لماذا تحدد معالجة المياه عمر أنبوب الغلاية؟
تم تصميم أنابيب الغلايات مثل ASTM A192 وASTM A210 Grade A-1 وC وEN 10216-2 P235GH لنقل الماء والبخار عالي النقاء عند درجة الحرارة والضغط. تفترض حسابات التصميم وجود سطح داخلي نظيف ومبلل. وبمجرد فشل هذا الافتراض، تفشل الأنابيب معه. يرجع كل فشل سابق لأوانه في أنبوب الغلاية تقريبًا إلى واحد من ثلاثة أشياء: الأكسجين المذاب المتبقي في مياه التغذية، أو درجة الحموضة غير المنضبطة، أو الرواسب التي تعزل الجدار وتسمح للمعدن بالسخونة الزائدة.
وبالتالي فإن معالجة المياه ليست نشاطًا داعمًا لتشغيل الغلاية؛ إنه جزء من غلاف التصميم -جزء من الضغط. يجب أن يتطابق برنامج الكيمياء مع مادة الأنبوب ونطاق ضغط التشغيل ومصدر مياه التغذية.
آليات التآكل والكيمياء التي تتحكم فيها
| آلية | سائق | السيطرة الأولية |
| تأليب الأكسجين | الأكسجين المذاب في مياه التغذية | نزع الهواء ميكانيكيًا بالإضافة إلى زبال الأكسجين الكيميائي |
| التآكل الحمضي وهجوم الكربونات | درجة حموضة منخفضة، ثاني أكسيد الكربون محمول بالبخار | الأمينات المعادلة المتطايرة، والتحكم في درجة الحموضة في مياه التغذية |
| التلاعب الكاوية | ارتفاع تركيز المواد الكاوية تحت الرواسب | التحكم المنسق بالفوسفات ودرجة الحموضة وإزالة الرواسب |
| مقياس وارتفاع درجة حرارة الودائع | أملاح الصلابة وينقل أكسيد الحديد | التليين، الترشيح، المشتتات، التفجير |
تأليب الأكسجين هو الأسرع من بين هؤلاء. تخترق الحفر الموضعية جدار الأنبوب خلال أشهر وليس سنوات، وتتركز في المناطق ذات التدفق المنخفض حيث تتجمع الفقاعات.
المواد الكيميائية المعالجة في الاستخدام الشائع
كاسحات الأكسجين.يتفاعل الهيدرازين ومشتقاته مثل DEHA والكربوهيدرازيد مع الأكسجين المتبقي ويعطل طبقة المغنتيت. يتم استخدام كبريتيت الصوديوم في أنظمة الضغط المنخفض، ولكنه يضيف مواد صلبة مذابة ولا يتم استخدامه عمومًا عندما يتطلب الأمر بخارًا عالي النقاء-. الهدف هو بيئة مختزلة مع الاحتفاظ بالأكسجين المذاب أقل من حوالي 7 جزء في البليون.
مزيلات الهواء.نزع الهواء الميكانيكي يزيل الجزء الأكبر من الأكسجين. المواد الكيميائية تصقل فقط ما تبقى. لا يمكن تعويض جهاز إزالة الهواء الذي يعمل بشكل سيء عن طريق تناول جرعة زائدة من الزبال.
تحييد الأمينات.المورفولين والسيكلوهكسيلامين وDEAE هي مواد متطايرة، وتنتقل مع البخار وتحييد حمض الكربونيك في نظام المكثفات. تحدد نسبة التوزيع ما إذا كان الأمين يحمي مناطق البخار الرطبة أو عودة المكثفات.
برامج الفوسفات.يشكل الفوسفات طبقة فوسفات الكالسيوم الواقية، ويخزن الرقم الهيدروجيني ويشتت الحمأة. يمنع التحكم المنسق في الفوسفات ودرجة الحموضة كلاً من الظروف الحمضية والكاوية في جدار الأنبوب، وأصبحت برامج الفوسفات المنخفض- شائعة الآن في براميل الضغط العالي.
التفجير وحدود التحكم والمراقبة
النفخ هو الآلية التي تحافظ على المواد الصلبة الذائبة والمعلقة عند مستوى ثابت. يتحكم النفخ المستمر من الأسطوانة في المواد الصلبة الذائبة ويتم التحكم فيه آليًا من الموصلية؛ يؤدي النفخ المتقطع من أسطوانة الطين إلى إزالة الحمأة. يعمل استرداد الحرارة من التصريف على تحسين كفاءة الدورة، ويكون تدفق التصريف عادةً من 1 إلى 5 بالمائة من تدفق البخار.
