تشكیل رسوب در لوله‌های دیگ بخار و تشدید خوردگی روی سطوح فلزاتی كه انواع‌راكتور و مخازن از آنها ساخته شده غالبا در صنایع، مشكلات عمده‌ای را به وجود می‌آورد.از آن‌جا كه انتخاب حلال تا حدی تجربی است، به تستهای آزمایشگاهی نیاز است تا كارایی‌آن را بر روی نمونه‌های مربوط تعیین كرده و موثرترین دما را مشخص كند. با این‌كه امروزه حلالهای متنوعی برای شست‌وشوی بویلرها در بازار وجود دارد ولی هنوز كارشناسان‌حلالهایی را بكار می‌گیرند كه از قبل استفاده می‌كرده‌اند. در برنامه‌های شست‌وشوی بویلر،از هر حلالی می‌توان استفاده كرد ولی غالبا یكی از آنها نتایج بهتری را به‌دست خواهد دادكه این موضوع به نوع بویلر، ساختمان شیمیایی رسوبات، ایمنی و مسائل زیست محیطی‌و برخی عوامل دیگر بستگی دارد. فرایند شست‌وشوی شیمیایی با اسیدها و دیگر حلالها،یكی از روشهای اصلی شست‌وشو و تمیزكاری است ولی هنوز موارد زیادی از تمیزكاری، با استفاده از روشهای مكانیكی یا روشهای جت‌زنی با آب فشار قوی انجام می‌شود. درروشهای مكانیكی از ضربه زدن، ارتعاش و سندبلاست استفاده می‌شود تا رسوبات، زدوده‌شوند. در روش جت‌زنی با آب فشار قوی نیز آب با فشاری معادل ۱۰۰۰۰psi به رسوبات برخورد كرده و سطح لوله‌ها را تمیز می‌كند. در این نوشتار سعی شده جزییات مهم مربوطبه معمولترین و موثرترین حلالهای شست‌وشو و تاثیر طراحی بویلر و ساختمان شیمیایی‌رسوبات در انتخاب حلال، بررسی و تشریح شود.
●شیمی رسوبات سمت آب بویلر
در خلال بهره‌برداری عادی از بویلر،روی سطح كربن استیل لوله‌های داخل بویلریك لایه نازك Fe۳۰۴ تشكیل می‌شود كه ازخوردگی بیشتر سطوح، جلوگیری می‌كند.به‌طور مشابه در مبدلهای حرارتی از جنس مس نیز یك لایه Cu۲O تشكیل شده ولوله‌ها را از خوردگی محافظت می‌كند. این‌لایه‌ها به مرور زمان، كلفت‌ترمی‌شوند.خوردگی تدریجی درسیستمهای آب تغذیه، سبب تولید یونهای‌فلزی محلول و ذرات می‌شود كه با ورود به‌بویلر در دمای بالا رسوب می‌كنند. حتی بهترین برنامه‌های تصفیه آب نیز قادرنخواهند بود جلوی این پدیده را بگیرند. این‌رسوبات سرانجام سبب مسائلی از قبیل‌خوردگی زیر رسوبی و محدودیت در انتقال‌حرارت می‌شوند.در اغلب بویلرها،حتی بویلرهای دارای برنامه‌های پایش منظم‌نیز اكسید آهن، مس و اكسیدهای مس و مقادیر كمی از فلزات آلیاژی (نیكل، كروم وروی) در رسوبات دیده می‌شود.
نشتی لوله‌های كندانسور و دیگر خرابیهامی‌تواند سبب افزایش تشكیل رسوبات‌شود. آلودگیهای اصلی شامل نمكهای‌حاصل از سختی و سیلیس آب است كه‌حلالیت اغلب این مواد با افزایش دما كاهش می‌یابد. این رسوبات بسیار مضر بوده وسبب بالا رفتن دمای مجاز و خوردگی بیشترمی‌شود. به‌عنوان نمونه در یك مورد نشتی‌كندانسور، تشكیل رسوبات و خوردگی زیررسوبی سبب وارد شدن خسارتهای چندمیلیون دلاری به لوله‌ها شد. در مورد دیگرنیز نشتی در كندانسورهای بزرگ سبب‌كاهش pH از ۲/۹ به ۸/۵ در كمتر از یك ساعت و تبدیل كلرید منیزیم به هیدرواكسیدمنیزیم شد و كاركنان واحد به‌صورت‌مقطعی كندانسور را از خط خارج و آلودگی را تخلیه كرده و در اسرع وقت شست‌وشوی‌شیمیایی بویلر را انجام دادند. از دیگرعاملهای بسیار مهم در انتخاب حلال وفرایند شست‌وشو، نوع لایه‌های رسوب‌گذاری شده، است كه متداولترین آنهارسوبات اكسید آهن و مس است. خرابیهای‌گاه‌به‌گاه در سیستم شیمیایی آب ورودی، سبب خوردگی آلیاژهای مس در كندانسور ولوله‌های مبدلهای حرارتی شده و باعث‌انتقال محصولات خوردگی به بویلرمی‌شود. بازگشت به وضعیت عادی سبب‌كاهش خوردگی مس و توقف پدیده رسوب‌گذاری می‌شود، ولی حتما در این حال نیزمشكلات دیگر به قوت خود باقی است.
