سختی گیر مغناطیسی

چکیده :
در چند دهه اخیر تکنولوژی سختی گیری و رسوب زدایی مغناطیسی در صنایع مختلف و به خصوص در حرارت و برودت جایگاه مناسبی پیدا کرده است به طوریکه در بسیاری از موارد جایگزین روشهای دیگر که عمدتا شیمیایی هستند ، شده است.
این روش با برخورداری از مزایایی چون حذف آثار نا مطلوب سختی و رسوب ، جلوگیری از تشکیل رسوب ، حذف رسوبهای پیشین ، افزایش بازدهی مبدلهای حرارتی و نصب و نگهداری آسان تبدیل به یکی از کاربردی ترین راههای مقابله با سختی و رسوب در حرارت و برودت شده است .
در اثر اعمال میدان مغناطیسی با انرژی مناسب می توان شرایطی را ایجاد کرد که فرایند تشکیل بلورهای رسوب در داخل آب رخ داده و از چسبیدن آنها به دیواره ها جلوگیری شود . در این حالت اصطلاحا در آب پدیده دانه برفی رخ داده و هسته های اولیه بلورهای رسوب در آب تشکیل می شود . با گذشت زمان به حجم هسته های اولیه افزوده شده و بلورهای سخت خنثی و معلق در آب که خاصیت چسبندگی خود را از دست داده اند ظاهر می شود . در کنار فرایند فوق افزایش مولکولهای آزاد در آب و شکسته شدن پیوند هیدروژنی بین آنها باعث افزایش حلالیت آب شده و خاصیت رسوب زدایی را نیز به فن آوری فوق می افزاید ، به نحوی که با گذشت زمان رسوب های پیشین نیز در آب حل شده و تبدیل به بلورهای خنثی معلق در آب می شوند .
در این مقاله کاربرد سختی گیرهای مغناطیسی S2FLOW در حرارت و برودت مورد بررسی و ارزیابی قرار داده شده است . مقدمه :
آب مهمترین سیال در حرارت و برودت است که وظیفه انتقال گرما در مبدلهای حرارتی را به عهده دارد . در برجهای خنک کن ، بویلرها و چیلرها وکولینگ تاورها از آب به عنوان مایع مبدل استفاده می شود به طوریکه گردش آب موجب تبادل حرارتی می گردد . معمولا آب استفاده شده در کاربردهای حرارتی و برودتی از نوع آب سخت است ، آبهای سخت تشکیل پوسته کربنات کلسیم می دهند که مشکلات متعددی را بوجود می آورد . این پوسته به شکل رسوب بر روی سطوح داخلی لوله های حامل آب باعث کاهش ظرفیت انتقال جریان آب و انتقال جریان حرارت می شود . هنگامی که آبهای سخت حرارت داده می شوند تشکیل پوسته، خیلی سریعتر انجام می گیرد که مشکلات زیادی را به وجود می آورند.
یک پوسته به قطر یک میلیمتر بر روی سطوح گرم کننده بصورت عایق حرارتی عمل کرده و در نتیجه تقریبا 10% افزایش هزینه به وجود خواهد آمد. معمولا کاتیونهای کلسیم و منیزیم در آب عامل رسوب هستند کاتیون کلسیم صرف نظر از نمک های آن که شامل سولفات کلسیم ، کلرور کلسیم و سایر نمکهای کلسیم می شود سختی کلسیم را تشکیل می دهند . همچنین کاتیون منیزیم باعث سختی منیزیم می گردد و چون عامل اصلی سختی آب ترکیبات معدنی این دو عنصر است لذا بطور کامل فرض می گردد که سختی کل آب از سبک کردن به کمک آب آهک و خاکستر کربنات سدیم و سبک کردن با استفاده از مبادله کننده های یونی به وجود می آید . روشهای دیگری مانند الکترو دیالیز ، تقطیر ، انجماد و اسمز معکوس وجود دارد که به علت پیچیدگی و گران بودن فقط در شرایط خاص بکار برده می شود . در روشهای معمول از مواد افزودنی استفاده می شود که علاوه بر پایین بودن بازدهی مشکلات زیست محیطی نیز ایجاد می گردد . در حال حاضر سختی گیری و رسوب زدایی مغناطیسی به عنوان یک روش غیر شیمیایی و بدون نیاز به مواد شیمیایی افزودنی به آب و سازگار با محیط زیست با خواص بسیار مفید دیگر برای صنایع مختلف همواره به عنوان جایگزین مناسبی برای روشهای پیشین مطرح است .
اصول سختی گیری و رسوب زدایی مغناطیسی:
در این تکنولوژی از میدان مغناطیسی بعنوان مانعی جهت جلوگیری از تشکیل رسوب بر دیواره سطوح حامل آبهای سخت استفاده می شود . انتقال میدان مغناطیسی به داخل لوله های حاوی آبهای سخت بوسیله یک سختی گیر مغناطیسی با قدرتی معادل 12000 گوس صورت میگیرد .
سختی گیر مغناطیسی S2flow از سرامیک ویژه با خاصیت مغناطیسی بالا ساخته شده است که با میدان قطبی Centeral Reverse Polarity (CRP)}} منحصر به فرد خود و بدون نیاز به نیروی (برق) پشتیبانی عمل رسوب زدایی و حذف رسوبات پیشین را به سهولت انجام می دهد.
برای تحلیل عملکرد رسوب زدایی لازم است که ساختار مولکولی آب مورد توجه بیشتر قرار گیرد . مولکولهای آب ذراتی دو قطبی هستند. اتم اکسیژن با جذب الکترونهای باند والانس خاصیتی منفی پیدا کرده و نقش قطب منفی را بازی میکند در حالی که اتمهای هیدروژن با داشتن هسته مثبت تنها یک الکترون در گردش دارد . لذا هنگامیکه الکترون آن در باند والانس توسط اتم اکسیژن جذب می شود خاصیت مثبت پیدا کرده و نقش قطب مثبت دو قطبی را بازی میکند . به همین دلیل مولکولهای دو قطبی آب یکدیگر را از طرف قطبهای مخالف جذب کرده و تشکیل پیوندهای هیدروژنی یا نیروی واندروالس را میدهند . اشکال سختی آب وابسته به همین پیوند می باشد در فاز بخار این پیوند بسیار ضعیف است در حالیکه در فازهای مایع و جامد این پیوند به ترتیب متوسط و قوی است . هنگامیکه یک نمک در آب حل میشود همین خاصیت دو قطبی بودن باعث تجزیه نمک به یونهای مثبت و منفی و جذب و احاطه آن توسط مولکول آب میشود به این فرایند حل شدن در آب یا هیدراته شدن می گویند هر چه تعداد مولکولهای آزادی که کم تر در پیوند هیدروژنی شرکت کرده باشند بیشتر باشد خاصیت هیدراته شدن بیشتر بوده و حلالیت آب بالاتر میرود . در صورتیکه از سختی گیر مغناطیسی S2FLOW استفاده شود به دو دلیل حلالیت آب افزایش پیدا میکند . اولا با تشکیل کریستالهای خنثی ، فراوانی مولکولهای آزاد آب بیشتر میشود زیرا مولکولهایی که درگیر فرایند حلالیت یا هیدراته شدن بوده اند ، آزاد میشوند علت دیگر افزایش درصد مولکولهای آزاد در اثر میدان مغناطیسی است . میدان مغناطیسی باعث وارد شدن نیرو به مجموعه ای از مولکولهای آب که تشکیل پیوند هیدروژنی داده اند میشود . با افزایش فراوانی مولکولهای آزاد آب ، خاصیت حلالیت به شدت افزایش پیدا کرده و آب شروع به حل کردن رسوبهای پیشین موجود در دیواره ها میکند ، به این ترتیب فرایند رسوب زدایی به مرور زمان تکمیل تر می شود . عدم استفاده از مواد شیمیایی:
به علت استفاده از میدان مغناطیسی در فرایند سختی گیری مغناطیسی S2FLOW هیچ ماده شیمیایی به آب اضافه نمی شود لذا کاملا سازگار با محیط زیست بوده و یک روش کاملا فیزیکی محسوب می شود و با توجه به اینکه از نوع مغناطیسی می باشد هیچ گونه نگهداری نیاز ندارد و دارای عمر طولانی می باشد .