يجب أن تؤخذ حدود التحكم من المبادئ التوجيهية لجودة مياه الغلايات الصادرة عن الكود ذي الصلة لنطاق الضغط المعني بدلاً من رقم ثابت واحد: السيليكا، والموصلية، وبقايا الفوسفات، وحدود الأس الهيدروجيني كلها تتشدد بشكل ملحوظ مع ارتفاع الضغط. تجمع المراقبة عادةً بين القياس المستمر للأس الهيدروجيني والموصلية عبر الإنترنت، وأخذ العينات اليدوية اليومية، والتحليل الكامل الأسبوعي، والتعرض لقسيمة التآكل، وتحليل الرواسب أثناء انقطاع التيار. الاتجاهات مهمة أكثر من القراءات الفردية.
مطابقة مادة الأنبوب للكيمياء
تظل أنابيب الغلايات غير الملحومة هي الخيار الافتراضي للجدران المائية وأجهزة التسخين الفائقة، مع استخدام درجات السبائك مثل ASTM A213 T11 وT22 وEN 10216-2 P91 حيث تتطلب درجة حرارة المعدن قوة زحف. قد تظل كيمياء المياه التي تقع ضمن مواصفات الفولاذ الكربوني عدوانية تجاه سبيكة ذات قوة أعلى، لذلك يجب مراجعة اختيار المواد وبرنامج المعالجة معًا كلما تغيرت ظروف الحرق.
التعليمات
س: ما هي المواد الكيميائية التي تمنع تآكل الأكسجين في أنابيب الغلايات؟
الهيدرازين ومشتقاته مثل DEHA والكربوهيدرازيد مع كبريتيت الصوديوم المستخدم في أنظمة الضغط المنخفض. يتم دعمها عن طريق نزع الهواء ميكانيكيًا، وعادةً ما يتم الاحتفاظ بالأكسجين المذاب أقل من حوالي 7 جزء في البليون في ظل ظروف مخفضة.
س: كيف تتم معالجة الفوسفات؟
يشكل الفوسفات طبقة فوسفات الكالسيوم الواقية على سطح الأنبوب، ويعزل الماء لمنع الظروف الحمضية أو الكاوية، ويشتت جزيئات الحمأة. يعد التحكم المنسق في الفوسفات ودرجة الحموضة أمرًا بالغ الأهمية، وتتوفر برامج حديثة للفوسفات المنخفض- للغلايات ذات الضغط العالي.
س: ما هي الأمينات المعادلة وأين يتم استخدامها؟
المورفولين والسيكلوهكسيل أمين وDEAE هي أمينات متطايرة تعمل على تحييد حمض الكربونيك، ورفع درجة الحموضة المتكثفة وتوزيعها مع البخار في جميع أنحاء النظام. يعتمد الاختيار على كل نسبة توزيع أمين وعلى تخطيط عودة المكثفات.
س: كيف يتم التحكم في نفخ الغلاية؟
يحافظ النفخ المستمر على المواد الصلبة الذائبة عند مستوى ثابت ويتم تشغيله تلقائيًا من خلال قياس الموصلية. يؤدي النفخ المتقطع إلى إزالة الحمأة من أسطوانة الطين. يعمل استرداد الحرارة من خلال النفخ على تحسين الكفاءة، ويتراوح المعدل عادةً من 1 إلى 5 بالمائة من تدفق البخار.
س: ما هي المراقبة التي يتطلبها برنامج معالجة المياه؟
درجة الحموضة والتوصيل المستمر عبر الإنترنت، وأخذ العينات اليدوية يوميًا، والتحليل الأسبوعي الكامل، ومراقبة قسيمة التآكل، وتحليل الرواسب أثناء انقطاع التيار. يجب أن تتبع حدود التحكم إرشادات جودة مياه الغلاية لنطاق ضغط التشغيل الفعلي.
س: هل يمكن لكيمياء الماء الجيدة أن تعوض الأنبوب المهترئ؟
لا، فالكيمياء تحمي جزء ضغط الصوت ولكنها لا تستطيع استعادة سمك الجدار المفقود بالفعل بسبب التنقر أو التخفيف. ويظل فحص الأنبوب وقياس سمك الجدار ضروريين، ويتم استبدال الأنابيب المشبوهة بمواصفات المادة الأصلية.
