بررسی علل خوردگی تیوب در اکونومایزر سیستم تولید بخار
سیستم تولید بخار
سیستم های تولید بخار معمولی شامل بخش پیش – بویلر 1 (هیترهای هوازدا، لوله کشی، پمپ ها، هیترهای مرحله ای و اکونومایزر)، بخش تولید کننده ی بخار (شامل بویلر، سوپرهیترها و ری هیترها)، بخش بعد از تولیدکننده ی بخار (شامل تجهیزات فرآیندی، لوله های بخار و تله های کندانس) و بخش کندانس (شامل لوله ها، فلاش تانک ها، پمپ ها و تانک های ذخیره ی کندانس) است.
- بخش پیش بویلر
- بخش تولید کننده ی بخار
- بخش بعد از تولید کننده ی بخار
- بخش کندانس
خوردگی در سیستم تولید بخار
خوردگی در سیستم های تولید بخار باعث ایجاد مشکلات زیادی در پالایشگاه ها، واحدهای گاز و پتروشیمی می شود. خوردگی در بویلرها تابعی از غلظت اکسیژن، دی اکسید کربن و آمونیاک و نحوه کنترل این گونه ها و در برخی موارد ناشی از وجود آنیون های هیدروکسید و کلراید یا غلظت بالای مواد شیمیایی چلانت در آب بویلر است. به هر حال، در سیستم های پیشرفته تر تولید بخار، معمولاً کنترل گازهای محلول در آب مانند اکسیژن و دی اکسید کربن منجر به کاهش خوردگی دیواره ی داخلی تیوب های مورد استفاده در سیستم های تولید بخار می شود. خوردگی حفره ای، تردی قلیایی، گوجینگ بازی، حملات چلانتی و تردی هیدروژنی متداول ترین مکانیزم های خوردگی در سیستم های تولید بخار محسوب می شود.
عامل اصلی خوردگی در بویلر
نتایج بسیاری از تحقیقات نشان می دهد کنترل خوردگی در بویلر به میزان زیاد تحت تأثیر کیفیت آب تغذیه و شرایط رسوب گذاری بستگی دارد. اکسیژن عامل اصلی خوردگی در بویلر می باشد. اگر مقدار pH بویلر کنترل شود مقدار خوردگی پیش از بویلر و داخل بویلر کنترل خواهد شد. خوردگی اکسیژنی و محصولات خوردگی در بویلر باعث تحمیل هزینه ی سنگین نگهداری بویلر می شود. خرابی تجهیزات گران قیمت و رسوب محصولات خوردگی منجر به کاهش بازدهی سیستم بویلر می شود. بنابراین پایش و کنترل غلظت اکسیژن در بویلر از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در عمل به منظور جلوگیری از وقوع خوردگی اکسیژنی در بویلر، غلظت اکسیژن آب بویلر باید به چند ppb تقلیل یابد و در این مقادیر کم کنترل شود.
خوردگی اکسیژنی
اکونومایزر و گرم کننده آب تغذیه اولین مناطقی هستند که در یک سیستم در حال کار دچار خوردگی اکسیژنی می شود. در مواردی که مقدار اکسیژن محلول در آب زیاد باشد، خوردگی اکسیژنی ممکن است قسمت های دیگر سیستم بویلر را نیز تحت تأثیر قرار دهد. در اکثر موارد، خسارات ناشی از خوردگی اکسیژنی حتی اگر مقدار اکسیژن در یک محدوده زمانی کوتاه از حد مجاز فراتر رفته باشد بسیار زیاد است.
عملکرد اکونومایزرها
اکونومایزر به دلیل استفاده از انرژی گاز در حال خروج از سیستم بویلر عاملی کلیدی در افزایش بهره وری حرارتی بویلر است. در اکونومایزر فرآیند پیش گرمایش آب تغذیه بویلر انجام می شود. همچنین اکونومایزرها پتانسیل شوک حرارتی و نوسانات شدید دمای آب ورودی به درام یا واتروال ها را کاهش می دهد. در اکونومایزرها ضریب انتقال حرارت در سمت گاز بسیار کم تر از سمت آب است که برای جبران این مسأله، در تیوب های فین دار در اکونومایزرها استفاده می شود. هدف نهایی از طراحی یک اکونومایزر رسیدن به انتقال حرارت مورد نظر با حداقل هزینه است.
