|
در شرايط 9=PH دپلاريزاسيون اكسيژني با سرعت كمتري جريان مي‌يابد.
همچنين مشاهده شده است كه در محلولهاي قليايي لايه اكسيدهاي
هيدراته، روي فلز استحكام بيشتري دارند و قابليت حل شدن
اكسيدهاي هيدراته آهن در PH بالا (دماي‌ثابت) كمتر مي‌شود. مجموع
مساحت قسمتهاي آنديك در چنين شرايطي محدود و آندهاي باقي مانده
سريعتر حل مي‌شوند. اكسيژن حل شده باعث تخريب موضعي فولاد
كربني به صورت حفره مي‌شود.
در صورتي كه اكسيژن و دي‌اكسيدكربن همزمان حضور داشته باشند
خوردگي يكپارچه و محصولات آن به راحتي از سطح فلز پاك مي‌شود
همچنين غلظت ناخالصيها در آب افزايش مي‌يابد.
براي از بين بردن خوردگي بر اثردپلاريزاسيون هيدروژني در
نيروگاههاي حرارتي جديد، از تزريق آمونياك استفاده مي‌كنند.
يونهاي هيدرواكسيد حاصل از تجزيه آمونياك، يونهاي هيدروژن را كه
موجب تجزيه هيدرواكسيد آزاد شده‌اند، خنثي مي‌كنند. اما بايد توجه
كرد كه هر قدر غلظت اكسيژن و آمونياك در آب بيشتر باشد به همان
نسبت خوردگي آلياژي مس و روي، سريعتر انجام مي‌شود (اكسيژن
براي روي ومس دپلاريزاتور كاتديك است و وجودآمونياك باعث ايجاد
كمپلكس Zn (NH3)nو Cu (NH3)n و زدايش روي و مس مي‌شود. nممكن
است به عدد شش هم برسد) ازجمله تجهيزاتي كه براي كاهش غلظت
اكسيژن در آب تغذيه بكار مي‌رود دي‌اريتور است كه نقش هيتر را
نيز ايفا مي‌كند. با ورود به دي‌اريتور، افزايش دماي آب طبق
قانون هنري ( Ci=K.Pi= غلظت‌گازحلال در
مايع و Pi= فشار جزيي همان گاز در بالاي مايع و K= ضريب متناسب
با دما) اكسيژن از فاز مايع كه غلظت بيشتري دارد به
فاز گاز با فشار جزيي كم و غلظت كمتر منتقل مي‌شود.
براي كاهش هر چه بيشتر اكسيژن به خروجي
از دي‌اريتور، تزريق هيدرازين انجام مي‌شود. سرعت تاثير متقابل
هيدرازين‌ب ا اكسيژن بستگي به دما و PH
محلول دارد. در شرايط حرارتي بيش از 100
درجه سانتيگراد و PH بيش از 7/8 ، هيدرازين در 2 تا 3 ثانيه با
اكسيژن، واكنش انجام مي‌دهد.
هيدرازين با واكنش شديد، اكسيدهاي‌آهن و مس را نيز احيا مي‌كند كه
واكنشهاي‌آن عبارتند از:
واكنش اكسيد مس در شرايط حرارتي 65 درجه
سانتيگراد و واكنش اكسيد آهن درشرايط حرارتي
120 درجه سانتيگراد انجام مي‌شود. در دماي بيش از 180
درجه‌سانتيگراد نيز هيدرازين تجزيه مي‌شود.
تجزيه هيدرازين در لوله آب تغذيه شروع شده و در ديگ بخار
ادامه يافته و درشرايط گرم كردن بخار (سوپرهيت) خاتمه
مي‌يابد. در خروجي سوپر هيتر معمولا
هيدرازيني در بخار مشاهده نمي‌شود. ازت‌تشكيل شده در جريان احيا
همراه با بخار ازديگ بخار خارج مي‌شود.
