گزارش کاراموزی تاسیسات موتورخانه و پمپ های ابرسانی



دانشگاه آزاد اسلامی واحد ابهر

موضوع:
پروژه کارآموزی در مورد تاسیسات موتور خانه و پمپهای آبرسانی

تاسیسات چیست ؟
تاسیسات، در سیستم حرارت مرکزی که با عنوان شوفاژ مطرح می شود .در محلی به نام موتورخانه دستگاههایی از قبیل دیگ – مشعل- پمپ-و… نصب شده و حرارت به سیال واسطه که میتواند اب باشد منتقل گردیده سپس پمپ موجود در موتورخانه ابگرم را توسط لوله کشی به داخل اتاقها هدایت نموده و وارد رادیاتورهای مستقر در اتاق می کند.این رادیاتورها گرما را به اتاق منتقل کرده و در نتیجه دمای اب کاهش می یابد .و آب توسط لوله برگشت به طرف موتورخانه رفته و برای جذب مجدد گرما به داخل دیگ هدایت می شود و بار دیگر این سیکل و چرخه تکرار می شود .
اصولا در سیستم حرارت مرکزی که از آبگرم استفاده می شود .دمای خروجی اب از دیگ 180 درجه فارنهایت و دمای ورودی اب به داخل دیگ که گرمای لازم را به اتاق منتقل کرده است . برابر 160 درجه فارنهایت در نظر گرفته می شود .به عبارت دیگر اختلاف دمای ابگرم خروجی از دیگ و آب برگست داده شده از ساختمان برابر 20 درجه فارنهایت است .
نحوه گرم شدن اتاق توسط رادیاتور به صورت جابجایی آزاد یا طبیعی میباشد .هوای بالای رادیاتور معمولا به دلیل گرم شدن سبک شده و به طرف بالا حرکت میکند .و هوای سرد طرف مقابل اتاق جایگزین آن می شود .به همین ترتیب یک چرخش طبیعی در جریان هوای اتاق بوجود آمده و دمای تمامی نقاط اتاق بالا رفته و اتاق گرم می شود .
رادیاتور شوفاژ فاقد هرگونه موتور یا وسیله برقی است .پس نمیتوان توسط رایاتور شوفاژ دمای اتاق را کنترل کرد .میزان رطوبت نسبی اتاق نیز قابل کنترل نمی باشد .اصولا وقتی هوای اتاق گرم می شود .میزان درصد رطوبت نسبی کاهش می یابد .به عبارت دیگر رادیاتور شوفاژ میزان رطوبت نسبی اتاق را کاهش می دهد .و بایستی توسط افزودن بخار به هوای اتاق میزان رطوبت مورد نیاز انسان را تامین نمود .
به طور کلی در زمستان فضاهایی که کنترل دما و در صد رطوبت نسبی در آنها اهمیت زیادی ندارد می توان از رادیاتور شوفاژ استفاده نمود .( هرچند دمای اتاق در سیستم رادیاتوری به راحتی و به کمک کنترل کننده های الکتریکی و مکانیکی قابل کنترل است ).
بهترین محل نصب رادیاتور در زیر پنجره یا کنار دیوارهای خارجی است .علت این است که توسط رادیاتور شوفاژ در فصل زمستان دائما گرما به اتاق افزوده می شود .ولی دمای اتاق بالا نمی رود و این دما ثابت می ماند .چون بخش بیشتری از گرمای تولید شده تلف می شود .
تلفات حرارتی از دو طریق انجام میگیرد . یکی تلفات حرارتی ناشی از جداره ها از قبیل سقف- کف و دیوار و پنجره و… دیگری تلفات حرارتی ناشی از نفوذ هوای سرد از درزهای پنجره می باشد . به عبارت دیگر چه بخواهیم و نخواهیم این تلفات حرارتی صورت می گیرد . ما فقط میتوانیم میزان آن را کاهش دهیم ولی نمیتوانیم آن را به طور کامل حذف نماییم . پس بهتر است رادیاتور را در زیر پنجره نصب کنیم تا مقداری از حرارت رادیاتور صرف تلفات پنجره وجدارها شود .و بخشی که باقی می ماند اتاق را گرم کرده و دمای ان را در حدی مناسب نگه دارد .و بتوانیم در نزدیکی پنجره از اتاق استفاده نماییم . اگر رایاتور در خلاف ضلع پنجره نصب شود . به دلیل سردی محیط اطراف پنجره استفاده از آن محیط خالی از اشکال نمی باشد .
پیشنهاد دیگری که در اینجا مطرح است این می باشد . که در حد امکان پنجره ها دارای شیشه دوبل یا دولایه باشند . استفاده از شیشه دوجداره علاوه بر اینکه سبب عایق صدا خواهد بود . همچنین میزان ضریب انتقال حرارت شیشه را به حد نصف می رساند .در نتیجه تلفات حرارتی کاهش می یابد . و سبب صرفه جویی در مقدار پره های رادیاتور می شود .و در فصل زمستان از خیس شدن شیشه در سطح داخل اتاق جلوگیری میکند . چون سطح شیشه در فصل زمستان یک لایه سرد است . در اثر تماس بخلر آب در داخل اتاق با آن در روی شیشه آب جاری می شود . ولی وقتیکه شیشه دوجدار باشد . سطح داخلی آن گرم شده و میعان در سطح شیشه اتاق نخواهد افتاد .
رادیاتورهای شوفاژ از نظر جنس به سه دسته تقسیم می شوند . چدنی -فولادی و الومینیومی خط تولید رادیاتورهای چدنی به دلیل پایین بودن راندمان حرارتی و بالا بودن وزن آنها برچیده شده و تقریبا منسوخ شده می باشد .
رادیاتور آلومینیومی سبک تر زیباتر و ضریب هدایت حرارتی بالاتری نسبت به فولادی دارد .ولی از لحاظ قیمت گرانتر می باشد .معمولا در فضاهایی که رطوبت زیاد دارد . مانند حمامها بایستی حتما از رادیاتور آلومینیومی استفاده کرد .
پره رادیاتورهای فولادی به صورت یک بلوک غیر قابل تفکیک تولید می شوند . یعنی در خارج از کارخانه نمیتوان به آنها پره اضافه کرد و یا کم نمود .ولی در مورد رادیاتورهای آلومینیومی این قابلیت وجود دارد .
مبنای فروش رادیاتورهای آلومینیومی در بازار پره می باشد . یعنی قیمت به ازای هر پره سنجیده می شود .

تاریخچه و انواع دیگ های بخار :
همزمان با ورود بشر دوران صنعتی که با استفاده گسترده تر انسان از نیروی ماشین در اوایل قرن هجدهم میلادی آغاز شد.
تلاشهای افرادی نظیر وات ،مارکیز …، از انگلستان در ارتباط با گسترش بهره برداری از نیروی بخار و طراحی و ساخت دیگ های بخار شروع شد.
دیگ های بخار اولیه از ظروف سر بسته و از ورق های آهن که بر روی هم بر گرداننده و پرچ شده بودند و شامل اشکال مختلف کروی و یا مکعب بودند ساخته شدند.
این ظروف بر روی دیوارهای آجر بر روی آتش قرار داده شده و در حقیقت برون سوز محسوب می شدند.
این دیگ ها در مراحل آغاز بهره برداری تا فشار حدود 1bar تامین می نمودند که پاسخگوی نیازهای آن دوره بود ولی به علت تشکیل رسوب و لجن در کف دیگ که تنها قسمت تبادل حرارت آب با شعله بود، و با بروز این مشکل، دمای فلز به آرامی بلا رفته و موجب تغییر شکل و دفرمه شدن فلز کف و در نتیجه ایجاد خطر انفجار می شد.
همزمان با نیاز به فشار های بالاتر بخار توسط صنایع، روند ساخت دیگ های بخار نیز تحولات بیشتری را تجربه نمود.
بدین جهت برای دستیابی به بازده حرارتی بشتر، نیاز به تبادل حرارتی بیشتری احساس می شد، در نتیجه سطوح در معرض حرارت با در نظر گرفتن تعداد زیادی لوله باریک که در آن ها گازهای گرم، جریان داشتند و اطراف آنها آب وجود دارد، افزایش یافتند. این دیگ ها با داشتن حجم کمتر راندمان مناسبی داشتند.
دیگ های بخار لوله دودی امروزی با دو یا سه پاس در حقیقت انواع تکامل یافته دیگ های فربور می باشد.
تحول عمده دیگر در ساخت این نوع دیگ ه، تکامل از دیگ های فایرتیوپ سه پاس (عقب خشک) به ساخت دیگ های ویت یک (عقب تر) می باشد.
در دیگ های عقب خشک انتهای لوله های پاس 2 و 3 هر دو به یک سطح شبکه متصل می شوند، که به علت اختلاف دمای فاحش گازهای حاصل احتراق در پاس 2 ( 1000 درجه سانتیگراد ) و پاس 3 ( حداکثر 250 سانتیگراد ) سطح این شبکیه دچار تنش و در نهایت نشتی می شود. همچنین دیگ های عقب خشک نیاز به عایق کاری و انجام تعمیرات بر روی مواد نسوز طاقچه جدا کننده پاس 2 و 3 نیز در فواصل زمانی کوتاه دارند، که موجب افزایش هزینه نگهداری و ایجاد وقفه در تولید می شوند.

جهت حل مشکلات فوق شرکت ینکلن در سال 1935 طرح جدید ساخت دیگ های بخار 3 پاسه را به ثبت رساند، که مشکل اختلاف دمای زیاد صفحه و لوله ها را که تحت اختلاف شدید دمای زیاد قرار داشتند را از طریق ایجاد دو صفحه شبکیه جداگانه برای هر دو دسته از لوله ها بر طرف ساختند. این طرح سطوح عایق کاری شده در دیگ های عقب خشک را نیز تبدیل به سطوح مفید و جاذب حرارت نمود.
مزایای طرح لینکلن که منجر به ساخت دیگ های بخار عقب تر (WET_back) گردید، موجب شده این ساختار جدید تا امروز همه جا رواج پیدا نماید.
ظرفیت این دیگ ها حداکثر تا 4.3mw می باشد.

جهت دستیابی به ظرفیت های بالاتر، نوع دیگری از دیگ های بخار با ساختاری متفاوت بنام دیگ های لوله آبی (واتر تیوپ) ساخته شده و تکامل یافته اند. امروزه تعداد زیادی از دیگ های بخار لوله آبی با مشخصاتی نظیر فشر نامحدود و ظرفیت ها ی بال، با راندمان 90-85 درصد جهت تولید نیرو در کارخانجات بزرگ و نیروگاه ها و … نصب و مشغول به کارند.

شرح کلی دیگ بخار:
نوعی از دیگ های بخارPackaged boiler و لوله آتشین Fire Tube هستند. دیگ بخار شامل سه مرحله عبور گاز (گاز گرم حاصل از اشتعال سوخت) است.
مرحله نخست از قسمت جلو کوره تا انتهای آن است (شماره 1) و طوری ساخته شده که در مقابل گرمای حاصله از احتراق و سوخت و جذب حرارت از بدنه کوره و انقباض حاصله از آن مقاومت می کند و حالت ارتجائی دارد. مرحله دوم و سوم عبور گاز شامل عبور گاز حاصل از اشتعال سوخت در دو سری لوله (شماره 2 و 3) می باشد.
اطاقک احتراق نصب شده در انتهای کوره (شماره 4) حرارت حاصله از احتراق سوخت را بصورت تشعشعی به سطح آب داخل دیگ منتقل می سازد.
لانه سیمانی نسوزی در دریچه عقبی دیگ به کار رفته است. این دریچه به اندازه کافی بزرگ و مخصوص دخول افراد به منظور بازرسی مجرای خروجی گاز یا دود (دودکش اصلی دیگ) را بر حسب شرایط محل نصب می توان در بالا و یا در پشت دیگ نصب نمود (شماره 5).
بدنه دیگ بخار با یک لایه عایق پشم شیشه مرغوب به ضخامت ٥٠ میلی متر پوشیده شده و روی آن بوسیله ورق نرم و نازک فولادی روکش کاری شده است.
اتصالات بدنه و کوره دیگ بوسیله جوشکاری انجام شده و تمامی جوش ها بوسیله اشعه x تست شده و تنش های داخلی آن آزاد گردیده است.
سوخت مایع و گاز سوخت مناسب این دیگ ها هستند و می توان از مشعل های گازسوز یا مایع سوز و یا از مشعل های مخلط دو سوخته گاز و مایع استفاده نمود.
هوارسانی دیگ:
هوارسانی دیگ بوسیله یک فن الکتریکی تامین می شود. هوای ورودی دیگ بوسیله دمپر کنترل می گردد. هوای اولیه بوسیله فن تهیه و از طریق محفظه هوا فن اولیه سوار شده روی شافت برسد. و این فن حدود 7% هوای لازم جهت احتراق سوخت را تامین می نماید. هوای ثانویه مستقیماً از طریق محفظه باد تغذیه می شود. تنظیم دمپر و هوای اولیه و مقدار سوخت لازم بوسیله دمپر موتور و بادامک های مربوطه با اهرمهای موجود انجام می شود.
ساختمان بدنه دیگ:
١- بدنه خارجی (شماره 1): بدنه خارجی دیگ ورقی است شکل استوانه که ضخامت نگهدارنده لوله های عقب و جلو در دو سر آن نصب شده است.
٢- کوره و اطاقک احتراق (شماره 1 و 4): کوره شکل استوانه با اتصالات جوشی طولی و عرضی ساخته شده است که حاوی انحنای مقعری شکل ارتجاعی جهت انبساط کوره می باشد. اطاقک احتراق میانی شامل ورق استوانه ای شکلی است که ازدو طرف بوسیله دو صفحه محصور شده است. کوره مابین دو صفحه نگهدارنده لوله های عقب و جلو قرار گرفته و اولین گذرگاه شعله و گاز را تشکیل می دهد. صفحه عقبی اطاقک احتراق و صفحه نگهدارنده لوله ها با میلگردهای مقاوم بوسیله جوشکاری به هم متصل شده است.

٣- لوله ها: دو سری لوله مقاوم جهت عبور گاز مرحله دوم و سوم نصب شده که در دیگ هایی که فشار کاری آنها تا 79/13 بار (200 پوند بر انیچ مربع) هستند اکسپند شده و برای فشارهای کاری بیشتر علاوه بر اکسپند کاری جوشکاری نیز شده است.
٤- تمیز کاری و کنترل دیگ: دریچه آدم رو در بالای دیگ، دریچه مخصوص تخلیه رسوبات در پشت دی، و دریچه ویژه بازدید اطاقک احتراق هر یک جهت تمیز کاری یا بازرسی و یا هر دو در قسمتهای مختلف دیگ تعبیه شده است. در جلو دیگ دو عدد درب آویزان بزرگ قرار گرفته که با باز کردن آنها می توان ضمن بازدید از لوله های ویژه عبور گاز، آنها را تمیز نمود. با باز نمودن درب های عقبی تعبیه شده در روی محفظه دود عقبی دیگ می توان صفحه نگهدارنده لوله های عقب دیگ را بازرسی کرد.
٥- نصب دستگاه های خارجی دیگ بخار: نصب قطعات اصلی و کمکی و وسائل کنترل کننده با لوله های مقاوم بوسیله جوشکاری روی بدنه انجام شده است .
وسائل و اتصالات دیگ: آب مورد نیاز دیگ بخار بوسیله پمپ تغذیه تامین می شود. آب ورودی دیگ بخار از طریق شیر تغذیه عبور می کند. موقعیکه سطح آب به حد نرمال یعنی نزدیک به وسط آب نمای شیشه ای رسید، پمپ تغذیه بوسیله کنترل کننده دو حالته متوقف می شود. و بالعکس وقتیکه سطح آب از حد نرمال پائین تر رفت، کلید کنترل استارت پمپ را جهت جبران کمبود آب و رساندن آن به حد نرمال روشن می کند.
وسائل و اتصالات دیگ: آب مورد نیاز دیگ بخار بوسیله پمپ تغذیه تامین می شود. آب ورودی دیگ بخار از طریق شیر تغذیه عبور می کند. موقعیکه سطح آب به حد نرمال یعنی نزدیک به وسط آب نمای شیشه ای رسید، پمپ تغذیه بوسیله کنترل کننده دو حالته متوقف می شود. و بالعکس وقتیکه سطح آب از حد نرمال پائین تر رفت، کلید کنترل استارت پمپ را جهت جبران کمبود آب و رساندن آن به حد نرمال روشن می کند.
فشار بخار داخل دیگ بوسیله مانومتر (سی تیرپ) نشان داده می شود. وقتیکه فشار به حد کاری رسید می توان با باز کردن شیر اصلی بخار (شماره 6) بخار را جهت مصرف در کارخانه یا استفاده در سیستم های گرمایش روانه ساخت.
فشار بخار دیگ را، کنترل کننده مدوله فشار اندازه گیری می کند. ازدیاد فشار باعث تحریک پتانسیومتر شده و دریچه بطور خودکار از طریق مدلیشن موتور سوخت و هوای مشعل را کم می کند. و آن را از حالت زیاد به حالت کم تبدیل می نماید و در صورت کمبود مصرف بخار مشعل را خاموش می سازد. چنانچه مقدار بخار کمتری مورد نیاز باشد مشعل خاموش می شود. وقتی فشار بخار به حداقل خود رسید، کنترل کننده پتانسیومتری فشار، مجددا مشعل را روشن می نماید.
چنانچه به علتی کنترل کننده پتانسیومتری فشار عمل نکند یا خراب شده باشد، فشار در داخل دیگ بالا رفته تا به حد طراحی برسد .در این موقع شیر اطمینان دیگ عمل کرده و بخار اضافی دیگ را تخلیه نموده و فشار بخار را به حد مجاز می رساند و با این عمل از خطرات فشار اضافی درون دیگ جلوگیری می شود.
لرزش ها فشار درون دیگ از شیر بخار و دستگاههای کنترل کننده فشار به عقربه مانومتر منتقل می شود.
چنانچه به علتی آب تغذیه به دیگ نرسد و سطح آب دیگ از حد معمول پائین تر باشد. تخلیه دو حالته ضمن خاموش کردن مشعل، زنگ مشعل و چراغ اعلام خطر سطح آب کم است را روشن می کند. و فقط در صورت رسیدن آب به حد نرمال چراغ سطح آب کم است خاموش می شود و مشعل بطور اتوماتیک شروع به کار می نماید.
در صورت ادامه نزول سطح آب و رسیدن آن به زیر سطح نرمال زنگ و چراغ سطح آب خیلی کم است شروع به کار کرده و مشعل را خاموش می سازد. تا زمانیکه آب به سطح نرمال برسد مشعل شروع به کار نخواهد کرد. فقط با استفاده از کلید دستی می توان مشعل را مجددا روشن کرد.
با باز کردن شیر تخلیه آب می توان با خارج کردن آب دیگ مقداری از غلظت نمک های موجود کاست.
شیر هواگیری جهت تخلیه هوای دیگ زمان پر کردن با آب و نیز جهت تخلیه خلع موجود در موقع خاموش نمودن دیگ به کار می رود. وقتی دیگ در حال کاری است، این شیر باید بسته باشد.
جهت تامین آب مورد نیاز جهت آزمایش کیفیت آب دیگ از شیر کنترل املاح آب یا شیر نمونه برداری استفاده می شود.
صافی ورودی آب برروی لوله مکنده پمپ تغذیه نصب می گردد.
در دیگ هایی که در زمان های مشخصی کار می کنند می توان با نصب کلید نگهدارنده شعله، مشعل را تا رسیدن به فشار لازم در روی شعله کم نگهداری نمود.
در صورت افت سریع فشار دیگ می توان یک عدد شیر ضد مکش در لوله پمپ تغذیه نصب کرده یا این عمل از پر شدن بیش از حد دیگ در اثر اختلاف سطح مخزن تغذیه (که در ارتفاع بالاتری قرار دارد) جلوگیری نمود.
تله بخار:
هدف از تله بخار در سیستم های بخار، بیرون کردن آبی است که در داخل وسایل مصرف کننده حرارت یا خطوط لوله تقطیر می شود. تله بخار اجازه نمی دهد از آن بخار عبور کند، اما آب عبور می کند. محل نصب تله بخارها بعد از هر مرحله تبادل حرارت، مانند بعد از مبدل، کنوکتور و نیز در پائین اغلب رایزرها و انتهای لوله اصلی بخار می باشد.
در مورد کار با تله های بخار، یک نکته بسیار مهم وجود دارد و آن این است که اولین گام برای اجتناب از مشکلات ایجاد شده توسط این تجهیزات، انتخاب مناسب و نصب صحیح آنها می باشد. اگر با این تجهیزات به ظاهر ساده ولی در عین حال بسیار مهم مشکلی دارید، می توانید از ین راهنمای جمع آوری شده و ارائه شده توسط بخارپویان برای تشخیص و رفع عیب آن ها استفاده نمایید:
وظیفه تله بخار، زدایش کندانسه، هوا و دی اکسید کربن از سیستم لوله کشی به محض تجمع این گازها و با حداقل اتلاف بخار است. زمانی که بخار، گرمای نهان ارزشمند خود را آزاد می کند و چگالیده می شود، این کندانسه داغ باید بلافاصله از سیستم جدا شود، تا از بروز پدیده ضربه قوچ جلوگیری گردد. وجود هوا در سیستم بخار، بخشی از حجم سیستم را که قاعدتاً باید توسط بخار اشغال شود، به خود اختصاص می دهد. دمای مخلوط هوا و بخار، به دمایی کمتر از دمای بخار خالص افت می کند. هوا یک عایق است، که به سطح لوله و تجهیزات چسبیده و باعث کند و غیر یکنواخت شدن فرآیند انتقال حرارت می گردد. در صورتی که دی اکسید کربن حضور داشته باشد، بخار موجود در سیستم، دی اکسید کربن را به دیواره های سطح انتقال حرارت رانده و بدین ترتیب، انتقال حرارت کاهش می یابد.
دی اکسید کربن همچنین می تواند در کندانسه به صورت محلول در آمده و تولید اسید کربنیک نماید. که باعث خوردگی در لوله ها و تجهیزات می گردد. در این مقاله، انواع اصلی تله های بخار، روش کار آن ها، مزایا و محدودیت ها و همچنین الزامات نصب این تجهیزات را مورد بازنگری قرار داده و توصیه هایی برای رفع مشکلات احتمالی که ممکن است هنگام عملکرد تله های بخار به وجود بیایند، ارائه می دهد.
انواع تله بخارها:
تله های شناور
۲- تله نوع سطل باز
۳- تله های سطل وارانه
۴- تله ترمودینامیکی
۵- تله ترموستاتیک انبساط فلزی
۶- تله ترموستاتیکی فشار متعادل
۷- تله دو فلزی (بی متال)
مشکلات معمول در تله های بخار:
نشتی بخار:
نشیمن شیر، در تله بخار می تواند در معرض خوردگی یا فرسایش قرار گیرد. زمانی که این نشیمن صدمه ببیند، شیر مربوطه نخواهد توانست به خوبی در جای خود قرار گیرد و در نتیجه، بخار فعال از تله نشت خواهد کرد. اگر تله بخار دارای اندازه ای بیش از حد لازم باشد، این نشتی می تواند مقدار قابل توجهی از بخار را هدر دهد. حتی تله های بی متال که برای حالت کاملاً باز با حداقل فوق سرد شدن کالبیره می شوند، ممکن است در صورتی که مقدار بار کاهش یابد، مقداری بخار را عبور دهند. یک تله ترمودینامیکی که به خوبی کار می کند نیز اگر فشار کندانسه بسیار پائین باشد، ممکن است نتواند کاملاً بسته شود.
تعیین اندازه نامناسب:
تله ای که اندازه آن کوچکتر از اندازه لازم باشد، باعث می شود که کندانسه در بازدهی انتقال حرارت تاثیر منفی بگذارد. زیرا کندانسه یک فیلم نازک روی سطح انتقال حرارت ایجاد می نماید. تله ها معمولاً با استفاده از یک ضرب ایمنی برای محاسبه ظرفیت تله، چند مرتبه بزرگ تر از اندازه لازم انتخاب می شوند. تله ای که ظرفیتی بسیار بالاتر از حد نیاز داشته باشد، باعث هدر رفتن هزینه ها شده، کارکرد آن کند بوده و تولید فشار معکوس بالایی می نماید که ممکن است عمر تله را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.
آلودگی:
کندانسه بخار، اغلب دارای ذرات رسوب و محصولات خوردگی است که می تواند باعث فرسایش شیرهای تله شود. اگر این ذرات به اندازه کافی بزرگ باشند، ممکن است حتی باعث مسدود شدن شیر تخلیه و یا گیر کردن آن، در حالت باز گردند. برای اجتناب از این مشکل، باید در بالا دست هر تله اقدام به نصب یک صافی نمود. این صافی باید هنگامی که سیستم برای اولین بار راه اندازی می شود و هنگامی که هرگونه تعمیر و تعویض در لوله کشی سیستم صورت می گیرد، تمیز شود.
ایجاد صدا:
به استثنای تله های ترمودینامیکی، اغلب تله ها نسبتاً بی صدا عمل می کنند. در برخی موارد، تله ها ممکن است صدایی جزئی تولید کنند که ناشی از تخلیه کندانسه به داخل بخار در پایین دست شیر تله می باشد. ایجاد صدا در سیستم بخار معمولاً توسط حرکت کندانسه در خطوط برگشت عمودی، ضربه قوچ و یا تله های معیوب که بخار فعال در آن ها به کندانسه خط برگشت نشت می کند، صورت می گیرد.
هواگرفتگی:
زمانی که تله توسط یک لوله افقی بلند با قطر کم به تاسیسات متصل می شود، کندانسه در فضای بخار باقی مانده و نمی تواند به سمت تله جریان باید برای اجتناب از این پدیده، لوله ای که به تله متصل می شود باید دارای قطر بیشتر و طول کوتاه تری باشد تا نرخ جریان بالاتری را ایجاد نماید. یک روش دیگر برای اجتناب، از این پدیده، تعبیه یک شیر تخلیه در نقطه ای در بالای سیستم می باشد.
انسداد توسط بخار:
زمانی که تله توسط یک لوله افقی بلند با قطر کم به تاسیسات متصل می شود، ممکن است شرایطی به وجود آید که بخار، مانع از رسیدن کندانسه به تله شود. کندانسه تا زمانی که نتواند بخار را جابجا نماید، قادر به رسیدن به تله نخواهد بود. برای اجتناب از این پدیده بایستی تله را تا حد امکان نزدیک به سیستم نصب کرده و یا مسیر مربوطه تخلیه شود. اگر تله درست زیر سیستم یا مسیر نصب شده باشد، یک لوله تبادل باید بین این دو بخش در نظر گرفته شود تا به عنوان مسیر تخلیه عمل کرده و از انسداد مسیر توسط بخار جلوگیری نماید. همچنین می توان تله ها را با یک شیر آزاد کننده انسداد بخار نصب نمود.
ضربه قوچ:
کندانسه که در بخش تحتانی خط بخار قرار دارد می تواند باعث بروز پدیده ضربه قوچ شود. زمانی که بخار با سرعت بسیار بالا حرکت می کند هنگام حرکت از روی لایه ی کندانسه باعث ایجاد موج بر روی آن می گردد. اگر این حالت افزایش یابد بخار پرسرعت می تواند کندانسه را به حرکت درآورده و هنگام تغییر راستا، یک ضربه خطرناک ایجاد کند. این پدیده را ضربه قوچ می نامند. زمانی که کندانسه پر سرعت به مانعی برخورد می کند انرژی جنبشی آن به انرژی فشاری تبدیل شده و این افزایش فشار ناگهانی می تواند باعث تخریب مکانیسم عملکردی در تله های شناور و تله های ترموستاتیک فشار متعادل گردد. برای اجتناب از این پدیده باید از تله های قدرتمند مانند تله های ترمودینامیکی یا تله های سطل وارونه استفاده نموده و یا راستای لوله کشی را عوض نمود.
انجماد:
اگر سیستم بخار در حالی که مقدار قابل توجهی کندانسه در تله باقی مانده است متوقف شود و دمای محیط به کمتر از دمای انجماد آب برسد، انجماد در داخل تله رخ خواهد داد. تله های شناور و تله های ترموستاتیک فشارمتعادل، در اثر انجماد به شدت صدمه می بیند. اگر احتمال بروز انجماد وجود دارد باید از تله های ترمودینامیکی یا تله های بی متال که انجماد بر روی آنها بی تاثیر است استفاده نمود. یک راه دیگر برای اجتناب از این پدیده باز کردن شیرهای تخلیه بعد از متوقف کردن سیستم می باشد.
فقدان شرایط راه اندازی:
این مشکل در تله های سطل وارونه مشاهده می شود. این نوع تله ها زمانی شروع به کار می کنند که مقدار آب در داخل آن وجود داشته باشد. اگر یک افت فشار ناگهانی در سیستم رخ دهد و یا اینکه بخار فوق داغ وارد تله شود، عامل راه اندازی از بین رفته و تله مزبور قادر به عمل نخواهد بود. برای اجتناب از بروز این مشکل می توان از یک شیر یک طرفه در خط ورودی تله استفاده نمود.
راهنماییهایی برای رفع اشکال:
اولین قدم در رفع اشکال سیستم، بررسی این نکته است که آیا تله بخار به درستی نصب شده است یا خیر. رویه های مربوط به نصب را برای انواع مختلف تله ها ارائه می دهد. جدول زیر راهنماییهایی در مورد رفع اشکال سه مشکل معمول در تله ها ارائه می دهد. این مشکلات عبارتند از:
تله های موجود در سیستم، کار تخلیه را انجام نداده و یا مقدار تخلیه آن بسیار پائین است. تله های دارای نشتی بخار فعال می باشد و تله در ظرفیتی کامل به طور پیوسته در حال تخلیه است.
نوع تله
علت احتمالی
راه حل
تمام تله ها
مجموعه نشیمن شیر فرسوده شده است.
بخش نشیمنگاه شیر را تعویض کنید.

