nasimadmin بدون دیدگاه
این تصویر دارای صفت خالی alt است؛ نام پروندهٔ آن 905.jpg است

رسوب زدایی تیوب های مبدل ‌های حرارتی به منظور افزایش راندمان حرارتی مبدل هایی که دچار پدیده رسوب شده اند، حتما باید در فواصل زمانی معینی اجرا شود تا لایه های رسوب از روی سطح داخلی تیوب برداشته شده و تیوب به حالت اولیه خود که در واقع سطح فلز است برگردد. این امر باعث افزایش زمان عمر تیوب و در نتیجه اقزایش طول عمر و راندمان حرارتی مبدل می گردد.بعد از تمیزکاری، لایه نازکی از اکسید در سطح تیوب تشکیل می گردد که خود به عنوان عامل جلوگیری از خورندگی عمل می کند.تمیزکاری تیوب های مبدل های پوسته – لوله فقط در صورتی انجام می گیرد که مبدل در سرویس نباشد. روش های مختلفی برای تمیزکاری اعم از شستشوی مکانیکی و شستشوی شیمیایی استفاده می شود.
فرآیند رسوب زدایی مبدل های حرارتی کاملاً تخصصی می باشد و نحوه و روش آن بستگی به عواملی همچون نوع مبدل، نوع و میزان رسوب، میزان سختی رسوب، جنس و ضخامت لوله و … (دیگر عواملی که ممکن است در روند عملیات محدودیت ایجاد کنند) دارد .و به طور کلی روش های رسوب زدایی عبارتند از:
– روش شیمیایی
– روش مکانیکی
– روش هیدرومکانیکی
انتخاب روش کار، مواد شیمیایی و ابزار مکانیکی برای عملیات رسوب زدایی به عوامل فوق الذکر بستگی دارد. و همانطور که مشخص است شستشو و رسوب زدایی سطوح داخل لوله و خارج لوله کاملاً متفاوت هستند. رسوب زدایی مبدل های حرارتی شستشوی شیمیایی مبدل ‌های حرارتی هنگام بروز نقص یا کاهش انتقال حرارت در مبدل ‌های حرارتی پس از خارج کردن مبدل از سرویس، بایستی آزمایشات شیمیایی لازم با توجه به شرایط فرآیند بر روی نمونه های موجود از رسوبات انجام شود تا نوع رسوبات اعم از رسوب ناشی از سیال فرآیندی و یا رسوبات ناشی از خوردگی مشخص گردد.
پس از مشخص شدن نوع رسوب، مبدل ‌های حرارتی توسط تجهیزات خاص مورد استفاده تحت شستشو قرار می گیرند.این تجهیزات معمولاً از چند مخزن با پوشش های مخصوص ضد خوردگی ساخته می شوند که متناسب با نوع فرایند شستشو با مواد شیمیایی مناسب پر شده و با لوله هایی به هم متصل می باشند.برای برقراری جریان، پمپ هایی در نظر گرفته شده که با لوله های انعطاف پذیر (Flexible pipe) به مولد مورد نظر متصل می شوند و عمل چرخش(Circulation) شوینده را انجام می دهند.
مواد و محلول های مختلفی از قبیل قلیاها، اسیدها، بازدارنده های خوردگی، محلول های مرطوب کننده و حلال های آلی در شستشوی شیمیایی صنعتی مورد استفاده واقع می شوند.انتخاب نوع حلال با توجه به جنس فلز و آلیاژ، میزان حلالیت رسوب و همچنین هزینه اقتصادی آن انجام می پذیرد.

