<!--[if !mso]> <mce:style><! v\:* {behavior:url(#default#VML);} o\:* {behavior:url(#default#VML);} w\:* {behavior:url(#default#VML);} .shape {behavior:url(#default#VML);} -->

 

<!--[endif] --><!--<!--<!--[if gte mso 10]> <mce:style><! /* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:"Table Normal"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0in 5.4pt 0in 5.4pt; mso-para-margin:0in; mso-para-margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:10.0pt; font-family:"Times New Roman"; mso-ansi-language:#0400; mso-fareast-language:#0400; mso-bidi-language:#0400;} -->

 

<!--[endif] -->

تلوث المياة الجوفية ومعالجتها ومعالجة مياة الشرب بشكل عام

معالجة المياه .
طرق المعالجة التقليدية
تختلف عمليات معالجة مياه الشرب باختلاف مصادر تلك المياه ونوعيتها والمواصفات الموضوعة لها . ويجب الإشارة الى أن التغير المستمر لمواصفات المياه يؤدي أيضا في كثير من الأحيان إلى تغير في عمليات المعالجة . حيث أن المواصفات يتم تحديثها دوما نتيجة التغير المستمر للحد الأعلى لتركيز بعض محتويات المياه وإضافة محتويات جديدة إلى قائمة الموصفات . ويأتي ذلك نتيجة للعديد من العوامل مثل :

• التطور في تقنيات تحليل المياه وتقنيات المعالجة.
• اكتشاف محتويات جديدة لم تكن موجودة في المياه التقليدية أو كانت موجودة ولكن لم يتم الانتباه إلى وجودها أو مدى معرفة خطورتها في السابق.
• اكتشاف بعض المشكلات التي تسببها بعض المحتويات الموجودة أصلا في الماء أو التي نتجت عن بعض عمليات المعالجة التقليدية . هذا ويمكن تناول عمليات المعالجة التقليدية المستخدمة للمياه استنادا إلى مصادرها السطحية والجوفية مع التركيز على المياه الجوفية نظرا لاعتماد المملكة عليها مقارنة بالمياه السطحية .

معالجة المياه السطحية :

تحتوي المياه السطحية ( المياه الجارية على السطح ) على نسبة قليلة من الأملاح مقارنة بالمياه الجوفية التي تحتوي على نسب عالية منها ، وهي بذلك بعد مياه يسرة ( غير عسرة ) حيث تهدف عمليات معالجتها بصورة عامة إلى إزالة المواد العالقة التي تسبب ارتفاعا في العكر وتغيرا في اللون والرائحة ، وعليه يمكن القول أن معظم طرق معالجة هذا النوع من المياه اقتصر على عمليات الترسيب والترشيح والتطهير . وتتكون المواد العالقة من مواد عضوية وطينية ، كما يحتوي على بعض الكائنات الدقيقة مثل الطحالب والبكتيريا . ونظرا لصغر حجم هذه المكونات وكبر مساحتها السطحية مقارنة بوزنها فإنها تبقي معلقة في الماء ولا تترسب . إضافة إلى ذلك فإن خوصها السطحية والكيميائية باستخدام عمليات الترويب الطريقة الرئيسية لمعالجة المياه السطحية ، حيث تستخدم بعض المواد الكيمائية لتقوم بإخلال اتزان المواد العالقة وتهيئة الظروف الملائمة لترسيبها وإزالتها من أحواض الترسيب .ويتبع عملية الترسيب عملية ترشيح باستخدام مرشحات رملية لإزالة ما تبقى من الرواسب ، ومن المكروبات المشهورة كبريتات الألمنيوم وكلوريد الحد يديك ، وهناك بعض المكروبات المساعدة مثل بعض البوليمرات العضوية والبنتونايت والسليكا المنشطة. ويمكن أيضا استخدام الكربون المنشط لإزالة العديد من المركبات العضوية التي تسبب تغيرا في طعم ورائحة المياه . تتبع عمليتي الترسيب والترشيح عملية التطهير التي تسبق إرسال تلك المياه إلى المستهلك .

معالجة المياه الجوفية:

تعد مياه الآبار من أنقى مصادر المياه الطبيعية التي يعتمد عليها الكثير من سكان العالم . إلا أن بعض مياه الآبار وخصوصا العميقة منها قد تحتاج ألى عمليات معالجة متقدمة وباهظة التكاليف قد تخرج عن نطاق المعالجة هي إضافة الكلور لتطهير المياه ثم ضخها الى شبكة التوزيع ، إذ تعد عملية التطهير كعملية وحيدة لمعالجة مياه بعض الآبار النقية جدا والتي تفي بجميع مواصفات المياه ، الا أن هذه النوعية من المياه هي الأقل وجودا في الوقت الحاضر ، لذلك فأنه إضافة لعملية التطهير فان غالبية المياه الجوفية تحتاج الى معالجة فيزيائية وكيمائية إما لإزالة بعض الغازات الذائبة مثل ثاني أكسيد الكربون وكبريتيد الهيدروجين ، أو لإزالة بعض المعادن مثل الحديد والمغنيز والمعادن المسببة لعسر الماء، وتتم إزالة الغازات الذائبة باستخدام . عملية التهوية والتي تقوم أيضا بإزالة جزء من الحديد والمنغنيز عن طريق الأكسدة ، وقد يكون الغرض من التهوية مجرد كما يحدث لبعض مياه الآبار العميقة التي تكون حرارتها عالية مما يستدعي تبريدها حفاظا على كفاءة عمليات المعالجة الأخرى . أما إزالة معادن الحديد والمنغنيز فتتم بكفاءة في عمليات الأكسدة الكيمائية باستخدام الكلور أو برمنجنات البوتاسيوم .
ان الطابع العام لمعالجة المياه الجوفية هو إزالة العسر بطريقة الترسيب ،

إضغط هنا لرؤية الصورة بحجمها الطبيعي.

ويتكون عسر الماء بصورة رئيسة من مركبات الكالسيوم والماغنسيوم الذائبة في الماء . ويأتي الاهتمام بعسر الماء نتيجة لتأثيره السلبي على فاعلية الصابون ومواد التنظيف الأخرى ، بإضافة الى تكوين بعض الرواسب في الغلايات وأنابيب نقل المياه ويوضح الشكل (1 ) تسلسل العمليات في محطة تقليدية تعالج مياه جوفية تحتوي على نسب عالية من عسر الماء. تعتمد المملكة اعتماد كبيرا على المياه الجوفية لاستخدامها في الأغراض المختلفة ، الأمر الذي ساهم في انتشار محطات معالجة المياه الجوفية في ربوعها المختلفة . وفيما يلي استعراض موجز للعمليات المختلفة المياه الجوفية في هذا النوع من المحطات .
أ ـ التيسير ( إزالة العسر ) بالترسيب
تعني عملية التيسير أو إزالة العسر للمياه ( water softening) إزالة مركبات عنصري الكالسيوم والماغنسيوم المسببة للعسر عن طريق الترسيب الكيمائي . وتتم هذه العملية في محطات المياه بإضافة الجير المطفأ ( هيدروكسيد الكالسيوم ) إلى الماء بكميات محدودة حيث تحدث تفاعلات كيمائية معينة تتشكل عنها رواسب من كربونات الكالسيوم و هيدروكسيد الماغنسيوم . وقد يتم اللجوء في كثير من الأحيان الى إضافة رماد الصودا (كربونات الصوديوم ) مع الجير للتعامل مع بعض صور العسر .

إضغط هنا لرؤية الصورة بحجمها الطبيعي.