اوریفیس با رسوبات آب مسدود شده است.
اوریفیس را تمیز نمایید.

ظرفیت تله کافی نیست.
بار کندانسه و اختلاف فشار در ورودی تله را محاسبه کرده و یک تله مناسب انتخاب کنید.
شناور
بخش تخلیه هوا به خوبی کار نمی کند.
بخش تخلیه هوا را تعویض کنید.

بدنه تله با آلودگی انباشته شده و مانع از حرکت شناور و کارکرددرست آن می شود.
درپوش تخلیه را باز کرده و مسیر را با دمش بخار و یا باز کردن و تمیز کردن تله تمییز نمایید.

عنصر ترموستاتیک تله بسته نمی شود.
عنصر ترموستاتیک را تعویض نمایید.
سطل وارونه
بدنه تله با آلودگی انباشته شده و مانع از حرکت استوانه و کارکرد درست آن می شود.
درپوش تخلیه را باز کرده و مسیر را با دمش بخار و یا باز کردن و تمیز کردن تله تمییز نمایید.

استوانه سوراخ شده است.
استوانه را تعویض کنید.

تله دارای شرایط راه اندازی اولیه نیست.
شیر ورودی را برای مدت چنددقیقه ببندید سپس به آهستگی آن را باز کنید اگر شرایط آغاز به کار فراهم گردید تله باید به درستی کار کند. در غیر اینصورت یک شیر یک طرفه در مسیر رودی نصب کنید.
ترمودینامیک
دیسک و نشیمنگاه آن فرسوده شده است.
تله را عوض کرده و یا دیسک نشیمن را تعویض کنید.

بین سطح نشیمن و دیسک آلودگی جمع شده است.
بخش های مربوط را تمیز نمایید.

درپوش تله شل است و بخار از محل اتصال نشت می کند.
درپوش را محکم کنید.
ترموستاتیک
عایق بندی دچار مشکل شده است (دمای کندانسه بیش از حد پایین می آید و هر قدر کندانسه سردتر باشد دریچه شیر بیشتر باز می شود(
مسیر را عایق بندی کنید.

فشار لوله اصلی پایین است (با پایین آمدن فشار بخار تله بسته نمی شود زیرا بخار کم دما با تله در تماس است(
فشار لوله اصلی را کنترل کنید و یا تله را برای تغییرات دما تنظیم نمایید.

عنصر به کار رفته در تله ی فشار متعادل به دلیل وجود ضربه ی قوچ یا بخار فوق داغ صدمه دیده است.
این بخش را تعویض نمایید.

تله بیش از حد کوچک است.
تله های اضافی به صورت موازی نصب نمایید.

تله های فشار بالا در کاربردهای کم فشار نصب شده اند.
از مکانیسم مناسب استفاده نمایید.

بویلر مقدار زیادی آب وارد خط بخار می نماید.
شرایط تغذیه آب را تصحیح نمایید.

تشکیل رسوب در دیگ بخار:
عنوان رسوب به لایه ای چسبنده و پیوسته از مواد خارجی تشکیل شده روی سطحی که آب جریان دارد و انتقال حرارت صورت می گیرد اطلاق می شود. با افزایش مواد شیمیایی از ایجاد رسوب جلوگیری می گردد و ذرات در آب گردشی می توانند به صورت پراکنده درآیند و سپس به وسیله زیر آب خارج شوند.
اگر چه ذرات می توانند به عنوان لجن در قسمتهای آرام دیگ های بخار متراکم گردند. اما باید این ذرات به صورت معلق درآیند، تا از آب خارج گردند. ته نشست به مواد جمع شده فاقد استحکام که که اغلب در قسمتهای کم تلاطم دیگ های بخار و سیستم های خنک کننده یا تجهیزات تصفیه آب یافت می شوند اطلاق می شود.
رسوبات به دلیل آثار مخربشان مشکل زا بوده و مورد ایراد قرار می گیرند. برای مثال در دیگ های بخار، موجب گرم شدن بیش از حد فلز و نهایتا باعث عدم کارآیی و نقص آنها می شود. رسوبات اغلب باعث مسدود شدن مسیرهای حساس مثل دیواره های آب، لوله های اصلی و دیواره های آب در مسیر زیر آب و نیز شیشه های تراز نما می شوند.
مس دارای بالاترین ضریب هدایت حرارتی است به همین دلیل بهترین فلز برای دستگاههایی هستند که تبادل حرارت انجام می دهند. قدرت کششی پایین مس برای فشارهای بالا مناسب نیست، اگرچه فولاد کربنی دارای ضریب هدایت حرارتی 1.12 نسبت به مس است اما لوله های دیگ بخار را از فولاد کربنی می سازند. باید توجه داشت که هدایت حرارتی فولاد کربنی ۸۰ برابر بیشتر از اکسید آهن است، بنابراین وقتی سطح داخلی دیگ بخار از رسوب پوشیده باشد، سرعت انتقال حرارت طبق طراحی نخواهد بود.
گاهی در صورتی که یک لایه نازک از کربنات کلسیم که پوشش پوست تخم مرغی نامیده می شود، بروی سطح فلز باقی می ماند. در این صورت باید سطح داخلی دیگ را از خوردگی حفظ کرد. همچنین، ایجاد یک لایه رسوب با ضخامت یکسان امکانپذیر نیست. زیرا ضخامت لایه رسوبی، به مقدار حرارتی که اتنقال می یابد بستگی دارد و مقدار انتقال حرارت در تمام بخشهای دیگ بخار یکسان نیست. و نیز هرگونه رسوب دیگر در دیگ نامطلوب است. و عناصر تشکیل دهنده رسوبات مثل کلسیم و منیزیم و آهن و سیلیس و آلومنیوم باید از آب جبرانی دیگ های بخار خارج شود.
عوامل خوردگی کوره دیگ بخار:
یکی از مشکلات اساسی که می تواند باعث بروز مشکل برای کوره ها باشد، خوردگی در نقاط و وسایل مختلف آن است که ضمن هدر رفتن مقدار زیادی انرژی، آسیب های مکانیکی متعددی به کوره وارد می کند. از آنجا که هر کوره از بخش های متعددی همچون بدنه، اطاقک احتراق ، دودکش، مشعل و سایر تجهیزات جانبی تشکیل شده، لذا علل خوردگی و راه حل های پیشنهادی در هر یک از بخش ها به طور مجزا مورد بحث و بررسی قرار می گیرد.