کاهش هزینه راهبردی:
از نظر هزینه اولیه و راهبردی به علت کوچک بودن دستگاه سختی گیر مغناطیسی S2FLOW و استفاده نکردن از برق شهر بسیار مقرون به صرفه بوده و به علت عدم نیاز به مواد شیمیایی و نگهداری، بی نیاز از هزینه راهبردی و نگهداری است که این امر باعث افزایش بهره وری اقتصادی منتج از استفاده این فن آوری می شود حال آنکه در روش متداول که استفاده از مبادله کننده های یونی است از مواد مبادله کننده یون مانند رزین های پلی استیرن استفاده می شود که با عبور آب از میان لایه های رزین کاتیونهای کلسیم و منیزیم جانشین کاتیون سدیم می شوند . مبادله کننده های یونی بعد از مدتی مضرب ظرفیت تبادل یونها را از دست می دهند که اصطلاحا به این خاصیت اشباع شدن می گویند و در این حالت نیازمند فرایند بازیابی است لذا برای استفاده از یک سختی گیر رزینی نیاز به نصب تاسیسات اولیه ، مخازن مربوطه ، پیچیدگی های لازم در سیستم همچنین مواد شیمیایی جهت فرایند احیاء می باشد که به این ترتیب از نقطه نظر اقتصادی ، هزینه های اولیه روش مغناطیسی در مقایسه با روشهای دیگر بسیار نازل و مقرون به صرفه است .
فرایند رسوب زدایی و حذف رسوبات پیشین:
در فن آوری سختی گیری مغناطیسی S2FLOW همراه با فرایند سختی گیری فرایند رسوب زدایی نیز رخ می دهد به این ترتیب که به مرور زمان رسوب های قبلی موجود در سیستم نیز در آب حل شده و از دیواره ها جدا می شوند که با فرایند تخلیه آب یا فیلتراسیون در ابعاد میکرونی از سیستم خارج می شود و این در حالیست که تقریبا هیچ یک از روشهای معمول توانایی چنین فرایندی را ندارند و تنها راه حل موجود استفاده از اسید شویی است که این روش علاوه بر خسارت فراوان ناشی از خوردگی ، هزینه تعطیلی و راه اندازی مجدد را نیز به تاسیسات تحمیل می کند در صورتیکه استفاده از سختی گیری مغناطیسی S2FLOW نیاز به اسید شویی را برطرف کرده و سیستم را از راه اندازی مجدد بی نیاز می کند . سختی گیرهای مغناطیسی S2FLOW و چیلرها:
در تاسیسات حرارتی و برودتی، چیلر یکی از ضروری ترین و گران قیمت ترین اجزاء سیستم می باشد که در صورتیکه از نوع آب خنک باشد معمولا از یک برج خنک کن در کنار آن استفاده می شود که همین امر باعث انتقال مشکلات سختی و رسوب آب از برج خنک کن به چیلر می شود که زیان حاصل از این فرایند در چیلرها به مراتب سنگین تر و گران تراز برجهای خنک کن است .کاهش بازدهی چیلرها ، ایجاد رسوب در لوله های مسی کندانسور ، ایجاد خوردگی و فرسایش در چیلر ، نیاز به اسید شویی و هزینه ناشی از آن از عمده ترین مشکلاتی است که در اثر سختی و رسوب در چیلرها ظاهر میشود . در صورتیکه از فن آوری سختی گیری مغناطیسی S2FLOW در چیلرها به خصوص در ورودی کندانسور آنها استفاده شود ، نه تنها از بروز لایه های رسوب در آنها جلوگیری می شود بلکه به مرور زمان رسوبهای موجود نیز از بین رفته و نیاز به سختی گیری شیمیایی یا اسید شویی برطرف می شود . همچنین این امر باعث افزایش بازدهی برودتی چیلر شده و به مرور زمان شاهد افت راند مان سیستم نخواهیم بود . سختی گیری مغناطیسی S2FLOW در بویلرها:
معمولا بین اجزاء موتور خانه دیگ های آب داغ و بخار به علت کاهش حلالیت مواد معدنی در آب با افزایش دما بیشترین رسوب را تولید می کنند . یعنی با افزایش دما میزان حلالیت کربنات کلسیم و منیزیم که عمده ترین مواد سازنده رسوب هستند کاهش پیدا کرده و به صورت لایه ای سخت که عایق حرارتی نیز محسوب می شود در دیواره ها تشکیل می شوند . داده های آماری نشان می دهند که در صورت تشکیل لایه رسوب به اندازه یک شانزدهم اینچ به اندازه پانزده درصد به میزان سوخت مصرفی افزوده خواهد شد . در صورت استفاده از سختی گیر مغناطیسی S2FLOW در بویلر ها میتوان بسیاری از اثرات مضر و مخرب سختی را رفع نمود که از مهمترین مزایای کاربرد فن آوری میتوان به مواد ذیل اشاره نمود . کاهش مصرف سوخت:
با شروع فرایند سختی گیری مغناطیسی S2FLOW در بویلرها شاهد کاهش مصرف سوخت بین 5% تا 12% خواهیم بود که علت عمده این امر رفع اثرات مخرب سختی کاهش پیوند هیدروژنی مولکولهای آب و افزایش بازدهی بویلرها به دلیل افزایش ضریب تبادل حرارتی مولکولهای آب است .