برخی حلال های شیمیایی و کاربردهای آن ها در زیر ذکر می شود:
محلول Boil-out :
برای زدودن آلودگی های آلی از مبدل ‌های حرارتی و برداشتن رسوبات سخت و در مواردی که رسوبات به دلایل مختلف حاوی روغن های روان کننده، گریس و رنگ می باشد استفاده می شوند. از انواع این محلول ها می توان به محلول سود و بی کربنات سدیم، مخلوط تری سدیم فسفات و دی سدیم فسفات، و متا سیلیسیلات سدیم اشاره کرد.
پرمنگنات قلیایی: این ماده در شستشوی رسوبات پلیمری و قیری استفاده می گردد. اما باید توجه داشت که این محلول بر روی فولاد اثر خوردگی دارد.
محلول های اسیدی:
 این گونه محلول ها مناسب ترین محلول ها برای حل کردن اکسیدهای معدنی و نمک های اسید ضعیف هستند.نکته بسیار مهم در کاربرد اسیدها اثر بالای خورندگی آنها بر فلزات است که این امر کاربرد آن ها را در شستشوی مبدل ‌های حرارتی به حداقل رسانده است.در برخی موارد توصیه شده است از اسیدهای ضعیف آلی استفاده شود که فعالیت یون هیدروژن آن ها کمتر از اسیدهای معدنی است مانند اسید هیدروکسی استیک، اسید اگزالیک و اسید سیتریک.
محلول های قلیایی:
برای خنثی سازی باقیمانده اسیدهای حاصل از شستشوی شیمیایی و کمک به رویین سازی سطح فلز شستشو شده استفاده می شود. در مواردی که فلزهای آلومینیوم، سرب و روی به کار رفته نباید استفاده شود.
آمونیوم بی فلوئورید(NH4HF4) : با اضافه کردن این ماده مقدار کمی اسید هیدروکلریک، رسوبات سیلیکاتی ناشی از آب نظیر آکمیت . Na2O.Fe2O3.4SiO2) آنالیست (Al2O3.4SiO2.Na2O) و منیزیم ارتو سیلیکات هیدرات را می توان از تیوب های مبدل ‌های حرارتی پاک کرد.
گلوکونات سدیم (Sodium Gluconate) : توانایی روغن زدایی و زنگ زدایی را همزمان دارد که به طور موفقیت آمیزی در چندین مورد آزمایش شده است.در اکثر موارد شستشو با حلال های شیمیایی، پسماندهای خطرناکی را به همراه می آورد که جابه جایی و دفع آنها را از محل شستشو با خطرات زیادی همراه است و اثرات زیست محیطی مخربی را نیز می تواند در بر داشته باشد.همچنین در این روش، جداسازی رسوبات به طور کامل صورت نمی گیرد و به روش های مکمل مکانیکی جهت تکمیل تمیزسازی و خارج کردن باقیمانده آنها نیاز است. 

