المعالجة الداخلية للمياه

المعالجة الداخلية للمياه

المعالجة الداخلية للمياه

 

تعتمد المعالجة الداخلية للمياه على التخلص من الشوائب الموجودة بالمياه في داخل الغلاية. وتتم المعالجة إما في خطوط مياه التغذية أو داخل الغلاية نفسها. ومن الممكن الاعتماد فقط على المعالجة الداخلية للمياه كما يمكن الجمع بين المعالجة الداخلية والخارجية للمياه للتغلب على عسر مياه التغذية ،  والتحكم في التأكل ،  والتخلص من الأكسجين الذائب ،  والحد من الجسيمات المحمولة مع تيار المياه. ومن خلال هذا النظام يتم التخلص من العسر القلوي للمياه الخام وتركيب الأملاح المسببة للعسر عن طريق التسخين. أما العسر المستديم فيتم ترسيبه في الغلاية عن طريق إضافة بعض القلويات مثل كربونات الصوديوم والصودا الكاوية ،  وفوسفاتات الصوديوم. ونظرا لارتفاع أسعار هذه المواد فإن استخدامها يقتصر على الحالات التي تكون فيها المياه الداخلة ذات نوعية رديئة. إلا أنه في نظم الغلايات التي تعمل عند مستوى ضغط جوي أعلى من 14 بار ،  او في حالات العسر المنخفض لمياه التغذية فإن استخدام هذه المواد يكون ضروريا.

تكييف (تلطيف) مياه تغذية الغلاية (conditioning of boilers feed water)

يتضمن تلطيف مياه تغذية الغلاية إضافة بعض المكونات الكيميائية كالتي تضاعفت أعدادها وأنواعها خلال السنوات العشرين الماضية وجدير بالذكر أن أي نظام للتلطيف المياه في نوع معين من الغلايات لا يمكن أن يشمل كافة المواد التي نعرضها كما يلي :

  • كربونات الصوديوم : تستخدم في الغلايات التي تعمل عند مستوى ضغط أقل من 14 بار لمنع تكون القشور ولزيادة قلوية مياه التغذية مما يحد من التأكل. وتوفر بعض عمليات المعالجة الخارجية التي تستخدم فيها كربونات الصوديوم قدرا مناسبا من هذه المادة غفي مياه التعويض المعالجة.
  • الصودا الكاوية : يمكن أن تحل محل كربونات الصوديوم في غلايات الضغط المنخفض ، ويمكن الاستغناء عنها إذا ما وفرت المعالجة الخارجية درجة مناسبة من يسر المياه.
  • الفوسفاتات : تستخدم جميع أنواعها لمنع تكون القشور في الغلايات التي تعمل عند مستوى ضغط أعلى من 14 بار. وتعمل الفوسفاتات الزجاجية (glassy phosphates) على خفض ترسب كربونات الكالسيوم في خطوط التغذية بالمياه الساخنة. ويمكن استخدام كل من الفوسفاتات الحمضية والزجاجية للتخلص من الصودا الكاوية الزائدة الناتجة عن االمعالجة الخارجية للمياه.
  • المركبات الكلابية (chelating agents) : تستخدم كبديل للفوسفاتات لمنع تكون قشور الغلايات.
  • مضادات الرغوة (Anti -foams) : تستخدم لمنع تكون الرغوة في الغلاية, وعادة ما تتضمن المركبات الكيميائية التي يوزعها الموردون لدى تسليم الغلاية موادًا مضادة لتكوين الرغوة, كما يمكن الحصول عليها في طلبات منفصلة من الموردين.
  • الأمينات المعادلة (neutralizing amines) : تستخدم لمعادلة ثاني أكسيد الكربون في متكثفات البخار وفي خطوط التغذية, وبالتالي للحد من التآكل. ويعتبر استخدامها غير اقتصادي في أنظمة الغلايات التي تحتاج إلى كميات كبيرة من مياه التعويض الغير معالجة. كما أنها لا تناسب تلك الأنظمة التي تتضمن تلامسًا مباشرًا بين البخار والمنتجات الغذائية أو المشروبات أو المنتجات الطبية.
  • كبريتيت الصوديوم (sodium sulfite) : يستخدم للتخلص من الأكسجين الذائب في المياه وبالتالي للحد من التآكل. يتفاعل كبريتيت الصوديوم المركب (compounded sodium sulfite) بسرعة أكبر من 200 -500 مرة من سرعة تفاعل كبريتيت الصوديوم الغير مركب (uncompounded sodium sulfite) مما يتيح حماية أكبر لأنظمة التغذية القصيرة. يضاف كبريتيت الصوديوم للغلايات المملوءة بالمياه عندما تمون في حالة توقف عن العمل أو في حالة جاهزة للاستخدام (stand – by).
  • الهيدرازين (hydrazine) : يستخدم للتخلص من الأكسجين الذائب في المياه وبالتالي للحد من التآكل, ويمتاز بأنه لا يزيد من نسبة المواد الصلبة الذائبة, ويتفاعل الهيدرازين عند درجات حرارة أقل من 245º م, ولا يستخدم في الأنظمة التي تتضمن تلامسًا مباشرًا بين البخار والمواد الغذائية أو المشروبات.
  • كبريتيت الصوديوم (sodium sulfite) : يستخدم لتجنب حدوث التصدعات التي قد تنتج عن استخدام مواد كاوية في الغلايات المبرشمة.
  • نترات الصوديوم : تستخدم أيضًا لتجنب التصدعات التي قد تحدث بسبب استخدام مواد كاوية.
  • ميزلات الحمأة sludge mobilizers)) تستخدم بعض المواد العضوية الطبيعية أو التخليقية لمنع التصاق الحمأة بالجسم المعدني للغلاية ، غير أن بعض هذه المواد يستخدم عند درجات حرارة محددة ،  لذلك ينبغي اتباع إرشادات الموزعين بدقة عند استخدام هذه المواد.

