دانلود پاورپوینت عوامل خوردگی کوره دیگ بخار

درس :دیگ بخار مقدمه ‏یکي از مش كالت اساس ي ك ه مي توان د ب اعث ب روز مشكل براي كوره ها باشد ،خوردگي در نقاط و وسايل مختل ف آن اس ت ك ه ض من ه در رفتن مق دار زي ادي ان رژي ،آس يب ه اي مك انيكي متع ددي ب ه ك وره وارد مي كن د .از آنج ا ك ه ه ر ك وره از بخش ه اي متع ددي همچ ون بدن ه ،اطاق ك اح تراق ( ،)Fire Chamberدودكش ،مش عل و ساير تجهيزات جانبي تشكيل شده ،لذا علل خوردگي و راه حل هاي پيشنهادي در هر يك از بخش ها به طور مجزا مورد بحث و بررسي قرار مي گيرد. بدنه كوره : معموًال بدنه يا ديواره خارجي كوره ها را از ورقه استيل 16/3و كف آن را از ورقه 4/1مي سازند. در ط راحي ه ا عموم ًا اتالف ح رارتي از بدن ه ك وره ح دود 2درص د منظ ور مي ش ود .ن وع و ضخامت عايق كاري بدنه داخلي كوره بايد طوري در نظر گرفته شود كه دماي سطح خارجي ك وره بيش از ( )F °1800نش ود .اص وًال ع ايق ك اري و ع ايق ه اي ب ه ك ار رفت ه در ك وره ه ا از نظ ر س رويس دهي مناس ب ،عم ر معي ني دارن د و ب ه م رور زم ان س اختمان كريس تالي آنه ا تغيير يافته و ضخامت آنها كم مي شود و اين تغييرات ساختماني سبب تغيير ضريب انتقال حرارت و اتالف انرژي به بيرون خواهد بود .مطالعات ميكروسكپيك و كريستالوگرافيك چند نمونه عايق كار كرده ،با نوع تازه آن مويد اين مطلب است .در صورتي كه عايق ديواره هاي كوره بر اثر بنايي ناصحيح ،عدم انجام صحيح Curingبر مبناي دستورالعمل ،حرارت زياد و يا شوك هاي حرارتي ترك بردارد ،نشت گازهاي حاصل از احتراق كه عبارتند ازSo x، No : ( x، N2،Co2درص ورتي ك ه نفت ك وره ب ه عن وان س وخت مص رف ش ود) و بخ ار آب در ال بالي اين ت رك ه ا و تجم ع آنه ا در الي ه بين بدن ه ك وره و ع ايق دي واره و س رد ش دن ت دريجي آنه ا ت ا دماي نقطه شبنم ،باعث خوردگي بدنه مي شود. بررسی: در ي ك بررس ي ساده ب ر روي ك وره اي كه چندين س ال از عمر ع ايق آن مي گذش ت مالحظ ه ش د ك ه دم اي ان دازه گ يري ش ده واقعي س طح ك وره در اك ثر نق اط بس يار بيشتر از ميزان طراحي است .اين مقدار در بعضي از موارد به ( )F °1800نيز مي رسيد. در اين ك وره ض من ج دا ش دن ع ايق از دي واره ك وره و گس ترش خ وردگي در نق اط مختل ف بدن ه ،گ رم ش دن بدن ه ك وره ن يز م وجب خم ش دن دي واره ه ا ش ده و س رعت خ وردگي را اف زايش داده و ب اعث خ رابي قس مت ه اي مختل ف ك وره ش ده اس ت .ب ه ط ور كلي ب راي جلوگ يري و ي ا ك اهش مش كالت خورن دگي ب ر روي بدن ه ك وره الزم اس ت ب ه هنگ ام تعم يرات اساس ي ض من توج ه ب ه عم ر ع ايق دي واره در ص ورتي ك ه عمر آنها از حد معمول گذشته باشد (البته با توجه به درجه حرارتي كه درهنگام كار كردن واحد درمعرض آن بوده اند) آنها را با عايق مناسب و استاندارد تعويض كرد و در ص ورت وج ود ت رك (قب ل و ي ا بع د از بن ايي) ،مح ل ت رك ه ا را ب ا الي اف مخص وص KAOWOOLپ ر ك رد .