بدنه کوره :
معمولاً بدنه یا دیواره خارجی کوره ها را از ورقه استیل16/3 و کف آن را از ورقه 4/1 می سازند.
در طراحی ها عموماً اتلاف حرارتی از بدنه کوره حدود 2 درصد منظور می شود. نوع و ضخامت عایق کاری بدنه داخلی کوره باید طوری در نظر گرفته شود که دمای سطح خارجی کوره بیش از (1800°فارنهیت) نشود. اصولاً عایق کاری و عایق های به کار رفته در کوره ها از نظر سرویس دهی مناسب، عمر معینی دارند و به مرور زمان ساختمان کریستالی آنها تغییر یافته و ضخامت آنها کم می شود و این تغییرات ساختمانی سبب تغییر ضریب انتقال حرارت و اتلاف انرژی به بیرون خواهد بود. مطالعات میکروسکپیک و کریستالوگرافیک چند نمونه عایق کار کرده، با نوع تازه آن موید این مطلب است. در صورتی که عایق دیواره های کوره بر اثر بنایی ناصحیح، عدم انجام صحیح Curing بر مبنای دستورالعمل، حرارت زیاد و یا شوک های حرارتی ترک بردارد، نشت گازهای حاصل از احتراق که عبارتند از: So x، No x، N2،Co2 (درصورتی که نفت کوره به عنوان سوخت مصرف شود) و بخار آب در لابلای این ترک ها و تجمع آنها در لایه بین بدنه کوره و عایق دیواره و سرد شدن تدریجی آنها تا دمای نقطه شبنم، باعث خوردگی بدنه می شود.
تداوم این امر ضمن اتلاف مقدار بسیار زیاد انرژی (از طریق بدنه کوره به محیط اطراف)، باعث ریختن عایق و در نتیجه اتلاف بیشتر انرژی و گسترش خوردگی بر روی بدنه کوره و سایر نقاط آن خواهد شد.
در یک بررسی ساده بر روی کوره ای که چندین سال از عمر عایق آن می گذشت ملاحظه شد که دمای اندازه گیری شده واقعی سطح کوره در اکثر نقاط بسیار بیشتر از میزان طراحی است.
در این کوره ضمن جدا شدن عایق از دیواره کوره و گسترش خوردگی در نقاط مختلف بدنه، گرم شدن بدنه کوره نیز موجب خم شدن دیواره ها شده و سرعت خوردگی را افزایش داده و باعث خرابی قسمت های مختلف کوره شده است. به طور کلی برای جلوگیری و یا کاهش مشکلات خورندگی بر روی بدنه کوره لازم است به هنگام تعمیرات اساسی ضمن توجه به عمر عایق دیواره در صورتی که عمر آنها از حد معمول گذشته باشد (البته با توجه به درجه حرارتی که درهنگام کار کردن واحد درمعرض آن بوده اند) آنها را با عایق مناسب و استاندارد تعویض کرد و در صورت وجود ترک (قبل و یا بعد از بنایی)، محل ترک ها را با الیاف مخصوص KAOWOOL پر کرد. همچنین در بنایی، عملیات Curing را مطابق دستور العمل انجام داد تا پیوند هیدرولیکی در عایق های بکار رفته در بنایی، به پیوند سرامیکی تبدیل شده و میزان رطوبت باقیمانده در دیواره از 0.4 gr/m2 بیشتر نشود.
البته چنانچه Ceramic Fiber (الیاف سرامیکی) به عنوان عایق دیواره کوره مورد استفاده قرار گیرد، بدلیل عدم نیاز به Curing و Drying و سبکی وزن، مشکلات احتمالی استفاده از عایق های نیازمند به Curing را نخواهیم داشت. ضمن این که عمر بیشتر و چسبندگی بهتری به دیواره، نسبت به دیگر عایق های موجود دارند.
بالا نگه داشتن دمای پوسته تیوب ها سبب کاهش مقاومت لوله ها و کاهش عمر مفید و گارانتی حدود یکصد هزار ساعتی آنها می شود.
تجربه نشان داده است که اگر به مدت 6 هفته سطح خارجی (پوسته) لوله ای 900°C بیش از مقدار طراحی در معرض حرارت قرار بگیرد، عمر تیوب ها نصف می شود.
یکی دیگر از مشکلات پیش آمده برای لوله ها، برخورد شعله به لوله (IMPINGEMENT) است، که باعث OVER HEATING کوره و در نهایت HOT SPOT می شود. این امر می تواند ضمن لطمه زدن در محل برخورد شعله به لوله، باعث تشدید عمل کراکینگ مواد داخل لوله شود و مواد مزبور به دو قسمت سبک و سنگین تبدیل گردند.
مواد سنگین به جداره داخلی لوله چسبیده و کک ایجاد می کنند. به ازای تشکیل یک میلی لیتر ضخامت کک با توجه به ضریب هدایتی کک که برابر مقدار خاصی می باشد برای یک شارژ حرارتی معمول در قسمت تشعشعی کوره H-101 (اتمسفریک) می باشد، معادل فرمول زیر است:
می بایستی 300°C دمای پوسته تیوب بالاتر رود تا سیال موجود در تیوب به همان دمای موردنظر برسد. در این صورت ملاحظه می شود بالا رفتن دمای تیوب به چه میزان اتلاف سوخت و انرژی، داشته و به طور کلی به مرور زمان چه لطمه ها و آسیب هایی به کل کوره وارد می شود. به عبارت دیگراختلاف دمای پوسته تیوب های کوره که در طراحی عموماً 1000°F بالاتر از دمای متوسط سیال درون آن در نظر گرفته می شود، به مرور زمان با تشکیل کک (با رسوبات بیرونی) بیشتر می شود.
مشکل دیگر که به علت دمای بالا برای تیوب های کوره ها ایجاد می شود خمیدگی در جهت های مختلف این تیوب هاست.
یکی دیگر از مسائلی که باعث خم شدن و شکستگی لوله ها می شود پدیده کربوریزیشن (carborization) است که بر اثر ترکیب کربن با آهن پدید می آید: این واکنش که باعث تولید کربور آهن خواهد شد در دمای بالاتر از 7000°c ایجاد می شود 7000°C)تا 14000°C). این حالت عمدتاً در زمان Curing و drying کوره پدید می آید. البته Hot spot نیز بیشتر در این زمان ها اتفاق می افتد.
وجود ناخالصی های مختلف مثل فلزات سدیم، وانادیم، نیکل و غیر…، فلزاتی مثل گوگرد و ازت به صورت ترکیبات آلی در سوخت های مایع، مسائل عدیده ای را باعث می شوند، که از آن جمله کاهش انتقال حرارت از طریق سطح خارجی تیوب به سیال درون تیوب است که به علت تشکیل رسوبات مربوط به ناخالصی های مزبور بخصوص رسوبات فلزی بر روی تیوب هاست. به همین دلیل برای رسیدن به دمای مورد نظر سیال موجود در لوله، مجبور به مصرف سوخت بیشتر خواهیم شد. در نتیجه مشکلات ایجاد گرمای بیشتر در کوره و مسائل زیست محیطی در اثر تشکیل SOX، NOX و … را خواهیم داشت. از طرفی به دلیل نشست این رسوب ها بر روی تیوب ها مسئله خوردگی و سوراخ شدن پیش خواهد آمد. علت این خوردگی که از نوعHigh temp corrosion می باشد پدیده سولفیدیش است، که در دماهای بین630°C تا700°C بوقوع می پیوندد. همان طور که گفته شد علت اصلی آن وجود عناصر وانادیم، گوگرد، سدیم و نیکل به همراه گازهای حاصل از احتراق سوخت است.
فلزات ذکر شده (بصورت اکسید) به کمک این گازها بالا رفته و بر روی تیوب های قسمت تشعشع و جابه جایی می نشینند. خوردگی و سوراخ شدن تیوب، بر اصل اکسید شدن و ترکیب عناصر مزبور باآلیاژ تیوب استوار بوده که باعث ایجاد ترکیبات کمپلکس با نقطه ذوب پایین می شود.
ترکیب اولیه پس از Na2SO4، سدیم وانادایت به فرمول Na2O6V2O5 است که نقطه ذوب آن 6300°C می باشد. عمده ترکیبات دیگر که شامل کمپلکسی از ترکیب پنتا اکسید وانادیم و سدیم است در شرایطی به مراتب ملایم تر و درجه حرارتی پایین تر ذوب می شوند. برای مثال مخلوط وانادیل وانادیت سدیم به فرمول Na2OV2O411V2O5 و متاوانادات سدیم به فرمول Na2OV2O5 در 5270°C ذوب می شوند. ذوب این کمپلکس ها شرایط مساعدی را برای تسریع خوردگی بوجود می آورد. در اینجا ترکیبات حاصل از احتراق نه تنها به نوع ناخالصی بلکه به نسبت آنها نیز بستگی کامل دارد و در مورد وانادیم میزان سدیم از اهمیت خاصی برخوردار است.
البته سدیم وانادیل وانادایت پس از تولید و ذوب شدن، با فلز آلیاژ مربوط به تیوب، ترکیب شده و بر اثر سیال بودن از سطح آلیاژ کنار رفته و سطوح زیرین تیوب مربوطه در معرض ترکیب جدید قرار می گیرد. ادامه این وضع به کاهش ضخامت تیوب و در نهایت سوراخ شدن و از کار افتادن آن منجر می شود.
مشعل ها و سوخت:
نقش کیفیت نوع سوخت و نوع مشعل ها شاید از همه عوامل یاد شده در کارکرد مناسب، راندمان بیشتر و کاهش خوردگی بیشتر برخوردار باشد. چنانچه از مشعل های Low excess air و یا نوع مرحله سوز (stage burning) استفاده شود، هوای اضافی مورد نیاز به میزان قابل توجهی کاهش یافته و به حدود 3 و 5 درصد می رسد که ضمن کاهش و به حداقل رساندن گازهای خورنده و مضر زیست محیطی مثل NOx، Sox، در بالا بردن راندمان کوره بسیار موثر خواهد بود. این امر باعث کاهش مصرف سوخت شده، و در نتیجه باعث کاهش گازهای حاصل از احتراق و آسیب رساندن به تیوب ها، بدنه کوره و دود کش ها خواهد شد. وضعیت عملکرد مشعل ها بایستی به طور مداوم زیر نظر باشد. بد سوزی مشعل ها می تواند دلایل متضادی، همچون نامناسب بودن سوخت، عیب مکانیکی، کک گرفتگی سرمشعل و یا بالعکس، رفتگی و سائیدگی (Errosion) بیش از حد سر مشعل، کمبود بخار پودر کننده و … داشته باشد. وجود مواد آسفالتی، افزایش مقدار کربن باقیمانده (carbon residue) ، بالا بودنِ مقادیر فلزات مثل سدیم، نیکل، وانادیم و هم چنین سولفور در سوخت مسائل متعددی را در سیستم احتراق ایجاد می کند که این مسائل به طور کلی به دو دسته تقسیم می شوند.
الف – مسائل عملیاتی قبل از مشعل ها و احتراق:
این مسایل در اثر وجود آب و نمک ها و ته نشین شدن آنها در ذخیره سازی نفت کوره بوجود می آیند. در این رابطه عدم تخلیه مداوم مخزن ذخیره سازی، خوردگی و مشکلات ایجاد شده به طور خلاصه عبارتست از:
تشکیل لجن (sludge) در مخزن در اثر عدم استخراج کامل نفت کوره و آب، انباشته شدن لجن در فیلترها در اثر محصولات ناشی از خوردگی و پلیمریزاسیون هیدروکربورهای سنگین به علت اثر کاتالیزوری محصولات ناشی از خوردگی، انباشته شدن لجن و صمغ های آلی در گرم کننده سوخت، گرفتگی و خوردگی در نازل های پودر کننده نفت کوره (Atomizer).
ب – مسائل عملیاتی بعد از مشعل ها و احتراق:
ایجاد خوردگی در مناطق گرم و سرد کوره ها و دیگ های بخار، ایجاد رسوبات بر روی لوله های قسمت جابه جایی کوره و قسمت سوپر هیت دیگ های بخار، کاهش ضریب انتقال حرارتی در اثر رسوبات و در نهایت افت راندمان حرارتی در اثر افزایش دمای گازهای خروجی حاصل از احتراق از دودکش کوره.
در اثر احتراق سوخت هایی که دارای مقادیر زیادی کربن باقیمانده و خاکستر باشند، مقادیر متنابهی رسوب در قسمت های جابه جایی کوره و یا قسمت سوپر هیت دیگ های بخار تولید می شوند. این رسوبات به سختی در اثر عملیات دودزدایی از سیستم خارج می شوند. مسئله سازترین سوخت ها، سوخت هایی است که در آنها نسبت وانادیم به سدیم 12Na کمتر از 10 باشد.
به غیر از مشکلات ایجاد شده توسط اکسیدهای سدیم و وانادیم، فلز نیکل نیز که در سوخت وجود دارد با اکسیژن ترکیب شده و اکسیدهای نیکل را به صورت رسوباتی بر روی لوله ها بوجود می آورد.
برای جلوگیری از ایجاد خوردگی توسط اکسیدهای وانادیم و یا کاهش سرعت آن اقدامات زیر لازم است:
1. کاهش مقدار اکسیژن موجود در گازهای حاصل از احتراق، که این مقدار اکسیژن را می توان با تنظیم مقدار هوای اضافی کوره یا دیگ بخار کنترل کرد و نسبت به کاهش آن اقدام نمود. در این حالت راندمان حرارتی به طور چشمگیری افزایش می یابد.
2. جلوگیری از تشکیل گاز So3 (انیدرید سولفوریک) یا کاهش آن در اثر کاهش هوای اضافی از 35 درصد به میزان 10 درصد، که در این صورت میزان تبدیل گاز انیدرید سولفورو (SO2) نصف می شود.
3. افزایش نقطه ذوب رسوبات تشکیل شده در سطوح لوله ها، به طوری که در شرایط عملیاتی موجود این رسوبات به نقطه ذوب خود نرسند. این امر با افزودن ترکیبات منیزیم، به علت داشتن اختلاف پتانسیل شیمیایی زیاد و اورتووانادیم (3MGO-V2 O5) که دارای نقطه ذوب بالایی هستند (حدود 1120°C)، میسر می شود.
4. مناسب ترین روش جلوگیری از خوردگی بواسطه وجود ناخالصی های موجود در سوخت مایع، استفاده از سوخت های گازی و بخصوص گاز طبیعی است که ضمن داشتن صرفه اقتصادی، با یک سرمایه گذاری اولیه به نسبت کم می توان مشکلات خوردگی ذکر شده را به شدت کاهش داد.
براساس برآورد اقتصادی انجام شده، تعویض سوخت مایع و جایگزینی آن با سوخت گاز طبیعی، پس از بیست ماه، بازگشت سرمایه گذاری را در پی خواهد داشت. .
معیارهای انتخاب حلال مناسب برای شستشوی شیمیایی بویلر :
تشکیل رسوب در لوله های دیگ بخار و تشدید خوردگی روی سطوح فلزاتی که انواع راکتور و مخازن از آنها ساخته شده غالبا در صنایع ، مشکلات عمده ای را به وجود می آورد. از آن جا که انتخاب حلال تا حدی تجربی است ، به تستهای آزمایشگاهی نیاز است تا کارایی آن را بر روی نمونه های مربوط تعیین کرده و موثرترین دما را مشخص کند. با این که امروزه حلالهای متنوعی برای شستشو بویلرها در بازار وجود دارد ولی هنوز کارشناسان حلالهایی را بکار می گیرند که از قبل استفاده می کرده اند. در برنامه های شست وشوی بویلر، از هر حلالی می توان استفاده کرد ولی غالبا یکی از آنها نتایج بهتری را به دست خواهدداد، که این موضوع به نوع بویلر، ساختمان شیمیایی رسوبات ، ایمنی و مسائل زیست محیطی و برخی عوامل دیگر بستگی دارد. فرآیند شستشو شیمیایی با اسیدها و دیگر حلالها، یکی از روشهای اصلی شست وشو و تمیزکاری است ولی هنوز موارد زیادی از تمیزکاری ، با استفاده از روشهای مکانیکی یا روشهای جت زنی با آب فشار قوی انجام می شود. درروشهای مکانیکی از ضربه زدن ، ارتعاش و سندبلاست استفاده می شود تا رسوبات ، زدوده شوند. در روش جت زنی با آب فشار قوی نیز، آب با فشاری معادل 10000psiبه رسوبات برخورد کرده و سطح لوله ها را تمیز می کند. در این نوشتار سعی شده جزییات مهم مربوط به معمولترین و موثرترین حلالهای شست وشو و تاثیر طراحی بویلر و ساختمان شیمیایی رسوبات در انتخاب حلال ، بررسی و تشریح شود.
شیمی رسوبات سمت آب بویلر در خلال بهره برداری عادی از بویلر، روی سطح کربن استیل لوله های داخل بویلر، یک لایه نازک Fe304 تشکیل می شود که از خوردگی بیشتر سطوح جلوگیری می کند.
به طور مشابه در مبدلهای حرارتی از جنس مس نیز یک لایه Cu2O تشکیل شده و لوله ها را از خوردگی محافظت می کند. این لایه ها به مرور زمان ، کلفت تر می شوند. خوردگی تدریجی درسیستمهای آب تغذیه ، سبب تولید یونهای فلزی محلول و ذرات می شود که با ورود به بویلر در دمای بالا رسوب می کنند. حتی بهترین برنامه های تصفیه آب نیز قادر نخواهند بود جلوی این پدیده را بگیرند. این رسوبات سرانجام سبب مسائلی از قبیل خوردگی زیر رسوبی و محدودیت در انتقال حرارت می شوند. در اغلب بویلرها، حتی بویلرهای دارای برنامه های پایش منظم نیز اکسید آهن ، مس و اکسیدهای مس و مقادیر کمی از فلزات آلیاژی (نیکل ، کروم وروی ) در رسوبات دیده می شود.
نشتی لوله های کندانسور و دیگر خرابیها می تواند سبب افزایش تشکیل رسوبات شود. آلودگیهای اصلی، شامل نمکهای حاصل از سختی و سیلیس آب است که حلالیت اغلب این مواد با افزایش دما کاهش می یابد. این رسوبات بسیار مضر بوده و سبب بالا رفتن دمای مجاز و خوردگی بیشترمی شود. به عنوان نمونه در یک مورد نشتی کندانسور، تشکیل رسوبات و خوردگی زیر رسوبی، سبب وارد شدن خسارتهای چند میلیون دلاری به لوله ها شد. در مورد دیگر نیز نشتی در کندانسورهای بزرگ سبب کاهش pH از 2/9 به 8/5 در کمتر از یک ساعت و تبدیل کلرید منیزیم به هیدرواکسیدمنیزیم شد و کارکنان واحد به صورت مقطعی کندانسور را از خط خارج و آلودگی را تخلیه کرده و در اسرع وقت شستشو شیمیایی بویلر را انجام دادند. از دیگرعاملهای بسیار مهم در انتخاب حلال و فرآیند شستشو، نوع لایه های رسوب گذاری شده است، که متداولترین آنها رسوبات اکسید آهن و مس است . خرابی های گاه به گاه در سیستم شیمیایی آب ورودی ، سبب خوردگی آلیاژهای مس در کندانسور و لوله های مبدلهای حرارتی شده و باعث انتقال محصولات خوردگی به بویلر می شود. بازگشت به وضعیت عادی سبب کاهش خوردگی مس و توقف پدیده رسوب گذاری می شود، ولی حتما در این حال نیز مشکلات دیگر به قوت خود باقی است .
زمان شستشو شیمیایی:
عوامل موثر بر زمان شستشو شیمیایی بویلر شامل تعدد راه اندازی و توقف واحد، تعداد نشتی ها و شدت آن در لوله های کندانسور، شدت نفوذ هوا در آب سیکل و زمان گذشته از آخرین شست وشو است . مصرف زیاد آب بویلر، ورود محصولات خوردگی به بویلر را افزایش می دهد. این موضوع در واحدهایی که تعداد دوره نشتی کندانسور زیاد است ، از بزرگترین مکانیزم های رسوب گذاری به شمار می رود. عواملی که سبب افزایش خوردگی و تشکیل محصولات خوردگی در سیکل می شوند شامل نفوذ هوا از نشتی ها، تنش های حرارتی و مکانیکی ناشی از گرم و سردشدن و تغییرات ایجاد شده در ترکیب شیمیایی آب ورودی و آب بویلر است . در برخی واحدها، اطلاعات مربوط به زمانهای راه اندازی ، توقف ، نشتی کندانسور و دیگر مسائل ، ثبت می شود، تا از آنها برای تعیین زمان شست وشو استفاده شود. موسسه تحقیقات برق راهنمایی هایی را برای سازمانهای عضو به منظور برنامه ریزی و محاسبه این زمان ارایه کرده است . هوای ورودی ناشی از نشت کندانسور در مدت بهره برداری عادی سبب افزایش خوردگی و بالا رفتن یون آهن و مس در آب تغذیه می شود. یک برنامه پایش خوب ، کمکی به کارکنان در شناسایی میزان نشتی اضافی هوا خواهد بود. بهترین و دقیق ترین راه برای پایش لوله های بویلر، گرفتن نمونه هایی ازلوله های بویلر در تعمیرات اساسی و تجزیه و تحلیل آن است . به دلیل اینکه عموما دمانسبت به دیگر عوامل ، تاثیر بیشتری بر رسوبات دارد، نمونه گیری باید از بخشها و سطوح با بیشترین دما انجام شود. دانسیته رسوبات ، یکی از معیارهای اولیه در تعیین زمان مناسب برای شستشوی شیمیایی بویلر است .
بویلرهای با فشار بالا قادر به تحمل رسوبات کمتری نسبت به بویلرهای با فشار پایین است . دبی زیاد حرارتی و دمای بالا در بویلرهای با فشار بالا سبب تجاوز از دمای مجاز و تشدید مکانیزم خوردگی زیر رسوبی می شود. با انجام یک سری آنالیز بر روی رسوبات می توان پی به محتویات رسوبات و محل تشکیل آنها برد. که این خود می تواند در انتخاب حلال شستشوی شیمیایی ، موثر باشد.
به عنوان مثال : اگر محتوای رسوبات لوله ها اغلب اکسید آهن به همراه مقدار کمی مس باشد، می توان در یک فرآیند تک مرحله ای ، آهن و مس را حذف کرد. اما اگر آلودگی مس به اندازه ای باشد که غلظت آن در حلال شست وشو از 3/0 درصد تجاوزکند، حداقل به دو مرحله شست وشو نیازاست . هنگامی که غلظت بالایی از مس درمیان باشد، گاه یک مرحله مقدماتی برای حذف مس و یک مرحله حذف آهن و یک مرحله نهایی حذف مس نیاز است . از دیگر مزایای نمونه برداری از لوله ها، آن است که به پیمانکار این اجازه را می دهد که در مورد استفاده از یک یا ترکیبی از حلالها تصمیم گیری کند.

دستگاه سخت :
برای سختی زدایی معمولاً از دستگاه های سختی گیر استفاده می شود.
دستگاه شامل یک استوانه فلزی است، که در داخل آن مواد موثر در سختی زدایی (رزین های تبادل یونی) قرار گرفته است. رزینهای مزبور، کلسیم و منیزیم را با سدیم تعویض کرده و آب سخت را به آب نرم تبدیل می کنند. رزینهای دستگاه سختی گیر پس از مدت زمان معین اشباع می شوند و کارایی خود را از دست می دهند. اگر رزین با محلول کلرو سدیم 10% شستشو شود، خاصیت سختی گیری خود را باز می یابد. غلظتهای کمتر و یا بیشتر نمک اثر کمتری دارند. استفاده از آبهای گل آلود و دارای مواد معلق، و همچنین آبهایی که دارای املاح آهن، منگنز، مس و دیگر فلزات سنگین می باشند، رزینها را فرسوده و آبدهی دستگاه سختگیر را کم می کنند. توصیه می شود قبل از دستگاه سختی گیر، مواد معلق آب، توسط یک فیلتر شنی جدا شوند. و برای کاهش املاح فلزات سنگین تدبیر لازم گرفته شود.
راه اندازی، بهره برداری و تجدید بار دستگاه سختی زدایی ممکن است دستی، یا با فرمان الکترونیکی، به طور خودکار انجام گیرد.
مواد کاربرد سختی گیرها:
1. کاهش سختی آب های آشامیدنی که طبق استاندارد WHO مقدار سختی را در آبهای مصرفی بر حسب caco3 ، معادل 250 میلی گرم پیشنهاد شده است.
2. حذف سختی آب دیگ های بخار.
3. حذف یا کاهش سختی آب در سیستم گرمایش و سرمایش.
4. حذف یا کاهش سختی آب در صنایع نساجی و رنگرزی و….
مشخصات فنی سختی گیر:
1. مخزن دستگاه سختی گیر ساخته شده از ورق کربن استیل مطابق استاندارد با دریچه آدم رو.
2. سیستم های پخش کننده و جمع آوری آب همراه با نازلهای مخصوص.
3. لوله کشی از جنس گالوانیزه PVC یا پلی اتیلن.
4. یک لایه شن سیلیسی دانه بندی شده.
5. مخزن نمک از جنس پلی اتیلن، فلزی یا بتنی.
6. کنترلر به صورت: دستی، نیمه اتوماتیک، تمام اتوماتیک.
روش احیاء سختیگیر با شیر چند راهه:
1. اهرم (دسته) شیر را به مدت 20-10 دقیقه روی شماه 1 بگذارید تا عمل شستشو معکوس انجام شود. بدین ترتیب مواد معلق از بستر رزین زدوده می شوند و فشردگی بستر کاهش می یابد.
2. شیر منبع نمک را باز کنید. سپس اهرم را به مدت 25 الی 45 دقیقه در موقعیت شماره 2 قرار دهید. تا رزین دستگاه سختی گیر با محلول نمک شستشو شود.
3. شیر منبع نمک را ببندید. اهرم را در موقعیت 2 نگهدارید تا رزین با آب تمیز شستشو شود.
4. جهت بهره برداری از دستگاه تصفیه، اهرم شیر را به موقعیت 3 منتقل نمایید.
منبع آب نمک را برای احیاء دوره بعد آماده نمایید. برای این منظور، کمبود نمک آن را جبران و مخزن را از آب سختی گرفته شده پر کنید.

نحوه رفع سختی آب:
آب سخت آبی است که حاوی نمک های معدنی از قبیل ترکیبات کربنات های هیدروژنی، کلسیم، منیزیم و … است. سختی آب بر دو نوع است: دایمی و موقت.
تغییرات سختی آب بر حسب آنکه آب در موقع نفوذ در زمین از قشرهای آهکی و منیزیمی و گچی گذشته و یا نگذشته باشد، کم یا زیاد می شود. آبهای نواحی آهکی، سختی زیادتری تا آبهای نواحی گرانیتی و یا شنی دارند. سختی آب در عرض سال هم ممکن است تغییر نماید. معمولاً سختی آبها در فصل باران کم و در فصل خشکی زیاد می شود.
مضرات آب سخت:
آب سخت برای مصرف در کارخانجات مناسب نیست. از مضرات آن ایجاد قشر آهکی بر روی جداره دیگ و خوردگی آن می شود.
سختی آب، عامل تشکیل رسوب در دیگهای بخار، مبدلهای حرارتی، برجهای خنک کننده و سیستمهای سرد کننده می باشد. اگر آب سخت برای شستشو به کار رود، صابون هدر می رود. در صنایع نساجی و رنگرزی کیفیت رنگ افت می کند. انحلال سود سوز آور در آب، منیزیم را به صورت هیدروکسید منیزیم رسوب می دهد. سختی بیش از حد باعث سوء هاضمه و بروز بیماریهای کلیوی می شود.
جهت رفع سختی آب، تعداد زیادی مواد شیمیایی موجود است، که دارای کربنات سدیم هستند. این مواد را قبل از ورود آب، به دیگ ها اضافه می کنند. که باعث گرفتن سختی آب می شود. و یا در دیگ بر اثر افزودن این مواد، آهک و گچ را رسوب می دهند (باعث شناور شدن رسوب در آب دیگ می شود) و دیگر این رسوب، محکم به جدار دیگ نمی چسبد بطوری که می توان آنرا به آسانی پاک نمود.
البته به یاد داشته باشید جهت خروج این رسوبات معلق شده در دیگ باید طبق یک برنامه زمان بندی شده و منظم اقداماتی از جمله زیرآب زدن به صورت مداوم تکرار شود.
سختی زدایی
برای برطرف کردن سختی موقت آب، با جوشاندن آن کربنات های هیدروژن محلول، به کلسیم نامحلول تبدیل شده و تشکیل رسوب می دهند. این رسوب در مناطق دارای آب سخت، درون دیگ ها دیده می شود. سختی دایمی آب را می توان با کمک نرم کننده های تبادل کننده یون، مانند پرموتیت برطرف کرد. آبی که در طبیعت وجود دارد تقریباً همیشه ناخالص می باشد. زیرا اغلب دارای گچ، آهک، نمک طعام، ترکیبات منیزیم، آهن، اکسیژن و ازت، انیدرید کربنیک، ترکیبات آلی و غیره است، مقدار این ناخالصی ها در آبهای مناطق مختلف متفاوت است.
یکی از اجسام گیرنده سختی آب تری ناتریم فسفات Na3PO می باشد، که با اسم آلبرت تری بکار می رود. یون کلسیم موجود در آب بر اثر ناتریم فسفات تبدیل به تری کلسیم فسفات PO42Ca3 می گردد و رسوب می نماید.
بر اثر پختن بی کربنات، کلسیم آب تبدیل به کربنات می شود و رسوب می نماید، (Ca3H2Ca → CO3Ca + CO2 + H2O) و بی کربنات کلسیم آب، بر اثر کربنات سدیم، گچ و بی کربنات کلسیم، به کربنات کلسیم تبدیل می شود و رسوب می گردد:
Ca3H2Ca + CO3Na2 → CO3Ca + 2CO3HNa
SO4Ca + CO3Na2 → CO3Ca + SO4Na2
اخیرا به مقدار زیاد از رزین ها که قادرند تعویض یون کنند، برای رفع سختی آب استفاده می کنند. رزین لواتیت در آلمان و آمبرلیت و دووکس در آمریکا استعمال می گردد.
درجه سختی آب:
درجه سختی آب را از روی مقدار کلسیم و منیزیم موجود در آن تعیین می کنند.
در آلمان اگر آبی ده میلی گرم CaO در یک لیتر داشته باشد می گویند درجه سختی آب یک است.
در فرانسه اگر آبی در یک لیتر ده میلی گرم کربنات کلسیم یا همسنگ آن کربنات منیزیم داشته باشد می گویند که یک درجه سختی دارد.
در انگلستان اگر آبی ده میلی گرم کربنات کلسیم و یا همسنگ آن کربنات منیزیم در ۰.۷ لیتر داشته باشد یک درجه سختی دارد.
برای تعیین سریع سختی آب، کارخانه شیمیایی واقع در آلمان قرصهایی ساخته است. در یک لوله آزمایش مخصوص و مدرج، آب مورد آزمایش را تا خط نشان لوله پر می نمایند، و به وسیله معرفی که همراه بسته قرصهاست رنگ این آب را قرمز می کنند و آگاه آنقدر از این قرصها در آن می اندازند تا رنگ آب سبز گردد. شماره قرصهای ریخته شده در لوله آزمایش برابر درجه سختی آب می باشد. دقت این روش تا نیم درجه است. در ایران معمولا از کیت های خاصی استفاده می شود.
سختی گیر:
سختی گیری برای جدا کردن دو عنصر کلسیم و منیزیم بکار میرود. اگر این دو عنصر از آب جدا نشوند، همان اتفاقی در دیگ بخار می افتد که در کتری رخ می دهد. در واقع رسوبات، سطح بین لوله های آتش خوار با آب را کاهش می دهد و انرژی بیشتری برای تولید میزان معینی فشار مصرف می شود. همچنین پاکسازی این لوله ها علاوه بر هزینه بر بودن خط تولید را نیز متوقف می کند.
این بخش از دو مخزن تشکیل می شود، مخزن اول شامل بافت رزین سه بعدی بوده که با منیزیم ترکیب شده RMg بوجود می آورد در نتیجه سختی آب از بین می رود ولی نمی توان آن را به فاضلاب هدایت کرد. چون رزین از دست خواهد رفت. سپس مخزن دوم به عنوان مخزن احیا استفاده می شود. در این مخزن آب نمک وجود دارد. واکنشهای به صورت زیر انجام می شود. (واکنش زیر، با ترکیب رزین و منیزیم انجام می گیرد).
واکنش اول : MgSo4 + R —> RMg + So4

واکنش دوم : NaCl + RMg + So4 —> RNa + MgCl2
اکنون آب وارد مخزن نمک شده، و RNa مجددا با سولفات منیزیم تر کیب شده و تولید RMg می نماید. که با انجام چرخه ایی این واکنش ها، رزین مجددا احیا شده و از چرخه احیا خارج می شود.
تصفیه اب:
در این بحث به مبحث شیمی آب می پردازیم. به صورت کلی آبی که به دیگ و سیستم بخار وارد می شود مهمترین موردی است که باید در نگهداری سیستم مورد توجه قرار گیرد. به طور قطع می توانیم بگوییم که: حتی تا هفت الی هشت سال گذشته بیشترین صدمه به دیگ بخار و تاسیسات ناشی از خوردگی های آب ورودی به دیگ و سیستم تاسیسات بود. که با علم به آگاهی از این موضوع روش هایی در جهت رفع این ایرادها ارائه گردیده است.
ترتیب اولویت تصفیه آب در این قسمت لحاظ گردیده. اما باید در نظر داشت که بعضی مراحل ممکن است در روند طراحی تاسیسات یا تصفیه آب در کارخانه مورد نظر نیاز نباشد. که باید ابتدا آزمایشهای لازم صورت گیرد. در صورت نیاز به تصفیه، ناخالصی های آب در هر مرحله به صورت مجزا با تاسیسات خاص خود تصفیه می شود.

