Boiler feedwater
બોઇલર ફીડ વોટર એ બોઈલર કામગીરીનો એક આવશ્યક ભાગ છે. ફીડ પાણી ફીડ પંપમાંથી વરાળના ડ્રમમાં મૂકવામાં આવે છે. વરાળ ડ્રમમાં ફીડ પાણી પછી ગરમીમાંથી વરાળમાં ફેરવાય છે. વરાળનો ઉપયોગ કર્યા પછી, તેને મુખ્ય કન્ડેન્સરમાં ફેંકી દેવામાં આવે છે. કન્ડેન્સરમાંથી, તેને પછી ડીએરેટેડ ફીડ ટાંકીમાં પમ્પ કરવામાં આવે છે. આ ટાંકીમાંથી તે પછી તેનું ચક્ર પૂર્ણ કરવા માટે વરાળ ડ્રમ પર પાછા જાય છે. ખોરાકનું પાણી વાતાવરણ માટે ક્યારેય ખુલ્લું હોતું નથી. આ ચક્રને બંધ પ્રણાલી અથવા રેન્કાઈન ચક્ર તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. ફીડ વોટર ટ્રીટમેન્ટનો ઇતિહાસ બોઇલરોના પ્રારંભિક વિકાસ દરમિયાન, પાણીની ટ્રીટમેન્ટ એટલી મોટી સમસ્યા નહોતી, કારણ કે તાપમાન અને દબાણ એટલું ઓછું હતું કે મોટા પ્રમાણમાં સ્કેલ અને રસ્ટ એટલા નોંધપાત્ર પ્રમાણમાં રચાતા ન હતા, ખાસ કરીને જો બોઈલરને "ઉડાવી દેવામાં આવ્યું હોય". બોઈલરની અંદર કાટ ઘટાડવા માટે ઝિંક પ્લેટ અને/અથવા આલ્કલાઇન રસાયણો સ્થાપિત કરવાની સામાન્ય પ્રથા હતી. નિસ્યંદિત પાણી, વિવિધ રસાયણો અને બલિદાનની ધાતુઓનો ઉપયોગ કરીને બોઇલરમાં કાટ લાગવાનું કારણ (અને સંભવિત રક્ષણ) નક્કી કરવા માટે ઘણા પરીક્ષણો કરવામાં આવ્યા હતા. દરિયાઇ પાણી દ્વારા દૂષિતતા શોધવા માટે ફીડ વોટરના નમૂનાઓમાં સિલ્વર નાઇટ્રેટ ઉમેરી શકાય છે. ક્ષારતા નિયંત્રણ માટે ચૂનોના ઉપયોગનો ઉલ્લેખ 1900ની શરૂઆતમાં કરવામાં આવ્યો હતો અને તેનો ઉપયોગ ફ્રેન્ચ અને બ્રિટિશ નૌકાદળો દ્વારા લગભગ 1935 સુધી કરવામાં આવતો હતો. આધુનિક બોઇલરમાં, ફીડવોટરની સારવાર મહત્વપૂર્ણ છે, કારણ કે ભારે દબાણ અને તાપમાનના વાતાવરણમાં સારવાર વગરના પાણીનો ઉપયોગ કરવાથી સમસ્યાઓ પરિણમે છે. આમાં હીટ ટ્રાન્સફર, ઓવરહિટિંગ, નુકસાન અને ખર્ચાળ સફાઈની દ્રષ્ટિએ ઓછી કાર્યક્ષમતા શામેલ છે. બોઈલર ફીડવોટરની લાક્ષણિકતાઓ મોટાભાગના અન્ય પદાર્થોની સરખામણીમાં પાણીની ઉષ્મા ક્ષમતા વધારે હોય છે. આ ગુણવત્તા તેને બોઈલર કામગીરી માટે આદર્શ કાચો માલ બનાવે છે. ગેસ ટર્બાઇનમાં ખુલ્લી પ્રણાલીઓની સરખામણીમાં બોઇલર બંધ પ્રણાલીનો ભાગ છે. બંધ પ્રણાલી જેનો ઉપયોગ થાય છે તે રેન્કાઇન ચક્ર છે. આનો અર્થ એ છે કે સમગ્ર પ્રણાલીમાં પાણીનું પુનરાવર્તન થાય છે અને તે