همچ نين در بن ايي ،عملي ات Curingرا مط ابق دس تور العم ل انج ام داد ت ا پيون د هي دروليكي در ع ايق ه اي بك ار رفت ه در بن ايي ،ب ه پيون د س راميكي تب ديل ش ده و م يزان رط وبت باقيمان ده در دي واره از gr/m2 0.4بيش تر نش ود .البت ه چنانچ ه ( Ceramic Fiberالي اف س راميكي) ب ه عن وان ع ايق دي واره ك وره م ورد اس تفاده ق رار گ يرد ،ب دليل ع دم ني از ب ه Curingو Dryingو س بكي وزن ،مش كالت احتمالي استفاده از عايق هاي نيازمند به Curingرا نخواهيم داشت .ضمن اين كه عمر بيشتر و چسبندگي بهتري به ديواره ،نسبت به ديگر عايق هاي موجود دارند. تيوب ها يا لوله هاي داخل كوره: ‏معم وًال ك وره ه ا متش كل از دو بخش RADIATIONو CONVECTIONهس تند ك ه بايس تي ظ رفيت گرم ايي ( )DUTYك وره از نظ ر درص د ،تقريب ًا ب ه نس بت 70و30 درصد بين اين دو بخش تقسيم شود. از آنج ا ك ه الزم اس ت س يال ب ه ان دازه دم اي م ورد نظرگ رم ش ود بايس تي ح رارت م ورد ني از خ ود را از طري ق ه دايتي از لول ه ه ا و تي وب ه اي داخ ل ك وره دريافت كند ،اين لوله ها نيز حرارت مورد نياز براي اين انتق ال ح رارت را از طري ق تشعش عي و جابج ايي در اث ر اح تراق س وخت در داخ ل ك وره ج ذب مي كنن د .انتخ اب آلياژ مناسب جهت لوله با توجه به نوع سيال و تركيبات آن و م يزان ح رارت دري افتي توس ط لول ه و در مع رض شعله قرار گرفتن از اهميت بسزايي برخوردار است. مسائلي كه به بروز مشكالتي براي تيوب ها منجر مي شود عبارتند از: ‏سرد و گرم شدن ناگهاني لوله ،گرم شدن بيش از حد لوله و باال رفتن دم اي تي وب از ح داكثر مج از آن ،در مع رض ش عله ق رار گ رفتن و برخ ورد ش عله ب ه لول ه ( ، )impingementايج اد ي ك الي ه ُك ك ب ر روي ج داره داخلي لول هCarborization، Hogging، ، ،Bending، Bowing، Sagging، Creepingخ وردگي ج داره داخلي لول ه ب ر اث ر وج ود م واد خورن ده در س يال عب وري ،خ وردگي جداره بيروني لوله در اثر رسوبات حاصل از احتراق سوخت مايع ب ر روي ج داره خ ارجي لول ه ،ك اركرد لول ه بيش از عم ر ن امي آن ( 80هزار الي 110هزار ساعت) سرد و گرم شدن ناگهاني لوله، ممكن است به ( Creepingخزش) كه نتيجه آن ازدياد قطر لوله مي باش د منج ر ش ود ك ه در اين ص ورت احتم ال پ ارگي لول ه و شكنندگي آن را افزايش مي دهد .چنانچه در اثر Creepingمقدار ازدياد قطر از 2درصد قطرخارجي لوله بيشتر شود ،لوله مزبور بايستي تعويض شود. مشکالت: باال نگه داشتن دماي پوسته تيوب ها سبب كاهش مقاومت لوله ها و كاهش عمر مفيد و گارانتي حدود يكصد هزار ساعتي آنها مي شود .تجربه نشان داده است ك ه اگ ر ب ه م دت 6هفت ه س طح خ ارجي (پوس ته) لول ه اي C°900بيش از مق دار طراحي در معرض حرارت قرار بگيرد ،عمر تيوب ها نصف مي شود .يكي ديگر از مشكالت پيش آمده براي لوله ها ،برخورد شعله به لوله( )IMPINGEMENTاست، ك ه ب اعث OVER HEATINGك وره و در نه ايت HOT SPOTمي ش ود .اين ام ر مي تواند ضمن لطمه زدن در محل برخورد شعله به لوله ،باعث تشديد عمل كراكينگ م واد داخ ل لول ه ش ود و م واد مزب ور ب ه دو قس مت س بك و س نگين تب ديل گردند. مواد سنگين به جداره داخلي لوله چسبيده و كك ايجاد مي كنند .