با توجه به تجزيه هيدرازين و تاثيرمتقابل آن بر ناخالصيهاي
موجود در آب تغذيه، ميزان تزريق بايد به گونه‌اي
تنظيم شود كه مقدار هيدرازين در ورودي به
اكونومايزر ديگ بخار حدود 30 تا 50
ميكروگرم در ليتر باشد. از انواع هيدرازين‌موجود (هيدرازين سولفات،
هيدرات وفسفات) هيدرازين هيدرات به علت اين كه
املاح موجود در آب را افزايش نمي‌دهد بهتر از ساير انواع
است.
در صورتي كه دماي آب حدود 150 تا 200 درجه
سانتيگراد نگهداشته شود نتيجه عمل بهتر
خواهد بود. همچنين در زماني كه گاز ازت
براي نگهداري استفاده مي‌شود بايد ضمن
اكسيژن زدايي آب، فشار گاز ازت را بيش از اتمسفر نگاهداشت تا از
ورود هوا به داخل سيكل آب و بخار جلوگيري
شود.
در مولدهاي بخار درام دار فشار بالا، آب‌افزودني از نوع بدون يون
و سيلس زدايي شده، است لذا غلظت
ناخالصيهاي داخل آب تغذيه بويلرهاي فشار
قوي، كم است. عناصر تركيبي اصلي
ناخالصيهاي محلول در آب اين نوع از
بويلرها، كلريدها، سولفاتها، فسفاتهاي‌سديم و همچنين اسيد
سيليسيك آزاد است كه به صورت
مولكولهاي تجزيه نشده بوده و قسمتي از آن
نيز ممكن است به حالت كلوئيدي در محلول
موجود باشد. مواد ناشي ازخوردگي اكسيدهاي آهن و مس و هيدروكسيد
آپاتيت عمدتا به صورت ذرات درشت (لجن‌داخل بويلر) و در
حالت پراكنده در داخل آب بويلر وجود دارد.
آب بويلر مولدهاي بخار فشارقوي در شرايط رژيم بدون فسفات، فاقد
فسفات است و در داخل آب بويلر علاوه بر
كلريدها و سولفاتهاي سديم، كلريدها وسولفاتهاي كلسيم و منيزيم و
اسيد سيليسيك آزاد نيز به صورت محلول وجود
دارد. با توجه به نسبت قابليت حل شوندگي ناخالصيها در بخار و يا
حمل توسط قطره، اين ناخالصيها به قسمت
سوپرهيت نيزمنتقل مي‌شود از جمله اكسيدهاي
آهن و مس و سولفات سديم.
بخار سوپرهيت ضمن عبور از قسمت محوري
(پره‌هاي توربين) منبسط شده و عوامل آن
سريع افت مي‌كند. با كاهش فشار ودما، قابليت حل شوندگي تمام
املاح، اكسيدهاي آهن و مس و همچنين اسيد
سيليسيك آزاد، كاهش مي‌يابد. براي
ناخالصيهايي كه در بخار با عوامل اوليه در
حالت محلول اشباع قرار داشته باشد، حالت
اشباع مجدد و از جمله شروع تشكيل فاز جامد
از محلول بخار، به همان نسبتي كه قابليت حل شوندگي آنها كمتر
باشد زودتر شروع مي‌شود. براي ناخالصيهايي
كه در عوامل اوليه در حالت محلول اشباع
نشده قرار داشته باشند، حالت اشباع، هنگامي
شروع مي‌شود كه غلظت واقعي ناخالصي
مساوي با قابليت حل شوندگي باشد. در موقع
افت بعدي عوامل بخار و قابليت حل شوندگي
مواد محلول بخار مجددا اشباع و تجزيه فاز
جامد از آن شروع مي‌شود.
بخار داراي عوامل (پارامترهاي) بالا وبسيار بالا در رابطه با
اكسيدهاي آهن هميشه محلول اشباع شده،
است و ته نشين شدن اكسيدهاي آهن از
محلول بخار از مراحل اول توربين شروع
مي‌شود. با توجه به كاهش‌بسيار آهسته قابليت حل شوندگي
اكسيدهاي‌آهن، عمل تجزيه بايد بر حسب كاهش‌عوامل آنها ناحيه
قابل ملاحظه‌اي از قسمت محوري (پره‌هاي) توربين را در برگيرد.