عدم نیاز به سختی گیرهای معمولی:
با استفاده از روش سختی گیری مغناطیسی S2FLOW میتوان به راحتی سختی گیرهای معمول و تاسیسات مربوط به آنها را که عمدتا از نوع تعویض یونی ( سختی گیرهای رزینی ) هستند را حذف نمود و مهمتر اینکه شاهد فرایند رسوب زدایی نیز خواهیم بود به عبارت دیگر با گذشت زمان رسوب های موجود در سیستم نیز به مرور از بین می روند که این فرایند با روشهای معمول امکان پذیر نیست . نگهداری آسان و اقتصادی بویلر:
در بویلرها به دلیل بالا بودن دمای آب میزان رسوب تشکیل شده بیشتر از قسمتهای دیگر موتور خانه ها است و با توجه به اینکه تقریبا انرژی اصلی تاسیسات از طریق بویلرها تامین می شود لذا نگهداری و راهبری این قسمت بسیار مهم و حائز اهمیت است معمولا خاموش کردن بویلرها ، سرویس آن و راه اندازی مجدد آنها یکی از پر هزینه ترین مراحل نگهداری است که علاوه بر صرف هزینه مواد شیمیایی و هزینه های انسانی ، هزینه توقف کل تاسیسات را که از انرژی بویلرها استفاده می کردند را نیز به سیستم تحمیل میکند . در صورت نصب سختی گیر های مغناطیسی S2FLOW علاوه بر رفع مشکل سختی و رسوب آب هزینه نگهداری ، مخارج توقف و راه اندازی مجدد سیستم نیز بر تاسیسات تحمیل نمی شود. کاهش آب مصرفی بویلرها:
با توجه به کمبود آب ، میزان آب مصرفی در تاسیسات یکی از مهمترین مسائلی است که پروژه های مسکونی و صنعتی با آن روبرو هستند . یکی از مهمترین دلایل افزایش مصرف آب در چنین مواردی استفاده از آبهای سخت است که علاوه بر کاهش بازدهی مبدلها جهت حفظ کیفیت آب نیاز تخلیه مقدار زیادی از آب بویلرها است که این امر به نوبه خود باعث مصرف مقدار زیادی آب در تاسیسات میشود .
در صورت استفاده از فن آوری سختی گیری مغناطیسی S2FLOW می توان از آبهای سخت به صورت مستقیم در تاسیسات و بخصوص بویلرها استفاده نمود که به دلیل عدم نیاز به تخلیه حذف فیزیکی مشکلات سختی و رسوب ، میتوان در میزان آب مصرفی به مقدار زیادی صرفه جویی نمود .