التفوير (Blowdown)

يعتبر تفوير الغلاية جزءًا هامًا من نظام معالجة مياه الغلاية ويتطلب متابعة دقيقة ومستمرة لضمان التحكم الجيد ويسمح تفوير الغلاية بالتخلص من الطين والحمأة والشوائب الأخرى التي قد تترسب بالجزء السفلي من اسطوانة الغلاية. وفيما يلي عرضًا لأنظمة تفوير الغلايات وأساليب التحكم فيها. وينبغي أولًا معرفة كيفية تقدير كمية مياه التفوير التي يمكن حسابها كنسبة من البخر وفق المعادلة التالية :

٪ مياه التفوير =  X 100 %

حيث Bf = المواد الصلبة الكلية الذائبة في مياه التغذية (جزء في المليون أو مج / لتر)

Bb = الحد الأقصى للمواد الصلبة الكلية الذائبة المسموح به في مياه الغلاية (جزء في المليون أو مج / لتر)

مثال : المواصفات النمطية للغلايات الجاهزة (Package bilers) قد تضمن البيانات التالية : Bb = 3000 جزء في المليون

Bf = 1000 جزء في المليون

وبالتالي : ٪ مياه التفوير =  X 100 % = 3.45 % من كمية البخار المتولد

التفوير المتقطع والتفوير المستمر :

حيث يتم صرف مياه التفوير من قاع اسطوانة الغلاية للتخلص من الحمأة المترسبة. عادة ما يتم التفوير المتقطع بشكل يدوي مرة واحدة لكل دفعة مياه (drift) وعلى شكل نفخات أو ضخات متتالية (blasts) حادة وقصيرة. ويتم تقدير كمية مياه التفوير المنصرفة بمراقبة انخفاض مستوى الحمأة في المقياس الزجاجي على جسم الغلاية ،  أو عن طريق تحديد زمن التفوير. وتتبع هذه الطريقة في الغلايات التقليدية ذات الغلاف الجداري (boilers shelf).

كما يمكن تفوير الغلاية على شكل نزف مستمر (bleed continues) من مصدر يقع بالقرب من المستوى الأسمى للمياه (normal water level). عند الغليان يرتفع تركيز المواد الصلبة عند سطح المياه لذلك فإن تفوير الجزء العلوي من الغلاية يسمح بخفض تركيز المواد الصلبة. ووفقًا للقياس الدوري (في مواعيد محددة) للمواد الصلبة الذائبة والكلية يمكن التحكم في فتح صمام النزف (bleed valve) لصرف الجزء العلوي من المياه بشكل مستمر. ويتم التحكم في فتح صمام النزف في مواعيد ثابتة بإشارات كهربية دورية مرتبطة بمواعيد محددة أو ببعض خصائص مياه الغلاية مثل التوصيلية الكهربية (electrical conductivity). وتتوافر في الأسواق أنواع من الغلايات ذات التحكم الأوتوماتيكي في المواد الذائبة الكلية.

وفي طرق التفوير الحديثة يتم الاعتماد على التفوير المتقطع للتخلص من المواد الصلبة العالقة التي تترسب في قاع الغلاية ،  إلى جانب التفوير المستمر للتحكم في المواد الصلبة الذائبة الكلية. وينبغي القيام بدورات التفوير المتقطع في فترات الأحمال البسيطة بحيث لا يسمح بتراكم الحمأة للحد الذي يعيق الانتقال الحراري مما يؤدي إلى حدوث أضرار جسيمة بالغلاية.

إقرأ في العدد القادم

  • مولدات الديزل.
  • التوربينات الغازية.