بخشی از مقاله
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***
بررسي پديده مخفي شدن و برگشت فسفات در نيروگاه يزد
چکيده : مخفي شدن و برگشت فسفات پديده اي است که باعث آشفتگي در وضعيت شيميايي بويلر مي شود. اين پديده به اين صورت است که فسفات در زمان افزايش بار نگه داشته شده ودر زمان کاهش بار آزاد مي گردد. مخفي شدن فسفات دلايل متعددي مي تواند داشته باشد و حتي تحت شرايط يکسان در بويلر هاي مختلف با هم متفاوت است . در اين مقاله رخداد مکرر اين پديده در بويلر يک نيروگاه يزد بررسي مي گردد و با استفاده از گرافهاي مرتبط مونيتور مي گردد و راهکارهايي براي مقابله با اين پديده ارائه مي گردد. هر چند دليلي براي خوردگي در اثر مخفي شدن و برگشت فسفات براي واحدهايي که تري سديم فسفات استفاده مي کنند وجود ندارد ولي در صورت بروز اين پديده به علت تشکيل رسوبات زياد و سخت فسفات با آهن درام در بويلر مخصوصا در نقاطي که شار حرارتي زياد است احتمال گرفتگي هارپها و خرابي بويلر وجود دارد. با شناخت عوامل موثر بر وقوع اين پديده مي توان از آن جلوگيري نمود و يا از اثرات مخرب آن کاست .
واژه هاي کليدي: فسفات، مخفي شدن فسفات، کنترل شيم
1- مقدمه
برخي از مواد با افزايش بار بويلر بر روي سطوح حرارتي رسوب مي کنند و هنگام کاهش بار بويلر مجددًا حل مي شوند و غلظت افزايش مي يابد اين پديده در بويلرهاي فشار بالا اتفاق مي افتد. مخفي شدن فسفات از جمله اين پدپه ها مي باشد که در زمان افزايش بار واحد (يا افزايش فشار واحد)، فسفات در اثر رسوب کردن يا جذب در آب بويلر، نگه داشته مي شود و در زمان کاهش بار يا فشار، فسفات نگه داشته شده آزاد مي شود که باعث آشفتگي در وضعيت شيميايي بويلر مي گردد. مقدار و شدت مخفي شدن و نيز ميزان تغييرات بار واحد مورد نياز براي اينکه اين پديده روي دهد از يک بويلر تا بويلر ديگر متفاوت مي باشد. مخفي شدن فسفات در اصل در نتيجه برهم کنش سديم فسفات و اکسيد آهن مي باشد که توليد محصول با حلاليت کم مي کند که در نواحي با شار حرارتي زياد و تحت شرايط بار زياد رسوب مي کند و در بار کمتر و شار حرارتي کمتر رسوب بوجود آمده حل شده و به حالت محلول بر ميگردد [١]. در اين مقاله وقوع پدپده مخفي شدن فسفات در بويلرهاي نيروگاهي بررسي مي گردد و به عنوان مطالعه موردي اين پدپده در بويلر شماره يک نيروگاه يزد با استفاده از گرافهاي مناسب مونيتور مي گردد. بروز اين پديده در بويلر شماره يک نيروگاه يزد باعث ايجاد مشکلات در کنترل شيميايي، دفورمه شدن هارپها سوراخ شدن بويلر و درنهايت از مدار خارج شدن آن گرديده است . که گزراش تفصيلي آن در ادامه مقاله ذکر خواهد شد.