هیدروسیلکون
هیدروسیلکون برای جدا سازی ذرات جامد از مایع به کار می رود. اساس کار هیدروسیلکونها، بهره گیری از انرژی دینامیکی می باشد. حرکت چرخشی مایع در هیدروسیلکون باعت اعمال نیروی جانب مرکز برسیال و ذرات می شود. بدین ترتیب ذرات جامد با جرم حجمی بیشتر و قطر بزرگتر از مایع جدا می گردند. دامنه طراحی و کاربرد هیدروسیلکونها وسیع می باشد. هیدروسیلکونهای صنعتی از قطری به کوچکی 10 میلیمتر تا 30 متر، بسته به نوع مصرف و شدت جرِِیانی تا حدود 1000 متر مکعب در ساعت ساخته می شوند. هیدروسیلکونها برای جداسازی ذرات جامد از قطر 5 تا 300 میکرون به کار می روند.
ظرفیت جداسازی هیدروسیلکونها بستگی به قطر و جرم حجمی ذرات، جرم حجمی و گرانروی مایع دارد. بر حسب شرایط می توان هیدروسیلکون را به صورت موازی یا سری با یکدیگر قرار داد تا جداسازی مطلوب صورت پذیرد. ویژگی هیدروسیلکونهای مناسب برای حذف ذرات و ماسه از آب در جدول مشخص شده است. بدیهی است برای موارد خاص باید اطلاعات کامل جهت طراحی ارائه شود.

مزایا:
* افت فشار ناچیز
* بهره برداری آسان و راحت
* عدم نیاز به انرژی
موارد استفاده:
* حذف شن و ماسه از آب چاهها و رودخانه ها
* جداسازی ذرات از جرِِیان ای برگشتی کارخانه ها
* جداسازی مواد جامد معلق در مایع برای خط تولید واحد های صنعتی

صافی شنی تحت فشار
صافی برای جداسازی ناخالصیهای معلق در آب استفاده می شود. برای عملکرد بهتر صافی، نیاز به انعقاد سازی مواد معلق می باشد. اگر کدورت آب کم و نیازی به زدایش رنگ آب نباشد، عمل انعقاد بدون ته نشینی توصیه می شود. هنگامی که کدورت آب زیاد باشد و یا لازم است رنگ آب حذف شود، صافی پس از انعقادسازی مواد و ته نشینی آنها در حوضچه های ترسیب قرار می گیرد. تا قسمت زیادی از آلودگی، کدورت، آهن، روغن و رنگ آب جدا شوند. به منظور حذف طعم و بوی نامطلوب آب، صافیهای با بستر جاذب مورد نیاز است.
صافیهای تحت فشار، متداولترین صافیهای تصفیه آب به شمار می روند که دارای مزایایی همچون سرعت بالای تصفیه، حجم اشغالی کم، هزینه پایین و افت حرارتی کم آب، پس از فرایند آهک زنی گرم می باشند.
بدنه فلزی صافی تحت فشار، استونه ای شکل است و بستری از ذرات دانه ای را دربر می گیرد. آبی که باید تصفیه شود، وارد قسمت بالایی صافی می شود از بستر صافی عبور می کند و سپس در قسمت پایین صافی جمع آوری و به مصرف میرسد. تجمع ذرات معلق در بستر صافی، عامل افزایش افت فشار آب طی عبور از صافی می باشد. هرگاه افت فشار بیش از حد معین شد، صافی از مسیر تصفیه خارج و شستشو می شود. برای شستشوی صافی جرِِیان آب معکوس می گردد، تا ضمن منبسط شدن بستر آلودگیهای صافی زدوده شود.
به طور معمول جنس بستر صافیهای تحت فشار شن، آنتراسیت و یا خاک دیاتومه می باشد. که بر حسب نیاز مورد استفاده قرار میگیرد.
بسته به آبدهی، صافیهای تحت فشار به دو صورت عمودی و افقی، طراحی و ساخته می شوند.
خصوصیات صافیهای تحت فشار:
* بدنه صافی 5 بار فشار را به خوبی تحمل می کند.
* پوشش داخلی بدنه صافی متشکل از دو لایه اپوکسی می باشد.
* سطح خارجی بدنه صافی با ضدزنگ و رنگ روغن مناسب پوشیده می شود.
* هر دستگاه مجهز به دریچه های بازدید پایین و بالا، فشارسنج و شیر تخلیه هوا می باشد.
* بسته به شرایط آب خام و کیفیت آب مورد نیاز، بستر صافی از چند لایه شن طبقه بندی شده، یا آنتراسیت و یا خاک دیاتومه می گردد.
* لوله کشی دستگاه در اندازه مناسب، به صورت نیمه اتوماتیک و یا دستی انجام می شود.

صافی ذغالی
یکی از روشهای مناسب برای حذف بو و طعم آب، جذب عوامل مولد بو و طعم می باشد. ذغال فعال با خاصیت جذب سطحی بالای خود قادر است، طعم و بوی ناخوشایند آب را حذف کند. نوع ذغال فعال، دما و پی اچ pH آب، از جمله عوامل موثر بر کارایی و بازدهی ذغال فعال می باشد. صافی ذغالی متشکل از لایه های ذغال فعال دانه ای می باشد. این صافی قادر است، ترکیبات فنلی و کلر آزاد آب را – که عامل ایجاد بو و طعم نامطبوع می باشند – جذب کند.
توصیه می شود صافی ذغالی هر شش ماه یکبار شستشو و احیاء گردد. برای این منظور کافیست پس از شستشوی معکوس صافی، دانه های ذغالی را به مدت 20 الی 30 دقیقه با بخار آب کم فشار شستشو دهید.
در صورتی که صافی ذغالی مدت زیادی بدون استفاده رها شده باشد، باید با آب کلر دار شستشو شود تا باکتریها و دیگر عوامل بیولوژیکی از سطح دانه های ذغال فعال زدوده شوند.

سختی گیر
املاح کلسیم و منیزیم از جمله ناخالصیهای آب به شمار می روند. مقدار بیش از حد این املاح، برای مصارف بهداشتی مناسب نمی باشد. سختی آب، عامل تشکیل رسوب در دیگهای بخار، مبدلهای حرارتی، برجهای خنک کننده و سیستمهای سرد کننده می باشد. اگر آب سخت برای شستشو به کار رود، صابون هدر می رود. در صنایع نساجی و رنگرزی کیفیت رنگ افت می کند. انحلال سود سوز آور در آب، منیزیم را به صورت هیدروکسید منیزیم رسوب می دهد. سختی بیش از حد باعث سوء هاضمه و بروز بیماریهای کلیوی می شود.
متداولترین روش برای حذف سختی آب، استفاده از سختیگیرهای رزینی می باشد. رزینها، کلسیم و منیزیم را با سدیم تعویض کرده و آب سخت را به آب نرم تبدیل می کنند. رزینهای دستگاه سختیگیر پس از مدت زمان معین اشباع می شوند. کارایی خود را از دست می دهند. اگر رزین با محلول کلرو سدیم 10% شستشو شود، خاصیت سختیگیری خود را باز می یابد. غلظتهای کمتر و یا بیشتر نمک اثر کمتری دارند.
استفاده از آبهای گل آلود و دارای مواد معلق و همچنین آبهایی که دارای املاح آهن، منگنز، مس و دیگر فلزات سنگین می باشند، رزینها را فرسوده و آبدهی دستگاه سختگیر را کم می کنند. توصیه می شود قبل از دستگاه سختیگیر، مواد معلق آب، توسط یک فیلتر شنی جدا شوند و برای کاهش املاح فلزات سنگین تدبیر لازم گرفته شود.
مشخصات عمومی دستگاهای سختیگیر
* ضخامت ورق به نحوی انتخاب می شود که ستون سختیگیر تا 7 بار فشار را تحمل کند.
* پوشش داخلی دستگاه از دو لایه رنگ اپوکسی و سطح خارجی آن با ضدزنگ و رنگ روغن مناسب پوشانده می شود.
* آب پخش کن ها و آب جمع کنها دستگاه از جنس P.V.C می باشد.
* هر دستگاه سختیگیر مجهز به مانومتر و شیر تخلیه هوا می باشد.
* رزینهای کاتیونی دستگاه سختیگیر دارای ظرفیت بالایی می باشند.
* هر دستگاه سختیگیر، دارای مخزن تهیه آب نمک و لوله کشی متناسب می باشد.
روش احیاء سختیگیر با شیر چند راهه
1. اهرم (دسته) شیر را به مدت 20-10 دقیقه روی شماه 1 بگذارید تا عمل شستشو معکوس انجام شود. بدین ترتیب مواد معلق از بستر رزین زدوده می شوند و فشردگی بستر کاهش می یابد.
2. شیر منبع نمک را باز کنید. سپس اهرم را به مدت 25 الی 45 دقیقه در موقعیت شماره 2 قرار دهید. تا رزین دستگاه سختیگیر با محلول نمک شستشو شود.
3. شیر منبع نمک را ببندید. اهرم را در موقعیت 2 نگهدارید تا رزین با آب تمیز شستشو شود.
4. جهت بهره برداری از دستگاه تصفیه، اهرم شیر را به موقعیت 3 منتقل نمایید.
5. منبع آب نمک را برای احیاء دوره بعد آماده نمایید. برای این منظور، کمبود نمک آن را جبران و مخزن را از آب سختی گرفته شده پر کنید.

قلیائیت زدا
با استفاده از رزینهای مبادله یونی می توان قلیائیت آب را تا حد متعارف کاهش داد. برای این منظور رزین کاتیونی ضعیف و یا رزین آنیونی قوی مناسب است.
قلیائیت زدایی با رزین کاتیونی ضعیف
این نوع قلیائیت زدا برای کاهش سختی موقت، قلیائیت و املاح محلول آب مناسب می باشد و بار دستگاه سختیگیر و ستونهای کاتیونی قوی، آنیونی ضعیف و آنیونی قوی را کاهش می دهد.
مزایای قلیائیت زدای کاتیونی
* قلیائیت زدای کاتیونی برای کاهش سختی موقت آب مناسب است. مخصوصا اگر آب عاری از سختی دائم باشد.
* آب خروجی از قلیائیت زدای کاتیونی اسیدی می باشد. لذا یونهای بی کربنات آب به اسید کربنیک ناپایدار تبدیل می شوند. با عبور آب از یک دستگاه گاززدا، اسید کربنیک تجزیه شده و از آب خارج می شود. بدین ترتیب قلیائیت آب خام به مقدار زیادی کاهش می یآبد.
* املاح محلول آب کم می شود.
* پی اچ (pH) آب خروجی از قلیائیت زدای کاتیونی ضعیف حدود 4 می باشد که خود مشکلات حاصل از آب کاتیون زدایی شده با رزینها قوی کاهش می دهد.
* رزینهای قلیائیت زدای کاتیونی با احیاء کننده های رقیق نیز احیاء می شوند. لذا استفاده از آنها در بستر رزین کاتیونی قوی و یا در بستری مجاور آن، از لحاظ اقتصادی مطلوب است.
* قلیائیت زدای کاتیونی، سختی، قلیائیت و املاح محلول آب را کم می کند. لذا هزینه اولیه و هزینه احیاء مربوط به ستونهای کاتیونی و آنیونی تقلیل می یابد.
قلیائیت زدایی با رزین آنیونی قوی
این نوع قلیائیت زدا فقط برای کاهش قلیائیت آب مناسب می باشد. کاربرد آن محدود به آبهایی است که دارای کلرور کمی می باشند. در این روش مقدار املاح آب نسبت به قلیائیت زدایی با رزین کاتیونی ضعیف بسیار کمتر کاهش می یابد. رزین اشباع با محلول آب نمک شستشو و احیاء می شود.

گاز زدا
به طور معمول برای کاهش هزینه های تولید آب تصفیه شده توصیه می گردد، آب ورودی به ستون آنیونی و یا آب خروجی از دستگاه قلیائیت زدا را از دستگاه گاززدا عبور دهند. این دستگاه متشکل از یک منبع استوانه ای، مخزن جمع آوری آب و یک دمنده هوا می باشد. آب خروجی بستر رزین کاتیونی از بالای برج گاززدا توسط نازلهای مناسب به صورت پاششی در فضای پخش می شود. قطره های آب ضمن سقوط در تماس با جرِِیان تمیز هوا – که از قسمت پایین برج توسط یک دمنده به قسمت بالا رانده می شود – قرار می گیرند. بدین ترتیب دی اکسید کربن ناشی از تجزیه بی کربناتهای خود را از دست می دهد. لذا بار ستونهای آنیونی کاهش می یابد، که خود عامل موثری در کاهش هزینه های اولیه و جاری سیستم تصفیه می باشد.
در بعضی موارد برای افزایش سطح تماس آب و هوا از برجهای سینی دار استفاده می شود. در این روش، آب ضمن عبور از روی سینی ها با جرِِیان هوایی که از مجرای سینی رو به بالا حرکت می کند، تماس میابد.

هوازدای حرارتی
دستگاه هوازدا برای حذف گازهای خورنده (بخصوص اکسیژن و دی اکسید کربن) از آب تغذیه دیگهای بخار استفاده می شود. جدا سازی اکسیژن و دی اکسید کربن آزاد، از بروز خوردگی در لوله ها، پمپها، بدنه دیگهای بخار و خطوط برگشت بخار مایع شده، پیشگیری می کند.
هوازدا ممکن است در خلاء شرایط اتمسفریک و یا تحت فشار کار کند. روشهای تماس آب و بخار به صورت پاششی (Spry) و یا سینی های غربالی (Siev tray)، سینی فنجانکی (Bubble tray) و بستر آکنده (Packed bed) می باشد. به طور معمول بخار و آب به صورت غیر هم جهت وارد برج هوازدا می شوند. قسمت اعظم بخار در اثر تبادل حرارت با آب مایع می شود. آب گرم می گردد و با کاهش حلالیت گازها در آب، گازهای خورنده به فاز بخار منتقل شده . به همراه حدود 2% بخار ورودی، از بالای برج هوازدا خارج می شود. پایین بودن فشار جزئی گازها در فاز بخار عامل دیگری برای انتقال گازها از مایع به بخار به شمار می آید.
انشعآبی از بخار وارد لوله منفذداری در قسمت تحتانی منبع ذخیره می گردد. بخار دمیده شده در آب، گازهای محلول و دی اکسید کربن حاصل از تجزیه حرارتی بی کربناتها را به بیرون می راند.
2HCO3- = CO3- + CO2 + H2O
دمای آب مخزن تغذیه تابع نوع هوازدا می باشد. به طور معمول مقادیر زیر برای آن پیشنهاد می گردد.
1. نوع خلاء 70-90 ◦C
2. نوع اتمسفریک 100 ◦C
3. نوع تحت فشار 103-104 ◦C
مشخصات عمومی هوازدا
هوازداها معمولا شامل یک برج تبادل گاز از نوع سینی دار و یک مخزن ذخیره استوانه ای می باشد. مشخصات عمومی هر یک از این دو قسمت به شرح ذیل می باشد.
برج تبادل گاز
* برج تبادل گاز دارای سینی مجهز به کلاهکهای عبور بخار از نوع فنجانکی (Bubble cap) می باشد.
* بدنه سینی ها و کلاهکها برج تبادل گاز از فولاد ضدزنگ (Stainless steel) ساخته می شود.
* یک شیر برقی برای ورود بخار بر روی برج تبادل گاز نصب می شود. وضعیت شیر توسط کنترل کننده سطح مایع در منبع ذخیره کنترل می گردد.
* برج تبادل گاز با پشم شیشه عایق بندی می شود تا از اتلاف حرارت و کاهش راندمان برج جلوگیری گردد.
* آب ورودی به بالای برج و بخار ورودی به پایین برج تبادل گاز، توسط نازلهای مناسب به طور یکنواخت در سطح برج توزیع می شوند.
مخزن ذخیر
* مخزن ذخیره هوازدا استوانه و به صورت افقی از ورق فولاد ساخته می شود.
* سطح داخلی مخزن ذخیره با رنگ اپوکسی مقاوم در برابر حرارت، پوشش داده می شود تا از بروز خوردگی جلوگیری شود.
* مخزن ذخیره به سیستم کنترل سطح آب، مانومتر، ترمومتر، شیشه آبنما، سرریز، لوله گرم کننده و دریچه بازدید مجهز است.

یون زدا
دیگهای بخار فشار بالا، صنایع الکترونیک و برخی از صنایع شیمیایی نیاز به آب فوق العاده خالص دارند. یکی از روشهای تهیه آب خالص استفاده از رزینهای مبادله یونی می باشد. عوامل متعددی بر عملکرد این رزینها موثر می باشند. از ان جمله می توان به نوع رزین، نحوه تماس آب و رزین، دمای آب، غلظت آنیونها و کاتیونها، نوع و مقدار احیاء کننده، نحوه احیاء رزین و چیدمان ستونهای یون زدا اشاره کرد. با توجه به این عوامل و کیفیت آب مورد نیاز، دستگاههای مبادله یون درغالب یک یا چند ستون موازی و یا سری به صورت تک لایه، دو لایه، سه لایه، و یا مخلوط ساخته می شوند. در جدول ذیل چند روش یون زدایی آب نشان داده شده است.

SC : رزین کاتیونی قوی، SA:رزین آنیونی قوی، DG:گاززدا، WC:رزین کاتیونی ضعیف، WA:رزین آنیونی ضعیف
اگر آب با کیفیت بسیار بالا مورد نیاز باشد، در انتهای هر یک از روشهای توصیه شده در جدول بالا، یک ستون مخلوط شامل رزینهای کاتیونی قوی و آنیونی قوی قرار می گیرد. آب خروجی برخی از این ستونها می تواند هدایتی حدود ۰.۲میکروثانیه بر سانتی متر داشته باشد.
یون زدایی آب به روش دوستونی
مجموعه یون زدا دارای یک ستون کاتیونی برای حذف کاتیونهایی همچون کلسیم، منیزیم، سدیم، پتاسیم و آهن و یک ستون آنیونی همانند بی کربنات، سولفات، کلرید و سیلیس از آب می باشد. تجهیزات جنبی سیستم یون زدایی به روش دو ستونی عبارتند از مخزن ذخیره، مخازن سود و اسید، پمپ تزریق آب خام، پمپ آب یون زدایی شده، کنتور، شیر فشار شکن، هدایت سنج . پی اچ سنج.
لازم است در کنار تجهیزات یون زدایی آب، حوضچه خنثی سازی مناسبی تعبیه شود تا پساب حاصل از احیاء ستونهای کاتیونی و آنیونی محیط را آلوده نکند.
بدنه ستونها بسته به سفارش، از نوع فولاد ضدزنگ و یا آهن پوشش داده شده یا P.V.C و یا لاستیک می باشد. کلیه شیرها، لوله ها و اتصالات از جنسP.V.C می باشد.

تزریق کننده مواد شیمیایی
مواد شیمیایی در مخزن تزریق کننده حل و با استفاده از پمپ تزریق و نازل خروجی پمپ به نقطه مورد نظر تزریق می شوند. میزان تزریق مواد توسط پمپ کنترل می شود.
تجهیزات تزریق کننده
1. مخزن تهیه محلول
2. همزن الکتریکی به همراه شفت و پروانه
3. تابلو برق
4. پمپ تزریق و اتصالات مربوط به ان
5. پایه کامل جهت نصب تجهبزات تزریق کننده

راهنمای کلرزنی
کلر ماده ای موثر برای گندزدایی آب می باشد. مقدار کلر تزریقی بستگی به آلودگی و شرایط آب دارد. مقدار کلر و یا ترکیبات کلردار مورد نیاز برای تصفیه انواع آبها در جدول ذیل نشاد داده شده است.
البته باید توجه داشت مقادیر مندرج به عنوان پیش فرض منظور شود و مقدار کلر مورد نیاز با توجه به الودگیها و شرایط آب تنظیم و تزریق شود.

توجه: هر گرم هیپو کلریت کلسیم 60% و 70% به ترتیب 0.294 و 0.345 گرم کلر فعال دارد.
هنگامی که از پودر هیپو کلریت کلسیم استفاده می شود،10% هدر رفتن کلردر هنگام محلول سازی منظور شود.

غلظت کلر باقیمانده ازاد جهت ضدعفونی آب در دمای ۲۰ درجه
سانتیگرادبر حسب پی.اچ در جدول ذیل پیشنهاد شده است. غلظت کلر یاقیمانده آزاد حداقل پس از گذشت ۱ دقیقه از زمان کلر زنی اندازه گیری شود.

رسوبزدا ها
پیشگیری از رسوب و خوردگی در دیگهای بخار:
آب خام محتوی ناخالصیهایی است که برای دیگهای بخار نامطلوب می باشند. رسوب ترکیبات کلسیم و منیزیم به صورت سولفاتی، کربناتی، و سیلیسی بر روی سطوح مبادله کننده حرارت باعث کاهش گنجایش دیگ، افت راندمان حرارتی، مصرف بیشتر سوخت و بیش از حد گرم شدن لوله ها می شود. حضور اکسیژن و گازکربنیک در آب تغذیه باعث تشدید خوردگی و سوراخ شدن لوله های دیگ بخار می شود. از انجا که سیستمهای متعارف تصفیه بیرونی برای مقآبله با مشکلات فوق بازدهی 100% ندارند، پی ریزی تصفیه شیمیایی اجتنآب ناپذیر است. برای این منظور می توانید از ماده سی.اس 150استفاده نمایید. سی.اس150محتوی مقادیر مناسبی از چندید ماده آلی و معدنی می باشد که برحسب شرایط آب مصرفی تهیه می شود.
برخی از ویژگیهای آن بدین شرح می باشد.
* تنظیم پی.اچ (pH) آب دیگ
* جلوگیری از رسوب املاح کلسیم و منیزیم
* زدودن تدریجی رسوبات قدیمی
* کنترل سیلیس
* حذف اکسیژن محلول در آب
* ایجاد لایه مقاوم در برآبر خوردگی بر روی سطوح فلزی در تماس با آب
* خذف چربی
* کف زدایی
مقدار مصرف: بستگی به املاح آب مصرفی و شرایط دیگ بخاردارد. برای دیگهای فشار پایین (کمتر از 20 بار) حدود 200-300 میلی گرم و برای دیگهای فشار متوسط حدود 20-80 میلی گرم برای هر لیتر آب تغذیه اضافه می شود.
در صورتی که برای اولین بار از ماده سی.اس150 استفاده می گردد، توصیه می شود به ازای هر متر مکعب گنجایش دیگهای بخار فشار پایین حدود 1- 1.5 کیلوگرم و برای دیگهای بخار فشار متوسط حدود 0.5 کیلوگرم از این ماده به آب دیگ بخار اضافه شود، سپس به تغذیه یکنواخت آن اقدام گردد.
نحوه مصرف: به صورت محلول رقیق 10- 5 درصد و به کمک پمپ تزریق وارد آب تغذیه می شود. برای این منظور می توانید از سیستم تزریق مواد شیمیایی استفاده کنید. برای رقیق کردن سی.اس150 از آب نرم (آب سختی گرفته شده) استفاده کنید.
ذخیره سازی: به دور از رطوبت، در دمایی بین ۵ – ۴۰ درجه سانتیگراد
نگهداری شود.
ذخیره سازی: در دمای بالای ۵۰ درجه سانتیگراد در ظرف سر بسته.

