شست و شو و رسوب زدایی

رسوب در مبدل های حرارتی چیست؟

رسوب (Fouling) در واقع انباشته شدن مواد غیر مطلوب( ته نشینی) روی سطح لوله های مبدل حرارتی است.

این مواد می توانند کریستال، شن، ماسه، پلیمر، محصولات ککینگ(Coking)، نمک های غیر آلی و رشد و نمو بیولوژیکی یا محصولات ناشی از خوردگی باشند که همگی بر انتقال حرارت و شرایط جریان سیال مبدل حرارتی تاثیر می گذارند.

به عبارت دیگر رسوب نتیجه همراهی پدیده های انتقال حرارت، جرم در شرایط گذراست که روی سطح مبدل حرارتی ایجاد، و باعث تغییر در بازده عملیاتی مبدل می شود.
تجمع رسوبات می تواند هم در سطح داخلی لوله ها اتفاق بیفتد و هم در سطح بیرونی لوله ها ، که هر دو در تغییر بازده مبدل تاثیر گذارند.

در تصاویر زیر تجمع رسوب در سطح داخلی و بیرونی لوله های مبدل پوسته لوله مشهود است:

لازم به ذکر است در مبدل های هوا خنک نوع کثیفی بیرون لوله ها( فین تیوب ها) با مبدل های پوسته لوله متفاوت است و در بیشتر اوقات گرد و خاک ، فضله پرندگان و اجسام معلق در هواست که بازده کولرهای هوایی را به علت مسدود کردن مسیر هوای بین فین ها پایین می آورد.

رسوب گرفتگی در مبدل ها چه تاثیری می گذارد؟

 به طور کلی میتوان گفت ظهور پدیده رسوب گرفتگی منجر به پایین آمدن بازده حرارتی و بالا رفتن افت فشار می شود که ممکن است به خوردگی نیز بیانجامد و باعث از کار افتادگی مبدل شود.

البته لازم بذکر است که در مواردی خاص نیز امکان دارد رسوب از نشتی حاصل از خوردگی جلوگیری نماید.
با توجه به هدایت حرارتی پایین این رسوبات مقاومت حرارتی آنها زیاد می شود و با کاهش عملکرد مبدل حرارتی، بسته به مقدار نشت رسوب، تمیز کردن دوره ای آن ضرورت می یابد.
در تصویر زیر گرادیان دمای ناشی از انباشته شدن رسوب را مشاهده می کنید:

انباشته شدن رسوب روی سطوح انتقال حرارت مقاومت کلی را برای جریان شار حرارتی افزایش می دهد. همانگونه که می بینید مدار مقاومت حرارتی شکل بالا نمایانگر این موضوع است:

حال به روابط زیر توجه کنید:

پس می توان نتیجه گرفت که با افزایش مقاومت حرارتی(R)، نرخ انتقال حرارت(q) کاهش می یابد.

بررسی اهمیت رسوب و هزینه های ناشی از آن:

ایجاد رسوب روی مبدل حرارتی سبب ایجاد هزینه اضافی برای ادامه کار سیستم می شود.

که به طور کلی هزینه های ناشی از رسوب را با توجه به نحوه تولید آن به چهار دسته  طبقه بندی می کنند:

 

1) هزینه های اضافی یا هزینه های موجود برای طراحی و ملاحظات ویژه:

یک طراحی خوب می تواند باعث کاهش هزینه های عملیاتی ناشی از رسوب شود.

یکی از راه ها افزایش سطح مقطع لوله در اثر رسوب، به یک پمپ قوی تر برای تامین دبی ثابت نیاز است که باعث افزایش قیمت پمپ می شود، همچنین بر مقدار تاسیسات جانبی لازم نیز تاثیر می گذارد.

2) هزینه های لازم انرژی و سوخت:

  با توجه به مقاومت رسوب ایجاد شده، عملکرد انتقال حرارت به مرور کاهش می یابد و این کاهش عملکرد با افزایش اختلاف دما یا افزایش نرخ حجمی آن جبران می شود که با مصرف مقدار بیشتر از سوخت یا انرژی الکتریکی همراه است، همچنین کاهش سطح مقطع لوله که ناشی از رسوب است باعث افزایش سرعت در لوله های مبدل می شود .

این افزایش سرعت، با توجه به رابطه   u2αρΔ ، باعث افزایش اختلاف فشار می شود و برای تامین این اختلاف فشار به انرژی اضافی برای پمپ نیاز است.

 

3) هزینه های نگهداری و تعمیرات:

بازده مبدل های حرارتی با افزایش مقاومت حرارتی کاهش می یابد و برای حفظ انرژی لازم برای عملیات، مبدل حرارتی را باید تمیز کرد که هزینه هایی را در بر می گیرد که بسته به نوع تمیز کردن متفاوت است.

به جرات می توان گفت حدود 15% هزینه های نگهداری در صنعت به مبدل های حرارتی و جوش آورها مربوط می شود که نصف این مقدار فقط بخاطر رسوب است.

4) هزینه های کاهش تولید یا هزینه های ناشی از خاموش کردن مبدل:

هنگامی که یک مبدل حرارتی در حال تمیز شدن باشد اگر مبدل جایگزین برایش در نظر گرفته نشده باشد در واقع هیچ تولیدی نداریم و نبود تولید به منزله نبود در آمد است و همچنین راه اندازی مجدد پس از خاموش کردن نیز هزینه هایی را در بر می گیرد.
همانطور که مشهود است پدیده رسوب در مبدل های حرارتی اهمیت بسزایی دارند و در زمانی که کاهش بازده مبدل حرارتی  ناشی از رسوب باشد، عملیات رسوب زدایی بسیار ضروری می شود.

 

فرآیند رسوب زدایی کاملا تخصصی می باشد و نحوه  و روش آن بستگی به عواملی همچون نوع مبدل، نوع و میزان رسوب، میزان سختی رسوب، جنس و ضخامت لوله و …(دیگر عواملی که ممکن است در روند عملیات محدودیت ایجاد کنند) دارد  و به طور کلی روش های رسوبزدایی عبارتند از:
1. روش شیمیایی
2. روش مکانیکی
3. روش هیدرومکانیکی

انتخاب روش کار، مواد شیمیایی و ابزار مکانیکی برای عملیات رسوب زدایی به عوامل فوق الذکر بستگی دارد.
و همانطور که مشخص است شستشو و رسوب زدایی سطوح داخل لوله و خارج لوله کاملا متفاوت هستند.

شستشوی سطح داخلی مبدل ها:
 

شرکت فین روتاک صنعت علاوه بر طراحی و ساخت مبدل های حرارتی با افتخار در زمینه شستشو و رسوب زدایی مبدل های حرارتی نیز فعالیت دارد و طی چند سال اخیر بواسطه تیم فنی مهندسی زبده خود و همچنین با دارا بودن بروزترین تجهیزات حال حاضر، در این زمینه توانسته رزومه خوبی از خود بجای بگذارد.

به عنوان مثال پروژه شرکت اتم استروی اکسپورت( سازنده روسی نیروگاه اتمی بوشهر) و پروژه شرکت تپنا( تعمیرات و پشتیبانی نیروگاه های اتمی) که به نحو احسن این عملیات توسط شرکت فین روتاک صنعت انجام شد(در قسمت رضایت نامه ها گواهی حسن انجام کار پروژه ها موجود می باشد.).

شست و شویی کندانسور نیروگاه اهواز