالاتر رود.

تزریق اضافی سدیم برای دیگ های بخاری که تصفیه شیمیایی را با استعمال فسفات و کاستیک انجام می دهند، لازم نیست.

برای دیگ هایی که اکسیژن جهت تصفیه استعمال می کنند (OT) و یا تصفیه تمام فرار (AVT)، تجمع سدیم تحت فشار باید به عنوان مقدار ماکزیمم تجمع قابل قبول سدیم در آب دیگ بخار تعیین گردد. تجربه بر پایه چنین آزمایشاتی، جامع، کامل و قابل قبول می باشد.

علاوه بر آن هر رفتار گذرا و ناپایدار یا دیگر زوایای پنهان عیوب مرتبط با اضافه نمودن سدیم می بایست به وسیله انجام آزمایش هایی در شرایط ثابت و پایدار بهره برداری، نرمالیزه گردد. به عبارت دیگر، سیستم باید به شرایط پایا و ماندگار آورده شود و سپس نمونه برداری ها انجام گردد.

http://www.kavehkaran.com/