دی اریتور دیگ بخار تحت فشار چیست؟

برای پاسخ به این سوال به بررسی دی اریتور می پردازیم اگر مایعی در دمای اشباع آن باشد میزان انحلال گاز در آن تقریبا به صفر می رسد . 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 در قسمت 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، ادغام بخار و گاز های مازاد در درجه حرارت پایین تری از نقطه جوش تحت فشار می باشد، کمک می کند تا 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 سرریز می گردد.

در این دی اریتورها جهت گرم نگه داشتن آب گاززدایی شده یک انشعاب بخار به قسمت منبع دی اریتور کشیده می شود و بخار مستقیما به آب پاشیده میگردد. شیر کنترل این انشعاب از سنسور دمای نصب شده بر روی منبع فرمان میگیرد. آب تغذیه و بخار ورودی به برجک نیز از سطح سنج منبع دی اریتور فرمان می گیرد.

مراحل کار دی اریتور (Deaerator)

بدون در نظر گرفتن شیوه هوا زدایی در دی اریتور می توان مراحل انجام این کار و نحوه عملکرد این تجهیز در دیگ بخار را به این صورت بیان کرد

• ورود آب به دی اریتور
• هوا زدایی با بخار
• هوا زدایی با جذب کننده اکسیژن
• توزیع آب در دی اریتور

آب ورودی در دی اریتور باید به کوچکترین قطرات ممکن تقسیم گردد تا اینکه میزان سطح در تماس با هوا، 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 می کند. مسلما در انتخاب این روش ها 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  بسیار بالاتر می باشد.

دی اریتور سینی دار

یکی از رایج ترین انواع سیستم هوازدایی دیگ بخار، دی اریتورهای سینی دار می باشد. ساختار کلی این نوع هوازدا شامل یک دیگ افقی با برجستگی در وسط آن می باشد که در بالای قسمت برجستگی نوعی کلاهک به شکل گنبد قوسی شکل قرار گرفته است. آب از قسمت گنبد دستگاه وارد شده و بر روی سینی هایی با منافذ متعدد قرار می گیرد و به صورت قطرات ریز به پایین منتقل می شوند. همزمان با ورود آب به منافذ سینی، بخار هوازدا از پایین با فشار کم رو به بالا حرکت نموده و از منافذ سینی عبور می کنند. در صورت برخورد آب با بخار هوازدا، به دلیل افزایش دمای آب و رسیدن به دمای اشباع، بخش زیادی از گازهای موجود در آن جدا شده و همراه با بخار هوازدا از شیر تخلیه بالای گنبد به بیرون از دستگاه منتقل می شوند. بعد از آن آب به منبع افقی انتقال پیدا می کند و برای تفکیک اکسیژن باقی مانده در آن از جاذب اکسیژن از قبیل سولفیت سدیم استفاده می شود و در نهایت اکسیژن باقی مانده با آن واکنش انجام داده و به سولفات سدیم تبدیل میشود. سولفات سدیم خاصیت خوردگی و رسوب نداشته و برای دیگ بخار مشکلی ایجاد نمی کند.

و در آخر آب از شیر تخلیه به منبع تغذیه منتقل و بیرون دی اریتور با فشار کم منتقل خواهد شد.

در این نوع دی اریتور این است که شیر تخلیه گاز در بالای گنبد باید به اندازه ای باز شود که اکسیژن موجود در بخار به راحتی از مخزن خارج شود. در صورت عدم توجه به این نکته، بخشی از اکسیژن جدا شده از مرحله هوازدایی دوباره وارد می شود.

طراحی و استفاده از سیستم (Dearator)

فشار کاری دی اریتور تقریبا 0.2 بار و دمای کاری آن 105 درجه سانتیگراد می باشد. حجم منبع ذخیره دی اریتور بایستی طوری باشد تا بتواند آب مصرفی دیگ بخار را برای 10-20 دقیقه کارکرد دیگ را تامین نماید.