مشخصات آب تغذیه دیگهای بخار تا فشار 1 تا 60 بار

رسوب زدا ترکیبی اسیدی، با ماده محافظ (Inhibitor) می باشد. رسوب زدا برای زدودن رسوب از سطح فلزات آهنی استفاده می شود. این ماده در سیستمهایی که در آنها فلزات نرم از قبیل آلومینیوم، روی و برنج به کار رفته است توصیه نمی گردد.
مقدار مصرف: بستگی به ضخامت رسوب و مساحت سطح حرارتی دارد. به طور معمول 15-25 درصد حجم سیستم مصرف می شود.

رسوبزدا :
رسوب زدا ترکیبی اسیدی، که برای رسوبزدایی سطح فلزاتی همچون آهن، روی، مس، آلومینیوم، ورشو و برنج استفاده می شود. این ماده دارای محافظ می باشد که تا دمای ۶۰ درجه سانتیگراد سطح فلزات را محافظت می کند.
مقدار مصرف: بستگی به ضخامت رسوب و مساحت سطح حرارتی دارد.
خنثی کننده
لازم است پس از عملیات رسوب زدایی و تمیز سازی سطح فلزات، مواد اسیدی باقیمانده خنثی گردند.سی.اس170 می تواند محیط اسیدی را خنثی نماید و از خوردگی دستگاهها جلوگیری کند.
مقدار مصرف: متناسب با حجم سیستم است به طور معمول معادل حجم آبگیری سیستم از محلول 5% این ماده استفاده می شود.
نحوه مصرف: پس از رسوبزدایی سیستمهای حرارتی و شستشو با آب، محلول 5% تهیه و به داخل سیستم تزریق می شود. سپس این محلول با پمپ داخل سیستم چرخانده می شود. بهد از یک ساعت سیستم تخلیه و با آب تمیز شستشو می شود.

رزین شو
خوردگی تجهیزات انتقال آب، نشت مواد روغنی به داخل آب و عدم تصفیه مناسب آبهای ورودی به دستگاهای سختیگیر و یون زدا، باعث جذب و رسوب مواد آلی و معدنی بر روی رزینهای مبادله گر یونی می شود. این موارد عامل فرسایش تدریجی، کاهش ظرفیت، و در نهایت کاهش عمر مفید رزین می باشند.

صافی شنی تحت فشار (فیلتر شنی):
صافی برای جداسازی ناخالصی های معلق در آب استفاده می شود.
برای عملکرد بهتر صافی، نیاز به انعقاد سازی مواد معلق می باشد. اگر کدورت آب کم و نیازی به زدایش رنگ آب نباشد، عمل انعقاد بدون ته نشینی توصیه می شود. هنگامی که کدورت آب زیاد باشد و یا لازم است رنگ آب حذف شود، صافی پس از انعقاد سازی مواد، و ته نشینی آنها در حوضچه های ترسیب قرار می گیرد. تا قسمت زیادی از آلودگی، کدورت، آهن، روغن و رنگ آب جدا شوند. به منظور حذف طعم و بوی نامطلوب آب، صافیهای با بستر جاذب مورد نیاز است.
صافیهای تحت فشار، متداولترین صافیهای تصفیه آب به شمار می روند که دارای مزایایی همچون سرعت بالای تصفیه، حجم اشغالی کم، هزینه پایین و افت حرارتی کم آب، پس از فرایند آهک زنی گرم می باشند.
بدنه فلزی صافی تحت فشار، استونه ای شکل است و بستری از ذرات دانه ای را در بر می گیرد. آبی که باید تصفیه شود، وارد قسمت بالایی صافی می شود از بستر صافی عبور می کند و سپس در قسمت پایین صافی جمع آوری و به مصرف می رسد. تجمع ذرات معلق در بستر صافی، عامل افزایش افت فشار آب، طی عبور از صافی می باشد. هرگاه افت فشار بیش از حد معین شد، صافی از مسیر تصفیه خارج و شستشو می شود. برای شستشوی صافی جرِِیان آب معکوس می گردد، تا ضمن منبسط شدن، بستر آلودگی های صافی زدوده شود.
به طور معمول جنس بستر صافیهای تحت فشار شن، آنتراسیت و یا خاک دیاتومه می باشد. که بر حسب نیاز مورد استفاده قرار می گیرد.
بسته به آبدهی، صافیهای تحت فشار به دو صورت عمودی و افقی، طراحی و ساخته می شوند.
انتخاب دیگ شوفاژ
امروزه مهندسانی که برای صاحبان ساختمانها کار می کنند در هنگام انتخاب دیگ های گرمایش آب تاسیسات ساختمانها گزینه های متنوعی را در اختیار دارند. این گزینه ها انواع دیگ های قطعاتی چدنی ، دیگ با لوله های فولادی اعم از لوله های آتش یا آب . دیگ با لوله های پره دار مسی و دیگ های چگالشی را در بر می گیرد. تمام این انواع مختلف امروزه در پروژه های ساخت و ساز بکار برده می شوند.
با وجود این همه تنوع انتخاب ، یک مالک و یا مهندس طراح تاسیسات ساختمان ممکن است با آخرین ویژگی های عرضه شده در طراحی دیگ ها آشنایی نداشته و یا نتواند براحتی با مدل هایی که کاملا امتحان خود را در بازار پس نداده اند کنار بیاید. بسیاری از مالکان و مهندسان با مدل های خاصی از دیگ ها آشنایی دارند و یا برنامه های نگهداری خود را حول نوع خاصی از دیگ ها طرح ریزی کرده اند. چه بسا این گونه افراد برای پروژه های جدید و یا برنامه های اصلاح دیگ های موجودشان چیزی به نام تغییر مدل دیگ ها را به حساب هم نمی آورند.

دیگ فولادی یا مسی؟
هنگامیکه مهندسی شروع به فکر کردن در باره نوع دیگ جهت استفاده در پروژه خاصی می کند ، نتیجه ای که نهایتا حاصل می شود انتخاب دیگ فولادی به جای دیگ مسی است. با وجودیکه دیگ های قطعاتی چدنی و دیگهایی که مبدل های حرارتی فولاد ضد زنگ در آنها بکار رفته است هم اکنون در بازار موجود بوده و در برخی پروژها مورد استفاده قرار می گیرند ، با این حال انتخاب دیگ فولادی همچنان انتخاب برتر محسوب می شود. درک تفاوت های طراحی دیگ با لوله های فولادی و دیگ با لوله های مسی از نظر کاربرد مناسب این مدل ها در تاسیسات حائز اهمیت است.
کاربرد دیگ های دارای لوله های فولادی مدتها قبل از دیگ های با لوله مسی شروع شده و محدوده تنوع مدلهای آن بسیار وسیع تر می باشد و انواع دیگ با لوله های آتش ، با لوله های آب ، با لوله های آب انعطافی (فلکس تیوب) و با لوله های آب مایل را در بر می گیرد.در اکثر کاربردهای گرمایش آب در تاسیسات تجاری استفاده از دیگ های دارای لوله های انعطافی و لوله های آب مایل نسبت دیگ های دارای لوله های آتش رایج تر است.
اکثر مدل های لوله انعطافی دارای 5 فوت مکعب سطح گرمایشهستند. زیاد بودن مقدار سطح گرمایش تنها معیار برخی از مهندسان در انتخاب دیگ پروژه می باشد. اما سنجش توان یک دیگ تنها بر اساس میزان فوت مکعب سطح گرمایش امروزه دیگر یک نرم کاری قدیمی محسوب می شود. این نوع سنجش سالها پیش، زمانی که ذغال سنگ و گازوئیل و مازوت سوخت اغلب دیگ ها بودند و وجود سطح گرمایش اضافی برای مقابله با رسوب گیری ناشی از این سوخت ها اهمیت زیادی داشت ابداع شده است ، معیار سنجش مذکور این موضوع را که آیا طراحی دیگ قادر به جذب یکنواخت حرارت در تمام سطح لوله دیگ می باشد یا خیر در نظر نمی گیرد.
دیگ های مسی در اواخر دهه 1940 ، پس از جنگ جهانی دوم به بازار آمدند. برای اکثر مهندسان سالها طول کشیده است تا دیگ های لوله مسی را بر دیگ های لوله فولادی ترجیح دهند. مهندسان تاسیسات بزرگ احساس می کنند که دیگ های لوله مسی تنها از نظر پایین بودن قیمت بهترین انتخاب برای موتورخانه محسوب می شوند نه بهترین گزینه از جمیع جهات.
دیگ های لوله مسی در حدود 25 تا 30 % از مدل های دیگ با لوله انعطافی ارزانترند. پایین تر بودن قیمت اولیه دیگ های لوله مسی بطور خودبخودی نزد تعدادی از مهندسان به معنای کمتر بودن قابل ملاحظه طول عمر دیگ تلقی شده است. اما بسیاری دیگر نیز بر این باورند که دیگ های لوله مسی با لوله پره دار امروزه بهترین انتخاب برای ساختمانهای تجاری می باشد. پایین تر بودن قیمت اولیه و تقاضا برای راندمان های بالاتر ، انعطاف پذیری در انتخاب گزینه های تخلیه دود احتراق ، و نیاز به فضای نصب کوچکتر سبب گرایش بازار به سمت دیگ های لوله مسی شده است.
دمای آب برگشتی :
در هنگام انتخاب و نصب هر نوع دیگ آب گرم در سیستم ، دمای آب برگشتی باید در نظر گرفته شود. دمای برگشت آب گرم سیستم تهویه مطبوع کلید کاربرد هر نوع دیگی در سیستم محسوب می شود. دیگ و آب گرم به یکدیگر وابسته اند. البته این نکته بدیهی به نظر می رسد. اما بروز اشکالات در سیستم و خرابی دیگ اغلب در مواردی رخ می دهد که دیگ استفاده شده با سیستم تهویه مطبوع سازگاری ندارد. راندمان دیگ به دمای آب برگشتی و بار دیگ بستگی دارد.
دمای آب برگشتی دیگ های غیر چگالشی باید بین 130 تا 140 درجه سانتیگراد باشد تا از تقطیر گازهای تنوره جلوگیری شود. تقطیر باعث خرابی دیگ و کوتاه شدن عمر مفید آن شده و به بروز اشکال در برنامه های نگهداری و تعمیرات منجر می شود. اگر طراحی سیستم به حد کافی بالا بودن درجه حرارت آب برگشتی را تا حدی که از تقطیر جلوگیری کند تضمین ننماید ، دیگ های دارای لوله فولادی و یا مسی دچار خرابی می شوند. در صورت پایین بودن دمای آب برگشتی بایستی نسبت به مواردی از قبیل سیستم های پمپاژ آب گرم ، ذوب کردن برف ، و تنظیم دریجه هوای خارج (outdoor air reset) توجه کافی مبذول گردد تا از بالاتر بودن دمای آب برگشتی نسبت به نقطه شبنم گازهای تنوره اطمینان حاصل شود.
دیگ های چگالشی یک انتخاب عالی برای سیستم های پمپاژ منابع آب گرم می باشند زیرا دمای آب برگشتی در این سیستم ها از سیستم های دیگر کمتر است. دمای آب برگشتی در این سیستم ها در حدود 60 درجه سانتیگراد است ، که برای دیگ های چگالشی مطلوب است. راندمان دیگ های چگالشی با پایین آمدن دمای آب برگشتی بهبود می یابد.

منحنی های راندمان دلیل مناسب نبودن دیگ های چگالشی برای سیستم هایی که درجه حرارت آب برگشتی آنها بالاتر از 140 درجه است را نشان می دهند. دیگ چگالشی در دماهای بالاتر آب برگشتی به راندمان بالای خود نمی رسد و سرمایه گذاری بیشتر نیز در این مورد توجیهی ندارد. اما اگر یک راهبرد کنترل بار مبنا طراحی شود، بطوریکه دیگ های چگالشی قادر به تامین گرمایش مجدد با استفاده از مزیت بالاتر بودن دمای آب برگشتی در ایام تابستان بوده و دیگ های غیر چگالشی نیز در ایام زمستان قادر به تامین دمای بالاتر آب باشند ، در این صورت استفاده از دیگ های چگالشی که قیمت اولیه بالاتری دارند ممکن است مقرون به صرفه باشد.
ظرفیت سیستم یکی از ملاحظات مهم در تصمیم گیری برای انتخاب دیگ محسوب می شود. محدوده سایز دیگ های با لوله فولادی از 400 تا 2100MBtuh را در بر می گیرد. در مورد پروژه های بزرگ، استفاده از یک یا دو دیگ با لوله فولادی ممکن است عملی تر باشد تا بکارگیری یک مجموعه مرکب از چندین دیگ با لوله مسی. در صورت استفاده از چندین دیگ لوله مسی، سیستم آب داغ باید برای چیدمان پمپاژ اولیه- ثانویه طراحی شود.
اگر وجود گزینه های انعطاف پذیر تخلیه دود احتراق سیستم مورد نیاز باشد باید از دیگ لوله مسی استاندارد با راندمان بالاتر، یعنی راندمان تقریبا 85% و حتی از دیگ چگالشی با راندمان 98% برای پروژه استفاده شود. در اینجا هم برای اطمینان خاطر از اینکه دیگ در سیستم آب گرم موتورخانه قادر به رسیدن به حداکثر راندمان خود می باشد تحلیل دقیق شرایط سیستم مورد نیاز است. دیگ های چگالشی باید در طراحی سیستم هایی گنجانده شوند که تقطیر در آنها صورت می گیرد، و دیگ های غیر چگالشی نیز باید در سیستم هایی که دمای آب برگشتی آنها زیاد است استفاده شوند.
فضای نصب مورد نیاز دیگ های با لوله مسی کمتر از فضای مورد نیاز دیگ های لوله فولادی است. بنابراین اگر فضای مکانیکی موجود برای نصب دیگ محدود باشد انتخاب دیگ با لوله مسی مطلوبتر خواهد بود. چندین طرح مختلف چیدمان دیگ باید مورد ارزیابی قرار داده شود تا مشخص شود که کدام چیدمان دیگ به حداقل فضای نصب نیاز دارد.
برای تصمیم گیری در مورد انتخاب نوع دیگ ، مهارت کارکنان تعمیرات و نگهداری باید مد نظر قرار داده شود. همچنین وجود نمایندگی محلی سازنده دیگ نیز حائز اهمیت می باشد. ساده بودن طراحی سیستم کلید توانایی کارکنان تعمیرات و نگهداری برای فهم و نگهداری صحیح دیگ می باشد. تصفیه شیمیایی آب برای موفقیت عملکرد دیگ ها و سیستم های آب گرم از اهمیت حیاتی برخوردار است. ورود آب جبرانی خام به سیستم بایستی از لحاظ سختی اندازه گیری شود تا از صحیح بودن تصفیه آب اطمینان حاصل شده و اپراتور از طریق سیستم هشدار دهنده از نشتی های اضافی سیستم مطلع گردد. تصفیه نامناسب آب یکی از علت های اصلی خرابی دیگ ها است. دبی جریان آب گرچه برای تمام دیگ ها مهم است اما برای دیگ های لوله مسی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. دیگ نباید بدون دبی جریان آب کار کند و بدین منظور باید از ادوات کنترلی لازم استفاده شود.
دیگ های بزرگ با لوله فولادی معمولا به سیستم کنترل خودکار تعدیل کننده مشعل مجهزند. دیگ های کوچک لوله مسی عموما دارای سیستم کنترل 2 تا 4 مرحله ای هستند. در مورد سیستم های مرکبی که از چند دیگ لوله مسی تشکیل شده اند ، نوعا باید از کنترل کننده خودکار توالی عملیات استفاده شود تا قابلیت بی بار کردن خودکار مورد نیاز سیستم را تامین کند.
گرمایش بوسیله رادیاتور
رادیاتورهای شوفاژ امروزه جزو پرکاربردترین تجهیزات گرمایشی در ساختمان های عمومی و منازل می باشند .
که ما بیشتر از سیستم گرمایش به وسیله ی آبگرم ان ها استفاده می نماییم اولین شخصی که سیستم گرمایش آبگرم نرکزی را ابداع نمود تریواله سوئدی در سال 1716 میلادی بود . در سال 1770 جیمزوات برای اولین بار از رادیاتور های چند تکه که با بخار آب گرم می شد برای گرمایش استفاده نمود . این سیستم گرمایی تکامل جدی یافت تا آن که در سال 1831 ، پرکنیز سیستم کامل گرمایش با آبگرم را که مجهز به مخزن انبساط بود را به نام خود به ثبت رساند . کاملتریت سیستم گرمایش آبگرم که شباهت زیادی با سیستم های متداول امروزی نیز دارد در سال 1833 توسط مهندس انگلیسی به نام پالکو ابداع گردید .
از سال 1950 که پمپهای آبگردان وارد سیستم های گرمایشی گردید رویکرد عمومی مردم به استفاده از شوفاژ به طور قابل ملاحظه ای افزایش یافت .
رادیاتورها به سه دسته پره ای ، تخت و لوله ای تقسیم می گردند و از لحاظ جنس نیز دارای انواع فولادی ، چدنی و آلمینیومی می باشند .
البته ناگفته نماند که رادیاتور ها فقط بر اساس شکل ظاهری تقسیم بندی نمی شوند بلکه روش گرمادهی در انواع سطوح آن ها نیز متفاوت است .
اساسا رادیاتورها گرمای خود را از طریق تابش و جابجایی به هوای اتاق پس می دهند و معمولا 1/3 گرمای خود را از طریق تابش و 2/3 آن را از طریق جابجایی به هوای اتاق پس می دهند .
انتخاب محل نصب رادیاتورها
فرض نمایید که در یک اتاق با دمای20 درجه(c) و مقابل دیواری که ضریب k آن 0.55w/m2k است قرار گرفته اید و دمای هوای بیرون نیز -12c درجه است .
مطابق با نمودار تعیین دمای سطح جداره ی ساختمان با توجه به دمای هوای خارج و ضریب k دیوار خارجی ، دمای سطح داخلی دیوار معادل 17.8 (C) به دست می آید که با استفاده از رابطه زیر :
"دمای محسوس = دمای سطح داخلی دیوار + دمای داخلی اتاق تقسیم بر 2 "
دمای محسوس 18.9 درجه می شود . حال برای آن که دمای محسوس را به به 20 درجه سانتیگراد برسانیم باید دمای هوای اتاق را به 22.2 درجه افزایش دهیم .
به اختلاف دمای بین سطح دیوار و هوای اتاق ، کسری گرما یا کسری تابش گفته می شود.
اختلاف دمای پنجره ها با هوای اتاق معمولا بیش از این مقدار است ، اگر دمای هوای بیرون -12 درجه باشد دمای سطح پنجره حدود 9 درجه خواهد شد. این اختلاف ریاد با بالا بردن هوای اتاق قابل جبران نیست .
حال برای جبران کسری تابش پدید آمده باید از طریق تابش یک سطح گرم آزاد عمل نمود . اختلاف دمای لازم برای این سطح گرم کننده مانند رادیاتور با توجه به طول و ارتفاع نصب آن مشخص می شود . این کار با طراحی جایگاه ، تعیین اندازه و اختلاف دمای لازم برای رادیاتور (مثلا برای جبران جریان عمودی هوا ) برای حذف کامل اثر سردی سطوح پیرامونی و با توجه به ذخیره سازی گرمایی آن ها انجام می شود .
در نتیجه تنها راه حل موثری برای جلوگیری از کسری تابش ، تعیین جایگاهی مناسب برای رادیاتور است . این محل باید به گونه ای اننتخاب شود که رادیاتور افزون بر گرمایش اتاق ، هوایی مطبوع در هر نقطه از اتاق ایجاد کند .
چون معمولا سردترین مکان در اتاق نزدیک پنجره است و به علاوه از طریق درزهای آن ، امکان نفوذ هوا به داخل اتاق وجود دارد ، جایگاه و اندازه رادیاتورها با توجه به موقعیت پنجره مشخص می شود . از این رو بهترین توزیع دما در اتاق و بهترین جبران برای کسری تابش وقتی رخ می دهد که رادیاتور زیر پنجره نصب شود . اگر رادیاتور که حدود 60% گرما را بهع صورت جابجایی منتقل می کند به صورت آزاد جلوی دیوار بیرونی زیر پنجره نصب شود ، نیروی شناوری هوای گرم آن به قدری بزرگ خواهد بود که امکان نفوذ هوای سرد شده ی روی وجه داخلی پنجره و هوای سرد وارد شده از درزهای پنجره ، به درون اتاق را منتفی می سازد ، با این کار جریان هوا در اتاق (گردش هوای اتاق ) برقرار خواهد شد .

هرگاه رادیاتور زیر پنجره نصب شود طول آن باید معادل پهنای پنجره انتخاب شود . با این کار جریان عمودی هوا متعادل می شود و گرمای تابشی رادیاتور بیشتر می شود .
از طرفی هرچه سطح تابشی رادیاتور افزایش یابد با بهتر بگوییم سهم گرمای تابشی رادیاتور افزایش یابد تاثیر بیشتری در ایجاد آسایش گرمایی خواهد داشت . زیرا گرمایی که از طریق تابش از بدن انسان به بیرون منتقل می شود با افزایش سطح تابش رادیاتور بهتر جبران می شود .
برای استفاده از حداکثر توان گرمایی رادیاتور باید آن را نزدیک به دیوار و زیر پنجره نصب کرد .
حداقل فاصله رادیاتور از جداره های ساختمان از دیوار حداقل 50 میلی متر و از کف اتاق حداقل 100 میلی متر باید باشد .در این صورت هیچکونه افت توانی پدید نخواهد آمد .
اگر رادیاتور در حالتها ی زیر نصب شود افت توان خواهد داشت :
* زیر تاقچه
* پنجره
* داخل کابین یا پشت پرده
در صورتی که از یک ورقه جهت پوشش رادیاتور استفاده گردد افت توان ممکن است به 15% برسد .
شیرهای ترمواستاتیک رادیاتور:
به منظور بهینه، سازی مصرف سوخت، نیاز است که سیستم رادیاتور مجهز به شیر ترموستاتیک باشد. شیرهای ترموستاتیک رادیاتور با قابلیت تنظیم دما توسط ترموستات می توانند، دمای اتاق را در درجه حرارت مورد نظر ثابت نگه دارند. و با تنظیم دمای اتاق در محدوده 21-18 درجه سانتی گراد بیشترین مقدار صرفه جویی در مصرف سوخت بدست می آید.
بطور کلی طبق آزمایشات بعمل آمده، کاهش هر 1 درجه سانتیگراد، و جلوگیری از افزایش بی مورد دمای اتاق، سبب کاهش مصرف سوخت به میزان 6% می گردد.
شیر ترموستاتیک از یک سنسور حرارتی برای کنترل خودکار درجه حرارت محلی که در آن رادیاتور نصب شده و یک شیر که از سنسور فرمان می گیرد، تشکیل شده است. دمای مورد نیاز هر اتاق با چرخاندن کلاهک ترموستات قابل تنظیم می باشد. هنگامی که دمای اتاق بر اثر گرمای خروجی از رادیاتور و یا هر منبع تولید گرمای خارجی (مانند تابش خورشید، افزایش تعداد ساکنین و یا تجهیزات و لوازم برقی) افزایش یابد و در محدوده تنظیم دمای ترموستات قرار گیرد، ترموستات به شیر فرمان داده و جریان آب گرم در رادیاتور را کاهش می دهد و از افزایش گرمای اتاق توسط رادیاتور جلوگیری می کند. در نتیجه ضمن تامین شرایط آسایش مطلوب برای ساکنین اتاق، کاهش مصرف انرژی و هزینه های سوخت مصرفی را نیز برآورده می کند. چنانچه از شیرهای ترموستاتیک بر روی رادیاتور استفاده نشود، در اینصورت دمای هوای اتاق افزایش می یابد تا اینکه شرایط اتاق در حالت نامطلوبی قرار گیرد. در نتیجه ساکنین اتاق مجبور به باز کردن پنجره ها می شوند و این امر سبب می شود که هزینه پرداختی صرف گرم کردن هوای بیرون خانه شود و به هدر رود. بررسی های بعمل آمده نشان دهنده این نکته است که هزینه خرید و نصب شیرهای ترموستاتیک رادیاتور نهایتاً طی دو دوره سرما از محل صرفه جویی در هزینه سوخت مصرفی قابل برگشت خواهد بود.