وتشمل عملية التيسير على حوض صغير الحجم نسبيا تتم فيه إضافة المواد الكيمائية حيث تخلط مع الماء الداخل خلطا سريعا لتوزيعها في الماء بانتظام ، ثم ينقل الماء الى حوض كبير الحجم ليبقي فيه زمنا كافيا لإكمال التفاعلات الكيمائية وتكوين الرواسب حيث يخلط الماء في هذه الحالة خلطا بطيا يكفي فقط لتجميع والتصادق حبيبات الرواسب وتهيئتها للترسيب في المرحلة التالية , شكل (2).
ب ـ الترسيب
تعد عملية الترسيب من أوائل العمليات التي استخدامها الإنسان في معالجة المياه . وتستخدم هذه العملية لإزالة المواد العالقة والقابلة للترسيب أو لإزالة الرواسب الناتجة عن عمليات المعالجة الكيمائية مثل التيسير والترويب . وتعتمد المرسبات في أبسط صورها على فعل الجاذبية حيث تزال الرواسب تحت تأثير وزنها .
تتكون المرسبات غالبا من أحواض خرسانية دائرية أو مستطيلة الشكل تحتوي على

إضغط هنا لرؤية الصورة بحجمها الطبيعي.

مدخل ومخرج للماه يتم تصميميها بطريقة ملائمة لإزالة أكبر كمية ممكنة من الرواسب ، حيث تؤخذ في الاعتبار الخواص الهيدروليكية لحركة الماء داخل الخوض . ومن الملامح الرئيسة لحوض الترسيب احتوائه على نظام لجمع الرواسب ( الحمأة ) وجرفها إلى بيارة في قاع الحوض حيث يتم سحبها والتخلص منها بواسطة مضخات خاصة . ويوضح الشكل (3) مقطعا في حوض ترسيب دائري .

إضغط هنا لرؤية الصورة بحجمها الطبيعي.

ويمكن دمج عمليات إضافة المواد الكيمائية والخلط البطيء والترسيب في حوض واحد يسمى مرسب الدفق العلوي شكل ( 4).
ج ـ الموازنة ( إعادة الكربنة
نظرا لأن المياه الناتجة هن عملية التيسير تكون في الغالب مشبعة برواسب كربونات الكالسيوم ، وحيث أن جزءا من هذه الرواسب يتبقى في الماء بعد مروره بأحواض الترسيب فإنه من المحتمل أن يترسب بعضها على المرشحات أو في شبكات التوزيع مما يؤدي إلى انسداد أو الحد من كفاءة المرشحات الشبكات . لذلك فإن عملية التيسير لضمان عدم حدوث تلك الأضرار . ومن عمليات الموازنة الأكثر استخداما في التطبيق التقليدية هي إضافة غاز ثاني أكسيد الكربون بكميات محددة بهدف تحويل ما تبقى من كربونات الكالسيوم الى صورة البيكربونات الذائبة .
د ـ الترشيح :
هو العملية التي يتم فيها إزالة المواد العالقة ( العكارة ) . وذلك بإمرار الماء خلال وسط مسامي مثل الرمل وهذه العملية تحدث بصوره طبيعية في طبقات الأرض عندما تتسرب مياه الأنهار الى باطن
الأرض . لذلك تكون نسبة العكر قليلة جدا أو معدومة في المياه الجوفية مقارنة بالمياه السطحية ( الأنهار والبحيرات وأحواض تجميع مياه الأمطار ) التي تحتوي على نسب عالية من العكر .
تستخدم عملية الترشيح أيضا في إزالة الرواسب المتبقية بعد عمليات الترسيب في عمليات المعالجة الكيمائية مثل الترسيب والترويب .
تعد إزالة المواد العالقة من مياه الشرب ضرورية لحماية الصحة العامة من ناحية ولمنع حدوث مشاكل تشغيلية في شبكة التوزيع من الناحية الأخرى . فقد تعمل هذه المواد على حماية الأحياء الدقيقة من أثر المادة المطهرة ، كما أنها قد تتفاعل كيمائيا مع المادة المطهرة كما أنها قد تتفاعل كيمائيا مع المادة المطهرة مما يقلل من نسبة فاعليتها على الأحياء الدقيقة ، وقد تترسب المواد العالقة في بعض أجزاء شبكة التوزيع مما قد يتسبب في نمو البكتريا وتغير رائحة المياه وطعمها ولونها.تتم عملية الترشيح داخل المرشح الذي يتكون من ثلاث أجزاء رئيسة وهي : صندوق المرشح والتصريف السفلي ووسط الترشيح ، شكل (5). يمثل صندوق المرشح البناء الذي يحوي وسط الترشيح ونظام التصريف السفلي ، ويبني صندوق المرشح في العادة من الخرسانة المسلحة ، كما توجد في قاعة ـ الذي يتكون من أنابيب وقنوات مثقبة ـ طبقة من الحصى المدرج لمنع خروج حبيبات الرمل من خلال الثقوب . والغرض من نظام التصريف السفلي تجميع المياه المرشحة وتوزيع مياه الغسيل عند إجراء عملية الغسيل للمرشح . أما وسط الترشيح فهو عبارة عن طبقة من رمل السيليكون ، وحديثا أمكن الاستفادة من الفحم المجروش ورمل الجارنت . عند مرور المياه خلال وسط الترشيح تلتصق المواد العالقة في بجدران حبيبات الوسط ، ومع استمرار عملية الترشيح تضيق فجوات الوسط للمياه بحيث يصبح المرشح قليل الكفاءة وعند ذلك يجب إيقاف عملية الترشيح وغسل المرشح لتنظيف الفجوات من الرواسب يتم في عملية الغسيل ضخ ماء نظيف بضغط عال من أسفل المرشح عبر نظام التصريف السفلي ينتج عنه تمدد الوسط وتحرك الحبيبات واصطدم بعضها مع البعض ، وبذلك يتم تنظيفها مما علق بها من رواسب . وتندفع هذه الرواسب مع مياه الغسيل التي تتجمع في قنوات خاصة موضوعة في أعلى صندوق المرشح ، وتنقل الى المكان الذي يتم فية معالجة مخلفات المحطة وتستمر عملية الغسيل هذه لفترة قصيرة من الزمن (5 –10 دقائق) بعدها يكون المرشح جاهزا للعمل .
هـ التطهير :
هو العملية المستخدمة لقتل الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض (الجراثيم )، وتتم هذه العملية باستخدام الحرارة ( التسخين ) أو الأشعة فوق البنفسجية أو المواد الكيميائية مثل البروم أو اليود أو الأوزون أو الكلور بتركيزات لا تضر بالإنسان أو الحيوان . وتعد طريقة التسخين الى درجة الغليان أولى الطرق المستخدمة في التطهير ولاتزال أفضلها في حمالات الطوارئ عندما تكون كمية المياه قليلة ، لكنها عير مناسبة عندما تكون كمية المياه كبيره كما في محطات المعالجة نظرا لارتفاع تكلفتها . أما استخدام الأشعة فوق البنفسجية والمعالجة بالبروم واليود فتعد طرقا مكلفة . هذا وقد انتشر استخدام الأوزون والكلور في تطهير مياه الشرب ، حيث راج استخدام الأوزون في أوربا والكلور في أمريكا . وفي الآونة الأخيرة اتجهت كثير من المحطات في الولايات المتحدة الأمريكية الى استخدام الأوزون بالرغم من عدم ثباته كيمائيا وارتفاع تكلفته مقارنة بالكلور، وذلك لظهور بعض الآثار السلبية الصحية لاستخدام الكلور ( الكلورة ) في تطهير مياه الشرب يتفاعل الكلور مع الماء مكونا حامض الهيبوكلوروز وأيونات الهيبوكلورايت ثم يتفاعل جزء من حامض الهيبوكلوروز مع الأمونيا الموجودة في الماء مكونا أمنيات الكلور ( الكلور المتحد المتبقي) ويطلق على ما تبقى من حامض الهيبوكلوروز وأيونات الهيبوكلورايت الكلور الحر المتبقي وهذه المركبات ( الكلور الحر والكلور المتحد )هي التي تقوم بتطهير الماء وقتل الجراثيم الموجودة به ، ولذلك تلجا كثير من محطات المعالجة الى إضافة الكلور بنسب تكفي للحصول على كلور حر متبقي يضمن تطهير الماء الخارج من المحطة بكفاءة عالية ، بل في الغالب تكون كمية الكلور المضاف كافية لتأمين كمية محدود من الكلور الحر المتقي في شبكة توزيع المياه ، وذلك لتطهير المياه من أي كائنات دقيقة قد تدخل في الشبكة .
و ـ معالجة المخلفات:
تمثل الحماة المترسبة في أحواض الترسيب ومياه الغسيل الناتجة عن غسل المرشحات المصدرين الرئيسين للمخلفات في محطات معالجة المياه . وتحتاج هذه المخلفات إلى معالجة لتسهيل عملية التخلص منها ولحماية البيئة من التلوث الناتج عنها . ويتم ذلك بضخ مياه الغسيل الى حوض للتر ويق ، حيث تضاف إليها مادة كيمائية مناسبة مثل البوليمر لتساعد على ترسيب المواد العالقة في مياه الغسيل ، ثم تعاد المياه الناتجة عن هذه العملية إلى بداية خط المعالجة في المحطة . آما الحمأة الناتجة من أحواض الترسيب والمواد المترسبة في حوض الترويق فيتم إرسالها إلى حوض للتثخين حيث يتم تثخينها بإضافة البوليمة الناسب ، وتعاد المياه الناتجة عن هذه العملية إلى مدخل المياه في المحطة ، وبع ذلك تتعرض الحمأة المثخنة إلى عملية نزع المياه منها بطرق ميكانيكية ( الطرد المركزي أو الترشيح الميكانيكي ) يتم في النهاية الحصول على مواد صلبة تحتوي على كميات قليلة من المياه يمكن التخلص منها بوضعها في أحواض للتجفيف أو دفنها في باطن الأرض ، كما يمكن استخلاص بعض المواد الكيمائية من هذه المخالفات ليعاد استخدامها في عمليات المعالجة .
تحديات جديدة
وشهدت الآونة الأخيرة تغيرات جذرية في تقنيات المعالجة ترجع في كثير من الأحوال الى النقص الشديد الذي تعانية كثير من دول العالم في المياه الصالحة للشرب أو نتيجة لتلوث مصادر المياه كما هو الحال في أكثر الدول الصناعية . وقد أدت هذه العوامل إلى البحث عن مصادر جديده غير المصادر التقليدية والتي تحتاج بطبيعة الحال إلى تقنيات معالجة متقدمة بالإضافة إلى المعالجة التقليدية . ولذلك لجأت كثير من الدول ال تحلية مياه البحر وإلى تحلية بعض مصادر المياه الجوفية المالحة ، وفي سبيل ذلك يتم استخدام تقنيات باهظة التكاليف مثل عمليات التقطير الومضي وعمليات التناضح العكسي ، بالإضافة إلى العديد من العمليات الأخرى للتحلية . وقد أدى تلوث مصادر المياه في بعض أنحاء العالم إلى الشروع في استخدام تقنيات متقدمة ومكلفة مثل استخدام الكربون المنشط وعمليات الطرد بالتهوية في إزالة الكثير من الملوثات العضوية مثل الهيدروكربونات وبعض المبيدات والمركبات العضوية الهالوجينية . ومن مظاهر التلوث الطبيعي وجود عناصر مشعة مثل اليورانيوم والراديوم والرادون في بعض مصادر المياه . وتتركز الأبحاث الحديثة حول إزالة هذه العناصر باستخدام عمليات الامتصاص ( استخدم الكربون المنشط والسيليكا ) وعمليات التناضح العكسي مع تحسين الأداء للعمليات التقليدية مثل التيسير والترويب .
ومن الاتجاهات الحديثة في عمليات المعالجة التوجه نحو استخدام بدائل لتطهير المياه غير الكلور نظرا لتفاعله مع بعض المواد العضوية الموجودة في المياه ـ خاصة المياه السطحية ـ وتكوين بعض المركبات العضوية التي يعتقد بأن لها أثرا كبيرا على الصحة العامة .
وتعد المركبات الميثانية ثلاثية الهالوجين ، مثل الكلوروفورم ، في مقدمة نواتج الكلورة التي لاقت اهتمام كبيرا في هذا الصدد ، إلا أن الحماس لاستخدام بدائل الكلور ما لبث أن تباطأ في الآونة ألاخيرة نتيجة لاكتشاف أن هذه البدائل ينتج عن الأوزون مركبات مثل الفورمالدهايد والاسيتالدهايد ، وعن الكلورامين ينتج كلوريد السيانوجين ، وعن ثاني أكسيد الكلور ينتج الكلورايت والكلوريت.
تلاقي المعالجة الحيوية باستخدام الكائنات الدقيقة اهتمام بالغا في العصر الحاضر بعد أن كانت وقفا على معالجة مياه الصرف لسنوات
طويلة ، حيث أثبتت الأبحاث فاعلية المعالجة الحيوية في إزالة الكثير من المركبات العضوية والنشادر والنترات والحديد والمنغنيز ، إلا أن تطبيقاتها الحالية لا تزال محدودة ومقتصرة في كثير من الأحوال على النواحي التجريبية والبحثية . وختاما نشير الى أن ادخال التقنيات الحديثة على محطات المعالجة التقليدية قد تستوجب تغييرات جذرية في المحطات القائمة وفي طرق التصميم للمحطات المستقبلية ويعني ذلك ارتفاعا حادا في تكلفة معالجة المياه ، ويمكن تفادي ذلك أو الإقلال من أثره بوضع برامج مدرسة للترشيد في إستخدام المياه والمحافظة على مصادرها من التلوث