دررابطه با Na2So4 و Na2Sio3 موجود در بخار، عوامل اوليه قاعدتا
بايد محلول اشباع شده ودر رابطه با NaCl محلول اشباع نشده،
باشد.بنابراين Na2So4 و Na2Sio3 بايد زودتر
ازNaCl تجزيه شوند. با توجه به كاهش سريع
قابليت حل‌شوندگي املاح سديم، عمل تجزيه
آنها و تبديل شدن به فاز جامد برحسب افت
عوامل بخار بايد در قسمت محدودي از توربين
گسترش يابد.
اسيد سيليسيك آزاد در بخار سوپرهيت دچار
تغييراتي مي‌شود و به صورت كوارتزكريستاليك و اسيد سيليسيك بي
شكل(آمورف) نيز وجود دارد و تجزيه فاز جامد
كوارتز زودتر از نوع بي شكل شروع مي‌شود. در روسوبات حاصل در
قسمت محوري (پره‌هاي) توربينهاي فشارقوي
تمام ناخالصيهاي موجود در بخار سوپرهيت
مشاهده مي‌شود. درصد نسبي رسوبات باقابليت حل شوندگي آنها در
بخار سوپرهيت مطابقت دارد. به عنوان مثال
رسوبات قسمت فشارقوي توربين معمولا حدود 20
تا 50 درصد، املاح سديم و 40 تا 70 درصد،
اكسيد آهن و مس است.
در قسمت فشار ضعيف توربين 40 تا 80 درصد
اسيد سيليسيك آزاد و حدود 10 تا 12 درصد اكسيد آهن مشاهده مي‌شود.
طي آناليز شيميايي رسوبات مي‌توان مقدارسيليكاتها، كربناتها
و كلريدها را معلوم كرد. مقدار تركيبات
كلسيم و منيزيم داخل رسوبات، زياد نبوده و
معمولا كمتر از پنج درصد است. در نزديكي انتهاي توربين،
ميزان درصد هماتيت داخل رسوبات و ميزان
كل رسوب افزايش مي‌يابد. همچنين امكان
وجود انواع كمپلكسهاي پيچيده و مگنتيت نيز
وجود دارد. با ظاهر شدن رسوبات بر روي‌پره‌هاي توربين،
زبرشدن سطوح آنها، افزايش مي‌يابد. در نتيجه نشست غير يكنواخت
رسوبات در سطح هر پره و در مراحل Stageجداگانه، پروفيل
كانالهاتغيير مي‌كند و عمل تقسيم مجدد افتهاي حرارتي مراحل، صورت
مي‌گيرد. رسوباتي كه در قسمت محوري توربينها به وجود
مي‌آيند، قاعدتا منجر به توقف دستگاههاي مزبور نمي‌شود، اما تاثير
مهمي بر كاركرد اقتصادي آن دارد. در شرايط تجمع رسوبات، ضريب
عملكرد مفيد نسبي داخلي توربين كاهش مي‌يابد. در توربينهاي به
قدرت 300 مگاوات در شرايط تجمع رسوبات به مقدار يك كيلوگرم ضريب
عملكرد مفيد 5/0 تا يك درصد كاهش داشته است.
در نتيجه تجمع رسوبات، افزايش فشار در مراحل توربين، در مقايسه
با ارقام محاسباتي، حاصل مي‌شود. براي اين كه فشارهاي مجاز در
مراحل توربين از حد تعيين شده بيشتر نشود بايد بخار عبوري از
توربين را كاهش داد و به اين ترتيب قدرت توربين را تنظيم كرد.
با توجه به اين كه مقاطع عبوري در قسمت محوري (پره‌ها)
محفظه فشار قوي توربين بزرگ نيست در شرايط عوامل مافوق بحراني
بخار، افزايش قابل ملاحظه فشار در مراحل توربين در موقع پيدايش
رسوبات كم و ناچيز نيز
مشاهده مي‌شود.
رسوباتي كه بر روي سطوح حرارتي توليدبخار به وجود مي‌آيند از نظر
تركيب شيميايي و فازي و همچنين ساختار خود كاملا متفاوتند. اكثر
رسوبات، داراي قابليت كم هدايت گرما هستند و كم و بيش به طرز
محكمي به سطح فلز مي‌چسبند. در صورتي كه تجمع رسوبات بر روي
جداره لوله‌ها به چند صدم ميليمتر برسد دماي جداره از حد مجاز
(براي فولاد كربنيزه، حد مجاز 500 درجه سانتيگراد است)بالاتر رفته
و اين امر موجب كاهش استحكام آن و تشديد روند خوردگي مي‌شود.