و فشار آب ورودی به برجک حداقل بایستی 2 بار باشد. باید در نظر داشته باشیم سایزبندی لوله آب ورودی بر اساس ظرفیت بویلر با فشار حداقل 2 بار انجام می گیرد. و همچنین سایزبندی لوله بخار با توجه به دبی بخار به دست آمده از بالانس انرژی دی اریتور با فشار 0.2 بار صورت می گیرد. لازم به ذکر است اندازه شیر کنترل بخار با دبی بخار محاسبه شده و اختلاف فشار 11 بار مطلق به دست می آید. همچنین برجک دی اریتور معمولا از ورق استیل زنگ نزن یا گالوانیزه ساخته و همچنین منبع دی اریتور از ورق کربن استیل ساخته می شود. جهت جلوگیری از اتلاف حرارت بایستی اطراف دی اریتور به ضخامت حداقل100میلیمتر عایق بندی گردد.

شایتان ذکر است انتقال آب بعد از هوازدایی به منبع پایین دستگاه با فشار پایین انجام می شود و امکان پدیده جوشش آب به خاطر افت فشار وجود خواهد داشت. در نتیجه لازم است منبع در ارتفاع پایین تر از دی اریتور قرار گیرد و مجموعه دی اریتور در ارتفاع بالاتری از پمپ تغذیه دیگ نصب گردد تا از بروز این مشکلات جلوگیری گردد. به منظور افزایش طول عمر دیگ بخار و جلوگیری از پدیده شوک حرارتی، علاوه بر استفاده از پیش گرمایش در دی اریتور، لازم است دیواره های مخزن آب خروجی از این دستگاه کاملا عایق شود.

مزایای دی اریتور دیگ بخار

دی‌اریتورها در علاوه بر حذف گازهای محلول در آب، دارای مزایای دیگری نیز هستند:

کاهش خوردگی: حضور اکسیژن در آب می‌تواند باعث خوردگی تجهیزات و لوله‌ها شود. با حذف اکسیژن از آب توسط دی‌اریتور، خطر خوردگی کاهش می‌یابد و عمر مفید تجهیزات افزایش می‌یابد.

بهبود عملکرد بخارزن:

دی‌اریتورها می‌توانند به بهبود عملکرد بخارزن‌ها (بخشی از تجهیزات تولید بخار) کمک کنند. با حذف گازهای محلول در آب، راندمان بخارزن افزایش می‌یابد و میزان انتقال حرارت بهبود می‌یابد.

کاهش مصرف انرژی:

با حذف گازهای محلول در آب، انرژی مصرفی برای تولید بخار کاهش می‌یابد. زیرا گازها محدوده آزمایشی و سرریز مصرف انرژی را افزایش می‌دهند. با استفاده از دی‌اریتورها، می‌توان مصرف انرژی را بهبود بخشید.

کاهش تشکیل رسوبات:

حذف گازهای محلول در آب باعث کاهش تشکیل رسوبات در سیستم‌های لوله‌کشی و تجهیزات می‌شود. این مسئله باعث افزایش عمر مفید تجهیزات و کاهش هزینه‌های نگهداری و تعمیر می‌شود.

کاهش تورم گاز در سیستم‌ها:

 حضور گازهای محلول در آب می‌تواند باعث تورم و افزایش حجم گاز در سیستم‌ها شود، با حذف این گازها توسط دی‌اریتورها، تورم گازها کاهش می‌یابد و عملکرد سیستم بهبود می‌یابد.

کاهش خطر انفجار: در برخی صنایع، مانند صنعت نفت و گاز، حضور گازهای محلول در آب می‌تواند خطر انفجار و انفجارهای هیدروژن را افزایش دهد. با حذف این گازها از آب، خطر انفجار کاهش می‌یابد و ایمنی در محیط کار افزایش می‌یابد.

کاهش تشکیل حباب:

حضور گازهای محلول در آب ممکن است منجر به تشکیل حباب و عملکرد غیرمطلوب در سیستم‌ها شود. با حذف این گازها توسط دی‌اریتورها، تشکیل حباب کاهش می‌یابد و عملکرد سیستم بهبود می‌یابد.

بهبود کیفیت آب:

دی‌اریتورها بهبود کیفیت آب خوراکی را فراهم می‌کنند. با حذف گازها، آب تمیزتر و خالص‌تر می‌شود که بهره‌برداری از آن در فرآیندهای صنعتی راحت‌تر و اثربخش‌تر می‌کند.

دی‌اریتورها به عنوان یکی از تجهیزات اساسی در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. آنها باعث بهبود عملکرد سیستم‌ها، کاهش هزینه‌ها و افزایش ایمنی در محیط کار می‌شوند.