خوردگی و شکست تیوب های اکونومایزر (مشابه سایر تجهیزات مورد استفاده در سیستم بویلر) به دو دسته سمت آب 1 و سمت شعله 2 تقسیم بندی می شود. البته عمده مشکلات خوردگی در سمت آب مشاهده می شود. به طور کلی سایش توسط جریان گاز، خوردگی در آب با دمای پایین، خوردگی خستگی و خوردگی حفره ای ناشی از وجود اکسیژن عمده ترین عوامل شکست تیوب های اکونومایزر است.
زمانی که فولاد در معرض آب حاوی اکسیژن محلول قرار می گیرد واکنش (1) انجام می شود.
2Fe + H2O + O2 = Fe2O3 + H2 (1)
کنترل خوردگی اکسیژنی در بویلر
در یک سیستم بویلر در حال کار، به راحتی می توان این نوع خوردگی را با کاهش غلظت اکسیژن محلول در آب ورودی به سیستم، کنترل کرد. اما برخی اوقات وجود اکسیژن محلول در اثر عملکرد نادرست سیستم هوازدا، نامناسب بودن مواد شیمیایی به کار رفته جهت حذف اکسیژن یا نشت هوا به درون سیستم باعث بروز خوردگی اکسیژنی می شود.
حذف مکانیکی اکسیژن آب
با توجه به فشار عملیاتی بالای بویلر، تنها راه ورود اکسیژن از طریق آب تغذیه خواهد بود. اکسیژن زدایی اولیه ی آب تغذیه توسط هوازداهای مکانیکی انجام می شود. در این مرحله، آب تغذیه در تماس با بخار قرار گرفته و گازهای محلول در آن جدا و همراه بخار خارج می شود. هوازداهای مدرن باید توانایی کاهش مقدار اکسیژن محلول در آب را داشته باشند. در ادامه مواد شیمیایی اکسیژن زدا برای کاهش بیشتر غلظت اکسیژن محلول تزریق می شود. فرآیند حذف مکانیکی اکسیژن حتماً باید قبل از حذف آن توسط مواد شیمیایی انجام گیرد. در واقع بخش اعظم اکسیژن زدایی آب با روش های مکانیکی انجام می شود.
نحوه تزریق اکسیژن زدا به بویلر
با توجه به این که عملکرد اکسیژن زداها نیاز به گذشت زمان دارد، لازم است یک فاصله زمانی بین تزریق مواد اکسیژن زدا و مصرف آب در بویلر وجود داشته باشد. به همین دلیل برای آن که ماکزیمم مدت زمان برای عملکرد اکسیژن زدا فراهم شود، تزریق آن باید بلافاصله بعد از هوازدایی مکانیکی باشد. معمولا تزریق در تانک ذخیره ی هوازدا انجام می گیرد. علاوه بر این، استفاده از مواد شیمیایی با قابلیت کاتالیزوری در حذف اکسیژن برای کاهش زمان عملکرد آن پیشنهاد می گردد. اکسیژن زداها در شکل کاتالیست شده (نمک های کبالت و منگنز به طور معمول برای سولفیت و کاتالیست های ارگانیک معمولا برای اکسیژن زداهای فرار) استفاده می شود.
منبع: تجزیه و تحلیل علل خوردگی تیوب در اکونومایزر سیستم تولید بخار. اکرم نوری دلاور، محسن صبوری، امیر پاشا، مهدی جوانمردی. فصلنامه تخصصی علمی ترویجی/ زمستان 1393 / شماره 4
اشتراک گذاری :
مقالات مرتبط
فرآیند خوردگی
خوردگی فلزات فرآیندی است که در آن فلزات به اعداد اکسایش اصلی خود می‌رسند. درحقیقت، خوردگی فلزات یک واکنش اکسایش و کاهش است که در آن، فلز توسط محیط اطراف خود اکسید می‌شود. به طور معمول، اکسیژن هوا در این فرآیندها نقش اکسنده دارد.