ક્યારેય વાતાવરણના સંપર્કમાં આવતું નથી. પાણીનો ફરીથી ઉપયોગ કરવામાં આવે છે અને કાર્યક્ષમ કામગીરી ચાલુ રાખવા માટે તેની પ્રક્રિયા કરવાની જરૂર છે. વરાળ ઉત્પન્ન કરવામાં નિપુણ બનવા માટે ઉકળતા પાણીને શુદ્ધ કરવું આવશ્યક છે. ઉકળતા પાણીને સ્કેલિંગ, કાટ, ફોમિંગ અને પ્રાઇમિંગને રોકવા માટે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે. પાણીને રાસાયણિક મર્યાદામાં રાખવા માટે રાસાયણિક ફીડ ટાંકી દ્વારા બોઈલરના પાણીમાં રસાયણો મૂકવામાં આવે છે. આ રસાયણો મોટે ભાગે ઓક્સિજન સફાઈ કામદારો અને ફોસ્ફેટ છે. ક્લોરાઇડની માત્રા ઓછી રાખવા માટે બોઈલરના પાણીમાં પણ વારંવાર બ્લોડાઉન થાય છે. બોઈલરની કામગીરીમાં ઘન પદાર્થોથી છુટકારો મેળવવા માટે તળિયે માર મારવાનો પણ સમાવેશ થાય છે. સ્કેલ પાણીમાંથી અશુદ્ધિઓને બહાર કાઢે છે અને પછી હીટ ટ્રાન્સફર સપાટીઓ પર રચાય છે. આ એક સમસ્યા છે કારણ કે સ્કેલ ગરમીને ખૂબ સારી રીતે સ્થાનાંતરિત કરતું નથી અને નળીઓ ખૂબ ગરમ થવાથી નિષ્ફળ જાય છે. કાટ પાણીમાં ઓક્સિજનને કારણે થાય છે. ઓક્સિજન ધાતુને ઓક્સિડાઇઝ કરે છે જે ધાતુના ગલનબિંદુને ઘટાડે છે. જ્યારે બોઈલરના પાણીમાં રસાયણોની યોગ્ય માત્રા ન હોય અને પાણીમાં સસ્પેન્ડેડ ઘન પદાર્થો હોય જે સૂકી પાઇપમાં વહન કરે છે ત્યારે ફોમિંગ અને પ્રાઇમિંગનો ઉપયોગ થાય છે. સૂકી પાઇપ એ છે જ્યાં વરાળ અને પાણીના મિશ્રણને અલગ કરવામાં આવે છે. બાયલર ફીડ વોટર ટ્રીટમેન્ટ બાયલર વોટર ટ્રીટમેન્ટનો ઉપયોગ ક્ષારત્વને નિયંત્રિત કરવા, સ્કેલિંગને રોકવા, યોગ્ય પીએચ અને વાહકતાને નિયંત્રિત કરવા માટે થાય છે. બોઈલરનું પાણી એસિડિક નહીં પણ આલ્કલાઇન હોવું જોઈએ, જેથી તે ટ્યુબને બગાડે નહીં. જ્યારે ઘણા બધા ઓગળેલા ઘન પદાર્થો હોય ત્યારે ફીડ પાણીમાં ખૂબ વાહકતા હોઈ શકે છે. આ યોગ્ય સારવારોને કાર્યક્ષમ સંચાલક અને સારવાર રસાયણોના ઉપયોગ દ્વારા નિયંત્રિત કરી શકાય છે. બોઈલરના પાણીની સારવાર અને શરતીકરણનો મુખ્ય ઉદ્દેશ સ્કેલિંગ વિના ગરમીનું વિનિમય, સ્કેલિંગ સામે રક્ષણ અને ઉચ્ચ ગુણવત્તાની વરાળનું ઉત્પાદન કરવાનો છે. બોઈલર પાણીના ઉપચારને બે ભાગમાં વહેંચી શકાય છે. આ આંતરિક સારવાર અને બાહ્ય સારવાર છે. (સેન્ડેલબેક, પૃષ્ઠ 131) આંતરિક સારવાર બોઈલર ફીડ પાણી માટે છે અને બાહ્ય સારવાર મેક-અપ ફીડ પાણી અને સિસ્ટમના કન્ડેન્સેટ ભાગ માટે છે. આંતરિક સારવાર બોઈલર ટ્યુબ પર સ્કેલના અવક્ષેપને અટકાવીને ફીડ પાણીની કઠિનતા સામે રક્ષણ આપે છે. આ સારવાર ખોરાકના પાણીમાં ઓગળેલા અને સ્થગિત ઘન પદાર્થોની સાંદ્રતા સામે પણ રક્ષણ આપે છે. આ ઉપચાર રસાયણો ફીડ વોટરની આલ્કલીનીટીમાં પણ મદદ કરે છે, જે તેને બોઈલરના કાટ સામે રક્ષણ કરવામાં મદદ કરવા માટે વધુ આધાર બનાવે છે. યોગ્ય ક્ષારતા ફોસ્ફેટ ઉમેરીને સુરક્ષિત કરવામાં આવે છે. આ ફોસ્ફેટ બોઈલર ડ્રમના તળિયે ઘન પદાર્થોને અવક્ષેપિત કરે છે. બોઈલર ડ્રમના તળિયે આ ઘન પદાર્થોને દૂર કરવા માટે નીચેનો ફટકો હોય છે. આ રસાયણોમાં એન્ટિ-સ્કેલિંગ એજન્ટ, ઓક્સિજન સ્કેવેન્જર્સ અને એન્ટિ-ફોમિંગ એજન્ટનો પણ સમાવેશ થાય છે. કાદવની સારવાર પણ બે અભિગમો દ્વારા કરી શકાય છે. આ કોગ્યુલેશન અને ડિસ્પર્શન દ્વારા થાય છે. જ્યારે કાદવની માત્રા વધારે હોય ત્યારે મોટા કણો બનાવવા માટે કાદવને ગંઠાવવું વધુ સારું છે જેથી માત્ર તેમને ખોરાકના પાણીમાંથી દૂર કરવા માટે તળિયાના ફટકોનો ઉપયોગ કરી શકાય. જ્યારે કાદવની માત્રા ઓછી હોય ત્યારે વિખેરણનો ઉપયોગ કરવો વધુ સારું છે કારણ કે તે સમગ્ર ફીડ પાણીમાં કાદવ ફેલાવે છે જેથી કાદવ ન બને. ફીડ વોટરનું વિકૃતિકરણ ફીડ વોટરમાંથી ઓક્સિજન અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડને વિકૃતિકરણ દ્વારા દૂર કરવામાં આવે છે. ડીયરેટર હીટર, વેક્યૂમ ડીયરેટર, યાંત્રિક પંપ અને સ્ટીમ-જેટ ઇજેક્ટરનો ઉપયોગ કરીને ડીયરેશન પૂર્ણ કરી શકાય છે. ડીયરેટિંગ હીટરમાં, વરાળ આવતા ફીડ વોટરનો છંટકાવ કરે છે અને ઓગળેલા વાયુઓને દૂર લઈ જાય છે. ડીયરેટર ગરમ ફીડ પાણી પણ સંગ્રહિત કરે છે જે બોઈલરમાં વાપરવા માટે તૈયાર છે. યાંત્રિક નિષ્ક્રિયતાના આ માધ્યમનો ઉપયોગ કાર્યક્ષમતા વધારવા માટે રાસાયણિક ઓક્સિજન સફાઈ એજન્ટો સાથે થાય છે. (સેન્ડેલબેક, પૃષ્ઠ 129) ડીયરેટિંગ હીટરને બે જૂથોમાં વર્ગીકૃત કરી શકાય છેઃ સ્પ્રે પ્રકારો અને ટ્રે પ્રકારો. ટ્રે પ્રકારનાં હીટર સાથે આવતા પાણીનો વરાળ વાતાવરણમાં છંટકાવ કરવામાં આવે છે જેથી સંતૃપ્તિ તાપમાન સુધી પહોંચી શકાય. જ્યારે સંતૃપ્તિ તાપમાન સુધી પહોંચે છે ત્યારે મોટાભાગના ઓક્સિજન અને બિન-ઘનીકરણ વાયુઓ મુક્ત થાય છે. ત્યાં સીલ છે જે સ્પ્રે વિભાગમાં પાણીના