مقدمه ای بر پدیده کری‌اور [1]
هنگامی که هر آلاینده جامد، مایع یا بخار از درام دیگ بخار همراه با بخار خارج شود، پدیده کری‌اور ایجاد می‌شود. کری‌اور اگرچه مشکل جدی به نظر نمی‌رسد، اما می‌تواند عملکرد سیستم بخار را از بسیاری جهات تحت تاثیر قرار دهد. کری‌اور از جداسازی ناقص آب از مخلوط بخار و آب حاصل شده و یک مشکل رایج در بسیاری از سیستم‌های دیگ بخار است که منجر به بسیاری از مسائل دیگر مانند خوردگی و ضربه قوچ [2] می‌گردد.
در شرایط معمول، آب مخزن درام همراه با بخار به سیستم بخار می‌رود. این آب به طور طبیعی حاوی مقدار مشخصی ناخالصی است که همراه با بخار حمل می‌شود. این مقاله به طور خلاصه علل و اثرات کری‌اور را بر روی سیستم بخار شرح می‌دهد.
دلایل ایجاد کری‌اور
عوامل متعددی منجر به کری‌اور در دیگهای بخار می‌شود. برخی از این عوامل عبارتند از
1-فشار کاری دیگ
کارکرد دیگ در فشارهایی که به طور قابل توجهی کمتر از فشارهای طراحی شده است، یکی از دلایل کری‌اور می‌باشد. هر چقدر فشار بخار کمتر باشد به همان میزان حجم مخصوص بخار بیشتر خواهد شد. از این رو، سرعت بخار در داخل درام در فشارهای کمتر بیشتر شده و این امر مانع جدا شدن قطرات آب از بخار می شود که منجر به کری‌اور می‌گردد.
2-مشخصات بار
نوسان بار دیگ باعث افزایش احتمال کری‌اور در بویلرها می‌شود. هنگامی که تقاضای بخار به طور ناگهانی افزایش می یابد، فشار درام کاهش یافته و در نتیجه، آب درام به طور ناگهانی منبسط می‌شود و در نتیجه پدیده ای به نام پرایمینگ [3] ایجاد می شود. با توجه به پرایمینگ، آب همراه با بخار انتقال می‌یابد که منجر به کری‌اور می‌گردد.
3-سایز درام
این عامل بر اساس طراحی تعیین می‌شود. کنترل سطح سه جزئی درام [4] امکان طراحی درام های با قطر کمتر را فراهم می‌کند. اجزای داخلی درام شامل صفحات بافل (موج‌گیر)، جداکننده‌های سیکلونی، جداکننده‌های شِورون [5] یا خشک‌کن‌های صفحه و باکس‌های سوراخ‌دار می‌باشند. قطر درام باید طوری انتخاب شود که فاصله از رابط آب و بخار تا خشک‌کن‌ها کاملاً مناسب باشد. عدم رسیدگی به این امر منجر به کری‌اور خواهد شد.
4-هندسه داخلی درام
هیچ روش استاندارد واحدی برای چیدمان داخلی درام وجود ندارد. پیکربندی دیگ نیاز به تغییرات گسترده در آرایش داخلی درام بین سازندگان دیگ دارد. چیدمان نامناسب داخلی یکی از دلایل اصلی کری‌اور است. با بررسی این چیدمان‌ها، همیشه زمینه خوبی برای بهبود کیفیت بخار ایجاد می‌شود.
طراحی داخلی درام باید با هدف تحقق معیارهای زیر باشد:
- کاهش تلاطم ایجاد شده توسط رایزرها و ایجاد بافل‌ها
- ایجاد یک مسیر پر پیچ و خم برای بخار قبل از ورود به بخش خشک‌کن
- فراهم آوردن فضای کافی جهت خشک‌کن برای به دام انداختن قطرات آب و تخلیه بدون ایجاد امکان ورود مجدد قطرات به بخار
- به حداکثر رساندن فاصله بین رابط آب و بخار و خشک کن ها
- توزیع مواد شیمیایی در تمام طول درام
- بیرون کشیدن آب در تمام طول درام
- توزیع آب تغذیه بدون ایجاد تلاطم
بویلرهای کم فشار، به طور کلی، بویلرهای فایرتوب با لوله های خشک در ورودی لوله بخار ارائه می‌شوند. دیگهای فشار بالا باید با جداکننده‌های چند مرحله ای مانند سیکلون‌ها و جداکننده های شورون ارائه شوند. برخی از سازندگان دیگ از خشك كننده هایی با اندازه درام بالاتر استفاده می‌كنند.