مبدل حرارتی (heat exchanger)

مبدل حرارتی دستگاهی است که برای انتقال حرارت موثر بین دو سیال (گاز یا مایع) به دیگری استفاده می‌گردد. از رایج‌ترین مبدل‌های حرارتی رادیاتور خودرو و رادیاتور شوفاژ است. مبدل های حرارتی در صنایع مختلف از جمله گرم کردن فضا، سرد سازی، تهویه مطبوع، خودرو، نفت و گاز و بسیاری صنایع دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرند. مکانیزم انتقال حرارت بصورت جابجایی و هدایت می باشد. یک مثال معمول از مبدل های حرارتی رادیاتور ماشین می باشد،که در آن آبی که با حرارت موتور ماشین داغ شده است ، حرارت آن از طریق رادیاتور به جریان هوا منتقل می کند. از انواع مبدل ها می توان به مواردی چون مبدل های لوله ای (Tubular Heat Exchanger) (که خود این مبدل ها بر اساس شکل به مبدلهای لوله ای U شکل، مبدلهای دو لوله ای ساده و مبدل های دو لوله ای کویل دار تقسیم بندی می شوند.) ، مبدل های پوسته و لوله (Shell & Tube Heat Exchanger)، مبدل های صفحه ای (Plate heat exchanger)، مبدل های پره دار (Fin Heat Exchangers) اشاره کرد.