ترموستات:
ترموستات از اجزاء مختلفی نظیر سنسور، کلاهک تنظیم، شاخص و فنر تشکیل شده است. سنسورها دارای انواع مایع، گاز و واکس هستند که هرکدام دارای فناوری خاص خود می باشند و با تاثیرپذیری سنسور از دمای محیط و انبساط یا انقباض مایع و یا گاز درون آن و درنتیجه تاثیر بر شیر، آب ورودی به رادیاتور را کنترل می کنند.
برای اینکه ترموستات بتواند به بهترین نحو ممکن دما را حس نماید در محلهایی که رادیاتور در محفظه یا زوایای محدود قرار دارد و یا اینکه اجبارا پوشش روی آن قرار داده شده است از ترموستات با سنسور بیرونی استفاده می شود. سنسور این ترموستات می تواند برحسب نیاز تا 8 متر از رادیاتور فاصله داشته باشد.
در شکل مقابل شاخص و دمای محیط برای ترموستات نشان داده شده است. البته ممکن است اعداد مذکور با توجه به ساخت ترموستات و مشخصات سازنده متفاوت باشند. در هر صورت اعداد مذکور جنبه راهنمایی دارند و معمولا شرایط محل نصب و نوع رادیاتور میزان دمای نهایی و واقعی را تعیین می نماید.
تنظیم ترموستات برروی عدد 3 و دمای حدود 21 درجه سانتیگراد سبب می شود تا هوای اتاق مطلوب و دلپذیر باشد.
در بعضی از ترموستاتها علاوه بر امکان تنظیم در حالت حداقل دما (*) امکان قطع کامل جریان آبگرم (0) نیز موجود می باشد.
در اماکن عمومی و محیطهای خاصی که احتیاج به ثابت نگه داشتن دما در یک درجه و یا محدوده ای از درجه حرارت محیط می باشد، می توان از ترموستات با سنسور محدودشونده استفاده کرد. بوسیله این ترموستات می توان دمای محیط را در حداقل و حداکثر دمای تنظیم شده محدود نمود و امکان تغییر دما توسط افراد غیر مسئول ممکن نخواهد بود. همچنین می توان برای جلوگیری از سرقت از قفل مخصوص ترموستات نیز استفاده کرد.

انواع شیر:
شیرهای معمولی رادیاتور از نظر عملکرد دارای یک تعریف کلی هستند که شامل مسدود و یا باز نمودن جریان آب می باشد. ولی شیرهای ترموستاتیک رادیاتور بگونه ای ساخته شده اند که بمنظور تنظیم دما توسط ترموستات، امکان عبور جریانهای مختلف را فراهم می کنند. یکی از قابلیتهای مهمی که در برخی از شیرهای ترموستاتیک رادیاتور وجود دارد امکان تنظیم اولیه جریان آب می باشد که در صورت مجهز بودن شیر به این سیستم می توان با تغییر سطح مقطع جریان آب و ایجاد افت فشار، حداکثر آب ورودی به رادیاتور را محدود کرد.
لازم به ذکر است در ساختمانهای با سیستم آب گرم مرکزی به سبب ارتفاع طبقات و یا فاصله واحدها از مرکز حرارتی معمولا توزیع گرما در تمام نقاط یکسان نخواهد بود، در نتیجه واحدهای نزدیک به موتورخانه برای رهایی از افزایش گرمای اتاق مجبور به بازکردن پنجره ها می شوند و واحدهای دورتر و یا در طبقات بالا بعضاٌ از وسایل و امکانات گرمایشی جانبی استفاده می نمایند. در این حالت می توان با استفاده از شیرهای ترموستاتیک رادیاتوری که مجهز به سیستم تنظیم اولیه می باشند، جریانهای مختلف آب در رادیاتورهای طبقات مختلف ایجاد کرد
برای استفاده مطلوب و بهینه از ترموستات و همچنین کاهش اثرات مربوط به گرمای شیر و لوله های سطحی و هوای اطراف رادیاتور بر عملکرد شیر ترموستاتیک رادیاتور باید ترموستات بصورت افقی نصب شود. برای این منظور و باتوجه به نحوه قرارگرفتن لوله های ورودی آب رادیاتور، از شیرهای مختلف زیر برحسب شرایط استفاده می شود.
1- شیر زاویه دار: هنگامیکه لوله ورودی آب به رادیاتور از دیوار پشتی باشد.
2- شیر زاویه دار راست: هنگامیکه لوله ورودی آب به رادیاتور از زمین و سمت راست رادیاتور باشد.
3- شیر زاویه دار چپ: هنگامیکه لوله ورودی آب به رادیاتور از زمین و سمت چپ رادیاتور باشد.
– شیر زاویه دار معکوس: این مدل برای تمامی حالات فوق قابل استفاده می باشد با این تفاوت که ترموستات بصورت افقی و در امتداد رادیاتور قرار می گیرد. (در سه حالت قبل ترموستات بصورت افقی ولی عمود بر امتداد رادیاتور قرار می گرفت.)
5- شیر مستقیم: هنگامیکه لوله ورودی آب به رادیاتور از دیوار جانبی مستقیما به رادیاتور وارد شود.

همه چیز در رابطه با پمپ های آبرسانی
همه چیز در رابطه با پمپ های آبرسانی

محفظه آب بندی :
این محفظه شامل آب بندها و اجزاء مربوطه است :
برای رسیدن به بازدهی مناسب در قطعات هیدرولیک وجود آب بندی کامل و مناسب ضروری است. آب بندی بین قطعات در هیدولیک بوسیله آب بندها انجام می شود.
آب بندها براساس استفاده به دو نوع کلی ثابت و متحرک تقسیم می شوند :
1 )آب بند ثابت : به صورت واشر بین قطعات غیر متحرک به کار میرود.
2 ) آب بند متحرک : برای آب بندی قطعات متحرک بکار می رود و برطبق شکل انتخاب می گردد . نوع آب بند هرقطعه توسط سازنده تعیین می گردد و در زمان تعویض باید به این موضوع توجه داشت.

انواع آب بندها :
1 ) اورینگها : معمولی ترین آب بند مورد استفاده در ماشین آلات می باشد . اورینگ ها به عنوان سیل ثابت و متحرک استفاده می شوند وجنس آنها معمولا ازترکیبات لاستیک های مصنوعی می باشند.
موارداستفاده اورینگ برای آب بندی پیستون درسیلندر و شیرهای هیدرولیکی محل اتصال شلنگ ها و پمپ ها استفاده می شود.
طرح اورینگ طوری است که برای نصب در شیارها ساخته شده است و زمان نصب تا (10 ) درصد فشرده می شود .در موارد استفاده متحرک عمر اورینگ به صافی سطح قطعه ها و اندازه بودن آن مربوط می شود .
اورینگ ها در مواردی که محل آب بندی دارای گوشه و زاویه است استفاده نمی شود . اگر اورینگ در قطعه ای تحت فشار زیاد نصب شود ، با گذاشتن یک رینگ فیبری در پشت آن از خارج شدن اورینگ از شیار خود جلوگیری می کند. همیشه باید یک رینگ فیبری درطرف کم فشار اورینگ نصب شود . در صورت استفاده از دو رینگ فیبری اورینگ در وسط آنها قرار می گیرد.
2) آب بندهای وی شکل و یو شکل وی پک ها و یو پک ها از سیل های متحرکی هستند که برای آب بندی پیستون و شافت پمپ ها استفاده می شوند.
جنس آنها معمولاً ازچرم یا لاستیک طبیعی و مصنوعی یا پلاستیک می باشد. طرز نصبشان طوری است که فشار سیال لبه آب بند را به دیواره بچسباند و آب بندی را بهتر و کامل تر کند.
برای آب بندی قطعات پمپ بایستی حداقل یک بسته از این نوع آب بند را بکار برد وچند آب بند را همراه هم در یک شیار قرار داد.
3) سیل های فلنجی و گردگیرها :
گردگیرها سیل های متحرکی از جنس چرم یا لاستیک مصنوعی یا پلاستیک بوده که معمولا در پیستون ها بکار میروند. عمل آب بندی بوسیله باز شدن لبه آنها و چسبیدن به سطح قطعه انجام می شود .
4) آب بندهای فلزی:
از نظرشکل و ساختمان مانند رینگ های پیستون موتور بوده وممکن است که فلزی یا غیر فلزی باشند. جنس آنها عموما از فولاد بوده و دارای نشتی زیاد می باشند ، مگر اینکه خیلی دقیق و فیت نصب شوند. سیل های فلزی به دو صورت بازشونده (پیستونی) وجمع شونده (شفت جک) وجود دارند و در جاهایی بکار میروند که میزان حرارت بسیار بالا است.
این آب بندها به دلیل نشتی زیاد با کاسه نمد و کانال تخلیه به مخزن در سیستم بکار میروند.
5 ) واشر کمپرسی :
این واشرها فقط برای کاربرد ثابت مثل کوپلینگ ، لوله ها ، پوسته پمپ و امثال آنها با پرکردن قسمت های ناصاف آب بندی را انجام می دهد و ممکن است فلزی یا غیر فلزی باشند .
6) کاسه نمدها :
درجاهایی که شافت از پوسته خارج می شود کاسه نمدها نصب می شوند . اگر فشار اتمسفر از فشار کاسه نمد بالاتر باشد از عبور هوا به داخل و اگر فشار پشت کاسه نمد بالاتر از فشارجو باشد از نشت سیال یا بخار به بیرون جلوگیری می کند . بهترین نوع قابل استفاده برای پمپ یک رینگ فانوسی است که بداخل آن آب تزریق می شود . این تزریق آب یا از خروجی خود پمپ تامین می شود یا اگر سیال پمپ غیر آب باشد از یک منبع مستقل آب را لوله کشی می کنند . اگرمایع آب بندی کننده دارای ذرات جامدی باشد که به غلاف های کاسه نمد آسیب برساند بهتر است که سر راه آن فیلتر قرار گیرد .
7 ) گلندها :
بوش های یکپارچه ای هستند ، که به منظور سفت کردن پکینگ ها جهت آب بندی بیشتر از آنها استفاده می شود . میزان سفت کردن پیچ های آن به طورتجربی به اندازه ای است ، که مابین اصطکاک ، آببندی ، روغنکاری وخنک کاری تعادل حفظ شود.
8 ) پکینگ کمپرسی:
از این نوع آب بند می توان به جای وی پک ویو پک ها استفاده کرد . جنس آن معمولا از پلاستیک یا نخ نسوز ویا لاستیک نخ دار با روکش فلزی می باشد . این آب بندها برای قسمت های با فشار کم بکار می روند . در حقیقت عامل آب بندی کننده براساس افت فشار سیال درطول غلاف می باشند علت اینکه پکینگ ها باید دارای خواص پلاستیکی ( فرم
پذیری ) باشند این است تا مقدار فشردگی روی اسلیو (غلاف ها) را تنظیم کنند و نیز خواص الاستیک جهت جذب انرژی و آسیب نرساندن به جزءدواررا داشته باشند و به صورت رینگ هایی در داخل محفظه آب بندی قرارگیرند . انرژی اصطکاکی (گرما) تولید شده دراثرگردش شافت از طریق نشت مقدارکمی مایع از پوسته یا توسط محفظه خنک کاری پشت آن و یا استفاده از هر دو دفع می شود .
جنس پکینگ ها :
1) آزبستوس : که برای درجه حرارت های پایین از آن ا ستفاده می کنند . این پکینگ ها قبلا بوسیله گرافیت یا روغن ، روغن کاری می شوند.
2) متالیک : این پکینگ ها برای فشارها و دماهای بالا استفاده می شوند . پکینگ های متالیک ترکیبی از فویل فلزی (مس ، آلومینیم ، بابیت و …. ) با گرافیت یا مواد چرب کننده دیگر می باشند
روغنکاری نقش مهمی در این آب بند دارد زیرا اگر خشک کارکند روی سطح تماس مثلا سیلندر خط می اندازد.
9) آب بند های مکانیکی :
آب بند هایی که تاکنون توصیف شد عمدتا از نوع پکینگ بودند . استفاده از پکینگ ها به عنوان آب بند همیشه مناسب و عملی نیست . با محکم کردن پیچ های گلندا صطکاک وانرژی ایجاد شده سبب کاهش عمر وخراب شدن غلاف ها می گردد .
از طرف دیگر بعضی از مایعات مثل بوتان و پروپان حلال مواد چرب کننده پکینگ ها هستندکه دراین صورت دقت آب بندی از بین می رود . به دلایلی که گفته شد و همچنین زمانی که میزان نشت باید حداقل باشد از آب بندهای مکانیکی استفاده می کنند .
سطح آب بندی در مکانیکال سیل ها عمود بر امتداد محور بوده ، درحالی که درکاسه نمدها سطح آب بندی در تماس با خود د شافت یا اسلیو قرار می گیرد . اگرچه مکانیکال سیل ها در انواع گوناگون ساخته می شوند اما اصول کارشان یکسان و دارای دو جزء ثابت و متصل به پوسته و یک جزء دوار متصل به شافت ( یاغلاف ) می باشند و یک فنر دو قسمت را به یکدیگر محکم می کند .
یک دیافراگم یا رینگ لاستیکی برای حرکت جانبی ( مماسی ) نیز وجود دارد . مکانیکال سیله معمولا از دو قسمت فلزی و لاستیکی هستند . بعضی اوقات قسمت چرخان آب بند از زغال با روکش فولادی ساخته می شود . البته سطح بین رینگهای دوار وثابت ، بسیار صیقلی و در اصل از دو جنس متفاوت سیلیکون و کاربید کربن می باشد .
لایه ای از مایع باخاصیت خنک کنندگی و روانکاری اصطکاک را به حداقل میرساند . رینگ های مکانیکال ( سیل رینگ ها ) در دو وضعیت نسبت به پمپ قرار می گیرند که ممکن است رینگ دوار در سمت داخل و به طرف ایمپلر باشد ، ویا در قسمت بیرون قرارگرفته و با مایع پمپ شونده تماس نداشته باشد .
درهردو وضعیتی که گفته شد فقط سه نقطه مهم وجود دارد که در آب بندی موثر است :
1( ما بین رینگ ثابت و پوسته
2 ( ما بین رینگ دوار و شافت ( غلاف شافت )
3 ( ما بین رینگ ثابت و متحرک ( بخش های ثابت و متحرک مکانیکال )
آب بندی در حالت (1) توسط گسکت ها و اورینگ ها صورت می گیرد . درحالت) 2( توسط رینگ هاودرحالت (3 ) با تماس مستقیم و تنگاتنگ دو رینگ که همواره توسط فنری به به هم فشرده می شوند انجام می شود.
موضوع قابل توجه در مورد رینگ ها این است که این رینگ ها با جنس ویژه خود در مقابل نیروی( با ر )محوری ضعیف هستند و دچار آسیب می شوند ، اما در مقابل سایش بسیار مقاوم هستند و بامقداری سایش دوباره توسط فنری که میان آنها قرار دارد ساییده می شوند . به همین دلیل یکی از عوامل خراب شدن آنها وارد شدن نیروی محوری است . با توجه به جنس آنها نیز معمولا ترد و شکننده هستند .

کاویتاسیون در پمپ های سانتریفوژ

عملکرد پمپهای سانتریفوژ در حالت بحرانی می تواند موجب اختلال سیستمهای مربوطه شود. از جمله این سیستمها نیروگاههای حرارتی و صنایع پتروشیمی است. در بعضی مواقع تعیین علت دقیق عملکرد ناپایدار پمپ ممکن نیست. جریان توربولان و یا شرایط غیر عادی جریان می تواند موجب لرزشهای شدید و خارج شدن پمپ از مدار شود. یکی از دلایل اولیه لرزشهای پمپ سانتریفوژ کاویتاسیون است. در این حالت در اثر کاهش فشار مایع و تبخیر صورت گرفته در سمت مکش پروانه توده های حباب تولید و به خروجی پروانه جهت تخلیه ارسال می شوند. در اثر افزایش فشار، حبابهای تولید شده فشرده می شوند فشرده شدن حبابها همراه با صدا (مشابه صدای ضربه به بادکنک) و ایجاد لرزش می شود.
تولید حباب در پروانه وقتی رخ می دهد که NPSH موجود مکش پمپ کمتر از NPSH لازم پمپ شود. این امر می تواند به علت وجود مانع در مسیر مکش، وجود زانوئی در فاصله نزدیک ورودی پمپ و یا شرایط غیر عادی بهره برداری می باشد. عواملی مانند افزایش دما و یا کاهش فشار در سمت مکش نیز می تواند شرایط فوق را ایجاد کند. البته انتخاب پمپ برای سیستمهایی که در دبی های متفاوت و سرعت متغیر کار می کنند بایستی با دقت صورت گیرد تا از پدیده کاویتاسیون جلوگیری گردد. با توجه به ملاحظه مراجع مختلف لرزش پمپ ها معلوم شده است یک عامل رایج این لرزشها پدیده کاویتاسیون است و می تواند مخرب نیز باشد.
چنانچه آب به بخار تبدیل شود حجم آن می تواند تا 50000 برابر افزایش یابد که موجب تخلیه پروانه از آب گردد خسارات پمپ در اثر کاویتاسیون شامل خوردگی پره ها در منطقه ضربه حباب و آسیب دیدگی یاتاقانها باشد.
بعضی نتایج نشان می دهد، ارتعاشات مربوط به کاویتاسیون در فرکانسهای بالای 2000 هرتز تولید یک پیک با طیف پهن می نماید. گزارش دیگر اثر کاویتاسیون بر فرکانس پاساژ پره (تعداد پره ضربدر فرکانس دوران محور) را شرح می دهد و دیگری اثر دامنه ارتعاشی پیک را در سرعت محور نشان می دهد. البته دلیل تفاوت در فرکانسهای فوق که از طرف متخصصین مختلف پمپ ارائه شده تفاوت در طراحی پمپ، نصب و بهره برداری آن می باشد. حتی اخیرا" لرزش در اثر کاویتاسیون با ظهورPeak با فرکانس 60 % دور روتور در طیف مشاهده شده است که این در اثر تشدید فرکانس طبیعی پوسته پمپ در اثر برخورد حبابها با آن بوده است. مشخصه دیگر کاویتاسیون تغییرات و نوسان فشار خروجی پمپ است. یک روش سریع جلوگیری ازکاویتاسیون بستن آرام شیرخروجی وکاهش دبی پمپ است تاNPSH لازم کمتر از موجودشود. عملکرد پمپهای سانتریفوژ در حالت بحرانی می تواند موجب اختلالسیستمهای مربوطه شود. از جمله این سیستمها نیروگاههای حرارتی و صنایع پتروشیمی است. در بعضی مواقع تعیین علت دقیق عملکرد ناپایدار پمپ ممکن نیست. جریان توربولان و یاشرایط غیر عادی جریان می تواند موجب لرزشهای شدید و خارج شدن پمپ از مدار شود. یکیاز دلایل اولیه لرزشهای پمپ سانتریفوژ کاویتاسیون است. در این حالت در اثر کاهشفشار مایع و تبخیر صورت گرفته در سمت مکش پروانه توده های حباب تولید و به خروجیپروانه جهت تخلیه ارسال می شوند. در اثر افزایش فشار، حبابهای تولید شده فشرده میشوند فشرده شدن حبابها همراه با صدا (مشابه صدای ضربه به بادکنک) و ایجاد لرزش میشود.
تولید حباب در پروانه وقتی رخ می دهد که NPSH موجود مکش پمپکمتر از NPSH لازم پمپ شود. این امر می تواند به علت وجود مانع در مسیر مکش، وجودزانوئی در فاصله نزدیک ورودی پمپ و یا شرایط غیر عادی بهره برداری می باشد. عواملیمانند افزایش دما و یا کاهش فشار در سمت مکش نیز می تواند شرایط فوق را ایجاد کند. البته انتخاب پمپ برای سیستمهایی که در دبی های متفاوت و سرعت متغیر کار می کنندبایستی با دقت صورت گیرد تا از پدیده کاویتاسیون جلوگیری گردد. با توجه به ملاحظهمراجع مختلف لرزش پمپ ها معلوم شده است یک عامل رایج این لرزشها پدیده کاویتاسیوناست و می تواند مخرب نیز باشد.
چنانچه آب به بخار تبدیل شود حجم آن می تواند تا 50000برابر افزایش یابد که موجب تخلیه پروانه از آب گردد خسارات پمپ در اثر کاویتاسیونشامل خوردگی پره ها در منطقه ضربه حباب و آسیب دیدگی یاتاقانها باشد.
بعضی نتایج نشان می دهد، ارتعاشات مربوط به کاویتاسیون در فرکانسهای بالای 2000 هرتزتولید یک پیک با طیف پهن می نماید. گزارش دیگر اثر کاویتاسیون بر فرکانس پاساژ پره (تعداد پره ضربدر فرکانس دوران محور) را شرح می دهد و دیگری اثر دامنه ارتعاشی پیکرا در سرعت محور نشان می دهد.

البته دلیل تفاوت در فرکانسهای فوق که از طرف متخصصین مختلف پمپارائه شده تفاوت در طراحی پمپ، نصب و بهره برداری آن می باشد. حتی اخیرا" لرزش دراثر کاویتاسیون با ظهورPeak با فرکانس 60 % دور روتور در طیف مشاهده شده است که ایندر اثر تشدید فرکانس طبیعی پوسته پمپ در اثر برخورد حبابها با آن بوده است. مشخصهدیگر کاویتاسیون تغییرات و نوسان فشار خروجی پمپ است. یک روش سریع جلوگیریازکاویتاسیون بستن آرام شیرخروجی وکاهش دبی پمپ است تاNPSH لازم کمتر ازموجودشود.