نبذة تاريخيةعن طرق معالجة المياه

يرجع اهتمام الإنسان بنوعية الماء الذي يشربه إلى أكثر من خمسة آلاف عام . ونظرا للمعرفة المحدودة في تلك العصور بالأمراض ومسبباتها فقد كان الاهتمام محصور في لون المياه وطعمها ورائحتها فقط . وقد استخدمت لهذا الغرض ـ وبشكل محدود خلال فترات تاريخية متباعدة ـ بعض عمليات المعالجة مثل الغليان والترشيح والترسيب وإضافة بعض الأملاح ثم شهد القرنان الثامن والتاسع عشر الميلاديان الكثير من المحاولات الجادة في دول أوربا وروسيا للنهوض بتقنية معالجة المياه حيث أنشئت لأول مرة في التاريخ محطات لمعالجة المياه على مستوى المدن .

ففي عام 1807م أنشئت محطة لمعالجة المياه في مدينة جلاسكو الأستكلندية ،وتعد هذه المحطة من أوائل المحطات في العالم وكانت تعالج فيها المياه بطريقة الترشيح ثم تنقل إلى المستهلكين عبر شبكة أنابيب خاصة . وعلى الرغم من أن تلك المساهمات تعد تطورا تقنيا في تلك الفترة إلا أن الاهتمام آنذاك كان منصبا على نواحي اللون والطعم والرائحة ، أو ما يسمى بالقابلية ، وكانت المعالجة باستخدام المرشحات الرملية المظهر السائد في تلك المحطات حتى بداية القرن العشرين . ومع التطور الشامل للعلوم والتقنية منذ بداية هذا القرن واكتشاف العلاقة بين مياه الشرب وبعض الأمراض السائدة فقد حدث تطور سريع في مجال تقنيات المعالجة حيث أضيفت العديد من العمليات التي تهدف بشكل عام إلى الوصول بالمياه إلى درجة عالية من النقاء ، بحيث تكون خالية من العكر وعديمة اللون والطعم والرائحة ومأمونة من النواحي الكيمائية والحيوية ، ويبين الجدول (1)المواصفات الكيمائية

لمياه الشرب .