પુનઃ પ્રદૂષણને અટકાવે છે. ત્યારબાદ પાણી નીચેની સંગ્રહ ટાંકીમાં પડે છે. બિન-કન્ડેન્સેબલ અને ઓક્સિજન પછી વાતાવરણમાં મોકલવામાં આવે છે. ટ્રે પ્રકારનાં ડીએરેટિંગ હીટરના ઘટકોમાં શેલ, સ્પ્રે નોઝલ, ડાયરેક્ટ કોન્ટેક્ટ વેન્ટ કન્ડેન્સર, ટ્રે સ્ટેક્સ અને રક્ષણાત્મક ઇન્ટરચેમ્બર દિવાલો છે. સ્પ્રે પ્રકારનો ડીયરેટર ટ્રે પ્રકારનો ડીયરેટર જેવો જ હોય છે. પાણીને વરાળના વાતાવરણમાં છાંટવામાં આવે છે અને મોટાભાગના ઓક્સિજન અને બિન-ઘનીકરણ વરાળમાં છોડવામાં આવે છે. ત્યારબાદ પાણી વરાળ સ્ક્રબરમાં પડે છે જ્યાં સહેજ દબાણમાં ઘટાડો થવાથી પાણી થોડું ચમકવા લાગે છે જે ઓક્સિજન અને બિન-કન્ડેન્સેબલને દૂર કરવામાં પણ મદદ કરે છે. ત્યારબાદ પાણી સંગ્રહ ટાંકીમાં વહી જાય છે. આ વાયુઓ પછી વાતાવરણમાં ભેળવવામાં આવે છે. વેક્યૂમ ડીયરેશન સાથે સિસ્ટમ પર વેક્યૂમ લાગુ કરવામાં આવે છે અને પછી પાણીને તેના સંતૃપ્તિ તાપમાન પર લાવવામાં આવે છે. પાણીનો છંટકાવ સ્પ્રે અને ટ્રે ડીયરેટરની જેમ ટાંકીમાં કરવામાં આવે છે. ઓક્સિજન અને બિન-કન્ડેન્સેબલ વાતાવરણ તરફ દોરી જાય છે. (સેન્ડેલબેક, પૃષ્ઠ 130) કન્ડીશનીંગ બોઈલર અને ડાઉનસ્ટ્રીમ સિસ્ટમમાં સમસ્યાઓ ટાળવા માટે ફીડ વોટરની ખાસ સારવાર કરવી આવશ્યક છે. સારવાર ન કરાયેલ બોઈલર ફીડ પાણી કાટ અને અશુદ્ધિનું કારણ બની શકે છે. બાયલર કાટરોધક સંયોજનો, ખાસ કરીને O2 અને CO2 ને દૂર કરવા જોઈએ, સામાન્ય રીતે ડીએરેટરનો ઉપયોગ કરીને. ઓક્સિજન સફાઈ કામદારોના ઉપયોગ દ્વારા બાકીની માત્રાને રાસાયણિક રીતે દૂર કરી શકાય છે. વધુમાં, ઓક્સિડેશન ઘટાડવા અને બોઈલરની પાણીની બાજુની સપાટી પર મેગ્નેટાઇટના સ્થિર સ્તરની રચનાને ટેકો આપવા, નીચેની સામગ્રીને વધુ કાટથી બચાવવા માટે, ફીડ વોટરને સામાન્ય રીતે 9.0 કે તેથી વધુના pH સુધી આલ્કલાઇન કરવામાં આવે છે. આ સામાન્ય રીતે ખોરાકના પાણીમાં સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ (કોસ્ટિક સોડા) અથવા એમોનિયા જેવા આલ્કલાઇન એજન્ટોના ડોઝ દ્વારા કરવામાં આવે છે. બોઇલરમાં કાટ ઓગળેલા ઓક્સિજન, ઓગળેલા કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અથવા ઓગળેલા ક્ષારની હાજરીને કારણે થાય છે. અશુદ્ધ થાપણો બોઈલરમાં ઉષ્માના સ્થાનાંતરણને ઘટાડે છે, પ્રવાહ દર ઘટાડે છે અને છેવટે