ضد خوردگی مس
ضد خوردگی مس محصول فوق ¬العاده¬ موثری می باشد که باتوجه به کاربرد مس در صنایع مختلف، ¬سلامت و طول عمر سیستم را تضمین می نماید.
مهندسی خوردگی(عوامل کلی موثر بر تخریب های ناشی از خوردگی)
میزان تاثیر عوامل مختلف در خسارات ناشی از خوردگی عبارتند از : 1_ طراحی، انتخاب مواد و فرآیند 2_ فقدان دستورالعمل های لازم 3_ خطای انسانی 4_ بازرسی ضعیف 5_ چیدمان، نصب و هماهنگی ضعیف 6_ عدم پیش بینی موارد ناخواسته 7_ سایر موارد
مهندسی خوردگی (خسارات و هزینه های ناشی از خوردگی)
سرمایه گذاری در کنترل خوردگی نوعی سودآوری است. عدم توجه به مشکلات خوردگی در هر واحد صنعتی و تولیدی، هزینه های پنهانی به دنبال دارد که اجتناب از آن غیر ممکن است. اولین قدم در اقتصاد خوردگی انتخاب روشی مناسب به منظور حداکثر کاهش هزینه های خوردگی است. این هزینه ها می تواند شامل: مخارج تولید و تجهیزات، از بین رفتن محصولات با ارزش، ظاهر نامطلوب محصول، هزینه های زیست محیطی و … باشد.
مدیریت خوردگی
مدیریت خوردگی اقدامی است به منظور سازمان دهی فعالیت های خوردگی و روش های کنترل آن که در سال های اخیر در صنایع مختلف جایگاه ویژه ای پیدا کرده است. با گسترش روز افزون فناوری های جلوگیری از خوردگی، انتخاب روش های مناسب برای کنترل خوردگی در یک واحد خاص، نیاز به اجرای یک برنامه مدون و جامع به نام مدیریت خوردگی، ضروری به نظر می‌رسد. مدیریت خوردگی مجموعه ای از روش ها و راهکارهایی است که در یک سیستم برای جلوگیری از خوردگی اعمال می شود تا از نظر اقتصادی روش های مقابله با خوردگی بهینه شود.
خوردگی چیست؟
کاهش یافتن تدریجی (تحلیل رفتن) فلزات به واسطه فعل و انفعالات شیمیایی و الکتروشیمیایی، خوردگی نامیده می شود که سالیانه خسارات مالی چشمگیری به صنایع وارد میکند. به عنوان مثال، در سیستم های آبی، انواع مختلف خوردگی به صورت یک فرآیند الکتروشیمیایی تعریف می گردد.
راه های پیشگیری از خوردگی
هر فرآیند تأخیر در خوردگی، بازدارندگی خوردگی (پیشگیری از خوردگی) است. به‌طور کلی بازدارندگی خوردگی به معنای کاهش نرخ اکسایش فلز یا افزودن یک ترکیب شیمیایی است که در تماس با محلول در سیستم خواهد بود. بازدارنده خوردگی ممکن است به صورت مایع، بخار و یا هر دو صورت اضافه شده باشد. به طور خاص، بازدارنده خوردگی یک ترکیب شیمیایی است که به فاز مایع، به گونه‌ای که روی سطح فلز تأثیرگذار باشد، اضافه می‌گردد.
رسوب و خوردگی در سیستم های آب پالایشگاه و پتروشیمی
همانند موجودات زنده که بدون آب نمی توانند زنده بمانند، پالایشگاه های نفت و کارخانه های پتروشیمی نیز بدون آب نمی توانند کار کنند. آب در سیستم های خنک کننده آبی، برای تهیه بخار و سیستم اطفا حریق استفاده می شود. فرآورده های نفتی و سوخت هایی که پس از تقطیر و فرآیندهای مختلف کاتالیزوری و کراکینگ تولید می شوند، باید سرد شوند. آب بهترین سیال برای این کار است.
دیدگاه خود را ارسال کنید
نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.