2- شيمي فسفات
ترکيبات فسفات از جمله آلکالايزرهاي جامد هستند که به بويلرهاي درام دار فشار بالاي نيروگاهي تزريق مي شوند تا هم محدوده pH مورد نظر تامين گردد و هم از تشکيل رسوب در بويلر (به علت وجود سختي کلسيم و منيزيم در آب خوراک) جلوگيري به عمل آيد. ترکيبات فسفات با سختي کلسيم و منيزيم آب تشکيل رسوبات معلق مي دهد که از طريق بلودان از بويلر خارج مي گردد. بستگي به نوع رژيم شيميايي مورد استفاده و فشار بويلر انواع مختلفي از ترکيبات فسفات استفاده مي گردد که به طور خلاصه در جدول شماره ١فهرست گرديده است [٢]
مطالعات زيادي در زمينه شيمي فسفات در دماي بالا انجام شده و نتايج آن در منابع علمي موجود است . در دماي بالا گونه هاي مختلف فسفات که مي توانند در آب وجود داشته باشند آنيونهاي ارتوفسفريک اسيد، دي هيدروژن فسفات، هيدروژن فسفات و فسفات مي باشد. اين گونه ها به صورت معادلات ١ تا ٤با هم در حال تعادل هستند. اين معادلات به علت شرايط قليايي آب بويلر براي مناسب بودن به صورت واکنش با هيدروکسيد نوشته شده اند.
توزيع گونه هاي مختلف فسفات در آب بويلر در pH هاي مختلف در دو دماي ٢٥ درجه و ٣٠٠ درجه در شکل شماره ١نشان داده شده است [٣].
حلاليت تري فسفات سديم در آب در شکل شماره ٢ نشان داده شده است همانگونه که مشاهده مي گردد حلاليت آن با افزايش دما در بالاي ١٢٠ درجه کاهش مي يابد و در حدود ٣٥٠ درجه به صفر مي رسد.
ارتباط بين کنداکتويتي و غلظت فسفات براي گونه هاي مختلف فسفات در شکل شماره ٣ نشان داده شده است با توجه به اين که اندازه گيري کنداکت سريعتر و اسان تر از اندازه گيري ميزان غلظت فسفات مي باشد مي توان از آن به عنوان پارامتر شاخص غلظت فسفات مورد استفاده قرار گيرد. افزون بر اين امکان اندازه گيري on line و امکان ثبت نتايج به صورت پيوسته وجود دارد.
٣- مخفي شدن فسفات
مطالعات سيستماتيک نشان داده است که مخفي شدن مي تواند در اثر رسوب فازهاي سديم فسفات در نقاط داغ محلي و زير رسوبات بوجود آيد. در اثر پديده مخفي شدن فسفات غلظت فسفات بسيار زياد شده و نوسانات زياد pH در سايتهاي محلي ايجاد مي گردد. مخفي شدن فسفات در اصل حاصل بر هم کنش برگشت پذير تر کيبات سديم فسفات با اکسيد آهن است که يک فراورده اي با حلاليت کم توليد مي کند که در نواحي با شار حرارتي زياد يا تحت شرايط بار زياد رسوب مي کند و در بارهاي کمتر مجددًا اين رسوب به حالت محلول در مي آيد. مخفي شدن فسفات به دليل انجام واکنشهاي برگشت پذير ميان فسفات آبکي و مگنتيت مي باشد که منجر به تشکيل ترکيبات سديم آهن فسفات (ماراشيت ) و سديم آهن هيدروکسي فسفات (به اختصار SIHP) مي شود. ماراشيت در رسوبات نيروگاهي شناسايي شده است و SIHP تحت شرايط محيطي در حضور آب ناپايدار است و در اثر سرد شدن در آب بويلر مجددًا حل مي شود. آزمايشات متعددي نشان داده است که غلظت زياد سديم فسفات با لايه مگنتيت تحت شرايط توليد بخار واکنش مي دهد. نتايج آزمايشگاهي نشان مي دهد فسفات در يک غلظت آستانه با مگنتيت وارد واکنش مي شود و مخفي شدن فسفات زماني روي مي دهد که غلظت فسفات از اين مقدار بيشتر شود. واکنشها برگشت پذير بوده و غلظت آستانه با افزايش دما کاهش ميابد.