●زمان شست‌وشوی شیمیایی
عوامل موثر بر زمان شست‌وشوی شیمیایی بویلر شامل تعدد راه‌اندازی و توقف واحد، تعداد نشتی‌ها و شدت آن در لوله‌های كندانسور، شدت نفوذ هوا در آب سیكل وزمان گذشته از آخرین شست‌وشو است.مصرف زیاد آب بویلر، ورود محصولات‌خوردگی به بویلر را افزایش می‌دهد. این موضوع در واحدهایی كه تعداد دوره نشتی كندانسور زیاد است، از بزرگترین مكانیزمهای رسوب گذاری به‌شمار می‌رود. عواملی كه سبب افزایش خوردگی و تشكیل محصولات خوردگی در سیكل می‌شوند شامل نفوذ هوا از نشتی‌ها، تنش‌های حرارتی و مكانیكی ناشی از گرم و سردشدن و تغییرات ایجاد شده در تركیب شیمیایی آب ورودی و آب بویلر است. در برخی واحدها اطلاعات مربوط به زمانهای راه‌اندازی، توقف، نشتی كندانسور و دیگر مسائل، ثبت می‌شودتا ازآنهابرای‌تعیین زمان شست‌وشو استفاده شود.
موسسه‌تحقیقات برق (EPRI) راهنمایی‌هایی رابرای سازمانهای عضو به منظور برنامه ریزی‌و محاسبه این زمان ارایه كرده است. هوای‌ورودی ناشی از نشت كندانسور در مدت‌بهره‌برداری عادی سبب افزایش خوردگی وبالا رفتن یون آهن و مس در آب تغذیه‌می‌شود. یك برنامه پایش خوب، كمكی به‌كاركنان در شناسایی میزان نشتی اضافی هوا خواهد بود. بهترین و دقیق‌ترین راه برای‌پایش لوله‌های بویلر، گرفتن نمونه هایی ازلوله‌های بویلر در تعمیرات اساسی و تجزیه‌و تحلیل آن است. به‌دلیل این‌كه عموما دمانسبت به دیگر عوامل، تاثیر بیشتری بر رسوبات دارد، نمونه‌گیری باید از بخشها وسطوح با بیشترین دما انجام شود.دانسیته رسوبات، یكی از معیارهای‌اولیه در تعیین زمان مناسب برای شست‌وشوی شیمیایی بویلر است.
بویلرهای با فشار بالا قادر به تحمل رسوبات كمتری نسبت به بویلرهای با فشارپایین است. دبی زیاد حرارتی و دمای بالا در بویلرهای با فشار بالا سبب تجاوز از دمای مجاز و تشدید مكانیزم خوردگی زیر رسوبی می‌شود. با انجام یك سری آنالیز بر روی‌رسوبات می‌توان پی به محتویات رسوبات‌و محل تشكیل آنها برد كه این خود می‌تواند در انتخاب حلال شست‌وشوی شیمیایی،موثر باشد. به‌عنوان مثال، اگر محتوای رسوبات لوله‌ها اغلب اكسید آهن به‌همراه‌مقدار كمی مس باشد، می‌توان در یك فرایندتك مرحله‌ای، آهن و مس را حذف كرد. اما اگر آلودگی مس به اندازه‌ای باشد كه غلظت‌آن در حلال شست‌وشو از ۳/۰ درصد تجاوزكند، حداقل به دو مرحله شست‌وشو نیازاست. هنگامی كه غلظت بالایی از مس درمیان باشد، گاه یك مرحله مقدماتی برای حذف مس و یك مرحله حذف آهن و یك مرحله نهایی حذف مس نیاز است. از دیگر مزایای نمونه برداری از لوله‌ها، آن است كه‌به پیمانكار این اجازه را می‌دهد كه در مورداستفاده از یك یا تركیبی از حلالها تصمیم‌گیری كند.