 شستشوی مکانیکی مبدل ‌های حرارتی
بیشترین روشی که برای تمیزکاری مبدل ‌های حرارتی انتخاب می شود روش مکانیکی است از میان روش های مختلف استفاده از آب فشار بالا، یکی از انتخاب های متداول می باشد.به دلیل اینکه جت آب به آرامی لوله ها را تمیز می کند این روش وقت گیر می باشد.ولی باید دقت کرد که در این روش تمیز کاری به آرامی و با دقت انجام گیرد چرا که در غیر این صورت می تواند باعث تخریب تیوب ها و یا تیوب شیت گردد. که اکثر این تخریب ها بعد از در سرویس قرار دادن مجدد مبدل آشکار می گردد.
مهمترین ابزاری که برای تمیزکاری مکانیکی مبدل هایی که در سرویس نیستند به کار می رود تمیزکننده های پلاستیکی هستند که Pig نامیده می شوند.این تمیز کننده ها در صورتی که مبدل دارای رسوب نرم باشد کاربرد بیشتری دارند. برس های تمیزکاری نیز برای جدا کردن رسوبات نرم مناسب هستند این ابزارها رسوبات بیولوژیکی را بهتر تمیز کاری می کنند.همچنین در صورتی که تیوب ها سایز کوچکتری داشته باشند یا دارای پوشش هایی از نوع اپوکسی باشند می توان از این نوع تجهیزات استفاده کرد.
برای تمیزکاری رسوبات سخت تر در مبدل ‌های حرارتی، از تمیز کننده های فلزی استفاده می شود. این تمیز کننده ها شامل قطعات فلزی U شکل هستند که بر روی هم سوار می شوند.طرز قرار گرفتن این قطعات بر روی هم به صورتی است که در مجموع تمامی سطح داخلی تیوب را به یک باره تمیزکاری کند.این قطعات از یک انتها به یک قطعه پلاستیکی و یا لاستیکی متصل می شوند و این امکان را بوجود می آورند که از جت آب نیز به طور همزمان جهت تمیزکاری بهتر استفاده شود.آب مورد استفاده در تمیزکاری توسط یک دستگاه جت که آب را از طریق یک پمپ قابل حمل با فشارهای مختلف تامین می کند، به درون تیوب های مبدل تزریق می شود.
قابل حمل بودن این تجهیزات این امکان را بوجود می آورند که بتوان از آنها در قسمت های مختلف یک واحد تولیدی استفاده کرد.در بیشتر موارد فشار آب مورد استفاده در حدود 300 Psig می باشد، فشارهای بالاتر امکان تخریب مبدل را بوجود می آورد.رسوب زدایی از مبدل حرارتی-روش فیزیکی در برخی از سیستم های تمیزکاری از مخلوط آب و هوا جهت تمیز کردن استفاده می شود به دلیل اینکه امکان افزایش حجم یا به عبارتی انبساط هوا زیاد است استفاده از این روش خطراتی به دنبال دارد.
مزیت دیگر استفاده از آب به عنوان تمیز کننده این است که می توان رسوبات جدا شده را جمع آوری کرد و پس از خشک کردن با آنالیز آنها به منشاء آن ها دست یافت و تا حد امکان سعی در بر طرف کردن عوامل ایجاد کننده رسوب نمود.با افزایش سطح تماس تجهیزات تمیز کننده می توان کارایی آنها را افزایش داد به عنوان مثال تمیز کننده هایی که دارای 6 کاردک هستند، بهتر از تمیزکننده هایی با 2 کاردک عمل می کنند.
استفاده از تمیز کننده های با سطح تماس زیاد نه تنها زمان تمیزکاری را کاهش می دهد بلکه در مورد رسوباتی که شامل چندین نوع رسوب مختلف هستند نیز بسیار مناسب تر می باشند.برای تمیزکاری رسوبات کلسیتی که بسیار سخت هستند و حتی تمیزکاری آنها با استفاده از اسید نیز مشکل است از تمیز کننده های ویژه ای استفاده می شود. این تمیز کننده ها از یک بدنه تفلونی که چندین تیغه برنده چرخشی به آن متصل شده تشکیل شده اند.زاویه قرارگیری این تیغه ها طوری طراحی شده که بیشتر بازده تمیز کاری را داشته باشند.
این تمیزکننده ها به طور گسترده برای تمیزکاری رسوبات کلسیکی کندانسورها و مبدل های حرارتی بخش سرویس های جانبی Utility مورد استفاده قرار می گیرند.در برخی مبدل ‌های حرارتی که تیوب ها به صورت U شکل هستند از تمیزکننده های قابل انعطاف خاصی برای تمیز کاری رسوبات نرم استفاده می شود. در شکل 7 یک نمونه از تمیزکننده های انعطاف پذیر نشان داده شده است.رسوبات نرم را می توان توسط برس های مخصوص به همراه آب یا شوینده ها نیز تمیز کاری کرد. رسوبات سخت تر نیازمند استفاده از مته به همراه آب می باشند که آب علاوه بر کمک در تمیزکاری به عنوان سرد کننده مته و جلوگیری کننده از تخریب مبدل عمل می کند.
برای رسوبات بسیار سخت که جداسازی آن ها بسیار مشکل است از فشار بالای هوا استفاده می شود که توسط یک کمپرسور تامین می شود با استفاده از مته های مناسب وبرس های ویژه رسوبات تیوب ها جداسازی می گردند.

رسوب زدایی از مبدل حرارتی با شست و شوی الکترونیکی مبدل های حرارتی
بررسی تاثیر استفاده از سیستم رسوب زدایی الکترونیکی (EAF (Electronic Anti-Fouling در جلوگیری از تشکیل رسوب می باشد که روشی جدید برای کاهش تشکیل رسوب کربنات کلسیم در مبدل ‌های حرارتی است.این روش با تشدید عملیات تبدیل یون های قابل انحلال به بلورهای غیرقابل حل در حجم محلول، کمک به کاهش رسوب تشکیل شده در سطح مبدل حرارتی می کند که انجام این فرآیند از طریق اعمال یک میدان الکترومغناطیسی که منجر به جهت دهی یون ها می شود، توسط عبور جریان پالسی از یک سیم پیچ، انجام می پذیرد.در مجموع دو سری آزمایش به مدت 60 ساعت با و بدون استفاده از سیستم EAF انجام گرفته که با استفاده از دستگاه غلظت و هدایت الکتریکی سنج مقدار یون های حل شده در محلول را در هر دو سری آزمایش در زمان های مختلف بررسی کرده ایم.ساختار رسوبات به دست آمده از آزمایشات، با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بررسی گردیده و همچنین با روش های آنالیز EDX و پراش اشعه (XRD) X، به ترتیب عناصر و نیز ترکیبات و فازهای مختلف موجود در رسوب شناسایی شده است.نتایج آزمایش ها نشان داد که سیستم EAF، تاثیر بر ساختار رسوب تشکیل شده داشته و با کاهش رسوبات آراگونیت در مبدل حرارتی و تبدیل آن به رسوبات غیر چسبنده کلسیت در حجم محلول کمک به حذف رسوبات در دیواره مبدل کرده است.

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *