Kaldajat janë pajisje shumë të dobishme në të cilat uji (të paktën në shumicën e rasteve) nxehet.
Lëngu, avujt ose nxehtësia e tij më pas mund të përdoren për një sërë aplikimesh: ngrohje qendrore, kanalizime ose për prodhimin e energjisë elektrike, vetëm për të përmendur disa [1][2].
Për aplikimet industriale, një bojlier ka tendencë të jetë përgjithmonë nën presion dhe posedon një qarkullim të lartë uji.
Prandaj duhet të mbahet në gjendje të mirë për t’i bërë ballë këtyre sforcimeve.
1. Mirëmbajtja e funksionalitetit të bojlerit
Efikasiteti i bojlerit varet nga shumë faktorë:
- Sa mirë e ruan nxehtësinë?
- Sa shpejt transferohet nxehtësia në ujë?
- Sa nga nxehtësia e transferuar nuk humbet nga reaksionet anësore?
edhe me shume…
Këta faktorë varen shumë nga përmbajtja e furnizimit të bojlerit me ujë, si dhe nga materialet nga të cilat janë bërë kaldaja dhe linjat.
Sigurimi që këta komponentë të jenë në një gjendje optimale për përdorimet e tyre është thelbësor jo vetëm për të mbajtur efikasitetin, por edhe për të shmangur aksidentet për shkak të linjave të përkeqësuara ose pikave të nxehtësisë.
2. Trajtimi i ujit
Trajtimi i rregullt i ujit përpara transferimit të tij në sistemin e bojlerit është çelësi për një jetëgjatësi dhe efikasitet të gjatë të bojlerit, pasi ekzistojnë një mori jonesh dhe molekulash që shkaktojnë reaksione anësore të cilat janë të dëmshme për sistemin.
Ka shumë mënyra për të kryer trajtimin e ujit:
⇛ Osmoza e kundërt
⇛Deajrim
⇛ Pastruesit e oksigjenit
Pjesa më e rëndësishme e trajtimit të ujit është osmoza e kundërt.
Ky proces pastron ujin duke ushtruar një presion që është më i madh se presioni osmotik. Ky presion e shtyn lëngun përmes një membrane pjesërisht të depërtueshme, e cila mban mbrapa grimcat, molekulat dhe jonet më të mëdha.
Si rezultat, uji që është shtyrë përmes membranës ka një pastërti të lartë.
Kjo rezulton në parandalimin e disa problemeve si:
- Shkumë (papastërti)
- Formimi i depozitimeve (karbonateve)
Formimi i depozitimeve është një lloj specifik i ndotjes, që është depozitimi i lëndëve të ngurta në sipërfaqe.
Në rastin e depozitimeve, këto janë kryesisht minerale dhe/ose kripëra që precipitojnë në tubin e bojlerit ose në sipërfaqet e transferimit të nxehtësisë.
Kjo rezulton në një transferim më të ngadaltë të nxehtësisë dhe nga ana tjetër, krijon pika lokale të cilat janë të prirura për mbinxehje dhe mund të përfundojnë duke çarë tubin e bojlerit.
Ka shumë mënyra për të minimizuar oksigjenin dhe dioksidin e karbonit, të cilat përfundojnë duke dëmtuar sistemin e bojlerit duke shkaktuar korrozion dhe shkallëzim nga hekuri.
Prandaj është jetike që uji i ushqimit të bojlerit të përmbajë një përqendrim shumë të ulët të këtyre molekulave.
Kjo zakonisht arrihet me deaerim, i cili mund të bëhet duke përdorur një nga metodat e shumta, për shembull deaeratorë me vakum, pompa mekanike ose ngrohës deajrimi.
Prandaj, ulja dhe monitorimi i përmbajtjes së oksigjenit është thelbësor për jetëgjatësinë e sistemit të bojlerit.
3. Monitorimi i Ujit
Ndërsa zbatimi i pajisjeve dhe metodave kimike për të reduktuar ose anashkaluar ndikimet negative është i nevojshëm, pa kontroll, është e vështirë të thuhet se sa ndikim ka secila nga masat e marra.
Për më tepër, monitorimi i disa parametrave mund të japë shumë të dhëna për statusin e sistemit dhe të veprojë si një sistem paralajmërimi.
Ndërsa mblidhen gjithnjë e më shumë të dhëna, monitorimi ndihmon për të gjetur gamën optimale të parametrave.