معالجة المياه .

لقد كان وباء الكوليرا من أوائل الأمراض التي اكتشفت ارتباطها الوثيق بتلوث مياه الشرب في المرحلة السابقة لتطور تقنيات معالجة المياه ، فعلى سبيل المثال أصيب حوالي 17000 شخص من سكان مدينة هامبورج الألمانية بهذا الوباء خلال صيف 1829م أدى إلى وفاة ما لا يقل عن نصف ذلك العدد . وقد ثبت بما لا يدع مجالا للشك أن المصدر الرئيس للوباء هو تلوث مصدر المياه لتلك المدينة . يعد التطهير باستخدام الكلور من أوائل العمليات التي استخدمت لمعالجة المياه بعد عملية الترشيح وذلك للقضاء على بعض الكائنات الدقيقة من بكتريا وفيروسات مما أدى إلى الحد من انتشار العديد من الأمراض التي تنقلها المياه مثل الكوليرا وحمى التيفويد . وتشمل المعالجة ، ومن هذه العمليات ما يستخدم لإزالة عسر الماء مثل عمليات التيسير ، أو لإزالة العكر مثل عمليات الترويب .

ونظرا للتقدم الصناعي والتقني الذي يشهد هذا العصر وما تبعه من ازدياد سريع في معدلات استهلاك المياه الطبيعية ،

النقية نوعا ما ، ونظرا لما يحدث من تلوث لبعض تلك المصادر نتيجة المخلفات الصناعية ومياه الصرف الصحي وبعض الحوادث البيئية الأخرى فإن عمليات المعالجة قد بدأت تأخذ مسارا جديدا يختلف في كثير من تطبيقات عن مسار المعالجة التقليدية . وفي هذه المقالة سنستعرض بإيجاز طرق المعاجلة التقليدية لمياه الشرب إضافة لبعض الاتجاهات الحالية والمستقبلية لتقنيات المعالجة .

طرق المعالجة التقليدية

تختلف عمليات معالجة مياه الشرب باختلاف مصادر تلك المياه ونوعيتها والمواصفات الموضوعة لها . ويجب الإشارة الى أن التغير المستمر لمواصفات المياه يؤدي أيضا في كثير من الأحيان إلى تغير في عمليات المعالجة . حيث أن المواصفات يتم تحديثها دوما نتيجة التغير المستمر للحد الأعلى لتركيز بعض محتويات المياه وإضافة محتويات جديدة إلى قائمة الموصفات . ويأتي ذلك نتيجة للعديد من العوامل مثل :

التطور في تقنيات تحليل المياه وتقنيات المعالجة.
اكتشاف محتويات جديدة لم تكن موجودة في المياه التقليدية أو كانت موجودة ولكن لم يتم الانتباه إلى وجودها أو مدى معرفة خطورتها في السابق.
اكتشاف بعض المشكلات التي تسببها بعض المحتويات الموجودة أصلا في الماء أو التي نتجت عن بعض عمليات المعالجة التقليدية . هذا ويمكن تناول عمليات المعالجة التقليدية المستخدمة للمياه استنادا إلى مصادرها السطحية والجوفية مع التركيز على المياه الجوفية نظرا لاعتماد المملكة عليها مقارنة بالمياه السطحية .
معالجة المياه السطحية :

تحتوي المياه السطحية ( المياه الجارية على السطح ) على نسبة قليلة من الأملاح مقارنة بالمياه الجوفية التي تحتوي على نسب عالية منها ، وهي بذلك بعد مياه يسرة ( غير عسرة ) حيث تهدف عمليات معالجتها بصورة عامة إلى إزالة المواد العالقة التي تسبب ارتفاعا في العكر وتغيرا في اللون والرائحة ، وعليه يمكن القول أن معظم طرق معالجة هذا النوع من المياه اقتصر على عمليات الترسيب والترشيح والتطهير . وتتكون المواد العالقة من مواد عضوية وطينية ، كما يحتوي على بعض الكائنات الدقيقة مثل الطحالب والبكتيريا . ونظرا لصغر حجم هذه المكونات وكبر مساحتها السطحية مقارنة بوزنها فإنها تبقي معلقة في الماء ولا تترسب . إضافة إلى ذلك فإن خوصها السطحية والكيميائية باستخدام عمليات الترويب الطريقة الرئيسية لمعالجة المياه السطحية ، حيث تستخدم بعض المواد الكيمائية لتقوم بإخلال اتزان المواد العالقة وتهيئة الظروف الملائمة لترسيبها وإزالتها من أحواض الترسيب .ويتبع عملية الترسيب عملية ترشيح باستخدام مرشحات رملية لإزالة ما تبقى من الرواسب ، ومن المكروبات المشهورة كبريتات الألمنيوم وكلوريد الحد يديك ، وهناك بعض المكروبات المساعدة مثل بعض البوليمرات العضوية والبنتونايت والسليكا المنشطة. ويمكن أيضا استخدام الكربون المنشط لإزالة العديد من المركبات العضوية التي تسبب تغيرا في طعم ورائحة المياه . تتبع عمليتي الترسيب والترشيح عملية التطهير التي تسبق إرسال تلك المياه إلى المستهلك .

معالجة المياه الجوفية:

تعد مياه الآبار من أنقى مصادر المياه الطبيعية التي يعتمد عليها الكثير من سكان العالم . إلا أن بعض مياه الآبار وخصوصا العميقة منها قد تحتاج ألى عمليات معالجة متقدمة وباهظة التكاليف قد تخرج عن نطاق المعالجة هي إضافة الكلور لتطهير المياه ثم ضخها الى شبكة التوزيع ، إذ تعد عملية التطهير كعملية وحيدة لمعالجة مياه بعض الآبار النقية جدا والتي تفي بجميع مواصفات المياه ، الا أن هذه النوعية من المياه هي الأقل وجودا في الوقت الحاضر ، لذلك فأنه إضافة لعملية التطهير فان غالبية المياه الجوفية تحتاج الى معالجة فيزيائية وكيمائية إما لإزالة بعض الغازات الذائبة مثل ثاني أكسيد الكربون وكبريتيد الهيدروجين ، أو لإزالة بعض المعادن مثل الحديد والمغنيز والمعادن المسببة لعسر الماء، وتتم إزالة الغازات الذائبة باستخدام . عملية التهوية والتي تقوم أيضا بإزالة جزء من الحديد والمنغنيز عن طريق الأكسدة ، وقد يكون الغرض من التهوية مجرد كما يحدث لبعض مياه الآبار العميقة التي تكون حرارتها عالية مما يستدعي تبريدها حفاظا على كفاءة عمليات المعالجة الأخرى . أما إزالة معادن الحديد والمنغنيز فتتم بكفاءة في عمليات الأكسدة الكيمائية باستخدام الكلور أو برمنجنات البوتاسيوم .