مقدمه:
مبدل ها وسایلی هستند که در صنعت برای انتقال حرارت بین دو سیال بکار می روند. در ابتدا سعی می شود تا آنجا که ممکن است برای گرم کردن و سرد کردن جریان ها از خود سیال های موجود در فرایند استفاده شود . بعد از حداکثر کردن میزان بازیافت حرارت در شبکه مبدل حرارتی بار های گرمایشی و سرمایشی که از طریق بازیافت حرارت تامین نشده اند باید توسط سرویس های جانبی (Utility) تهیه شوند . مکانیزم انتقال حرارت بصورت جابجایی و هدایت می باشد.
نحوه قرار گرفتن سیال ها در کنار یکدیگر می تواند به چندین صورت مختلف باشد: - جریان همسو (co-current) : دو سیال از یک طرف مبدل وارد شده و هر دو از طرف دیگر خارج می شوند. بعضی در مبدل نیز هردو در یک سو حرکت می کنند . نتیجتاً در مبدل نیز هر دو در یک سو حرکت می کنند.

- جریان ناهمسو (counter-current): هرکدام از سیال ها از جهات مخالف وارد و خارج می شوند ( یکی از سیا لها از یک جهت و سیال دیگر از جهت دیگر وارد می شود) و دو سیال در مبدل به صورت ناهمسو جریان دارد.

- جریان متقاطع (cross-flow): یکی از سیال ها از یک جهت و سیال دیگر در جهت عمود بر آن جریان دارد. مشخص ترین نمونه آن رادیاتور ماشین می باشد که جریان آب از بالا به پایین در لوله ها و جریان هوا عمود بر آن می باشد.

تقسیم بندی مبدل ها
مبدل ها را می توان از جهات گوناگون تقسیم بندی کرد. ابتدا عناوین این تقسیم بندی ذکر می گردد و سپس در مورد هرکدام توضیحاتی ارائه می شود.
تقسیم بندی بر اساس خصوصیات سیال هایی که در مبدل ها جریان دارد:
این تقسیم بندی بر اساس سیال فرایندی مبدل شکل گرفته است. البته تفاوت بین ضرایب انتقال حرارت گازها و مایعات در تعیین شکل مبدل نقش موثری دارد. مایع/ مایع
در این نوع مبدل های حرارتی هر دو سیال مایع هستند و مکانیزم انتقال حرارت برای هر دو ، انتقال حرارت اجباری است. انتقال حرارت در این مبدل ها به علت بالا بودن ضریب انتقال حرارت مایعات بالاست. گاز/ مایع
در این مبدل ها یک سیال مایع و سیال دیگر گاز است. معمولاً برای خنک نمودن سیال گرم توسط هوا استفاده می شود. جریان مایع با سرعت کافی داخل لوله پمپ می شود که این موجب بالا بودن ضریب انتقال حرارت طرف لوله ها می شود. هوا به صورت متقاطع بر روی لوله ها جریان می یابد. جریان هوا می تواند به صورت جابجایی اجباری یا آزاد باشد. گاز/گاز
معمولاً کمتر اتفاق می افتد که در مبدل ها هر دو سیال گاز باشند مگر اینکه یکی از گازها در فشار بالا باشد .
گاز فشار بالا که دانسیته آن بیشتر است در داخل لوله ها جریان می یابد. البته ضریب انتقال حرارت در این موارد خیلی کوچک است و برای انتقال حرارت مناسب باید تدابیری اندیشید که در مباحث بعد در این مورد بحث می شود. کندانسورها
در این مبدل های حرارتی جریان بخار یک سیال توسط مایع (مثلاً آب) و یا جریان گاز (مثلاً هوا) خنک و کندانس می شود. گاهی اوقات بخار خارج لوله است مثل کندانسورهای نیروگاه های حرارتی و گاهی اوقات بخار داخل لوله است مثل کندانسورهای فرئون.