Kjo përfundimisht rrit efikasitetin e bojlerit dhe potencialisht redukton sasinë e kimikateve që duhet të përdoren, duke kursyer kështu kostot në afat të gjatë.
HI510 • HI520
Kontrollorët e procesit universal me një kanal dhe me dy kanale
HI510 dhe HI520 janë kontrollues të avancuar të procesit që mund të konfigurohen për aplikacione që kërkojnë monitorim dhe/ose kontroll të katër parametrave kryesorë të analizës së ujit:
- pH
- Konduktiviteti
- Oksigjeni i tretur
- ORP
Këta kontrollorë kanë një hyrje(et) e sondës dixhitale që zbulon dhe përditëson automatikisht kontrolluesin me parametrin që ai mat.
pH monitorimi
Një nga parametrat më të rëndësishëm për t’u monitoruar është vlera e pH.
Kjo është për shkak të ndikimit të saj në shumë procese të ndryshme:
- shpejtësia e pastrimit të oksigjenit
- në një vlerë të lartë pH, ka tendencë të shfaqet shkumë dhe smerc
- në një pH të ulët, tenton të ndodhi korrozioni
- depozitimi nga silikatet
- Brishtësia kaustike
Për monitorim, rekomandohet një elektrodë pH e integruar industriale, siç është seria HI1006-38 për shkak të qëndrueshmërisë dhe rezistencës ndaj nxehtësisë.
Ndërsa një rekomandim i zakonshëm është mbajtja e pH në 8.5 (duke përdorur NaOH, për shembull), është e rëndësishme të theksohet se pH optimal varet nga aliazhi i përdorur në bojler dhe trajtimi kimik i fortë, . uji, i fortë, ndër faktorë të tjerë.
ORP MONITORIMI
Potenciali i oksidimit-reduktimit është një tregues i madh për përmbajtjen e klorit të lirë.
Prandaj është parametri i zgjedhur në seksionin e kanalizimeve/dezinfektimit të sistemit të bojlerit dhe mund të monitorohet me serinë HI2004-18
Përcjellshmëriamonitorimi
Monitorimi i vazhdueshëm i përcjellshmërisë së ujit tek kaldajat mund të japë një pasqyrë të përmbajtjes së tij të llojeve të ngarkesave dhe vepron si paralajmërim kundër shkumës, si dhe korrozionit.
Kjo mund të bëhet duke përdorur elektroda të procesit, si p.sh HI7630-28
Oksigjeni i Treturmonitorimi
Siç u përmend më parë, heqja e oksigjenit është e rëndësishme për të siguruar një jetëgjatësi të gjatë të bojlerit.
Monitorimi i përmbajtjes së oksigjenit në lidhje me pastruesit e oksigjenit të përdorur jo vetëm që siguron që përqendrimi i O2 nuk do të jetë shumë i lartë, por gjithashtu do t’i lejojë përdoruesit të gjejë vendin e ëmbël për përqendrimin e pastruesit, duke shmangur kështu shpenzimet e panevojshme.
Një pajisje e tillë monitoruese do të ishte seria HI7640-58.
4. Analizat e ujit
Ndërsa monitorimi i vazhdueshëm është i rëndësishëm, është e pamundur të monitorohen të gjithë parametrat në çdo seksion të sistemit të bojlerit.
Kështu, marrja e rregullt e mostrave dhe uji nga këto seksione është çelësi për të kuptuar me të vërtetë statusin e sistemit.
Analizimi i pH
HI99141
pH matës për kaldajat dhe kullat ftohëse
Elektroda e specializuar HI729113 përmban një trup titani, majë të sheshtë dhe kryqëzim poroz PTFE duke e bërë atë perfekte për matjen e pH të ujit tek bojleri, dhe kondensatës së avullit.
Përcjellshmëria(EC) analizimi
HI98197
Uji ultra i pastër
Matës për EC/Rezistenca
HI98197 furnizohet i kompletuar me të gjithë aksesorët e nevojshëm për të kryer matjet e ujit me pastërti të lartë të paketuar në një kuti mbajtëse të qëndrueshme.
Aksesorët përfshijnë një qelizë rrjedhëse prej çeliku inoks dhe një sondë përcjellshmërie me katër unaza të filetuara që lejon rezolucion të lartë 0,001 μS/cm për përcjellshmëri dhe 0,1 MΩ * cm për lexime të rezistencës.
- Qelizë rrjedhëse prej çeliku inoks
- Sonda e përcjellshmërisë/rezistencës me katër unaza
- 0.001 μS/cm rezolucioni
Analizimi i Oksigjenit të Tretur
HI98198
Matës optik i oksigjenit të tretur
E përkryer për terren ose për laborator, sonda Quick Connect nuk kërkon membrana, tretësira mbushëse dhe kohë ngrohjeje, kështu që ju mund të matni pa hezitim.
Matësi juaj vjen i kompletuar në një cantë të fortë dhe të personalizuar për transport të lehtë.
- Teknologji optike për përcaktimin e DO për lexime të shpejta dhe të qëndrueshme, edhe në mjedise të vështira.
- Sonda dixhitale me teknologjinë Smart Cap eliminon membranat dhe solucionet e kushtueshme.
- Një trup i fortë i papërshkueshëm nga uji, i vlerësuar sipas IP67 e bën këtë matës portativ ideal për përdorim në terren.
Analiza e plotë e ujit mund të bëhet duke përdorur një fotometër multiparametrik (HI83300, HI83305) ose spektrofotometër (HI801).
Analiza për pastruesin e oksigjenit
Ndërsa deaeratorët mekanikë/fizikë bëjnë pjesën më të madhe të punës, këto zakonisht kombinohen me pastruesit kimikë të oksigjenit.
Këto substanca lidhin oksigjenin, i cili e ul përqendrimin e tij në një nivel edhe më të ulët [6].
Në sistemet e kaldajave, pastruesit më të zakonshëm të oksigjenit janë sulfiti i natriumit, bisulfiti i natriumit, hidrazina dhe versionet e tyre të katalizuara. Është gjithashtu e mundur të përdoren komponime organike, si hidrokinoni dhe askorbati.
Hidrazina, për shkak të vetive të tij toksike, pritet të bëhet më i kufizuar në të ardhmen e parashikueshme.
Analizimi i karbonateve
Karbonatet formojnë depozitime, të cilat janë tipike të grimcuara dhe poroze.
Depozitimet më të zakonshme janë guri gëlqeror, i cili kryesisht përbëhet nga karbonat kalciumi (CaCO3, reagimi (2)) dhe është mjaft i vështirë për t’u pastruar [4]. Kjo substancë formohet në prani të kalciumit/magnezit dhe bikarbonatit (HCO3-), ndërsa ky i fundit mund të rrjedhë drejtpërdrejt nga karbonatet e tretura (CO32-, reaksioni (1)), ose nga dioksidi i karbonit (CO2, reaksioni 1):
Nëse uji është i nxehtë ose presioni është mjaft i ulët, clirimi i gazeve preferohet termodinamikisht, dhe kështu ekuilibri i reaksionit (2) lëviz djathtas.
Meqenëse shmangia e nxehtësisë nuk është një opsion për sistemet e bojlerit, është me rëndësi të madhe që përmbajtja e karbonateve dhe e dioksidit të karbonit të jetë sa më e ulët që të jetë e mundur. Në rastin e dioksidit të karbonit, kjo mund të arrihet nëpërmjet de-ajrimit dhe degazimit.
Matjet mund të bëhen në disa mënyra:
Fortësia e ujit / Ca – fortësia / Mg-fortësia
Analizimi i sulfateve
Ndryshe nga karbonatet, sulfatet janë zakonisht të dendura, të forta dhe të brishta.
Sulfati i kalciumit është shembulli më i zakonshëm për depozitimet, ka një tretshmëri të ulët dhe formohet sipas reaksionit (3)[5]:
Kur sulfati i kalciumit shpërndahet në ujë (reaksioni i kundërt i (3)), ai lëshon energji në formën e nxehtësisë.
Ftohja e ujit rrit tretshmërinë e kësaj kripe, pasi favorizohet çlirimi i energjisë termike tek substancat më të ftohta. Në të kundërt, temperaturat më të larta ulin tretshmërinë e sulfatit të kalciumit dhe shkaktojnë reshje. Prandaj, depozitimi i karbonateve dhe sulfatit të kalciumit është më i përhapur në sipërfaqet e nxehta, për arsye të ndryshme.
Analizimi i alkalinitetit
Alkaliniteti i lartë që rrjedh nga karbonatet është mjaft problematik për kaldajat me avull.
Karbonatet do të reagojnë ndaj CO2, një përbërës i gaztë, i cili do të transferohet me avull.
Pasi të arrijë një sipërfaqe të ftohtë dhe të lagësht, formohet acid karbonik (H2CO3, shih reaksionin (5)), i cili mund të gërryejë linjat e avullit.