ان الطابع العام لمعالجة المياه الجوفية هو إزالة العسر بطريقة الترسيب ، ويتكون عسر الماء بصورة رئيسة من مركبات الكالسيوم والماغنسيوم الذائبة في الماء . ويأتي الاهتمام بعسر الماء نتيجة لتأثيره السلبي على فاعلية الصابون ومواد التنظيف الأخرى ، بإضافة الى تكوين بعض الرواسب في الغلايات وأنابيب نقل المياه ويوضح الشكل (1 ) تسلسل العمليات في محطة تقليدية تعالج مياه جوفية تحتوي على نسب عالية من عسر الماء. تعتمد المملكة اعتماد كبيرا على المياه الجوفية لاستخدامها في الأغراض المختلفة ، الأمر الذي ساهم في انتشار محطات معالجة المياه الجوفية في ربوعها المختلفة . وفيما يلي استعراض موجز للعمليات المختلفة المياه الجوفية في هذا النوع من المحطات .
أ ـ التيسير ( إزالة العسر ) بالترسيب
تعني عملية التيسير أو إزالة العسر للمياه ( water softening) إزالة مركبات عنصري الكالسيوم والماغنسيوم المسببة للعسر عن طريق الترسيب الكيمائي . وتتم هذه العملية في محطات المياه بإضافة الجير المطفأ ( هيدروكسيد الكالسيوم ) إلى الماء بكميات محدودة حيث تحدث تفاعلات كيمائية معينة تتشكل عنها رواسب من كربونات الكالسيوم و هيدروكسيد الماغنسيوم . وقد يتم اللجوء في كثير من الأحيان الى إضافة رماد الصودا (كربونات الصوديوم ) مع الجير للتعامل مع بعض صور العسر . وتشمل عملية التيسير على حوض صغير الحجم نسبيا تتم فيه إضافة المواد الكيمائية حيث تخلط مع الماء الداخل خلطا سريعا لتوزيعها في الماء بانتظام ، ثم ينقل الماء الى حوض كبير الحجم ليبقي فيه زمنا كافيا لإكمال التفاعلات الكيمائية وتكوين الرواسب حيث يخلط الماء في هذه الحالة خلطا بطيا يكفي فقط لتجميع والتصادق حبيبات الرواسب وتهيئتها للترسيب في المرحلة التالية , شكل (2.
ب ـ الترسيب
تعد عملية الترسيب من أوائل العمليات التي استخدامها الإنسان في معالجة المياه . وتستخدم هذه العملية لإزالة المواد العالقة والقابلة للترسيب أو لإزالة الرواسب الناتجة عن عمليات المعالجة الكيمائية مثل التيسير والترويب . وتعتمد المرسبات في أبسط صورها على فعل الجاذبية حيث تزال الرواسب تحت تأثير وزنها .
تتكون المرسبات غالبا من أحواض خرسانية دائرية أو مستطيلة الشكل تحتوي على مدخل ومخرج للماه يتم تصميميها بطريقة ملائمة لإزالة أكبر كمية ممكنة من الرواسب ، حيث تؤخذ في الاعتبار الخواص الهيدروليكية لحركة الماء داخل الخوض . ومن الملامح الرئيسة لحوض الترسيب احتوائه على نظام لجمع الرواسب ( الحمأة ) وجرفها إلى بيارة في قاع الحوض حيث يتم سحبها والتخلص منها بواسطة مضخات خاصة . ويوضح الشكل (3) مقطعا في حوض ترسيب دائري . ويمكن دمج عمليات إضافة المواد الكيمائية والخلط البطيء والترسيب في حوض واحد يسمى مرسب الدفق العلوي شكل ( 4.
ج ـ الموازنة ( إعادة الكربنة:
نظرا لأن المياه الناتجة هن عملية التيسير تكون في الغالب مشبعة برواسب كربونات الكالسيوم ، وحيث أن جزءا من هذه الرواسب يتبقى في الماء بعد مروره بأحواض الترسيب فإنه من المحتمل أن يترسب بعضها على المرشحات أو في شبكات التوزيع مما يؤدي إلى انسداد أو الحد من كفاءة المرشحات الشبكات . لذلك فإن عملية التيسير لضمان عدم حدوث تلك الأضرار . ومن عمليات الموازنة الأكثر استخداما في التطبيق التقليدية هي إضافة غاز ثاني أكسيد الكربون بكميات محددة بهدف تحويل ما تبقى من كربونات الكالسيوم الى صورة البيكربونات الذائبة .
د-الترشيح:
هو العملية التي يتم فيها إزالة المواد العالقة ( العكارة ) . وذلك بإمرار الماء خلال وسط مسامي مثل الرمل وهذه العملية تحدث بصوره طبيعية في طبقات الأرض عندما تتسرب مياه الأنهار الى باطن الأرض . لذلك تكون نسبة العكر قليلة جدا أو معدومة في المياه الجوفية مقارنة بالمياه السطحية ( الأنهار والبحيرات وأحواض تجميع مياه الأمطار ) التي تحتوي على نسب عالية من العكر .
تستخدم عملية الترشيح أيضا في إزالة الرواسب المتبقية بعد عمليات الترسيب في عمليات المعالجة الكيمائية مثل الترسيب والترويب .
تعد إزالة المواد العالقة من مياه الشرب ضرورية لحماية الصحة العامة من ناحية ولمنع حدوث مشاكل تشغيلية في شبكة التوزيع من الناحية الأخرى . فقد تعمل هذه المواد على حماية الأحياء الدقيقة من أثر المادة المطهرة ، كما أنها قد تتفاعل كيمائيا مع المادة المطهرة كما أنها قد تتفاعل كيمائيا مع المادة المطهرة مما يقلل من نسبة فاعليتها على الأحياء الدقيقة ، وقد تترسب المواد العالقة في بعض أجزاء شبكة التوزيع مما قد يتسبب في نمو البكتريا وتغير رائحة المياه وطعمها ولونها.تتم عملية الترشيح داخل المرشح الذي يتكون من ثلاث أجزاء رئيسة وهي : صندوق المرشح والتصريف السفلي ووسط الترشيح ، شكل (5). يمثل صندوق المرشح البناء الذي يحوي وسط الترشيح ونظام التصريف السفلي ، ويبني صندوق المرشح في العادة من الخرسانة المسلحة ، كما توجد في قاعة ـ الذي يتكون من أنابيب وقنوات مثقبة ـ طبقة من الحصى المدرج لمنع خروج حبيبات الرمل من خلال الثقوب . والغرض من نظام التصريف السفلي تجميع المياه المرشحة وتوزيع مياه الغسيل عند إجراء عملية الغسيل للمرشح . أما وسط الترشيح فهو عبارة عن طبقة من رمل السيليكون ، وحديثا أمكن الاستفادة من الفحم المجروش ورمل الجارنت . عند مرور المياه خلال وسط الترشيح تلتصق المواد العالقة في بجدران حبيبات الوسط ، ومع استمرار عملية الترشيح تضيق فجوات الوسط للمياه بحيث يصبح المرشح قليل الكفاءة وعند ذلك يجب إيقاف عملية الترشيح وغسل المرشح لتنظيف الفجوات من الرواسب يتم في عملية الغسيل ضخ ماء نظيف بضغط عال من أسفل المرشح عبر نظام التصريف السفلي ينتج عنه تمدد الوسط وتحرك الحبيبات واصطدم بعضها مع البعض ، وبذلك يتم تنظيفها مما علق بها من رواسب . وتندفع هذه الرواسب مع مياه الغسيل التي تتجمع في قنوات خاصة موضوعة في أعلى صندوق المرشح ، وتنقل الى المكان الذي يتم فية معالجة مخلفات المحطة وتستمر عملية الغسيل هذه لفترة قصيرة من الزمن (5 –10 دقائق) بعدها يكون المرشح جاهزا للعمل .
هـ التطهير :