مونتاژ دیگ های چدنی

جهت استفاده از حداکثر راندمان دیگ و یکنواختی توزیع حرارت بایستی لول هورد آب به دیگ به فلانچ عقب وپایین روی لوله فلزی آب پخش کن و لوله خروج آب به فلانپ بالا وعقب دیگ دیگ متصل گردد .عدم نصب لوله آب پخش کن باعث می شود که عملا قسمتهایی از دیگ از مدار تبادل حرارتی خارج شده و باعث تنش حرارتی در دیگ و از آبندی افتادن آن می شود و ظرفیت مشعل با ظرفیت دیگ همانهگ انتخاب شود .
· چنانچه بعد از روشن کردن مشعل شعله پس بزند دلیل عدم انتخاب صحیح مقطع دود کش یا اضافه انتخاب شدن ظرفیت مشعل می باشد که در چنین شرایطی بایستی دود کش اصلاح و یا مشعل با مشعلی که حداکثر مساوی ظرفیت دیگ باشد تعویض گردد
· دیگ باید روی یک شاسی از آهن یا پروفیل که روی یک سطح صاف مقاوم و کاملا تراز قرار گیرد مونتاژ شود تا بتواند در اثر تنشهای حرارتی روی شاسی فلزی راحت بازی کند . در غیر اینصورت اصطکاک بتن و پایه های دیگ جلوی انبساط طولی را گرفته و بوشها جابجا شده و دیگ از آببندی می افتد .

· از پرس وابزار مناسب استفاده نمایید .

· پره های دیگ و قطعات چدنی بزرگ بدون بسته بندی تحویل می شوند و در صورتی که این قطعات کثیف شده اند باید آنها ابتدا تمیز شده و با آب پس از مونتاژ سیستم کلا شستشو گردد .
· قسمتهای تویی قطعات و بوش ها را با دقت تمیز کنید .
· نخ نسوزها را با دقت در محل خود قرار دهید که چین نداشته باشد .
· بوشها محل برقو خورده را قبل از مونتاژ و بعد از تمیز کرده با ضد زنگ یا سرنج پوشش نمایید .
· در صورتی که بوشها در ست جا نیفتد و یا کج در محل قرار گیرند هنگام مونتاژ تولید مشکل می کنند و سبب پیدایش درز ونشت آب دیگ می شوند .بهتر است وسط بوشها قدری تفلون جهت اطمینان از آببندی دیگ بپیچید وضد زنگ به بوش و روی نوار بمالید و بوشها کاملا موازی نصب گردد .
· بع داز باز کردن پرس دیگ و بستن فلانچهای مربوطه و قبل از مونتاژ سایر قطعات دیگ باید تحت فشار تست گردد .لذا تمام حفره های مربوط به آب را ببندید و با فشار (فشار کار *3/1)و با آب دیگ را تست نمایید.
· چنانچه از محل بوش در حالت تست ریزش آب مشاهده شود دلیل عدم اببندی بوش بدلیل استفاده از بوشهای متفرقه و یا کج جا رفتن در محل مربوطه می باشد .در چنین شرایطی دیگ را در این قسمت با قلم باز وآن بوشها را تعویض و ضد زنگ زده و وسط بوشها نوار تفلون به اندازه کافی بسته ومجددا با پرس دیگ را جمع و دوباره دیگ را از نظر آببندی تست کنید و قبل از بهره برداری داخل دیگ و کل سیستم را کاملا با آب شستشو داده تا ماسه و احیانا مصالح ساختمانی داخل آن نماند .
· هنگام باز کردن آب آزمایش دیگ دقت کنید داخل دیگ کاملا تمیز باشد و در صورت لزوم با شیلنگ کاملا داخل دیگ را بشوئید .
· جهت مونتاژ صفحه نصب مشعل وقطعه ایزوله حفاظت مشعل بایستی سوراخهای فلانچ مشعل را روی این صفحه با مته درآورید و سوراخ دهانه مشعل را در صورتی که از دهانه مشعل شما کوچکتر باشد بوسیله ماشین تراش با قطر دهانه مشعل یک اندازه نمایید .
· کلیه درزهای بین پره ها را بوسیله خمیر دیگ کاملا بگیرید .
· کنترل شود لوله فلزی آب پخش کن بمنظور جلوگیری از تنش حرارتی ناشی از ورود اب سرد و یا سکون آب در برخی از قسمتهای دیگ و توزیع یکنواخت آب وحرارت و افزایش راندمان دیگ در پشت فلانچ ورودی آب به دیگ نصب شده باشد .
· پس از روشن کردن مشعل واطمینان از عدم نشت دود و آب روکش دیگ را مونتاژ کنید .
· ترموستات را روی 40 تنظیم کنید وبتدریج ظرف 48 ساعت درجه حرارت دیگ را به درجه حرارت مد نظر برسانید .
· دقت کنید که فشار کاری ودرجه حرارت دیگ از میزان تعیین شده در کاتابوگ شرکت سازنده بیشتر نشود .
· پیشنهاد می شود به دلیل وجود رسوب در آبهای ایران و مسدود شدن سوپاپهای اطمینان و قرار گرفتن سیستم تحت فشار از سیستم انبساط باز استفاده نمایید تا آسیبی به سیستم تا سیساتی شما وارد نگردد .