به ازاي تشكيل يك ميلي ليتر ضخامت كك با توجه به ضريب هدايتي كك كه برابر مقدار خاصي مي باش د ب راي ي ك ش ارژ ح رارتي معم ول در قس مت تشعش عي ك وره H-101 (اتمسفريك) مي باشد ،معادل فرمول زير است: مي بايس تي C°300دم اي پوس ته تي وب ب االتر رود ت ا س يال موج ود در تي وب ب ه هم ان دم اي م وردنظر برس د .در اين ص ورت مالحظ ه مي ش ود ب اال رفتن دم اي تي وب ب ه چ ه م يزان اتالف س وخت و ان رژي ،داش ته و ب ه ط ور كلي ب ه م رور زم ان چ ه لطم ه ه ا و آس يب ه ايي ب ه ك ل ك وره وارد مي ش ود .ب ه عب ارت ديگ راختالف دم اي پوس ته تي وب ه اي ك وره ك ه در ط راحي عموم ًا F°1000ب االتر از دم اي متوسط سيال درون آن در نظر گرفته مي شود ،به مرور زمان با تشكيل كك (با رسوبات بيروني) بيشتر مي شود. مشكل ديگر كه به علت دماي باال براي تيوب هاي كوره ها ايجاد مي شود خمي دگي در جهت ه اي مختل ف اين تي وب هاس ت .يكي ديگ ر از مس ائلي ك ه ب اعث خم ش دن و شكس تگي لول ه ه ا مي ش ود پدي ده كربوريزيش ن ()carborization اس ت ك ه ب ر اث ر ت ركيب ك ربن ب ا آهن پدي د مي آي د :اين واكنش ك ه ب اعث تولي د كرب ور آهن خواه د ش د در دم اي ب اال تر از c°7000ايج اد مي ش ود )C°7000ت ا .)C°14000اين حالت عمدتًا در زمان Curingو dryingكوره پديد مي آيد .البته Hot spotنيز بيشتر در اين زمان ها اتفاق مي افتد .وجود ناخالصي هاي مختلف مثل فلزات سديم ،واناديم ،نيكل و غير ،...فلزاتي مثل گوگرد و ازت به صورت تركيبات آلي در سوخت هاي مايع ،مسائل عديده اي را باعث مي شوند ،كه از آن جمل ه ك اهش انتق ال ح رارت از طري ق س طح خ ارجي تي وب ب ه س يال درون تي وب اس ت ك ه ب ه علت تش كيل رس وبات مرب وط ب ه ناخالص ي ه اي مزب ور بخص وص رسوبات فلزي بر روي تيوب هاست .به همين دليل براي رسيدن به دماي مورد نظر سيال موجود در لوله ،مجبور به مصرف سوخت بيشتر خواهيم شد .در نتيجه مش كالت ايج اد گرم اي بيش تر در ك وره و مس ائل زيس ت محيطي در اث ر تش كيل SOX، NOXو ...را خ واهيم داش ت .از ط رفي ب ه دلي ل نشس ت اين رس وب ه ا ب ر روي تي وب ه ا مس ئله خ وردگي و س وراخ ش دن پيش خواه د آم د .علت اين خ وردگي ك ه از ن وع High temp corrosionمي باش د پدي ده س ولفيديش اس ت ،ك ه در دماهاي بين C°630تا C°700بوقوع مي پيون دد .همان طور كه گفت ه ش د علت اصلي آن وجود عناصر واناديم ،گوگرد ،سديم و نيكل به همراه گازهاي حاصل از احتراق سوخت است.  فلزات ذكر شده (بصورت اكسيد) به كمك اين گازها باال رفته و ب ر روي تي وب ه اي قس مت تشعش ع و جاب ه ج ايي مي نشينند .خوردگي و سوراخ شدن تيوب ،بر اصل اكسيد شدن و ت ركيب عناص ر مزب ور باآلي اژ تي وب اس توار ب وده ك ه ب اعث ايج اد تركيب ات كمپلكس ب ا نقط ه ذوب پ ايين مي ش ود. ت ركيب اولي ه پس از ،Na2SO4س ديم وان ادايت ب ه فرم ول Na2O6V2O5اس ت ك ه نقط ه ذوب آن C°6300مي باش د. عمده تركيبات ديگر كه شامل كمپلكسي از تركيب پنتا اكسيد واناديم و سديم است در شرايطي به مراتب ماليم تر و درجه حرارتي پ ايين تر ذوب مي شوند .