هو العملية المستخدمة لقتل الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض (الجراثيم )، وتتم هذه العملية باستخدام الحرارة ( التسخين ) أو الأشعة فوق البنفسجية أو المواد الكيميائية مثل البروم أو اليود أو الأوزون أو الكلور بتركيزات لا تضر بالإنسان أو الحيوان . وتعد طريقة التسخين الى درجة الغليان أولى الطرق المستخدمة في التطهير ولاتزال أفضلها في حمالات الطوارئ عندما تكون كمية المياه قليلة ، لكنها عير مناسبة عندما تكون كمية المياه كبيره كما في محطات المعالجة نظرا لارتفاع تكلفتها . أما استخدام الأشعة فوق البنفسجية والمعالجة بالبروم واليود فتعد طرقا مكلفة . هذا وقد انتشر استخدام الأوزون والكلور في تطهير مياه الشرب ، حيث راج استخدام الأوزون في أوربا والكلور في أمريكا . وفي الآونة الأخيرة اتجهت كثير من المحطات في الولايات المتحدة الأمريكية الى استخدام الأوزون بالرغم من عدم ثباته كيمائيا وارتفاع تكلفته مقارنة بالكلور، وذلك لظهور بعض الآثار السلبية الصحية لاستخدام الكلور ( الكلورة ) في تطهير مياه الشرب يتفاعل الكلور مع الماء مكونا حامض الهيبوكلوروز وأيونات الهيبوكلورايت ثم يتفاعل جزء من حامض الهيبوكلوروز مع الأمونيا الموجودة في الماء مكونا أمنيات الكلور ( الكلور المتحد المتبقي) ويطلق على ما تبقى من حامض الهيبوكلوروز وأيونات الهيبوكلورايت الكلور الحر المتبقي وهذه المركبات ( الكلور الحر والكلور المتحد )هي التي تقوم بتطهير الماء وقتل الجراثيم الموجودة به ، ولذلك تلجا كثير من محطات المعالجة الى إضافة الكلور بنسب تكفي للحصول على كلور حر متبقي يضمن تطهير الماء الخارج من المحطة بكفاءة عالية ، بل في الغالب تكون كمية الكلور المضاف كافية لتأمين كمية محدود من الكلور الحر المتقي في شبكة توزيع المياه ، وذلك لتطهير المياه من أي كائنات دقيقة قد تدخل في الشبكة .
و ـ معالجة المخلفات:
تمثل الحماة المترسبة في أحواض الترسيب ومياه الغسيل الناتجة عن غسل المرشحات المصدرين الرئيسين للمخلفات في محطات معالجة المياه . وتحتاج هذه المخلفات إلى معالجة لتسهيل عملية التخلص منها ولحماية البيئة من التلوث الناتج عنها . ويتم ذلك بضخ مياه الغسيل الى حوض للتر ويق ، حيث تضاف إليها مادة كيمائية مناسبة مثل البوليمر لتساعد على ترسيب المواد العالقة في مياه الغسيل ، ثم تعاد المياه الناتجة عن هذه العملية إلى بداية خط المعالجة في المحطة . آما الحمأة الناتجة من أحواض الترسيب والمواد المترسبة في حوض الترويق فيتم إرسالها إلى حوض للتثخين حيث يتم تثخينها بإضافة البوليمة الناسب ، وتعاد المياه الناتجة عن هذه العملية إلى مدخل المياه في المحطة ، وبع ذلك تتعرض الحمأة المثخنة إلى عملية نزع المياه منها بطرق ميكانيكية ( الطرد المركزي أو الترشيح الميكانيكي ) يتم في النهاية الحصول على مواد صلبة تحتوي على كميات قليلة من المياه يمكن التخلص منها بوضعها في أحواض للتجفيف أو دفنها في باطن الأرض ، كما يمكن استخلاص بعض المواد الكيمائية من هذه المخالفات ليعاد استخدامها في عمليات المعالجة .
تقنيات جديدة
تقنية " معالجة المياه المتلوثة بالميكرويف "
لفتت تقنية "معالجة المياه المتلوثة بالميكرويف" ذات الملكية الفكرية المستقلة أنظار المستثمرين المحليين والأجانب وذلك لان هذه التقنية تتميز بقلة تكلفة التشغيل وضيق الحيز المطلوب واستهلاك الكهرباء المنخفض.
باستخدام هذه التقنية الجديدة, لا تستغرق عملية معالجة المياه المتلوثة سوى 7 دقائق, وتضاهى نوعية المياه المعالجة جودة المياه السطحية من الدرجتين الاولى والثانية. لذا فان هذه التقنية أفضل من التقنيات المتبعة حاليا فى معالجة المياه المتلوثة من حيث كافة مؤشرات البارامترا الفنية.
يشار الى ان هذه التقنية توصل اليها شيوى يو شنغ رئيس مجلس الادارة لشركة تشنلونغ روندونغ المحدودة للعلوم والتكنولوجيا فى مدينة كونمينغ حاضرة مقاطعة يوننان الواقعة جنوب غربى الصين, وأقرتها مصلحة الدولة لحماية البيئة ومصلحة حماية البيئة لمقاطعة يوننان.
واستخدمت هذه التقنية فى قاعدة نموذجية فى محطة كونمينغ السادسة للتخلص من مياه الصرف الصحى والصناعى بتمويل 1.7 مليون يوان ( حوالى 205 آلاف دولار امريكى ) من مصلحة حماية البيئة لمقاطعة يوننان, وكانت فعالية المعالجة ملحوظة.
وقرر رجل أعمال سنغافورى مشهور بعد زيارة استطلاعية فى كونمينغ مؤخرا ان يستثمر10 مليون دولار سنغافورى لدعم مشروع تطوير تقنية " معالجة المياه المتلوثة بالميكرويف ". كما وقع صندوق " أصدقاء الصين " معه خطاب نوايا بشأن جلب استثمارات لتطبيق هذه التقنية فى معالجة تلوث بحيرة ديانتشى الواقعة جنوبى مدينة كونمينغ.
يوجد طـــــرق عديدة لتنقية وتعقيم المياه فمن خلال هذا الموضوع ومن خلال عملي في شركة أنظمة وتكنولوجيا المياه في اليمن اتضح لي العديد من الطرق لتحلية المياه
ولكن هنالك خطأ فادح يرتكبه بعض التجار حيث أنهم يقومون بشراء محطات تحلية ونسبة الأملاح في المياه التي يرغبون في تحليتها لا تزيد عن 300PPM وان التحلية إنما هي للبحار والمياه المالحة فقط ولذلك تسمى الوحدات التي يرغب بها هــؤلاء التجار وحدات المعالجة والتنقية وليست محطات التحلية وتتكون وحدة المعالجة والتنقية من:ـ
1- فلتر كربوني
ووظيفته إزالة السموم والطعم والروائح الكريهة من الماء فهـــو بذلك يقوم بدور رئيسي بأخذ الكلور المستخدم في تعقيم المياه .
2- فلتر سوفتينر:
وظيفته يقوم بأخذ الكلس من الماء بحيث تكون مجموع الأملاح الكلسية في المياه لا تزيد عن 35PPM ولذلك فهو يعتبر من أهم الأشياء للمرضى المصابين بالتهابات الكلى أو الحصى ويتنشط دوريا بالملح.
3- فلتــــر رملي:
وظيفته حجز الشوائب العالقة بالمياه.
4- جهاز التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية(U.V):
ووظيفته تعقيم المياه بالأشعة فوق البنفسجية لقتل الفيروسات والبكتيريا.
5- جهاز تعقيم المياه بالكلور (حاقن الكلور أو الـDOSING):
ووظيفته تعقيم المياه بالكلور وأفضل الأنواع المذكورة هو النوع الألماني.
6- فلات