همه چیز در رابطه با پمپ های آبرسانی

محفظه آب بندی :
این محفظه شامل آب بندها و اجزاء مربوطه است :
برای رسیدن به بازدهی مناسب در قطعات هیدرولیک وجود آب بندی کامل و مناسب ضروری است. آب بندی بین قطعات در هیدولیک بوسیله آب بندها انجام می شود.
آب بندها براساس استفاده به دو نوع کلی ثابت و متحرک تقسیم می شوند :
1 )آب بند ثابت : به صورت واشر بین قطعات غیر متحرک به کار میرود.
2 ) آب بند متحرک : برای آب بندی قطعات متحرک بکار می رود و برطبق شکل انتخاب می گردد . نوع آب بند هرقطعه توسط سازنده تعیین می گردد و در زمان تعویض باید به این موضوع توجه داشت.
انواع آب بندها :
1 ) اورینگها : معمولی ترین آب بند مورد استفاده در ماشین آلات می باشد . اورینگ ها به عنوان سیل ثابت و متحرک استفاده می شوند وجنس آنها معمولا ازترکیبات لاستیک های مصنوعی می باشند.
موارداستفاده اورینگ برای آب بندی پیستون درسیلندر و شیرهای هیدرولیکی محل اتصال شلنگ ها و پمپ ها استفاده می شود.
طرح اورینگ طوری است که برای نصب در شیارها ساخته شده است و زمان نصب تا (10 ) درصد فشرده می شود .در موارد استفاده متحرک عمر اورینگ به صافی سطح قطعه ها و اندازه بودن آن مربوط می شود .
اورینگ ها در مواردی که محل آب بندی دارای گوشه و زاویه است استفاده نمی شود . اگر اورینگ در قطعه ای تحت فشار زیاد نصب شود ، با گذاشتن یک رینگ فیبری در پشت آن از خارج شدن اورینگ از شیار خود جلوگیری می کند. همیشه باید یک رینگ فیبری درطرف کم فشار اورینگ نصب شود . در صورت استفاده از دو رینگ فیبری اورینگ در وسط آنها قرار می گیرد.
2) آب بندهای وی شکل و یو شکل وی پک ها و یو پک ها از سیل های متحرکی هستند که برای آب بندی پیستون و شافت پمپ ها استفاده می شوند.
جنس آنها معمولاً ازچرم یا لاستیک طبیعی و مصنوعی یا پلاستیک می باشد. طرز نصبشان طوری است که فشار سیال لبه آب بند را به دیواره بچسباند و آب بندی را بهتر و کامل تر کند.
برای آب بندی قطعات پمپ بایستی حداقل یک بسته از این نوع آب بند را بکار برد وچند آب بند را همراه هم در یک شیار قرار داد.
3) سیل های فلنجی و گردگیرها :
گردگیرها سیل های متحرکی از جنس چرم یا لاستیک مصنوعی یا پلاستیک بوده که معمولا در پیستون ها بکار میروند. عمل آب بندی بوسیله باز شدن لبه آنها و چسبیدن به سطح قطعه انجام می شود .
4) آب بندهای فلزی:
از نظرشکل و ساختمان مانند رینگ های پیستون موتور بوده وممکن است که فلزی یا غیر فلزی باشند. جنس آنها عموما از فولاد بوده و دارای نشتی زیاد می باشند ، مگر اینکه خیلی دقیق و فیت نصب شوند. سیل های فلزی به دو صورت بازشونده (پیستونی) وجمع شونده (شفت جک) وجود دارند و در جاهایی بکار میروند که میزان حرارت بسیار بالا است.
این آب بندها به دلیل نشتی زیاد با کاسه نمد و کانال تخلیه به مخزن در سیستم بکار میروند.
5 ) واشر کمپرسی :
این واشرها فقط برای کاربرد ثابت مثل کوپلینگ ، لوله ها ، پوسته پمپ و امثال آنها با پرکردن قسمت های ناصاف آب بندی را انجام می دهد و ممکن است فلزی یا غیر فلزی باشند .
6) کاسه نمدها :
درجاهایی که شافت از پوسته خارج می شود کاسه نمدها نصب می شوند . اگر فشار اتمسفر از فشار کاسه نمد بالاتر باشد از عبور هوا به داخل و اگر فشار پشت کاسه نمد بالاتر از فشارجو باشد از نشت سیال یا بخار به بیرون جلوگیری می کند . بهترین نوع قابل استفاده برای پمپ یک رینگ فانوسی است که بداخل آن آب تزریق می شود . این تزریق آب یا از خروجی خود پمپ تامین می شود یا اگر سیال پمپ غیر آب باشد از یک منبع مستقل آب را لوله کشی می کنند . اگرمایع آب بندی کننده دارای ذرات جامدی باشد که به غلاف های کاسه نمد آسیب برساند بهتر است که سر راه آن فیلتر قرار گیرد .
7 ) گلندها :
بوش های یکپارچه ای هستند ، که به منظور سفت کردن پکینگ ها جهت آب بندی بیشتر از آنها استفاده می شود . میزان سفت کردن پیچ های آن به طورتجربی به اندازه ای است ، که مابین اصطکاک ، آببندی ، روغنکاری وخنک کاری تعادل حفظ شود.
8 ) پکینگ کمپرسی:
از این نوع آب بند می توان به جای وی پک ویو پک ها استفاده کرد . جنس آن معمولا از پلاستیک یا نخ نسوز ویا لاستیک نخ دار با روکش فلزی می باشد . این آب بندها برای قسمت های با فشار کم بکار می روند . در حقیقت عامل آب بندی کننده براساس افت فشار سیال درطول غلاف می باشند علت اینکه پکینگ ها باید دارای خواص پلاستیکی ( فرم
پذیری ) باشند این است تا مقدار فشردگی روی اسلیو (غلاف ها) را تنظیم کنند و نیز خواص الاستیک جهت جذب انرژی و آسیب نرساندن به جزءدواررا داشته باشند و به صورت رینگ هایی در داخل محفظه آب بندی قرارگیرند . انرژی اصطکاکی (گرما) تولید شده دراثرگردش شافت از طریق نشت مقدارکمی مایع از پوسته یا توسط محفظه خنک کاری پشت آن و یا استفاده از هر دو دفع می شود .
جنس پکینگ ها :
1) آزبستوس : که برای درجه حرارت های پایین از آن ا ستفاده می کنند . این پکینگ ها قبلا بوسیله گرافیت یا روغن ، روغن کاری می شوند.
2) متالیک : این پکینگ ها برای فشارها و دماهای بالا استفاده می شوند . پکینگ های متالیک ترکیبی از فویل فلزی (مس ، آلومینیم ، بابیت و …. ) با گرافیت یا مواد چرب کننده دیگر می باشند
روغنکاری نقش مهمی در این آب بند دارد زیرا اگر خشک کارکند روی سطح تماس مثلا سیلندر خط می اندازد.
9) آب بند های مکانیکی :
آب بند هایی که تاکنون توصیف شد عمدتا از نوع پکینگ بودند . استفاده از پکینگ ها به عنوان آب بند همیشه مناسب و عملی نیست . با محکم کردن پیچ های گلندا صطکاک وانرژی ایجاد شده سبب کاهش عمر وخراب شدن غلاف ها می گردد .
از طرف دیگر بعضی از مایعات مثل بوتان و پروپان حلال مواد چرب کننده پکینگ ها هستندکه دراین صورت دقت آب بندی از بین می رود . به دلایلی که گفته شد و همچنین زمانی که میزان نشت باید حداقل باشد از آب بندهای مکانیکی استفاده می کنند .
سطح آب بندی در مکانیکال سیل ها عمود بر امتداد محور بوده ، درحالی که درکاسه نمدها سطح آب بندی در تماس با خود د شافت یا اسلیو قرار می گیرد . اگرچه مکانیکال سیل ها در انواع گوناگون ساخته می شوند اما اصول کارشان یکسان و دارای دو جزء ثابت و متصل به پوسته و یک جزء دوار متصل به شافت ( یاغلاف ) می باشند و یک فنر دو قسمت را به یکدیگر محکم می کند .
یک دیافراگم یا رینگ لاستیکی برای حرکت جانبی ( مماسی ) نیز وجود دارد . مکانیکال سیله معمولا از دو قسمت فلزی و لاستیکی هستند . بعضی اوقات قسمت چرخان آب بند از زغال با روکش فولادی ساخته می شود . البته سطح بین رینگهای دوار وثابت ، بسیار صیقلی و در اصل از دو جنس متفاوت سیلیکون و کاربید کربن می باشد .
لایه ای از مایع باخاصیت خنک کنندگی و روانکاری اصطکاک را به حداقل میرساند . رینگ های مکانیکال ( سیل رینگ ها ) در دو وضعیت نسبت به پمپ قرار می گیرند که ممکن است رینگ دوار در سمت داخل و به طرف ایمپلر باشد ، ویا در قسمت بیرون قرارگرفته و با مایع پمپ شونده تماس نداشته باشد .
درهردو وضعیتی که گفته شد فقط سه نقطه مهم وجود دارد که در آب بندی موثر است :
1) ما بین رینگ ثابت و پوسته
2 ) ما بین رینگ دوار و شافت ( غلاف شافت )
3) ما بین رینگ ثابت و متحرک ( بخش های ثابت و متحرک مکانیکال )
آب بندی در حالت (1) توسط گسکت ها و اورینگ ها صورت می گیرد . درحالت) 2) توسط رینگ هاودرحالت (3 ) با تماس مستقیم و تنگاتنگ دو رینگ که همواره توسط فنری به به هم فشرده می شوند انجام می شود.
موضوع قابل توجه در مورد رینگ ها این است که این رینگ ها با جنس ویژه خود در مقابل نیروی( با ر )محوری ضعیف هستند و دچار آسیب می شوند ، اما در مقابل سایش بسیار مقاوم هستند و بامقداری سایش دوباره توسط فنری که میان آنها قرار دارد ساییده می شوند . به همین دلیل یکی از عوامل خراب شدن آنها وارد شدن نیروی محوری است . با توجه به جنس آنها نیز معمولا ترد و شکننده هستند .

همه چیز در رابطه با پمپ های آبرسانی قسمت سوم

وضع قرار گرفتن پروانه در پوسته باید به نحوی باشد که فاصله بین آن و پوسته حداقل ممکن باشد . این فاصله باعث می شود که مایع بین پوسته و پروانه قرار گرفته از یک طرف آن راروغن کاری کند وازطرف دیگر مانع سایش پوسته و پروانه شود . به همین دلیل نباید این نوع پمپ را بدون مایع راه اندازی کرد . پمپ ای گریز ازمرکز توانایی ایجاد فشار بالارا ندارند لذا برای رسیدن به فشار بالا از چند پروانه ای ها استفاده می شود . این پمپ برای حجم زیاد و فشار پایین بهترین راندمان را دارد . میتوان جریان خروجی را بردن اینکه درداخل فشار زیاد شود بدون هیچ خطری متوقف کرد . همچنین این پمپ ها جریان خروجی یکنواختی دارند . اگراین نوع پمپ باخروجی بسته کارکند ، درجه حرارت مایع درون پوسته افزایش یافته وبا تولید بخار در قسمت داخلی دچار ارتعاش می شود که دراین وضع می گویند پمپ هوا گرفته و باید هواگیری شود.
ب ) رینگ های سایشی:
تنها نقطه ای که پوسته و پروانه به عنوان اجزای دورانی و ثابت با هم در در تماس قرار می گیرند محل رینگهای سایش است . ممکن است که پمپ به دلایل مختلف دچار ارتعاش شود . این ارتعاش باعث ساییده شدن پروانه و پوسته می گردد . در بعضی مواقع باعث جام کردن پمپ می شود . برای جلوگیری ازاین وضع از یک حلقه سایش استفاده می شود که هم در پروانه و هم در پوسته کار گذاشته می گردد . با کمی لقی و نشت مایع از ما بین این دو رینگ حرکت دورانی ایمپلر بدون ارتعاش و مشکلات مکانیکی صورت می گردد . لقی مابین دورینگ پوسته و پروانه موجب عبور لایه ای از مایع پمپاژ شده می شود که بعنوان مستهلک کننده ارتعاش عمل می کند . اما نشت زیاد مایع نیز باعث افت کارآیی پمپ و هدر رفتن قدرت محرک می گردد . ارتعاش زیاد ، فشار زیاد و کارمداوم باعث سائیده شدن رینگ ها شده که باید به موقع تعویض شوند: .
ج) شافت
نقش اساسی شافت انتقال گشتاور وارده ، به هنگام راه اندازی و عملکرد و همچنین به عنوان نشیمنگاه و تکیه گاهی برای دیگر قطعات دوار است . حداکثر خیز شافت در شرایط دورانی می باید از حداقل لقی ما بین قطعات شافت عبارتند از
گشتاور (1
وزن قطعات (2
نیروی هیدرولیکی شعاعی و مقدار طراحی شافت ها این بارها به طور همزمان با فاصله یاتاقان ها ، مقدار( overhuge ) آویخته ازیک سر، سرعت های بحرانی و محل تاثیر بارها مورد بررسی قرارمی گیرند . همچنین شافت ها می بایست تحمل بار های ضربه ای ناشی از پیچش و عدم پیچش و تنش های حرارتی بهنگام سرد و گرم شدن را داشته باشند.
4) شافت صلب و انعطاف پذیر( نرم ) شافتی که سرعت (دور) عملکرد نرمال آن پایین تر از دور بحرانی نخست آن قرار گیرد به شافت صلب موسوم است . اگر دور عملکرد آن بالاتر از اولین دور بحرانی قرار گیرد آن را شافت انعطاف پذیر گویند.
معمولا دور عملکرد (20% )کمتر و( 25%- 40% ) بالاتر از دور بحرانی critical speed) نگه میدارند . هنگام راه اندازی و خاموش کردن دستگاه باید خیلی سریع از دور بحرانی عبور کرد.
( یاتاقان ها
وظیفه یاتاقان ها در پمپ نگهداشتن شافت و روتور در مرکز شافت در مرکز اجزاء ثابت و تحمل بارهای شعاعی و محوری است . تحمل کننده بارهای شعاعی را یاتاقان های شعاعی و تحمل کننده های بارهای محوری را یاتاقان های محوری نامند . البته یاتاقان های محوری در عین حال بار شعاعی را نیزتحمل می کنند . یاتاقان های مابین کوپلینگ و پمپ را این بورد و یاتاقان های سمت دیگر را اوت بورد گویند . در پمپ های آویخته از یک سر شافت آن یاتاقانی که به پروانه نزدیکتر باشد را این بورد و دورتری را اوت بورد گویند . یاتاقان های محوری در سمت اوت بورد نصب می کنند
ﻫ) کوپلینگ ها
کوپلینگ ها برای انتقال دور و گشتاور از ماشین محر ک به ماشین متحرک به کار میروند . وظیفه ی دیگر کوپلینگ از بین بردن نا هم محوری ، انتقال بارهای محوری مابین دو ماشین و تنظیم شافت های محرک و متحرک در مقابل سائیدگی می باشد
کوپلینگ ها دو نوعند:
کوپلینگ صلب: در مواقعی که دقت هم محوری باید بالا باشد از این نوع کوپلینگ استفاده می کنند . همچنین درمواقعی که لازم باشدکه یکی ازروتورها توسط شافت دیگر نگهداشته شود ، این کار را بوسیله کوپلینگ صلب انجام می دهند . در این نوع کوپلینگ ها اگر دقت هم محوری کم باشد باعث ایجاد مشکلات مکانیکی می گردد
انواع متداول کوپلینگ صلب عبارتند از:
کلمپی چاک دار(1
در امتداد محور (2
)کوپلینگ انعطاف پذیر3
این کوپلینگ های علاوه براینکه وظیفه انتقال قدرت ازموتوربه پمپ (شافت) رادارند عمل ازبین بردن ناهم محوری بین دو شافت محرک و متحرک را نیز انجام می دهند . کوپلینگ های انعطاف پذیر به غیر از مدل چرخ دنده ای برای دورها و قدرت های پایین استفاده می شوند.
و ) غلاف ها
جهت جلوگیری از فرسایش ، خوردگی و ساییدگی در محل کاسه نمدها و یاتاقان های داخل و دیگر قسمت ها از غلاف های مناسب استفاده می شود
کاربرد پمپ های سانتریفیوژ
پمپ دستگاهی است که با ازدیاد فشار سیال باعث انتقال آن از نقطه ای به نقطه ای دیگر می گردد . اساس کار پمپ گریز از مرکز براساس نیروی گریز از مرکز است ، به این صورت که قسمت متحرک پمپ تحت حرکت دورانی قطرات آب را از مرکز به خارج پرتاب می کند ، چون قطرات دارای سرعت زیاد می باشند در برخورد با پوسته سرعت آنها به فشار تبدیل می گردد . در واقع اساس کار آنها بر اعمال نیروی گریز از مرکز و تبادل اندازه حرکت در پره های پروانه به واحد وزن مایع مبتنی است . پمپ های سانتریفیوژ که متشکل از سه نوع جریان شعاعی ، جریان وتری و جریان محوری می باشند ، عموما با عناوین( Turbo Pumps, Impeller Pump, Roto Dynamic) در اصطلاح فرانسه شناخته می شوند .
دامنه کاربرد پمپ های سانتریفیوژ بسیار وسیع بوده ، و درصنایع شیمیایی ، کاغذسازی ، صنایع غذایی و لبنیات ، فلزات مذاب ، آب و فاضلاب ، ر فع مواد زائد ، نفت وپتروشیمی ودیگر مواد به کارمی روند . از نظرظرفیت و هد ، توانایی این پمپ ها برای ظرفیت های بالا و متوسط نوع جریان و تری و هدهای پایین نوع محوری و هد بالا نوع شعاعی می باشد . البته دو کمیت هد و ظرفیت مستقل از هم نیستند و به شکل ، اندازه و سرعت ایمپلر بستگی دارند.
تاریخچه
نیاز انسان به آب و جابجایی آن از نقطه ای به نقطه ای دیگر سبب شد که انسان به فکر ساخت دستگاهی که این مشکل را برطرف کند بیافتد . اولین نمونه های پمپ ها که نیروی محرک آنها توسط انسان یاحیوانات تامین می شد ، توسط مصریان
باستان در( 17) قرن پیش از میلاد مسیح ساخته شد و مورد استفاده قرار گفتند . آنها توانسته بودند آب را با پمپ های رفت و برگشتی از عمق( 91.5) متر ی زمین بیرون بکشند . در یونان باستان نیز پمپ های رفت و برگشتی با طرح ساده(4 ) قرن قبل از میلاد ساخته شده بود
تاریخ مشخصی در مورد ابداع پمپهای سانتریفیوژ وجود ندارد ، اما گفته می شود که نقاشیهای لئوناردو داوینچی در قرن پانزدهم میلادی نشان می دهد که چگونه با اعمال نیروی گریز از مرکز به آب درون یک لوله خمیده ، آب را تا مقدار معینی بالا برد.
اولین پمپ های سانتریفیوژ در اواخر قرن هفدهم و اوایل قرن هجدهم توسط مهندسین فرانسوی وایتالیایی ساخته شده و کاربرد عملی یافتند (1732) . در نیمه های قرن نوزدهم عیب اصلی پمپهای رفت و برگشتی که عبارت از مقدار جریان پایین می باشد ، موجب این شدکه پمپ های سانتریفیوژ با استقبال بیشتری روبرو شوند و جایگاه وسیعتری در صنعت پیدا کنند.
انواع پمپ های سانتریفیوژ (گریز ازمرکز) این پمپ ها براساس طراحی پروانه ها و تعداد پروانه ها کلاس بندی می شوند .
یک پمپ چند مرحله ای بیشتر از یک پروانه دارد . یک پمپ دو مرحله ای دوپروانه دارد . یک پمپ دو مرحله ای اثر یکسانی همچون دوپمپ یک مرحله ای که به صورت سری می باشند ، دارد . خروجی پمپ اول وارد پمپ دوم می گردد . یک پمپ چندمرحله ای دارای دو یا چند پروانه که روی یک شافت نصب شده اند ، می باشد . هد در خروجی پروانه دوم بیشتر از هد خروجی در پروانه اول است . زیاد شدن پروانه ها هد خروجی نهایی را بالاتر می برد . از آنجایی که مایعات تقریبا تراکم ناپذیر هستند ، تمام پروانه ها درپمپ برای ظرفیت یکسانی طراحی می گردند . پروانه های یک پمپ چند مرحله ای دارای اندازه یکسانی می باشند . این پمپ ها همچنین براساس تک مکشی و یا دو مکشی بودن کلاس بندی می شوند . در یک پمپ تک مکشی سیال از یک طرف پروانه وارد می گردد . در یک پمپ دو مکشی سیال از میان دو طرف پروانه وارد می گردد . از آنجایی که مایع از دوطرف پروانه وارد می گردد ، از یک پمپ دو مکشی برای ظرفیت های بالای عملیاتی استفاده می شود . پمپ های دو مکشی دارای (NPSH )پایین هستند