ب راي مث ال مخلوط واناديل وان اديت س ديم ب ه فرم ول Na2OV2O411V2O5و متاوان ادات س ديم ب ه فرم ول Na2OV2O5در C°5270ذوب مي ش وند. ذوب اين كمپلكس ه ا ش رايط مس اعدي را ب راي تس ريع خ وردگي بوج ود مي آورد .در اينج ا تركيب ات حاص ل از اح تراق نه تنها به نوع ناخالصي بلكه به نسبت آنها نيز بستگي كامل دارد و در م ورد وان اديم م يزان س ديم از اهميت خاص ي ت. وردار اس برخ البت ه س ديم وانادي ل وان ادايت پس از تولي د و ذوب ش دن ،ب ا فلز آلياژ مربوط به تيوب ،تركيب شده و بر اثر سيال بودن از س طح آلي اژ كن ار رفت ه و س طوح زي رين تي وب مربوط ه در معرض تركيب جديد قرار مي گيرد .ادامه اين وضع به كاهش ض خامت تي وب و در نه ايت س وراخ ش دن و از ك ار افت ادن آن منجر مي شود. مشعل ها و سوخت: نقش كيفيت نوع سوخت و نوع مشعل ها شايد از همه عوامل ياد شده در ك اركرد مناس ب ،ران دمان بيش تر و ك اهش خ وردگي بيش تر برخ وردار باش د .چنانچ ه از مش عل ه اي Low excess airو ي ا ن وع مرحل ه س وز ( )stage burningاستفاده شود ،هواي اضافي مورد نياز به ميزان قابل توجهي كاهش يافته و به حدود 3و 5درصد مي رسد كه ضمن كاهش و ب ه ح داقل رس اندن گازه اي خورن ده و مض ر زيس ت محيطي مث ل NOx، ،Soxدر ب اال ب ردن ران دمان ك وره بسيار م وثر خواه د ب ود .اين ام ر ب اعث كاهش مصرف سوخت شده ،و در نتيجه باعث كاهش گازهاي حاصل از اح تراق و آس يب رس اندن ب ه تي وب ه ا ،بدن ه ك وره و دود كش ه ا خواه د شد .وضعيت عملكرد مشعل ها بايستي به طور مداوم زير نظر باش د. ب د س وزي مش عل ه ا مي توان د دالي ل متض ادي ،همچ ون نامناس ب ب ودن س وخت ،عيب مك انيكي ،ك ك گ رفتگي سرمش عل و ي ا ب العكس ،رفتگي و س ائيدگي ( )Errosionبيش از ح د س ر مش عل ،كمب ود بخ ار پ ودر كنن ده و ...داشته باشد .وجود مواد آسفالتي ،افزايش مقدار كربن باقيمانده ( ، )carbon residueباال بودِن مقادير فلزات مثل سديم ،نيكل ،واناديم و هم چ نين س ولفور در س وخت مس ائل متع ددي را در سيس تم اح تراق ايج اد مي كن د ك ه اين مس ائل ب ه ط ور كلي ب ه دو دس ته تقس يم مي شوند. الف -مسائل عملياتي قبل از مشعل ها و احتراق: ‏اين مس ايل در اث ر وج ود آب و نم ك ه ا و ت ه نش ين ش دن آنه ا در ذخ يره س ازي نفت ك وره بوج ود مي آين د .در اين رابط ه ع دم تخلي ه م داوم مخ زن ذخ يره س ازي ،خ وردگي و مشكالت ايجاد شده به طور خالصه عبارتست از: ‏تش كيل لجن ( )sludgeدر مخ زن در اث ر ع دم اس تخراج كامل نفت كوره و آب ،انباشته شدن لجن در فيلترها در اث ر محص والت ناش ي از خ وردگي و پليمريزاس يون هي دروكربورهاي س نگين ب ه علت اث ر كات اليزوري محصوالت ناشي از خوردگي ،انباشته شدن لجن و صمغ ه اي آلي در گ رم كنن ده س وخت ،گ رفتگي و خ وردگي در نازل هاي پودر كننده نفت كوره (.)Atomizer ب -مسائل عملياتي بعد از مشعل ها و احتراق: ايج اد خ وردگي در من اطق گ رم و س رد ك وره ه ا و دي گ ه اي بخ ار، ايجاد رسوبات بر روي لوله هاي قسمت جابه جايي كوره و قسمت س وپر هيت دي گ ه اي بخ ار ،ك اهش ض ريب انتق ال ح رارتي در اث ر رس وبات و در نه ايت افت ران دمان ح رارتي در اث ر اف زايش دم اي گازهاي خروجي حاصل از احتراق از دودكش كوره. در اثر احتراق سوخت هايي كه داراي مقادير زيادي كربن باقيمانده و خاكستر باشند ،مقادير متنابهي رسوب در قسمت هاي جابه جايي ك وره و ي ا قس مت س وپر هيت دي گ ه اي بخ ار تولي د مي ش وند .