5-وضعیت داخلی درام
حتی در صورت مهندسی صحیح و تامین مناسب توسط فروشنده دیگ‌بخار، ممکن است در عملیات نصب در محل، روند اشتباه پیش برود. حتی در بویلرهای در حال کار، قطعات داخلی درام در طول تعمیر و نگهداری دچار اختلال می‌شوند. قطعات داخلی درام به دلیل خوردگی در سرویس به دلیل شیمی ضعیف آب یا ذخیره سازی نامناسب دیگ در زمان‌های بیکاری معیوب می‌شوند. بازرسی منظم توسط سازنده یا مشاور متخصص دیگ بخار بسیار موثر است.
6- شیمی آب تغذیه
شیمی آب تغذیه باید با حداقل الزامات مشخصی که توسط سازندگان دیگ تعیین شده است، تطابق داشته باشد. آب تغذیه اگر حاوی روغن یا مواد آلی باشد، منجر به شکل‌گیری کف [6] شده که کری‌اور زیادی ایجاد می‌کند. اگر آب تغذیه دارای آهن حل شده باشد، که ممکن است ناشی از میعانات یا آب تولیدی باشد یا در داخل دیگ ایجاد شود، دوباره منجر به شکل‌گیری کف می‌شود.
اگر آب تغذیه حاوی ناخالصی‌های معلق باشد، کری‌اور آن نیز زیاد خواهد بود. اکسیژن محلول در آب تغذیه منجر به خوردگی اکونومایزر شده و این امر منجر به تولید اکسید آهن می‌شود که مجدداً منجر به افزایش آهن معلق در آب دیگ می‌شود.
7-شیمی آب دیگ
شیمی آب دیگ باید با حداقل الزامات مشخصی که توسط سازندگان دیگ تعیین شده است، تطابق داشته باشد. آب دیگ اگر حاوی TDS بالا باشد، کری‌اور ناشی انتقال مواد جامد بیشتر خواهد بود. از آنجایی که راندمان جداکننده ثابت است، تنها راه حل پایین آوردن TDS آب بویلر است. در آب دیگ، وجود NaOH آزاد باید از طریق کنترل فسفات از بین برود. قلیائیت بالا و وجود ناخالصی های معلق منجر به افزایش کری‌اور می‌گردد.
هنگامی که ناخالصی‌های معلق بیشتر باشد، روی سطح مشترک آب و بخار پوششی شکل می‌گیرد که مانع از عبور آسان حباب‌های بخار از آب دیگ می‌شود. حباب های بخار از این پوشش شکل گرفته توسط ناخالصی‌ها خارج شده و ناخالصی های معلق را به خشک‌کن بخار دیگ پرتاب می‌کنند. سیلیس موجود در آب دیگ بخار باید با دقت بیشتری کنترل شود. کری‌اور ناشی از سیلیس در فشارهای بالای 28 بار بیشتر است.
8-عملکرد سطح بالای درام
سطح عملکردی، سطوح هشدار و سطوح تریپ (خروج اضطراری اتوماتیک) مانند NWL [7] (سطح نرمال آب)، سطح آب کم، سطح آب بسیار کم و سطح آب بالا توسط دیگ‌ساز تعیین می‌شود. در شرایط محل نصب دیگ، سطوح باید به شکل واضح توسط افراد متخصص تعیین و مشخص گردد. پایین بودن سطح روی گردش آب و بالا بودن آن بر خلوص بخار تاثیرگذار است. کری‌اور بیشتر از بالا بودن سطح آب ناشی می‌شود. پایین آوردن تنظیمات NWL باید با اطمینان از اینکه لوله های سقف [8] در سطح آب هستند بررسی شود. در بسیاری از موارد، اپراتورهای بویلر صرفاً با تغییر تنظیمات NWL و با تنظیم عملکرد شیر کنترل، کری‌اور در دیگ را کاهش داده‌اند.
9–دوز شیمیایی نامناسب
تصفیه آب مناسب برای کنترل کری‌اور مهم است. دوز بیش از حد مواد شیمیایی، شیمی آب دیگ را بر هم می‌زند. از عوامل ضد کف برای کنترل کری‌اور استفاده می‌شود. استفاده از نرم‌کننده لجن [9] علاوه بر جلوگیری از رسوب، به جلوگیری از کری‌اور نیز کمک می‌کند.
10- تخلیه
تخلیه مداوم بهترین راه برای حفظ کیفیت آب دیگ بخار است. روش‌های صحیح تخلیه به کاهش پدیده کری‌اور کمک می‌کند.
11- حفاظت دیگ در شرایط خاموش (آفلاین)
نگهداری نادرست دیگ در شرایطی که خاموش است منجر به تولید اکسید آهن در آب دیگ می‌شود و این منجر به کری‌اور در هنگام راه‌اندازی مجدد دیگ می‌گردد.
[1] Carryover
[2] Water Hammer
[3] Priming
[4] Three-element drum level control
[5] Chevron separators
[6] Foaming
[7] Normal Water Line
[8] Roof Tubes
[9] Sludge Conditioners