همه چیز در رابطه با پمپ های آبرسانی -قسمت دوم

پمپ ها و قانون پمپ ها
شرح قوانین حاکم بر پمپها و تئوری آنها :
پمپهای گریز از مرکز ماشین هایی هستند که با استفاده از نیروی گریز از مرکز ( عکس العمل سیال در برابر نیروی مرکز گرا ) سیالات را جابه جا می کنند . در ادامه به موارد مهم در موضوع سیالات اشاره می شود .
نیروی وزن باعث می شود که اگر سیال در یک ارتفاع باشد به ارتفاع پایین تر جریان یابد . انرژی پتانسیل ، انرژی است که در سیال ذخیره می شود و مایع دارای فشار بالاتر انرژی پتانسیل بیشتری دارد ، بنابراین سیال از سطوح با فشار بالا به سطوح با فشار پایین جریان می یابد . در صورتی که فشار دو مخزن برابر باشد یا اینکه اختلاف ارتفاع نداشته باشند سیال میان آنهاجریان نمی یابد . بنابراین در این حالت ها نیاز به استفاده از پمپ داریم . همچنین میتوان از پمپ به منظور افزایش مقدار سیال جابه جاشده ، ( دبی) استفاده کرد . پس میتوان نتیجه گرفت یک پمپ با افزایش انرژی سیال آنرا جابجا می کند . در پمپ های سانتریفیوژ این عمل توسط پروانه انجام می شود ، که با چرخاندن سیال انرژی آن را می افزاید . سیال با عبور از ورودی پمپ وارد چشم ( مرکز ) پروانه می گردد و با دوران پروانه از لبه آن خارج می گردد . هر چه سرعت پروانه بیشتر باشد سیال سریعتر جابجامی شود . در زیر یک نمونه محفظه و پروانه نشان داده شده است .
هنگامی که سیال وارد پوسته( محفظه) می شود سرعت آن کاهش می یابد . چون سرعت سیال کاهش می یابد فشار آن افزایش یافته و از طرف دیگر چون سیال با فشار زیاد در لبه و دور از چشمی خارج می گردد باعث ایجاد یک ناحیه کم فشار در چشمی شده که در اثر آن جریان سیال به درون چشمی امکان پذیر می گردد . ( اختلاف فشار ) وقتی سیال به خارج پمپاژ می شود سرعت آن افزایش می یابد این افزایش سرعت در خروجی به شکل فشار بسیار زیاد و بخشی از آن در محفظه به صورت فشار نمایان می شود .
پروانه که به عنوان پیشران می باشد توسط یک منبع محرک بیرونی چرخانده می شود . محرک به شکل های مختلف الکتروموتور ، توربین و موتور با سوخت فسیلی می باشد . نیروی محرک توسط یک شافت به پیشران منتقل می گردد . محلی که شافت از محفظه پمپ خارج می شود ، دچار نشتی می گردد برای رفع این مشکل از آب بند یا جعبه لایی استفاده می شود . در جایی که لایی قرار می گیرد ممکن است که شافت به شدت دچار ساییدگی گردد به همین دلیل باید از مواد قابل انعطاف استفاده کرد . همچنین برای جلوگیری از سایش ، از یک آستین متحرک شافت استفاده می کنند . آستین به راحتی تعویض می گردد.
سیال از ناحیه خروجی با فشار بالا به پشت ناحیه مکش نشتی پیدا می کند . به همین جهت فضای بین آنها را به حلقه های تحت سایش مجهز می کنند حلقه سایش بدنه ثابت اما حلقه سایش پیشران همراه آن دوران می کند . بستن مناسب حلقه های سایش مقدار نشتی را به اندازه زیادی کاهش می دهد . البته مقداری نشتی برای روانکاری لازم است ، سیال نشت شده سبب روانکاری و خنک سازی حلقه های سایش می شود و همچنین از سایش رینگها در مقابل هم جلوگیری می کند . با ضعیف شدن رینگها فضای میان آنها زیاد شده و نشتی بیشتر می شود . در اینصورت باید رینگ ها تعویض شوند . همچنین حلقه های تحت سایس بوسیله سیال پمپاژ شده روانکاری می شوند و اگر روانکاری مناسب نباشد حلقه ها باهم تماس داشته ، ساییده می شوند ، گرم شده و جام می کنند .به همین علت نباید یک پمپ گریز از مرکز را تا زمانی که از سیال پر نشده راه اندازی کرد .
ارزیابی پمپ های گریز از مرکز :
پمپ ها براساس مشخصات و ویژگیهای پمپاژشان ارزیابی می شوند.
برای مثال ، پمپی که(100 )گالن در دقیقه ظرفیت دارد ، ظرفیت ارزیابی(100) گالن بر دقیقه را دارد . ظرفیت معمولا فاکتوری برای ارزیابی یک پمپ است . فشار ورودی و مکش نیز بر ارزیابی موثرند . با ارزیابی پمپ ما می توانیم بهترین پمپ لازم با بهترین بازده را انتخاب کنیم .
ظرفیت
مقدارمایعی که پمپ در واحد زمان جابجا میکند ، ظرفیت پمپ می باشد که برحسب گالن بر دقیقه بیان می گردد . البته واحدهای دیگری نیز استفاده می شود .
ظرفیت پمپ با افزایش سرعت پیشران افزایش می یابد و در واقع با سرعت در ارتباط است . اما همواره تغییر سرعت عامل افزایش ظرفیت نمی باشد . نکته مهم این است که عامل افزایش ظرفیت ، سرعت مماسی وارد برسیال از سوی ملخی های پروانه است. که کاملا می دانیم به شعاع بستگی دارد ، بنابراین ظرفیت پمپ با پروانه بزرگتر نسبت به پمپی با پروانه کوچکتر با سرعت دورانی برابر ، بیشتر است زیرا سرعت مماسی آن بالاتر می باشد .
وقتی که سیال با سرعت زیاد از پروانه جدا شده وارد بدنه پمپ می شود درآنجا سرعت به فشار تبدیل شده و فشار خروجی زیادمی شود . پس افزایش سرعت مماسی باعث افزایش فشارخروجی پمپ می شود . پس نتیجه ای که گرفته می شود اینست که با افزایش سرعت پیشران می توان ظرفیت پمپ را افزایش داد و یا با ثابت ماندن سرعت دورانی ، پروانه ی بزرگتری بکار برد.
هد و فشار
فشار را معمولا نیروی وارد بر واحد سطح سیال تعریف می کنند و در صنعت معمولا برحسب اینچ مربع بیان می گردد . واحد های دیگری نیز بوده که کاربرد آنها در صنعت کمتراست برای هد میتوان تعاریف گوناگونی ارائه کرد . در مورد پمپ معمولا هد رابه نسبت ارتفاع و بلندی بیان می کنند . باید گفت که هد در واقع شکلی از انرژی جرم سیال است ومی تواند به شکل گرما نیز باشد . در اینجا در مورد هد ارتفاع که کاربرد بیشتری دارد بحث می کنیم . هنگامی که ارتفاعی از سیال داشته باشیم از طرف آن فشاری بر سطح زیرین وارد می شود که هد ارتفاع گویند . هد ارتفاع هم غالبا بر حسب فوت بیان می گردد .
فشاری که از هد ناشی می شود به قطر ظرف بستگی ندارد .
در هر نقطه از پایین ظرف ، فشار فقط به هد یا ارتفاع سیال بستگی دارد .
فشار در سیال را بوسیله فشارسنج معین می کنند . فشار سنج در واقع فشار نسبی رامشخص می کند . یعنی فشار جو را از فشار مطلق کم می کند . رابطه بین فشار مطلق و فشار نسبی به شکل زیر است :
فشار نسبی + فشار جو = فشار مطلق
همچنین با استفاده از رابطه مقابل می توان هد فشار را بدست آورد :
P = g. h
بنابراین فشار ناشی از هد یک سیال به وزن مخصوص آن بستگی دارد .
پس دو سیال با وزن مخصوص متفاوت و هد یکسان فشار مختلفی اعمال می کنند.
فشار بخار
اگر مایعی در ظرفی سربسته بخار شود ، مولکولهای بخار نمی توانند از نزدیکی مایع دور شوند و تعدادی از مولکولهای بخارضمن حرکت نامنظم خود ، به فاز مایع برمی گردند.
سرعت بازگشت مولکولهای بخار به فاز مایع ، به غلظت مولکولها در بخار بستگی دارد . هرچه تعداد مولکولها در حجم معینی از بخار زیادتر باشد ، تعداد مولکولهایی که به سطح مایع برخوردکرده و مجددا به فاز مایع تبدیل می شود ، بیشتر خواهد بود .
در ابتدا چون تعداد کمی از مولکولها در بخار وجود دارند ، سرعت تبدیل آنها به مایع کم است اما با افزایش غلظت بخارسرعت مایع شدن افزایش می یابد تا اینکه بخار شدن به جایی می رسد که سرعت بخار شدن مولکولها با سرعت مایع شدن آنها برابر شود . این حالت را تعادل بین دو فاز مایع و بخار گویند . چون در حالت تعادل ، غلظت مولکول ها در فاز بخار ثابت است، فشار بخار نیز ثابت است . فشار هر بخار در حالت تعادل با مایع خود در دمای
معین را فشار بخار آن مایع می نامیم . فشار بخار تابع دماست و با افزایش آن زیاد می شود .
بعضی اوقات که فشار مکش مطلق به اندازه کافی بالا نباشد ، مایع یا سیال در مکش (ورودی ) پمپ تبخیر می گردد . برای اینکه بدانیم چرا این اتفاق می افتد ،باید بدانیم که چه سیالاتی بخار می گردند یا اینکه چه موقع بخار می گردند.
حرارت شکلی از انرژی است که باعث افزایش انرژی سیال می شود که به شکل بخار شدن و افزایش فشار نمایان می شود . فشار بخار باعث می شود که مایع بخار گردد .فشار بخار بالاتر ، سرعت تبخیر مایع را افزایش می دهد.
یک مایع با فشار بخار بالاتر ، حرارت کمتری برای بخار شدن نیاز دارد . همچنین فشاری توسط گازها و بخارات روی سطح مایع به آن وارد می گردد. فشار روی مایع تمایل به جلوگیری از فرار و آزاد شدن بخارات مایع دارد.
بنابراین برای محافظت و جلوگیری از بخارشدن مایع در پمپ ، فشارمکش مطلق باید بالاتر از فشار بخار مایع در آن دما باشد.
اصطکاک ( سایش ) افت فشار از اصطکاک ناشی می شود و در واقع نوعی تبدیل انرژی می باشد . اصطکاک یک نیروی مقاوم برای جریان سیال است . برای حرکت سیال ، نیروی پیشران باید بزرگتر از نیروی مقاوم باشد . در اصطلاح فنی گفته می شود که افت فشار باید بزرگتر از مقدار اصطکاک باشد.
یک لوله باقطرکوچکتر مقاومت بیشتری در مقابل جریان نسبت به یک لوله با قطر بزرگتر ایجاد می کند . زمانی که مقدار جریان در یک پمپ بیشتر شود ، اصطکاک نیز افزایش می یابد. افزایش مقدار جریان ، فشار مکش ( ورودی ) قابل دسترسی را کاهش می دهد .
با افزایش مقاومت در برابر جریان در ورودی ( مکش ) پمپ ، مایع ممکن است بخار شود.
بنابراین با افزایش مقدار جریان ، اصطکاک افزایش و فشار مکش کاهش می یابد و احتمال بخار شدن سیال در ورودی بیشتر می شود ، پس در کاربرد لوله ورودی باید به این موضوع توجه داشت .
– اجزا اصلی و ساختمان مکانیکی :
هر پمپ گریز از مرکز دارای سه بخش اصلی زیر است که هرکدام از آنها از اجزای مختلفی تشکیل شده است :
1) محرک
2) محفظه آب بندی
3 ) پوسته
محرک: در پمپ های دوار معمولا از سه نوع محرک الکترومغناطیسی ( الکتروموتور ) ، دیزلی وتوربینی استفاده می شود . محرک الکترو مغناطیسی یک ژنراتور بوده که انرژی الکتریکی را به حرکت دورانی تبدیل می کند . محرک توربینی به کمک انرژی بخار آب ؛ محور پمپ را می چرخاند .
محرک دیزکی نیز موتوری است که با سوخت فسیلی معمولا گازوئیل کار می کند.
خروجی محرک به کمک کوپلینگ به میل محور پمپ متصل شده و این میل محور وارد محفظه آب بندی می شود . در این محفظه دو یاتاقان (ساچمه ای) قرار داشته که درون روغن غوطه ور می باشند و حکم تکیه گاه های میل محور را دارند . انتهای میل محور به یک پروانه که درون پوسته جا دارد متصل شده است.
پوسته : که قسمت عمده آن پروانه و شافت است .
الف ) پروانه( Impeller) :
ایمپلرها با انواع مختلف یک دهنه ، دودهنه ، باز ، اصولا پروانه های دو دهنه دارای نیروی محوری(Trust) کمتر اما هزینه ساخت گرانتر می باشند . همچنین پروانه های باز و نیمه باز از نظر هزینه ساخت ارزانتر می باشند . مشخصه های مایع و وجود ذرات جامد ، روانی و ناروانی مایع و پارامترهایی ازاین قبیل درنوع استفاده از ایمپلرموثرهستند . پروانه های باز درپمپ های محوری و بسته در پمپ های شعاعی بکار می روند . که برای نوع باز برای مایعات حاوی ذرات جامد و الیاف دار نوع بسته برای مایع های تمیز و بدون ذرات شناور مناسب می باشند . نوعی از پروانه های باز نیز برای مخلوط مایع و جامد بکار می روند . بنابراین ساده ترین نوع پروانه ، پروانه باز بوده که برای انتقال مایعات حاوی ناخالصی جامد شناور بکار می رود . پروانه نیم باز نیز برای مایعات رسوب زا بکار برده می شود .کاربرد پروانه بسته نیز در ظرفیت های بالا و به دو دسته یک چشمی و دوچشمی تقسیم می شود .
تعریف پروانه نیز به عنوان بخشی اساسی ، قسمت متحرک پمپ است که مایع ورودی به چشم را به علت داشتن حرکت دورانی به خارج میراند . لازم است که اشاره کنم هر چه اندازه ذرات شناور بیشتر باشد تعداد پره ها کمترخواهد بود .

همه چیز در رابطه با پمپ های آبرسانی قسمت سوم

وضع قرار گرفتن پروانه در پوسته باید به نحوی باشد که فاصله بین آن و پوسته حداقل ممکن باشد . این فاصله باعث می شود که مایع بین پوسته و پروانه قرار گرفته از یک طرف آن راروغن کاری کند وازطرف دیگر مانع سایش پوسته و پروانه شود . به همین دلیل نباید این نوع پمپ را بدون مایع راه اندازی کرد . پمپ ای گریز ازمرکز توانایی ایجاد فشار بالارا ندارند لذا برای رسیدن به فشار بالا از چند پروانه ای ها استفاده می شود . این پمپ برای حجم زیاد و فشار پایین بهترین راندمان را دارد . میتوان جریان خروجی را بردن اینکه درداخل فشار زیاد شود بدون هیچ خطری متوقف کرد . همچنین این پمپ ها جریان خروجی یکنواختی دارند . اگراین نوع پمپ باخروجی بسته کارکند ، درجه حرارت مایع درون پوسته افزایش یافته وبا تولید بخار در قسمت داخلی دچار ارتعاش می شود که دراین وضع می گویند پمپ هوا گرفته و باید هواگیری شود .
ب ) رینگ های سایشی :
تنها نقطه ای که پوسته و پروانه به عنوان اجزای دورانی و ثابت با هم در در تماس قرار می گیرند محل رینگهای سایش است . ممکن است که پمپ به دلایل مختلف دچار ارتعاش شود . این ارتعاش باعث ساییده شدن پروانه و پوسته می گردد . در بعضی مواقع باعث جام کردن پمپ می شود . برای جلوگیری ازاین وضع از یک حلقه سایش استفاده می شود که هم در پروانه و هم در پوسته کار گذاشته می گردد . با کمی لقی و نشت مایع از ما بین این دو رینگ حرکت دورانی ایمپلر بدون ارتعاش و مشکلات مکانیکی صورت می گردد . لقی مابین دورینگ پوسته و پروانه موجب عبور لایه ای از مایع پمپاژ شده می شود که بعنوان مستهلک کننده ارتعاش عمل می کند . اما نشت زیاد مایع نیز باعث افت کارآیی پمپ و هدر رفتن قدرت محرک می گردد . ارتعاش زیاد ، فشار زیاد و کارمداوم باعث سائیده شدن رینگ ها شده که باید به موقع تعویض شوند .
ج) شافت :
نقش اساسی شافت انتقال گشتاور وارده ، به هنگام راه اندازی و عملکرد و همچنین به عنوان نشیمنگاه و تکیه گاهی برای دیگر قطعات دوار است . حداکثر خیز شافت در شرایط دورانی می باید از حداقل لقی ما بین قطعات دوار و ثابت کمتر باشد . بار های اعمالی به شافت عبارتند از :
1) گشتاور
2) وزن قطعات
3) نیروی هیدرولیکی شعاعی و مقدار طراحی شافت ها این بارها به طور همزمان با فاصله یاتاقان ها ، مقدار( overhuge ) آویخته ازیک سر، سرعت های بحرانی و محل تاثیر بارها مورد بررسی قرارمی گیرند . همچنین شافت ها می بایست تحمل بار های ضربه ای ناشی از پیچش و عدم پیچش و تنش های حرارتی بهنگام سرد و گرم شدن را داشته باشند.
4) شافت صلب و انعطاف پذیر( نرم ) شافتی که سرعت (دور) عملکرد نرمال آن پایین تر از دور بحرانی نخست آن قرار گیرد به شافت صلب موسوم است . اگر دور عملکرد آن بالاتر از اولین دور بحرانی قرار گیرد آن را شافت انعطاف پذیر گویند .
معمولا دور عملکرد (20% )کمتر و( 25%- 40% ) بالاتر از دور بحرانی( critical speed) نگه میدارند . هنگام راه اندازی و خاموش کردن دستگاه باید خیلی سریع از دور بحرانی عبور کرد.
د) یاتاقان ها :
وظیفه یاتاقان ها در پمپ نگهداشتن شافت و روتور در مرکز شافت در مرکز اجزاء ثابت و تحمل بارهای شعاعی و محوری است . تحمل کننده بارهای شعاعی را یاتاقان های شعاعی و تحمل کننده های بارهای محوری را یاتاقان های محوری نامند . البته یاتاقان های محوری در عین حال بار شعاعی را نیزتحمل می کنند . یاتاقان های مابین کوپلینگ و پمپ را این بورد و یاتاقان های سمت دیگر را اوت بورد گویند . در پمپ های آویخته از یک سر شافت آن یاتاقانی که به پروانه نزدیکتر باشد را این بورد و دورتری را اوت بورد گویند . یاتاقان های محوری در سمت اوت بورد نصب می کنند.
ﻫ) کوپلینگ ها :
کوپلینگ ها برای انتقال دور و گشتاور از ماشین محر ک به ماشین متحرک به کار میروند . وظیفه ی دیگر کوپلینگ از بین بردن نا هم محوری ، انتقال بارهای محوری مابین دو ماشین و تنظیم شافت های محرک و متحرک در مقابل سائیدگی می باشد.
کوپلینگ ها دو نوعند:
کوپلینگ صلب: در مواقعی که دقت هم محوری باید بالا باشد از این نوع کوپلینگ استفاده می کنند . همچنین درمواقعی که لازم باشدکه یکی ازروتورها توسط شافت دیگر نگهداشته شود ، این کار را بوسیله کوپلینگ صلب انجام می دهند . در این نوع کوپلینگ ها اگر دقت هم محوری کم باشد باعث ایجاد مشکلات مکانیکی می گردد .
انواع متداول کوپلینگ صلب عبارتند از :
1) فلنجی با پیچ های مناسب (استفاده رایج در پمپ های عمودی).
2) کلمپی چاک دار.
3) در امتداد محور.
کوپلینگ انعطاف پذیر:
این کوپلینگ های علاوه براینکه وظیفه انتقال قدرت ازموتوربه پمپ (شافت) رادارند عمل ازبین بردن ناهم محوری بین دو شافت محرک و متحرک را نیز انجام می دهند . کوپلینگ های انعطاف پذیر به غیر از مدل چرخ دنده ای برای دورها و قدرت های پایین استفاده می شوند.
و ) غلاف ها :
جهت جلوگیری از فرسایش ، خوردگی و ساییدگی در محل کاسه نمدها و یاتاقان های داخل و دیگر قسمت ها از غلاف های مناسب استفاده می شود .
کاربرد پمپ های سانتریفیوژ:
پمپ دستگاهی است که با ازدیاد فشار سیال باعث انتقال آن از نقطه ای به نقطه ای دیگر می گردد . اساس کار پمپ گریز از مرکز براساس نیروی گریز از مرکز است ، به این صورت که قسمت متحرک پمپ تحت حرکت دورانی قطرات آب را از مرکز به خارج پرتاب می کند ، چون قطرات دارای سرعت زیاد می باشند در برخورد با پوسته سرعت آنها به فشار تبدیل می گردد . در واقع اساس کار آنها بر اعمال نیروی گریز از مرکز و تبادل اندازه حرکت در پره های پروانه به واحد وزن مایع مبتنی است . پمپ های سانتریفیوژ که متشکل از سه نوع جریان شعاعی ، جریان وتری و جریان محوری می باشند ، عموما با عناوین( Turbo Pumps, Impeller Pump, Roto Dynamic) در اصطلاح فرانسه شناخته می شوند .
دامنه کاربرد پمپ های سانتریفیوژ بسیار وسیع بوده ، و درصنایع شیمیایی ، کاغذسازی ، صنایع غذایی و لبنیات ، فلزات مذاب ، آب و فاضلاب ، ر فع مواد زائد ، نفت وپتروشیمی ودیگر مواد به کارمی روند . از نظرظرفیت و هد ، توانایی این پمپ ها برای ظرفیت های بالا و متوسط نوع جریان و تری و هدهای پایین نوع محوری و هد بالا نوع شعاعی می باشد . البته دو کمیت هد و ظرفیت مستقل از هم نیستند و به شکل ، اندازه و سرعت ایمپلر بستگی دارند.
تاریخچه :
نیاز انسان به آب و جابجایی آن از نقطه ای به نقطه ای دیگر سبب شد که انسان به فکر ساخت دستگاهی که این مشکل را برطرف کند بیافتد . اولین نمونه های پمپ ها که نیروی محرک آنها توسط انسان یاحیوانات تامین می شد ، توسط مصریان
باستان در( 17) قرن پیش از میلاد مسیح ساخته شد و مورد استفاده قرار گفتند . آنها توانسته بودند آب را با پمپ های رفت و برگشتی از عمق( 91.5) متر ی زمین بیرون بکشند . در یونان باستان نیز پمپ های رفت و برگشتی با طرح ساده(4 ) قرن قبل از میلاد ساخته شده بود .
تاریخ مشخصی در مورد ابداع پمپهای سانتریفیوژ وجود ندارد ، اما گفته می شود که نقاشیهای لئوناردو داوینچی در قرن پانزدهم میلادی نشان می دهد که چگونه با اعمال نیروی گریز از مرکز به آب درون یک لوله خمیده ، آب را تا مقدار معینی بالا برد.
اولین پمپ های سانتریفیوژ در اواخر قرن هفدهم و اوایل قرن هجدهم توسط مهندسین فرانسوی وایتالیایی ساخته شده و کاربرد عملی یافتند (1732) . در نیمه های قرن نوزدهم عیب اصلی پمپهای رفت و برگشتی که عبارت از مقدار جریان پایین می باشد ، موجب این شدکه پمپ های سانتریفیوژ با استقبال بیشتری روبرو شوند و جایگاه وسیعتری در صنعت پیدا کنند.
انواع پمپ های سانتریفیوژ (گریز ازمرکز) این پمپ ها براساس طراحی پروانه ها و تعداد پروانه ها کلاس بندی می شوند .
یک پمپ چند مرحله ای بیشتر از یک پروانه دارد . یک پمپ دو مرحله ای دوپروانه دارد . یک پمپ دو مرحله ای اثر یکسانی همچون دوپمپ یک مرحله ای که به صورت سری می باشند ، دارد . خروجی پمپ اول وارد پمپ دوم می گردد . یک پمپ چندمرحله ای دارای دو یا چند پروانه که روی یک شافت نصب شده اند ، می باشد . هد در خروجی پروانه دوم بیشتر از هد خروجی در پروانه اول است . زیاد شدن پروانه ها هد خروجی نهایی را بالاتر می برد . از آنجایی که مایعات تقریبا تراکم ناپذیر هستند ، تمام پروانه ها درپمپ برای ظرفیت یکسانی طراحی می گردند . پروانه های یک پمپ چند مرحله ای دارای اندازه یکسانی می باشند . این پمپ ها همچنین براساس تک مکشی و یا دو مکشی بودن کلاس بندی می شوند . در یک پمپ تک مکشی سیال از یک طرف پروانه وارد می گردد . در یک پمپ دو مکشی سیال از میان دو طرف پروانه وارد می گردد . از آنجایی که مایع از دوطرف پروانه وارد می گردد ، از یک پمپ دو مکشی برای ظرفیت های بالای عملیاتی استفاده می شود . پمپ های دو مکشی دارای (NPSH )پایین هستند

عکس هایی از انواع پمپ ها

اندازه ی این عکس تغییر داده شده است. برای دیدن کامل عکس اینجا را کلیک کنید. اندازه ی عکس اصلی 800×600 و حجم آن 70KB است.

پمپ سانتریفیوژ

پمپ سانتریفیوژ

پمپ جابجایی

پمپ جابجایی مثبت

146