هدف استفاده از دی اریتور

این دستگاه آب را قبل از ورود به بویلر گرم می کند و این دما ممکن است تا 100 درجه افزایش یابد، علت این پیش گرمایش هم جلوگیری از تغییراتی که از ادغام دمای آب موجود در بویلر و آب تغذیه به وجود می آید است. یکی دیگر از اهدافی که باعث استفاده دی اریتور در دیگ بخار شده جلوگیری از خوردگی دیگ های بخار است. حذف کردن گازهایی که داخل آب وجود دارد باعث جلوگیری از خوردگی دستگاه می شود. این دستگاه برای کنترل و جلوگیری از خوردگی دستگاه ها می شود، گازهایی مانند گاز اکسیژن و دی اکسید کربن بیشترین عامل اصلی در جهت خوردگی بدنه دستگاه فلزی می شود؛ این خوردگی باعث ایجاد حفره هایی روی بدنه این دستگاه می شود.

اجزای تشکیل دهنده

برخی لوازم های جانبی باعث افزایش کارایی و کیفیت دی اریتور می شود که استفاده از آنها در دی اریتور بسیار سودمند خواهد بود:

• شیر اطمینان
• شیر کنترل اتوماتیک
• شیرهواگیر اتوماتیک

محل نصب دی اریتور کجاست؟

یکی از مشکلات استفاده از دیگ های بخار خوردگی و به مرور از بین رفتن سیستم های اتصالی داخلی این دستگاه است، بسیاری از دستگاه هایی که دچار این معضل می شوند ممکن است دی اریتور نیز داشته باشند اما نحوه اتصال و قرار گیری آن بسیار مهم است. یکی از دلایل عملکرد نادرست دی اریتور در قرار گیری مخزن دی اریتور و پمپ تغذیه دیگ در یک سطح از ارتفاع است که موجب عملکرد نادرست این دستگاه می شود، برای جلوگیری از روند اجرایی نادرست آن باید مخزن دی اریتور در 2 الی 3 متر بالاتر از ورودی پمپ تغذیه قرار گیرد تا سیستم به درستی عمل کند و دچار آسیب از افت فشار نشود..

مشخصات فنی دی اریتور یا گاز زدا

در دیگ های بخار که درجه حرارت بسیار بالا می باشد، گازهای محلول در آب یکی از عوامل مهم خوردگی به حساب می آیند. ضمن اینکه تمرکز این گازها در یک نقطه موجب کاهش راندمان حرارتی می شوند. عمل جداسازی گازهای غیرقابل تقطیر(اکسیژن و دی اکسیدکربن آزاد) از آب تغذیه دیگ موجب جلوگیری از خوردگی لوله ها، پمپ تغذیه و دیگ بخار میگردد.

جهت جداسازی گازهای موجود در آب از دستگاهی به نام دی اریتور(گاززدا) استفاده میگردد. این دستگاه میزان دی اکسید کربن در آب را به صفر و میزان اکسیژن را به کمتر از 0.0055 cc/Lit می رساند.

مشخصات فنی و مزایا ی دی اریتور

• طراحی براساس استاندارد ASME SEC.VIII Div1 می باشد.
• فولادهای مصرفی درام از ورق A516 Gr70 می باشد. برجک، سینی ها و پخش کننده های آب و بخار از جنس استیل ضد زنگ می باشد.
• دارای سیستم کنترل بخار و آب ورودی.
• الکترودهای مصرفی از نوع E7018 و E7010 بوده و مطابق با WPS&PQR مورد مصرف قرار می گیرند.
• کلیه جوش ها دارای تاییدیه اداره استاندارد هستند و مورد آزمایش های اولتراسونیک(UT)، رادیوگرافی(RT) و با فشار 1.5 برابر فشار طراحی مورد تست هیدرواستاتیک قرار می گیرد.
• عایقکاری بدنه با پشم سنگ یا الیاف سرامیک نسوز صورت می پذیرد. ضخامت عایقکاری 100 میلیمتر بوده و با روکش استیل ضدزنگ به ضخامت 1 میلیمتر پوشش داده می شود.
• دارای تله بخار یا واترسیل سرریز درام.
• مجهز به تابلو فرمان اتوماتیک ساخته شده از مرغوب ترین قطعات.
• مجهز به نشانگر دما و فشار.