<!--<!--<!--<!--

تابع كل ما يتعلق بمصائد البخار وانواعها

مصيدة بخار من نوع ثرموديناميك thermodynamic

تعتمد هذة المصيدة فى الية عملها على سرعة السوائل فعندما يدخل السائل بدرجة حرارتة المنخفضة ينغمر القرص المتحرك ليفتح ماسورة الخروج فى الجزء العلوى بما يسمح بخروج الكثافة مع وصول البخار او الكثافة عالية الحرارة فان جزءا فيها سيتحول الى بخار وذلك بسبب مرور السائل عبر منعطف  ضيق تزداد فية سرعة السائل مما يؤادى الى ظاهرة الفلاش ونظرا للاختلاف بين سطح المقطع فى الجزء العلوى و السفلى من القرص فان القوة ستدفع القرص نحو الاتجاة السفلى لتغلق المصيدة ليعود البخار الى حالة الكثافة وهكذا تستانف الدارة من جديد ان تكرار الدارة يتعلق بدرجة حرارة البخار والظروف المحيطة الاخرى حيث تبقى المصيدة مغلقة لمدة من 20 الى 40 ثانية حتى تفتح مرة اخرى

هذة المصيدة قادرة على العمل باقصى وادنى طاقتها دون الحاجة الى اى تغير او تنظيم خاص وهى صغيرة وبسيطة فى تصميمها وخفيفة الوزن ويمكن تصليحها وصيانتها بسهولة وهى قابلة للاستعما ل فى مدار سوبر هيت وتحت ضغط  مرتفع جدا ومقاومة للضربات المطرقية  وارتعاش المنظومة والانجماد

صوت التبديل خلال نشاط المصيدة انما يدل على انغلاقها و انفتاحها وهذا ما يساعد على امكانية التحكم بها بسهولة

عند استعما ل المصيدة لابد من الانتباة الى ضرورة الا يكون الاختلاف فى الضغط ضئيلا بين جانبى المصيدة لان ذلك من شانة ان يؤدى الى انخفاض سرعة البخار عند الجزء السفلى من الفرص مما يدخل فى طبيعة عمل المصيدة ان الحد الادنى للضغط  الذى يرد الى المصيدة محدد  ب 25/0 barg و القرص المتحرك يعمل كصمام احادى الجانب  ايضا ولا حاجة لنصب ماسورة او صمام احادى الجانب ولا بد من الانتباة الى ان حجم المصيدة يجب ان يكون مناسبا و الا يكون كبيرا لان المصيدة اذا كانت كبيرة فان ذلك سيزيد من تكرار دارة الفتح والغلق باستمرار مما يزيد من استهلاكها

وتستخدم هذة المصيدة فى الاوعية الساخنة و سخانات مخازن الوقود وخطوط الرسام وجاكيت البخار و المكوى و القوالب و الخطوط الرئيسية لتوزيع البخار فى الشبكات و المجمعات ذات الضغط العالى وغيرها

مزايا هذا النوع

 سوف تعمل المصايد الثرموديناميكية خلا ل النطا ق الكا مل للضغوط التى تصل الى اقصى قيمة تتحملها المواد المستخدمة دون حاجة الى ضبط او تغيير فى مقا س الصما م

ويمكن استخدامها فى حالة البخا ر المحص والضغوط العالية

ولايحدث لها تلف بسبب تعرضها للتجمد واذا كانت معلقة بكيفية بحيث يكون القرص فى مستوى راسى و تقوم بالتصريف بحرية للجو ( للخارج ) فانة يستبعد تجمدها وفى هذا الوضع و بالرغم من ذلك قد حدث بعض البلى الخفيف  لحافة القرصة

ويوجد جزء متحرك واحد فقط وهو القرص المصنوع من فولاذ لا يصدا مقسى ونظرا لانها مصنوعة من فولاذ لا يصدا فانها سوف تتحمل وتقاوم الكثير من انواع المتكثف الاكا لة

عيوب هذا النوع

لاتعمل المصايد الثرمودنياميكية ايجابية عند الضغوط  العكسية المرتفعة ويرجع ذلك فى كل الحالتين الى ان سرعة التدفق عبر الجانب السفلى للقرص تنخفض لحد كبير لدرجة يصعب فيها حدوث الضغط المنخفض اللازم

وسوف تتغير الحدود الفعلية مع تصميم المصيدة ولكن لمعظم الانواع يكون ادنى ضغط للداخل هو 0.25 بار كقراءة مقياس واقصى ضغط عكسى هو 80% من ضغط الداخل

واذا حدث عند بداية التشغيل ان تكون الضغط فى المصيدة تدريجيا ببطء فانها يمكن ان تطرد قدرا كبيرا من الهواء ولكن اذا تكون الضط بسرعة فيمكن للهواء عالى السرعة ان يغلق المصيدة بنفس الكيفية كالبخار وتصبح مقيدة بالهواء وفى الاحوال يجب تجهز المصيدة بهواية ثرموستاتيكية منفصلة تركب على التوازى مع المصيدة

وتتجة المصايد لان تكون مزعجة عند تشغيلها ويجب عدم استخد امها فى الاحوال التى يتطلب فيها مراعاة هذا الامر (توفر الهدوء)

لقد شغلنا حيز كبيرا من الحديث  فى وصف المصيدة الثروموديناميكية جزئيا لان الطريقة التى تعمل بها لا تعتبر واضحة تما ما كما فى انواع المصايد الاخرى ولكن ايضا لانها مصيدة للغاية وقادرة على الوفاء بتشكيلة عريضة من الاستخدامات ويزداد الاقبال عليها بصفة متزايدة فى وحدات البخار

وجود هواء فى حيز البخار وتاثيرة على المصيدة

سوف يملا الهواء دائما وحدة البخار عند غلق الخار وفى كل الاوقات التى يكون  فيها  البخارداخل فان الهواء والغازات الاخرى التى لا تتكثف سوف تدخل باستمرار مع البخار ان وجود الهواء فى حيز البخار قد يؤدى الى حدوث زرنجة بالهواء فى مصايد البخار

وقبل ان نتحدث عن المسالة الرئيسية لتاثير الهواء على تشغيل الوحدة نفسها يجب علينا ان نذكر المزيد عن المصايد التى تعانى من تاثير الهواء

منع حدوث التصاق (زرجنة) بالمصايد بسبب الهواء

يعد المصايد من الدلو المفتوح من اعلاء ومصايد العوامة من النوع البسيط ( لا وجد النوع الثانى شائعا فى هذة الايام ) هى من اكثرها تعرضنا لزرجنة بالهواء وتجهز هذة المصايد فى الاحيان بمحابس هواء تشغيل يدويا ويمكن فتحها عند بداية التشغيل (ولكن غالبا ما تغفل وتترك لتدفع البخار ) والطريقة الؤكدة الوحيدة لمنع مثل هذة المصايد من زرجنة الهواء هى ان يركب هواية ثرموستاتية للجسم و تفتح الهواية او توماتيكيا لتحرير الهواء ولكن تغلق اما م البخار وفى حالة مصيدة العوامة يفضل حل مشكلة الهواء عن طريق وجود هواية ثرموستا تية مبيتة بداخل جسم المصيدة

لا تستطيع مصايد الدلو المقلوب ان تزرجن بالهواء فانها تقوم بالتهريب البطىء جدا نظرا للمقاس الصغير والضرورى لفتحة التهوية فى الدلو ولا يمكن الجزم بان الضغط المتوفر لدفع الهواء لخارج الدلو بمصيدة الدلو المقلوب ويرجع فقط الى الاختلاف فى منسوب الماء فى الدلو ومنسوب الماء على خارج الدلو

وهناك طريقة وحدة للتغلب على هذة الصعوبة وفى بعض الاحيان تجهز مصايد الدلو المقلوب بثرموستات داخلى بسيط

( فى الدلو ذاتة ) يعطى عندما يكون مفتوحا فتحة لطرد الهواء المتزايد للاسراع من تصريف الهواء من الدلو  عند بداية التشغيل وحيث ان المصيدة مملؤءة  دائما بالماء فان فرق درجة الحرارة الصغير المتوفر لتشغيل هذا الثرموستات لا يسمح لة بوجود طاقة وعادة ماتكون المتاعب الوظيفية شائعة وو بالاضافة الى ذلك على الهواء ان يجد سبيلة من خلا ل كرسى الصمام الرئيسى

وهناك طريقة افضل للاسراع  من التهوية لطرد الهواء لمصيدة الدلو المقلوب وهو ان تركيب هواية ثرموستاتية على الخطوط  وللتشغيل السليم يجب ان يكون الهواية فوق مصيدة الدلو المقلوب و يتم اخيتار نوعها طبقا للضغط التشغيلى

