خانه » شناخت دی اریتور

شناخت دی اریتور

دی اریتور (Deaerator) دستگاهی است برای حذف اکسیژن آب و پیش گرمایش آب برای ورود به بویلر.

اکسیژن دلیل اصلی خوردگی در خطوط تغذیه ، منابع ذخیره آب داغ ، بویلر و پمپ ها می باشد در حالی که اگر این آب علاوه بر اکسیژن دارای کربن دی اکسید نیز باشد آن گاه ph آب کاهش یافته و خاصیت اسیدی به آب داده می شود. این نوع از خوردگی معمولا به صورت نقطه ای نفوذ می کند.دی اریتور در حقیقت وسیله ای است که برای جدا سازی گاز های نا محلول آب تغذیه در تولید بخار ، استفاده می شود.

 بیشتردی اریتورها برای پایین آوردن میزان اکسیژن حتی تا 7ppb یا کمتر می باشد.اولین مرحله در جدا سازی گاز های اضافی از آب تغذیه ،گرم کردن این آب می باشد تا اکسیژن از این آ ب خارج گردد.

 همانطورکه میدانیم میزان حضورگازهای نامحلول در آب با دما رابطه ی معکوس دارد یعنی هر چه دمای آب بالاتر رود میزان اکسیژن کمتر می گردد . به طور معمول منابع تامین آب بویلر در درجه حرارت 85 تا 90 درجه عمل می کنند تا میزان اکسیژن موجود در آب را به 2mg در یک لیتر کاهش دهد.

 برای استفاده از دی اریتور در دماهای بالاتر و درفشاراتمسفرمعضلاتی همچون رسیدن به نقطه ی جوش و ایجاد بخار و بالارفتن احتمال پدیده ی کاویتاسیون در پمپهای تغذیه وجود دارد.

 معمولا برای غلبه براین مشکل دی اریتورها را در ارتفاعی بالاتر از پمپهای تغذیه قرارمیدهند.مابقی اکسیژن موجود در آب را با اضافه کردن مواد شیمیایی مانند سدیم سولفات و هیدرازین از بین میبریم.در نقاطی که نباید مواد شیمیایی به آب اضافه گردد از دی اریتور های تحت فشار استفاده می گردد.

قوانین عملکرد دی اریتور های تحت فشار

 اگرمایعی دردمای اشباع آن باشدمیزان انحلال گازدر آن تقریبا به صفرمیرسد . این در حالی است که مایع باید دارای تلاطم بسیار بالایی باشد یا باید به جوش آید تا اطمینان کاملی از خروج تمامی گاز ها حاصل گردد.

 این تلاطم درقسمت بالایی (برجک ) دی اریتور با اسپری شدن و تبدیل به قطرات بسیار ریز و احاطه این قطرات با بخار نایل می شود و آب بسیار راحت تر، اکسیژن محلول خود را از دست می دهد . این اتفاق سطح بسیار زیادتری را نسبت به جرم آب به آن اختصاص می دهد که انتقال حرارت از بخار به قطرات را سریع می کند و جدا سازی اکسیژن را ساده می سازد و این گاز ها به وسیله ی بخار مازاد از خروجی بالای دیگ در دمایی کمتر از دمای اشباع خارج می گردند.این موضوع که، مخلوط بخار و گاز های اضافه در درجه حرارت پایین تری از نقطه ی جوش (دمای اشباع ) در فشار دی اریتور می باشد، به ما کمک می کند تا بتوانیم از یک خروجی با کنترلر ترموستاتی استفاده کنیم تا هوازدایی صورت گیرد. سپس آبی که عملیات جدا سازی بر روی آن انجام گرفته به داخل منبع دی اریتور سر ریز می گردد.

توزیع آب در دی اریتور

 آب ورودی در دی اریتور باید به کوچکترین قطرات ممکن تقسیم گردد  تا اینکه میزان سطح در  تماس باهوا،نسبت به جرم آب، بالا برده شود. این نکته ضروری است که دمای آب افزایش پیدا کند تا اینکه در کنار این افزایش سطح ، خروج گاز از مایع با سرعت بالایی در برجک دی اریتور انجام گیرد.

پودر کردن آب در دی اریتور دارای روش های متفاوتی می باشد که در زیر به آن ها اشاره شده است:

یکی از این روش‌ها برخورد این آب با تعدادی سینی سوراخ دار می‌باشد. در این روش آب با برخورد به سری سینی های سوراخ دار پودر شده و همزمان از پایین با بخار در تماس قرار می گیرد و حرارت دریافت می کند.

روش دیگر استفاده از نازل های فنری است که این نازل ها با وارد کردن نیرویی به سمت بالا و در مقایل نیروی ورودی سیال و عبور دادن سیال از دریچه های نازک خود٬سیال را اسپری میکند.

