نگهداری مبدل حرارتی
نگهداری از مبدل حرارتی به منظور حفظ کیفیت سیال حرارتی و کاهش هزینه های اقتصادی بسیار مهم است. در این مقاله به این مهم می پردازیم.
برای آشنایی بیشتر با مبدل های حرارتی مقاله مبدل حرارتی چیست را بخوانید:
مقدمه: نگهداری مبدل حرارتی
مبدلهای حرارتی نقش بسیار مهمی در فرآیندهای صنعتی مختلف دارند و به عنوان قلب سیستمهای انتقال حرارت، عملکرد صحیح و پایدار آنها برای بهرهوری کل مجموعه حیاتی است. با گذشت زمان و به دلیل تماس مداوم با انواع سیالات و شرایط کاری سخت، مبدلها دچار رسوبات و آلودگیهایی میشوند که موجب کاهش راندمان انتقال حرارت و افزایش هزینههای انرژی و نگهداری میگردد.
برای مشاهده محصولات مبدل های حرارتی ساخت بخارتجهیز خراسان کلیک کنید.
اهمیت نگهداری سیال حرارتی
در طول زمان ، سیال حرارتی به دلایل مختلفی مانند اکسیداسیون ، آلودگی ، و دمای بیش از حد ، دچار افت کیفیت می شود . این تغییرات می تواند باعث ایجاد رسوبات در لوله ها ، کاهش ضریب انتقال حرارت و حتی آسیب به پمپ ها و مبدل ها شود .
اگر نگهداری منظم انجام نشود ، موارد زیر ممکن است رخ دهد :
- افزایش احتمال گرفتگی خطوط و مبدل ها
- کاهش راندمان حرارتی سیستم
- افزایش مصرف انرژی
- بروز خطرات ایمنی مانند آتشسوزی یا انفجار در دمای بالا
- کاهش طول عمر تجهیزات
بنابراین، نگهداری پیشگیرانه از سیال حرارتی به معنای پایداری عملکرد، صرفهجویی اقتصادی و افزایش ایمنی سیستم حرارتی است.
عوامل مؤثر در افت کیفیت سیال حرارتی
نگهداری مؤثر، نیازمند درک دقیق از عواملی است که باعث تخریب یا آلودگی سیال میشوند. مهمترین این عوامل عبارتاند از:
حرارت بیش از حد
افزایش بیش از حد دمای موضعی درون سیستم می تواند موجب تجزیه حرارتی سیال شود . در نتیجه ، ذرات کربنی و ترکیبات سنگین به وجود می آیند که سبب گرفتگی لوله ها و کاهش انتقال حرارت می شوند .
آلودگی با ذرات خارجی
ورود آب، گردوغبار، زنگ یا روغنهای دیگر به سیستم، باعث آلودگی شیمیایی و فیزیکی می شود . این آلودگی ها معمولاً از طریق نشت، تعمیرات غیر استاندارد یا استفاده از سیالات ناسازگار ایجاد می گردند .
اکسیداسیون
وقتی سیال حرارتی در تماس با هوا قرار می گیرد ، اکسیژن باعث واکنشهای شیمیایی درون آن می شود و ترکیبات اسیدی و لجن تولید می کند . این پدیده بیشتر در نقاطی اتفاق می افتد که سیستم دمای بالا دارد و نشت هوا در تانک انبساط یا خطوط وجود دارد .
روشهای اصولی نگهداری سیال حرارتی
برای حفظ کیفیت و کارایی سیال حرارتی در طول عمر مفید آن، باید مجموعهای از اقدامات پیشگیرانه بهصورت دوره ای انجام شود .
جلوگیری از ورود هوا به سیستم
سیال حرارتی باید در یک مدار کاملاً بسته کار کند. هرگونه نشت یا تماس با هوا منجر به اکسیداسیون و تخریب سریع آن می شود . استفاده از تانک انبساط با نیتروژن پوششی و آببندی دقیق اتصالات ، از راهکارهای مؤثر برای کنترل این مسئله است .
کنترل دمای سیستم
دمای سیال باید همیشه در محدوده ی مجاز تعریف شده توسط سازنده حفظ شود . بالا رفتن بیش از حد دما، حتی در کوتاه مدت ، موجب تجزیه حرارتی و کاهش عمر مفید آن میشود. نصب حسگرهای دما و سیستمهای هشداردهنده اتوماتیک در این زمینه بسیار ضروری است.
نمونهبرداری و آزمایش منظم
اولین قدم در نگهداری ، پایش وضعیت سیال حرارتی از طریق آزمایش های دوره ای است . معمولاً توصیه می شود هر ۶ تا ۱۲ ماه، نمونه ای از سیال گرفته شود و پارامترهایی مانند :
- عدد اسیدی (TAN)
- ویسکوزیته
- نقطه اشتعال
- پایداری حرارتی
- مقدار مواد نامحلول
تمیزکاری و شست وشوی سیستم
قبل از شارژ سیال جدید، باید سیستم کاملاً شست وشو و از ذرات باقی مانده ، روغن های قدیمی یا مواد اکسید شده پاک شود . در غیر این صورت ، سیال جدید نیز به سرعت آلوده خواهد شد .
فیلتراسیون و حذف آلودگی ها
در برخی سیستم ها ، نصب فیلتر مخصوص سیال حرارتی باعث حذف ذرات معلق و جلوگیری از رسوبگذاری میشود. اگر سیال دچار آلودگی شدید باشد، میتوان از روشهای تصفیه فیزیکی یا شیمیایی تحت نظر متخصص استفاده کرد.
تعویض سیال حرارتی؛ چه زمانی لازم است ؟
هیچ سیال حرارتی عمر نامحدود ندارد. در اثر گذر زمان و چرخههای دمایی مکرر، ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی آن تغییر میکند. در حالت کلی، اگر یکی از موارد زیر مشاهده شود، زمان تعویض سیال فرا رسیده است :
- ایجاد رسوبات یا لایههای ضخیم در فیلترها
- کاهش شدید نقطه اشتعال (Fire Point)
- افزایش محسوس مصرف انرژی یا کاهش انتقال حرارت
- افزایش عدد اسیدی بیش از حد مجاز
- تغییر رنگ به قهوهای تیره یا سیاه
در چنین شرایطی، تعویض کامل سیال و شستوشوی دقیق سیستم توصیه میشود تا از آسیب به تجهیزات جلوگیری شود.
چرا رسوبات بویلر مشکل سازند ؟
رسوب آب سخت مانند یک لایه عایق حرارتی عمل میکند و مانع انتقال حرارت مؤثر بین دو سیال میشود. این باعث میشود مبدل برای حفظ دمای مورد نظر نیاز به انرژی بیشتری مصرف کند و راندمان سیستم کاهش یابد.
همچنین تجمع زیاد رسوبات باعث کاهش جریان سیال، افزایش فشار و در نتیجه افزایش خطر آسیبهای مکانیکی میشود.
عوامل موثر در تشکیل رسوب
- سختی آب (میزان املاح معدنی)
- دمای سیال (بالا رفتن دما باعث افزایش سرعت رسوبگذاری میشود)
- سرعت جریان سیال (سرعت پایینتر باعث رسوب بیشتر میشود)