اين رس وبات ب ه س ختي در اث ر عملي ات دودزدايي از سيس تم خ ارج مي ش وند .مس ئله س ازترين س وخت ه ا ،س وخت ه ايي اس ت ك ه در آنه ا د. تر از 10باش ديم 12Naكم هس اديم ب بت وان نس ب ه غ ير از مش كالت ايج اد ش ده توس ط اكس يدهاي س ديم و وان اديم، فل ز نيك ل ن يز ك ه در س وخت وج ود دارد ب ا اكس يژن ت ركيب ش ده و اكس يدهاي نيك ل را ب ه ص ورت رس وباتي ب ر روي لول ه ه ا بوج ود مي آورد. جلوگيري از ايجاد خوردگي توسط اكسيدهاي واناديم و يا كاهش سرعت آن: كاهش مق دار اكس يژن موج ود در گازه اي حاص ل از اح تراق، ك ه اين مق دار اكس يژن را مي ت وان ب ا تنظيم مق دار ه واي اض افي ك وره ي ا دي گ بخ ار كن ترل ك رد و نس بت ب ه ك اهش آن اقدام نمود .در اين حالت راندمان حرارتي به طور چشمگيري افزايش مي يابد. جلوگيري از تشكيل گاز ( So3انيدريد سولفوريك) يا كاهش آن در اثر كاهش هواي اضافي از 35درصد به ميزان 10درصد، ك ه در اين ص ورت م يزان تب ديل گ از انيدري د س ولفورو ()SO2 نصف مي شود. افزايش نقطه ذوب رسوبات تشكيل شده در سطوح لوله ها، ب ه ط وري ك ه در ش رايط عملي اتي موج ود اين رس وبات ب ه نقط ه ذوب خ ود نرس ند .اين ام ر ب ا اف زودن تركيب ات من يزيم، به علت داشتن اختالف پتانسيل شيميايي زياد و اورتوواناديم ( )3 MGO-V2 O5ك ه داراي نقط ه ذوب ب اال يي هس تند (ح دود ،)C°1120ميسر مي شود. مناس ب ت رين روش جلوگ يري از خ وردگي بواس طه وج ود ناخالص ي ه اي موج ود در س وخت م ايع ،اس تفاده از س وخت ه اي گ ازي و بخص وص گ از ط بيعي اس ت ك ه ض من داش تن صرفه اقتصادي ،با يك سرمايه گذاري اوليه به نسبت كم مي توان مشكالت خوردگي ذكر شده را به شدت كاهش داد. تجهيزات جانبي: مهم ت رين تجه يزات ج انبي م ورد اس تفاده در ك وره ه ا را عموم ًا دوده زداه ا ( )SOOT BLOWERSو آناال يزره ا ()O2 ANALAYZER يا اخيرًا ( )CO2 ANALYZERتشكيل مي دهند. با اس تفاده روزان ه از دوده زدا (ي ك ب ار در روز) در ي ك ك وره مالحظ ه ش ده ك ه بالفاص له C°10دم اي س يال خ روجي از ك وره افزايش مي يابد ،به عبارت ديگر به ميزان همان C°10اضافي، س وخت مص رفي ك وره ك اهش مي ياب د .ض من اين ك ه تركيب ات مض ر و خطرن اك ك ه هم ب اعث مس ائل خ وردگي مي ش وند و هم انتق ال ح رارت را ك اهش مي دهن د ،از روي لول ه ه ا زدوده مي ش وند .اس تفاده از س اير تجه يزات ج انبي پيش گرمكن ه اي ه وا AIR PREHEATERSو ل وازم بازي افت ح رارتي از دودكش ه ا ،FORCED AND INDUCED FANSو ي ا ECONOMIZERدر دي گ ه اي بخ ار ب اعث ك اهش س وخت مص رفي و در نتيج ه ك اهش مشكالت ايجاد شده در كوره ها و ديگ هاي بخار مي شود.