پس از مدتي قسمتهاي سوپر هيت فلز تحت تاثير فشار ماده سيال تغيير
شكل داده و جداره لوله در اين قسمتها نازك شده و سرانجام پاره
مي‌شود. منشاء ايجاد رسوبات‌ناشي از كلسيم و منيزيم، نفوذ آب خنك
كننده به داخل كندانسور و ساير مبدلهاي حرارتي، خرابي دستگاههاي
اصلي توليد آب بدون يون و يا تصفيه آب كندانسه است.
همان طور كه توضيح داده شد وجود اكسيدهاي آهن بر روي سطوح
داخلي مولدهاي بخار از يك طرف در نتيجه روندهاي خوردگي فلز بويلر
است كه به طور مداوم ولي در رابطه با شرايط متغير با سرعت مختلف
جريان دارند و از طرف ديگر پديدار شدن آنها در روند تشكيل رسوب
مي‌تواند ناشي از اكسيدهاي آهن كه به صورت محلول يا محلول
كلوئيدي در آب بويلر وجود دارند، باشد.
در موقع بروز اين گونه حوادث بايد ديگ بخار به صورت اضطراري
متوقف و تعمير شود. معايب خوردگي فلز در محيط كاري نيز مضاف بر
خرابيهاي فوق است براي توقف خنك كردن و رفع عيب قسمت
معيوب، انجام تعميرات و راه اندازي مجدد ديگ بخار نياز به دقت
قابل ملاحظه‌اي دارد. هر قدر كه قدرت توليدي واحد بيشتر باشد به
همان نسبت توقف خارج از برنامه‌اي آن زيان اقتصادي بيشتري را در
بر دارد. براي اين كه از توقفهاي اضطراري ديگهاي بخار بنا
به دلايل فوق جلوگيري شود، بديهي است شرايطي را بايد به وجود
آورد كه باعث جلوگيري از تشكيل رسوبات و نيز خوردگي فلزات شود.
طي مطالعات و تحقيقات، مشخص شده است كه آب در شرايط حرارتهاي
بيش از230 درجه سانتيگراد، آهن را اكسيد مي‌كند اما در شرايط مناسب
طي واكنشهايي پوسته حفاظتي مانينيت Fe3O4 را تشكيل مي‌دهد. طبق
تئوري الكتروني يوني روند رشد پوسته مگنتيت را به عنوان
نتيجه عملكرد عنصر مختص به خود مورد بررسي قرار مي‌دهند كه سطح فلز
در مرز پوسته آند بوده و سطح پوسته در مرز آب كاتد است. پوسته
اكسيد كه داراي قابليت هدايت الكتروني و يوني است نقش مدار
داخلي و خارجي سلول بسته را انجام مي‌دهد. اتمهاي آهن كه به
وسيله حرارت، فعال شده‌اند در لايه بين قسمت فلز و اكسيد،
پراكنده مي‌شوند. روند آنديك در اين مرز، جريان مي‌يابد و يونهاي
تشكيل شده آهن از طريق قسمتهاي آزاد شبكه كريستالي اكسيد در سطح
قسمت اكسيد آب، پراكنده مي‌شوند. در اين سطح يونهاي آهن با
يونهاي هيدرواكسيد موجود در آب و طبق اين معادله، متقابلا عمل
مي‌كنند: الكترونهاي جابه جا شده در مرز قسمت‌اكسيد آب باعث به
وجود آمدن قسمت يونهاي هيدروژن موجود در آب و در نتيجه تشكيل
هيدروژن اتمي مي‌شوند. هيدروژن مزبور ضمن اين كه قسمتي از آن
تحت تركيب مجدد با تشكيل هيدروژن مولكولي قرار مي‌گيرد از طريق
اكسيد در فلز پخش مي‌شود.
<-- صفحه قبل
صفحه بعد -->
|