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.

منبع : www.masoodvahidi.blogfa.com

مشعل ها

به طور معمول مشعل ها همراه و متناسب با دیگ انتخاب می شوند و به میزان مصرف سوخت بر حسب لیتر در ساعت و کیلو گرم در ساعت یا گالن در ساعت مشخص می شوند.

با داشتن قدرت حرارتی دیگ و ارزش حرارتی سوخت مایع، می توان نوع مشعل و میزان مصرف سوخت را انتخاب کرد. منتها چون مقداری حرارت سوخت از راه دود کش و تلفات دیگر به هدر می رود، در موقع محاسبه، راندمان مشعل را باید در نظر داشت. چون بیشتر گازوییل مصرف می شود، می توان مصرف مشعل را از تقسیم قدرت حرارتی دیگ (QB) در حاصل ضرب ارزش حرارتی هر کیلو گازوییل ( حدود 10000 کیلو کالری ) در راندمان مشعل که بین 6/. تا 85/. است را به دست آورد. چون وزن مخصوص گازوییل 8/. است، بنابراین به ازای هر لیتر حدود 8000 کیلو کالری حرارت تولید خواهد شد که این مقدار BTU 32000 است.

اگر راندمان متوسط مشعل ها را 78/. انتخاب کنیم، به ازای هر لیتر گازوییل معادل BTU25000 حرارت تولید خواهد شد.

با پیدایش سوخت های مایع و محسناتی که نسبت به سوخت های جامد دارند، روز به روز در مشعل ها پیشرفت حاصل شده است و امروزه تقریبا در اکثر دیگ های حرارت مرکزی و صنایع، سوخت مایع مصرف می شود و در نتجیه وجود مشعل ها ضروری است.

مشعل ها از لحاظ پودر کردن سوخت به سه نوع تقسیم می شوند:

1- فشاری

2- با فشار بخار یا فشار هوا

3- با فشار ضعیف هوا

در نوع فشاری، سوخت با فشار یک تلمبه به داخل دیگ پاشیده می شود و هوا نیز به طور طبیعی از اطراف نازل سوخت پاش وارد می شود.

در نوع دوم، سوخت به وسیله فشار هوا یا بخار به داخل دیگ فرستاده می شود.در این مشعل جریان سوخت از منبع تا پستانک به علت وزن مایع است و گاهی با فشار پمپ ضعیف انجام می گیرد.

در این سیستم به علت فشار هوا و کمپرسور و یا فشار بخار، صدای نسبتا زیادی به وجود می آید که از عیوب مشعل می باشد.

بالاخره نوع سوم، که بیشتر در دیگ های حرارت مرکزی به کار برده می شود و کامل ترین نوع مشعل است و در دو نوع مشعل با فشار کم و مشعل با فشار زیاد ساخته می شوند.

1-مشعل با فشار کم:

این مشعل تشکیل شده است از یک الکترو موتور و یک وانتیلاتور و یک پمپ سوخت که معمولا روی یک محور قرار دارند و با حرکت الکترو موتور به کار می افتند. پمپ، سوخت را از منبع می گیرد و در داخل لوله مشعل که در انتهای آن نازل قرار گرفته است، فشرده می کند و چون نازل دارای سوراخ های ریزی است، سوخت به صورت پودر به داخل کوره پاشیده می شود. وانتیلاتور نیز اکسیژن لازم را به وسیله هوای محیط از اطراف نازل داخل محفظه احتراق می رساند. در این حالت برای ایجاد شعله، احتیاج به یک جرقه است که آن نیز از دو سر سیمی که متصل به یک ترانسفور ماتور فشار قوی در حدود 12000 ولتی است، ایجاد می شود.