બોઈલર ટ્યુબને અવરોધિત કરે છે. કોઈપણ બિન-અસ્થિર ક્ષાર અને ખનિજો કે જે ફીડ વોટરનું બાષ્પીભવન થાય ત્યારે રહેશે તેને દૂર કરવા આવશ્યક છે, કારણ કે તે પ્રવાહી તબક્કામાં કેન્દ્રિત થઈ જશે અને ઘન અવક્ષેપોની રચનાને રોકવા માટે વધુ પડતા "બ્લો-ડાઉન" (ડ્રેઇનિંગ) ની જરૂર પડશે. તેનાથી પણ ખરાબ ખનિજો છે જે સ્કેલ બનાવે છે. તેથી, જ્યાં સુધી ઓગળેલા ખનિજોને દૂર કરવા માટે શુદ્ધિકરણ વાલ્વનો ઉપયોગ કરવામાં ન આવે ત્યાં સુધી, ફીડવોટરના કોઈપણ નુકસાનને બદલવા માટે ઉમેરવામાં આવેલ મેકઅપ પાણીને ડિમિનરલાઇઝ્ડ/ડિઓનાઇઝ્ડ પાણી હોવું જોઈએ. કાસ્ટિક એમ્બ્રિટલમેન્ટ પ્રારંભિક અને ફોમિંગ લોકોમોટિવ બોઇલર્સ વરાળ એન્જિનમોટિવ્સમાં સામાન્ય રીતે કન્ડેન્સર હોતા નથી તેથી ફીડ વોટરનું રિસાયકલ થતું નથી અને પાણીનો વપરાશ વધારે હોય છે. ડિઓનાઇઝ્ડ પાણીનો ઉપયોગ નિષેધાત્મક રીતે ખર્ચાળ હશે તેથી અન્ય પ્રકારની જળ શુદ્ધિકરણનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. ઉપયોગમાં લેવાતા રસાયણોમાં સામાન્ય રીતે સોડિયમ કાર્બોનેટ, સોડિયમ બાયસલ્ફાઇટ, ટેનિન, ફોસ્ફેટ અને એન્ટિ-ફોમિંગ એજન્ટનો સમાવેશ થાય છે. સારવાર પ્રણાલીઓમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છેઃ બ્રિટિશ રેલવે અને ઇમ્પીરિયલ કેમિકલ ઇન્ડસ્ટ્રીઝ ટ્રેઇટેશન ઇન્ટિગ્રલ આર્મન્ડ (ટીઆઇએ) દ્વારા વિકસાવવામાં આવેલ આલ્ફોક, લુઇસ આર્મન્ડ પોર્ટા ટ્રીટમેન્ટ દ્વારા વિકસાવવામાં આવેલ, લિવિઓ દાંતે પોર્ટા દ્વારા વિકસાવવામાં આવેલ, જુઓ બોઇલર ફીડ વોટર પંપ બાષ્પીભવક હેલામિન સંદર્ભો શુનાન, સી., કિંગ, ઝેડ., અને ઝિક્સિન, ઝેડ. (2008). ફોસ્ફેટ ઉચ્ચ-તાપમાન બોઈલર જળ રસાયણશાસ્ત્રમાં કાર્બન સ્ટીલના કાટ વર્તણૂક પર ક્લોરાઇડ આયન સાંદ્રતાના પ્રભાવનો અભ્યાસ. એન્ટી-કાટ પદ્ધતિઓ અને સામગ્રી, 55 (1), 15-19. સેન્ડેલબેક, એમ. (1988). બાયલર-વોટર ટ્રીટમેન્ટઃ શા માટે, શું અને કેવી રીતે. કેમિકલ એન્જિનિયરિંગ, 95 (11), 127. બોઈલર ફીડ પાણીની લાક્ષણિકતાઓ. (એન. ડી.) મેળવેલ માર્ચ 21,2015, http://www.lenntech.com/applications/process/boiler/boiler-feedwater-characteristics.htm બાહ્ય કડીઓમાંથી બોઇલર ફીડવોટર સિસ્ટમ રૂપરેખાંકન પાવર સ્ટેશન ટેકનોલોજી બોઇલર કેમિકલ પ્રોસેસ એન્જિનિયરિંગ સ્ટીમ લોકોમોટિવ ટેકનોલોજી