Përveç përdorimit të ujit të pastër, një metodë shtesë për të zgjidhur këto çështje do të ishte përdorimi i polifosfateve si shpërndarës.
Në prani të tyre, kalciumi reagon dhe precipiton si fosfat trikalciumi, i cili është i patretshëm në ujë.
Prandaj, ai mund të hidhet përmes pjesës së poshtme të bojlerit.
Analizimet e Klorit të Lirë
Meqenëse uji nuk mund të kontaminohet nga mikroorganizmat, si bakteret, viruset dhe algat, është e rëndësishme të sterilizohet sistemi për të parandaluar rritjen e tyre.
Këta mikroorganizma përndryshe do të krijonin filma në sipërfaqet e bojlerit dhe linjës, të cilat mund të shkaktojnë bllokim ose korrozion.
Shtimi i klorit në ujë prodhon ClO– dhe HClO–; së bashku, ato shënohen si “klor i lirë”.
HClOështë shumë efektiv në vrasjen e mikroorganizmave të lartpërmendur, duke parandaluar kështu problemet që do të shkaktonte rritja e tyre.
Rekomandohet të mbahet niveli i klorit të lirë në 0,05 deri në 0,1 mg/L, pasi vlerat nën këtë rajon nuk garantojnë vrasjen e ndotësve.
Silica analizimi
Depozitimet silikate janë zakonisht shumë të forta dhe të dendura, madje edhe më shumë se sulfatet.
Të ngjashëm me oksidet e hekurit, ato përbëhen nga silikoni dhe oksigjeni dhe gjithashtu janë një klasë e substancave me përbërje të ndryshme. Por ndryshe nga shembujt e mëparshëm, problemi i depozitimeve të silikateve nuk kufizohet vetëm në sipërfaqet e bojlerit.
Silica mund të transferohet në fazën e gazit, derisa të arrihet një ekuilibër me fazën e lëngshme. Ky ekuilibër ndikohet nga presioni, temperatura dhe vlera e pH [7].
Në përgjithësi, sa më i lartë të jetë presioni dhe temperatura dhe sa më e ulët të jetë vlera e pH, aq më e lartë është përmbajtja e silikatit në avull. Kjo do të thotë që silikatet mund të barten përmes avullit dhe të precipitojnë në sipërfaqe më të ftohta, siç janë turbinat me avull.
Silikatet janë kimikisht inerte, që do të thotë se mezi reagojnë me kimikate. Kjo i bën ato shumë të vështira për t’u hequr. Kështu, masat parandaluese dhe korrigjuese janë një domosdoshmëri dhe ato përgjithësisht priren të jenë më të lira sesa heqja e depozitimeve ose zëvendësimi i pjesëve të prekura.
Një masë e tillë korrigjuese do të ishte një rritje e fryrjes së bojlerit për të ulur përmbajtjen e silicës.
Kjo i jep operatorit kohë për të gjetur arsyen e ndotjes me silicë dhe për ta rregulluar atë.
Sigurimi i konfigurimit të duhur për sistemin e bojlerit dhe mbajtja e një praktike të mirë të monitorimit të vazhdueshëm dhe analizave të rregullta, do të sigurohet që bojleri juaj të funksionojë në mënyrën më të mirë për një kohë të gjatë.
Keni pyetje?
Kontaktoni Teknikët Hanna në [email protected]
SOURCES:
[1] Steingress, Frederick M. (2001), Low Pressure Boilers (4th ed.), American Technical Publishers
[2] Steingress, Frederick M.; Frost, Harold J.; Walker, Darryl R. (2003), High Pressure Boilers (3rd ed.), American Technical Publishers
[3] Anthony A. Miele (1945); Boiler Tube Performance (PDF). Ohio State University
[4] Hermann Weingärtner (2006, December), “Water” in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim
[5] Franz Wirsching (2012), “Calcium Sulfate” in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim
[6] Sendelbach M. (1988), Boiler-water treatment: Why, what and how. Chemical Engineering, 95(11), p. 129
[7] A. Bahadori, H.B. Vutharulu (2010), “Prediction of silica carry-over and solubility in steam of boilers using simple correlation”, Applied Thermal Engineering, Vol. 30, pp. 250-253
[8] Krishnamurthy et al. (1 August 2007), Engineering Chemistry, PHI Learning Pvt. Ltd. p. 146
[9] Mellor J. W. (1941), Intermediate Inorganic Chemistry, London: Longman, Green & Co. p. 202
Rezultatet më të sakta me produktet më të mira