این جرقه ممکن است دایمی باشد که در دیگ هایی که محیط گرم کافی ندارند مورد احتیاج است . در این صورت ترانسفورماتور باید دارای قدرت کار همیشگی باشد و یا ممکن است جرقه به طور متناوب باشد. یعنی در موقع شروع احتراق چند لحظه جرقه زده شود و پس از گرم شدن کوره، جرقه قطع شود .در این نوع مشعل ها وسایل دیگری مانند مانومتر و صافی روغن و شیر برقی - سولنویید ولو - نیز به کار برده می شود. شیر برقی به خصوص وقتی که منبع سوخت بالا تر از مشعل با شد، حتما لازم است، چون ممکن است پمپ سوخت خوب آب بندی نباشد و هنگامی که مشعل کار نمی کند، سوخت، قطره قطره وارد کوره و تبخیر شود که در موقع روشن شدن مجدد تولید انفجار خواهد کرد. ولی با وجود شیر مربوطه چون به محض از کار افتادن موتور راه سوخت نیز بسته می شود. از دیگ محافظت کامل به عمل می آید.

پمپ های مشعل معمولا یک طبقه هستند و در بعضی موارد ممکن است دو طبقه باشند. در حالتی که منبع سوخت پایین تر از مشعل باشد، وجود پمپ دو طبقه ضروری است. در این مشعل ها مقدار هوا و مقدار سوخت به وسیله دریچه تنظیم هوا و شیر تنظیم سوخت که به ترتیب اطراف وانتیلاتور (بادرسان) و روی پمپ قرار دارند، کنترل می شود.

عمل راه افتادن و از کار افتادن مشعل به وسیله فرمان خود کاری مانند ترموستات دیگ و کنترل دود که گاهی به جای آن سلول فتو الکتریک به کار می رود، انجام می گیرد.

2- مشعل با سوخت مایع سنگین:

این مشعل نیز مانند مشعل قبلی است، با این تفاوت که به جای وانتیلاتور، یک دمنده به کار رفته و پمپ آن نیز مناسب با درجه غلظت مایع سوخت انتخاب شده است.

در موقع راه اندازی این مشعل قبلا شروع کار را به وسیله سیال گازی شکل یا سوخت سبک دیگری انجام می دهند که در این صورت یک دستگاه راه انداز به آن اضافه خواهد شد.

به طور کلی هر نوع مشعل برای ظرفیت های مختلف ساخته شده است که نسبت به ظرفیت حرارتی دیگ و انواع آن، می توان با تعویض نازل و تنظیم هوا از آن استفاده کرد. مثلا یک مشعل با ظرفیت 1 تا 5 و 5 تا 10 لیتر ساخته شده است که می توان با تغییر پستانک، مصرف آن را به حداکثر یا حداقل رساند.

مشعل گازی:

در این نوع مشعل، گاز بوسیله شیر خودکاری با فشار اولیه خود وارد دیگ می شود و با ترکیب با هوایی که همراه خود وارد کوره می کند، مشتعل می شود و در حدود 80% حرارت خود را به دیگ می دهد.

معمولا عمل ایجاد شعله به وسیله شمع خودکار انجام می گیرد. در مورد این مشعل ها وسایل محافظتی پیش بینی می شود، به خصوص اینکه گاز بدون اشتعال وارد دیگ نشود. این عمل به وسیله یک کویل ترمو الکتریک که نزدیک شعله شاهد (شمع) قرار دارد، کنترل می شود. به ترتیب که با بودن شعله کویل گرم می شود و جریان ترموالکتریک از آن عبور می کند و پس از اثر کردن روی شیر خودکار، آن را باز نگه می دارد. اما به محض اینکه شعله خاموش شد، جریان ترموالکتریک از بین می رود و شیر بسته می شود و راه ورود گاز را به دیگ می بندد که برای راه اندازی مجدد، باید شیر گاز را با دست باز کرد. این نوع مشعل نیز برای ظرفیت های مختلف ساخته شده و در دسترس است. 

منبع : http://masoodvahidi.blogfa.com