مسلما در انتخاب این روشها دلایلی بر انتخاب و دلایلی بر رد روش وجود دارد .در جایی که هزینه ی لازمه هم باید در نظر گرفته شود این موضوع نمود بهتری پیدا می کند، برای مثال در دی اریتور سینی دار عمر این دستگاه تا ۴۰ سال هم می تواند باشد اما در حالت اسپری کردن این عمر تا ۲۰ سال کاهش می یابد، درحالی که قیمت سینی دار تا ۲۵ درصد بیشتر می باشد.و کارایی سینی دار ها بسیار بالاتر می باشد.از دی اریتور سینی دار معمولا در نیروگاه ها و از اسپریی در مابقی مصارف استفاده می شود.

کنترل سطح آب:

 شیرهای کنترل در دی اریتورها برای تنظیم سطح آب داخل منبع ذخیره مورد استفاده قرار میگیرد. این سیستم ها باید یک محیط عملکردی پایدار را برای دی اریتور تامین کند زیرا با ورود اب سرد به داخل سیستم امکان ضربه و کشش حرارتی و آسیب رسیدن به تانک بالا می رود.

کنترل بخار:

 کنترل کننده های سطح بخار میزان بخار ورودی به دی اریتور را تنظیم میکنداین تنظیم به صورت تغییرات در فشار صورت میگیرد تزریق بخار در داخل دی اریتورها معمولا در پایه برجک صورت می گیرد که هم باعث گرم کردن آب پودر شده می شود و هم گازهای اضافی را با خود به بالای برج حمل می کند.

معمولادمای آب تغذیه زمانی که وارد دی اریتورمیشود تا حدود 85 درجه سانتیگراد میباشدکه این یک دمای معمول برای خروجی بویلرها وسیکل آنها پس از گذر از مسیر و رسیدن به ادوات تغذیه آب بویلر می باشد.

 آب در دمای 85 درجه،درحدود 3.5 گرم اکسیژن در 1000 گرم خود دارد و میدانیم که این اکسیژن است که باعث ایجادخرابیهای بزرگ ازجمله خوردگی برای بویلر میشود که این خسارتها از 2 طریق به بویلر وارد می شود یکی اینکه اکسیژن خود را به دیواره های بویلر می چسباند و باعث ایجاد زنگار بر روی لوله ها و جداره ها می شود و دلیل دوم ترکیب اکسیژن با کربن و ایجاد کربن دی اکسید و در نتیجه ان ایجاد کربنیک اسید است که باعث انحلال آهن در آب و همچنین زنگ زدگی می شود پس این یک موضوع حیاتی است که اکسیژن اضافی درون آب تغذیه بویلر را از آن جدا کنیم.

 زمانی که آب تغذیه تا دمای 100 درجه ( درجه اشباع در فشار اتمسفریک) میرسد میزان اکسیژن محلول درآب باید به صفر برسد اما در عمل اینچنین نیست و میزانی از اکسیژن در آن باقی میماند.باید ذکر کرد که دیگر گازهای نامحلول درون آب نیز در زمان هوازدایی از دی اریتور خارج می شوند و این همان دلیلی است که ممکن است میزان هوای خارج شده بیش از 9.5 گرم در 1000 گرم آب به نظر اید
و در حقیقت 5.9 گرم هوا در 1000 گرم آب در دمای 80 درجه موجود باشد
برای تعیین میزان خروجی هوا باید تخمین زدن را به وسیله قانون دالتون و قانون هانری استفاده کرد برای مثال آب ورودی 80 درجه که داریم 5.9 گرم هوا می باشد در فشار 1.2 بار که دمای اشباع ان 105 درجه می باشد. باید مطمئن شد که 5.9 گرم هوا از هر 1000 گرم اب خارج شده است.

در نظر بگیرید که در هنگام خروج هوا میزانی بخار نیز خارج می شود پس داریم:

فشار کلی 1.2 بار

دمای بخار درون دی اریتور 100 درجه سانتی گراد

پس بنا بر قانون دالتون داریم :

 اگربخارخالص دردمای 100 درجه داشته باشیم،انگاه فشاردی ارتور 1.013 بار بوده اما در حال حاضر این فشار 1.2 بار می باشد که این اختلاف به دلیل حضور گازهای نامحلول می باشد پس این تفاوت برابرست

با:

1.2-1.013=0.186 bar

پس نسبت حجمی هوا به بخار برابرست با:

پس هر لیتر از هوای خروجی همراه با 4.42 لیتر از بخار خارج می شود.
چگالی هوادر 100 درجه سانتی گراد 0.946 گرم بر لیتر می باشد.
چگالی بخار در 100 درجه 0.6 گرم بر لیتر می باشد.
پس هر 5.9 گرم از هوا با 16.5 گرم بخار خارج می شود.
در نتیجه 22.4 گرم در هر 1000کیلو گرم از آب ما در دی اریتور و خروجی داریم.
تمامی محاسبات با تقریب های همچون کوچک بودن اختلاف فشار دی اریتور و هوای بیرون و… انجام گرفته است.