معالجة مياه الغلايات: تأثير الكلس والصلابة والتصريف (Blowdown) على الكفاءة

الماء في المرجل البخاري ليس مجرد «مادة تتحول إلى بخار»؛ بل هو أحد أهم العوامل التي تحدد عمر المرجل وكفاءته. فالمعادن والغازات المذابة في الماء تتراكم داخل المرجل أو تؤدي إلى تآكل المعدن، مما يتسبب في مشاكل خطيرة بمرور الوقت. معالجة المياه هي مجموعة الإجراءات الرامية إلى منع هذه المشاكل قبل دخولها إلى المرجل.

المواد المسببة للمشاكل في مياه المرجل

• الصلابة (الكالسيوم والمغنيسيوم): تقل قابليتهما للذوبان مع ارتفاع درجة الحرارة، وترسبان على أسطح التسخين على شكل طبقة صلبة مكونةً الترسبات الكلسية.
• السيليكا: يمكن أن تشكل ترسبات صلبة يصعب إزالتها، خاصة عند الضغط العالي.
• المواد المذابة (TDS): تتركز في الغلاية مع تبخر الماء؛ وعندما تتجاوز مستوى معينًا، تتسبب في تكوين الرغوة ونقل الماء بالبخار.
• الغازات المذابة: يؤدي كل من الأكسجين وثاني أكسيد الكربون إلى التآكل. وقد تناولنا هذا الموضوع بالتفصيل في مقالتنا عن أجهزة نزع الهواء.

لماذا يعتبر الكلس باهظ الثمن إلى هذا الحد؟

الكلس مادة سيئة جدًا في توصيل الحرارة. وعندما يغطي أسطح التسخين، فإن ذلك يؤدي إلى نتيجتين:

1. هدر الوقود: يصبح انتقال الحرارة إلى الماء أكثر صعوبة، ويصبح من الضروري استخدام كمية أكبر من الوقود لتوليد نفس كمية البخار، وترتفع درجة حرارة غازات المداخن. ووفقًا للمصادر، يمكن لطبقة من الكلس لا يتجاوز سمكها بضعة ملليمترات أن تزيد استهلاك الوقود بشكل ملحوظ.
2. السخونة الزائدة وتلف الأنابيب: تمنع طبقة الكلس تبريد المعدن بواسطة الماء. ترتفع درجة حرارة المعدن؛ مما قد يؤدي إلى انتفاخ الأنابيب وتشوهها، وفي أسوأ الأحوال إلى تمزقها.

تكتسب جودة المياه أهمية أكبر في الغلايات ذات الأنابيب المائية بسبب رقة الأنابيب وارتفاع الحمل الحراري. ورغم أن التصميم من نوع المجمّعات يسهل عملية استبدال الأنابيب، فإن الهدف الأساسي هو الحفاظ على الأنابيب سليمة تمامًا.

مراحل معالجة المياه

1. الترشيح الأولي

يتم احتجاز المواد الصلبة العالقة والرمل والرواسب بواسطة المرشحات. وهذا يحمي المعدات اللاحقة.

2. التليين

تعمل أجهزة التليين التي تحتوي على راتنجات مبادلة أيونية على إزالة الصلابة عن طريق استبدال الكالسيوم والمغنيسيوم بالصوديوم. ويتم تجديد الراتنج بالماء المالح على فترات زمنية محددة. يعد نفاد مخزون الملح أو تعطل عملية التجديد من الأسباب الأكثر شيوعًا لتدفق المياه العسرة إلى الغلاية.

3. التناضح العكسي (عند الضرورة)

إذا كان محتوى المواد الذائبة والسيليكا في المياه الخام مرتفعًا، فإن نظام التناضح العكسي يزيل الجزء الأكبر من هذه المواد. وبالتالي، تقل الحاجة إلى التصريف (Blowdown).

4. إزالة الغازات

يقوم جهاز نزع الهواء بإزالة الأكسجين وثاني أكسيد الكربون من مياه التغذية.

5. المعالجة الكيميائية

يتم إضافة مواد كيميائية تعمل على ربط الأكسجين المتبقي، والحفاظ على قيمة الأس (pH) لمياه المرجل ضمن النطاق المناسب، ومنع التصاق الصلابة المتبقية بالأسطح. يجب أن يتم اختيار المواد الكيميائية وفقًا لنوع المرجل، والضغط، وتحليل المياه.

ما هي القيم التي يجب متابعتها؟

يتم تحديد القيم الحدية لمياه التغذية ومياه المرجل وفقًا لنوع المرجل وضغط التشغيل في المعايير ذات الصلة (TS EN 12953-10 للمراجل ذات أنابيب اللهب والدخان، وTS EN 12952-12 للمراجل ذات الأنابيب المائية) وفي تعليمات الشركة المصنعة للمرجل. فيما يلي القياسات البارزة التي يجب رصدها يوميًا:

التصريف (Blowdown): لا أقل ولا أكثر

مع تبخر الماء، تبقى المواد المذابة فيه داخل الغلاية ويزداد تركيزها. التصريف (Blowdown) هي عملية تتمثل في التخلص من جزء من هذا الماء المركز من الغلاية لإدخال ماء تغذية أنظف بدلاً منه.

• عملية التصريف السطحي (المستمر): تُجرى بشكل مستمر أو تلقائي من المنطقة القريبة من سطح الماء، للتحكم في نسبة المواد المذابة.
• عملية التصريف القاعي: تُجرى لفترات قصيرة وعلى فترات زمنية محددة لإزالة الطين والرواسب المتراكمة في الجزء السفلي من الغلاية.

يؤدي عدم كفاية عملية التصريف (Blowdown) إلى تكوين الرغوة، ونقل الماء بالبخار، وتكوّن الرواسب. أما الإفراط في عملية التصريف (Blowdown) فيؤدي إلى إهدار الماء المسخن والمعالج والمواد الكيميائية؛ مما يمثل خسارة مباشرة في الوقود والماء. تعمل أنظمة التصريف (Blowdown) الأوتوماتيكية المعتمدة على الموصلية على تحقيق هذا التوازن من خلال ضبط التصريف (Blowdown) وفقًا للحاجة. أما حرارة ماء التصريف (Blowdown) فيمكن استردادها باستخدام خزان الفلاش والمبادلات الحرارية.

قائمة المراجعة اليومية

• اختبار الصلابة عند مخرج جهاز تليين المياه
• مراقبة مستوى خزان الملح وعملية التجديد
• قياس الموصلية ودرجة الحموضة (pH) لمياه الغلاية
• مستوى مضخة الجرعات الكيميائية ومستوى الخزان
• تنفيذ التصريف القاعي وفقًا للتعليمات
• التحكم في ضغط ودرجة حرارة جهاز نزع الهواء

يعد إجراء هذه الفحوصات بانتظام من أهم مهام مشغل المرجل المؤهل. وقد قمنا في هذا المقال بحساب المكاسب التي يحققها المشغل للمؤسسة.

دعونا نقيّم غرفة المرجل الخاصة بكم معًا

نحن في Çiftel Kazan ننتج منذ عام 1986 في منشأتنا الكائنة في Kemalpaşa، İzmir غلايات البخار والزيت الحراري والماء الساخن. يرجى التواصل معنا أو الاتصال بنا على أرقام +90 232 479 11 21 / +90 544 479 11 21 لتقييم الوضع الحالي لغرفة الغلايات لديكم معًا، ومناقشة ما يمكن القيام به من حيث الكفاءة والتكلفة.