●انواع بویلر و طراحیهای آن
نوع بویلر در انتخاب محلول‌شست‌وشوی شیمیایی موثر است. سه نوع‌بویلر، متداول است كه عبارتند از: درام‌دار،یك‌بارگذر و بویلرهای بازیافت حرارتی.
●بویلرهای درام‌دار
درام در این بویلرها همان درام بخار است كه بخارات تولید شده در لوله‌های بویلر در آن جمع شده و در هدرهای بخار وسوپر هیترها توزیع می‌شود.آب داخل لوله‌های بویلر توسط دان‌كامرهای بویلر سیركوله شده و مستقیما در لوله‌ها، بخار نمی‌شود. بویلرهای درام‌دار به صورت سیركولاسیون طبیعی و یا اجباری هستند. در بویلرهای سیركولاسیون طبیعی، چرخش آب براساس اختلاف‌دانسیته آب گرم در بالای بویلر و آب سرد درپایین آن انجام می‌شود و در چرخش اجباری‌در مسیر دان‌كامرهای بویلر از پمپ استفاده‌می‌شود. ساده‌ترین عملیات شست‌وشو دربویلرهای درام‌دار انجام می‌شود، زیرا وجود درام باعث جداسازی بین سطح آب و بخارمی‌شود. بنابراین امكان راه یابی مواد شیمیایی به سوپرهیترها كمتر است.
●بویلرهای یك‌بار گذر
در این بویلرها كل جریان آب مستقیما به‌بخار تبدیل شده و به هدرهای بخار، هدایت‌می‌شود. به این دلیل كه در این بویلرهادرامی وجود ندارد، حلالهای شست‌وشو نه‌تنها وارد بویلر شده بلكه به سوپر هیترها وری هیترها نیز وارد خواهند شد. این موضوع‌سبب محدودیت در انتخاب محلول شست‌وشوی شیمیایی می‌شود زیرا جنس‌سوپر هیترها از فولادی است كه نسبت به بعضی از مواد شیمیایی بخصوص اسید كلریدریك مقاوم نیست. پیچیدگی فرایند شست‌وشوهای شیمیایی، به علاوه‌نیاز به شست‌وشوی شیمیایی عموما هرسه تا چهار سال یك بار، از عوامل مهم درتعمیم یافتن سیستم تصفیه و حذف اكسیژن در بویلرهای یك‌بار گذر است. در صورت‌بكارگیری مناسب این سیستم تصفیه، انتقال‌اكسیدهای آهن به بویلر كاهش می‌یابد.
●بویلرهای بازیافت حرارت
با افزایش استفاده از نیروگاههای‌سیكل‌تركیبی و سیستمهای تولید همزمان برق و بخار، استفاده از بویلرهای بازیافت‌حرارت نیز به شدت رشد كرده است. این نوع بویلرها شامل یك درام و چندین شبكه است. این آرایش شبكه‌ای، سیستم‌شست‌وشوی شیمیایی را پیچیده كرده است.عوامل متعددی از نظر راهبری و آرایش‌ساختاری بر روی انتخاب حلال شست‌وشوی شیمیایی موثر است. بویلرهادر فشارهای مختلفی كار می‌كنند و این امردر میزان رسوبات تولید شده موثر است.علاوه بر آن برنامه‌های شیمیایی تصفیه آب‌برای هر بویلر، متفاوت بوده و در تشكیل بالقوه رسوبات، موثر است.
در مورد آرایش ساختاری نیز باید متذكر شدكه در بعضی واحدها، بویلرهای با فشار كم،به سیستم تامین آب تغذیه برای بویلرهای با فشار متوسط و زیاد كمك می‌كنند. ممكن است در بعضی از این آرایشهای ساختاری به لوله كشی و روش‌تمیز كردن خاصی نیاز باشد تا از وارد شدن‌مواد شیمیایی به محلهای ناخواسته‌جلوگیری شود. هنوز گروهی به‌دنبال بهینه‌سازی روند شست‌وشو در این واحدها هستند.