و الان سنتناول الموضوع الرئيسى بهذا القسم و هو تاثير الهواء على تشغيل الوحدة ذاتها و الاساليب الصحيحة لمعالجة هذا الهواء

و من الموكد انة فى بعض انواع المعدات يمكن للهواء ان تعزل مصيدة البخار بصفة مؤقتة عن المتكثف الذى يحاول ان يخرج من المعدات و السبب بمنتهى البساطة ان مصيدة البخار قد تكون من نوع لا يقوم بتصريف الهواء بسرعة

الصيانة

اذا كانت الوحدة مجهزة بتشكيلة من المصايد ذات الانواع المختلفة بدون سبب معقول فيفضل التاكد من  الخصائص السليمة للاعما لالتى تركب بها  وهذا المنهج سوف يمكنك من تفهم هذة الخصائص  و لا يوجد شياء يسمى  مصيدة  بخا ر عامة و لكن توجد ميزة واضحة فى تحديد استخدام عدد من الانواع المختلفة بغرض تبسيط امر قطع الغيا ر المخزونة ولا مكانية احتجاز واحدة او اثنين من المصا يد الاحتيا طية لاستعمالها عنما  تستدعى الضرورة على الخط

و تقوم بعض مصانع المصايد بانتاج قطع غيار من اطقم جاهزة وفى حالة مصايد البخار توضح قطع الغيار وايضا كيفية تركيبها ومن الضرورى قراءة تعليما ت المصنع

وقد تم اختيار الاجزاء المتضمنة فى اى طقم فى ضوء خبرات المصنع المنتج وعند صيانة مصيدة قم بتجديد كافة المكونات المحتواة فى الطقم وهناك اغراء بتوفير الما ل والوقت باستبدا ل الاجزاء البا لية فقط وهذة سياسة تتسم بقصر النظر حيث انها سوف تكلفك على المدى الطويل اكثر من ناحية قطع الغيار والعمال واهم من ذلك الوقت الضائع على قطعة المعدات الجارى صيا نتها

قم بتخزين قطع الغيار فى عبوات المصنع الخاصة بها حيث ان ذلك سيمكنك من تعريفها بصورة اسهل و اسرع وعند استخدام البخار لتسخين حيز الفراغ عادة ما يتم اجراء الصيانة المخطط لها خلال فترة العمرة السنوية و

عند تركيب مصايد للقطع الكبيرة التى تعمل بصفة مستمرة يجب اشما ل صيانة مصايد المعدات ضمن خطة الصيانة الا انة فى احوال كثيرة سوف يكون ممكنا انتشار صيانة المصايد خلال العام لتجنب فترة الذروة و لتخطيط  ذلك يجب اتخاذ قرار بشان مدى تردد النظر الى كل مصيدة وفحصها وسوف تختلف تلك الفترة الفاصلة من تجهيزات لاخرى و افضل شىء نفعلة هو الاحتفاظ بسجل لصيانة المصايد

واذا كان ممكن ازالة مصيدة الى الورشة اذا احتاجت الى عناية فانها فكرة جيدة ان يكون لديك نقطة اختبار ملائمة للمصيدة بالقرب منها و بالرغم من ذلك قد يكون صعبا الا انة  يكفى ان يكون هناك مجرد وصلة بخار عند ضغط يلائم المصيدة موضع الاختبار و يجب ان يكون الجزء من الخط الواصل الى المصيدة غير مغلق واذا امكن يتم  توفير وسيلة لرش خارج الانبوبة بالماء و سوف يمكنك ذلك من تكثيف البخار فى الانبوبة و التاكيد ليس فقط من ان المصيدة تغلق فى وجة البخار و لكنها ايضا تفتح للمكثف و اذا كنت تختبر مصيدة ثرموديناميكية او ثرموستاتية لا ترش المصيدة بماء تبريد حتى لا تعطى الاختبار نتائج غير واقعية

المبادىء العامة

سوف تقوم المصيدة المعطوبة بتهريب وقذف البخار للخارج او سوف تفشل من امرار المتكثف و اذا كانت الشكوى هى من قذف البخار تاكد من انة بخار اصلى و ليس بخار وامض و يكون ذلك صعبا للغاية لا ستخدامات الضغط العالى حيث ينتج حجم كبير من البخار الوامض الا ان البخار الوامض يتجة الى تواجد متناسبا مع كمية المتكثف بوفرة فسوف تكون هناك زيادة مكافئة فى كمية البخار الوامض مع الافتراض بان المتكثف لا يبرد الى ما دون المعتاد لاى سبب و يتجة قذف البخار الاصلى الى ان يكون اكثر وضوحا من انخفاض كمية المتكثف و فى حالة الارتياب يجب اجراء اختبار بعناية عن طريق قذف البخار و متكثف بداخل وزن مقاس من الماء البارد عند درجة حرارة معروفة  وفى حا لة وجود الشك عادة يسهل ازالة الجزء العامل من المصيدة الرئيسى و الهوايات و اذا كانت الشكوى نتيجة لخلل من امرار المتكثف تاكد اولا من عدم وجود صمامات مغلقة او مصافى مسدودة و ان هناك متكثف يراد امرارة تاكد من ان اداءة التحكم فى درجة الحرارة لم تعمل على خفض ضغط البخار فى حيز البخار للدرجة التى لا يتوفر عندها ضغط بخار لا يكفى لدفع المتكثف من خلا ل المصيدة

المصيدة الثرموديناميكية

سوف تكون المصيدة ( كالقارب ذى المحرك ) اى تعطى سلسلة مستمرة من الدفعات المنطلقة المتقطعة ابحث عن وجود الاتربة (بما فى ذلك المصافى ) وامسح القرص و المقعد و اذا لم يحدث تحسن ربما تكون جوانب

وقرص المقعد اصبحت متاكلة و يمكن معالجة ذلك كما يلى

1 – ارجاع المصيدة الى المصنع لاصلاحها

2 – تجليخ جوانب وقرص المقعد طبقا لتعليمات المصنع

واذا بينت سجلاتك ان مصايد TD باحد التركيب تعانى بصفة متكررة من البلى السريع فهنناك ارتياب فى ان المصيدة بمقاس اكبر او اصغر من اللازم بالنسبة لشبكة الانابيب المرتبطة بها او لوجود ضغط عكس متزايد

لاحظ قبل اعادة تجميع المصيدة انة من الضرورى وضع كمية صغيرة من شحم موليبدنوم داى سمفيد على سنون لولبة الغطاء مع مراعاة الاحتفاظ بها بعيدا عن سطوح العمل وعند ربطها تجنب احكام الرباط لازيد من اللازم حيث ان ذلك يتلف جوانب المقعد و يتسبب فى تشغيل غريب الاطوار

الاعراض ------ المصيدة لا تمرر المتكثف

من المحتمل جدا ان ينتج ذلك عن التصاق بسبب الهواء وخاصة اذا حدث بصفة منتظمة خلا ل بداية التشغيل انظر الى الهواية بالوحدة بصفة عامة وفى الاحوال القصوى قد يكون لازما تركيب هواية على التوازى مع المصيدة او استعما ل مصيدة عوامة بهواية مركبة بداخلها مثلا

المصيدة الثرموستاتية ذات الضغط المتوازن

الاعراض ---------- المصيدة تقذف البخار

اعزل المصيدة واسمح لها بان تبرد قبل فحصها من جهة وجود اتربة بها واذا كان المقعد مبريا استبدل الاجزاء الداخلية باكملها بما فى ذلك العنصر الثرموستاتى  وربما يكون قد حدث اجهاد بالعنصر الاصلى كنتجة لقذف البخار المستمر واذا كان المقعد والصمام يبدو فى حالة جيدة افحص العنصر حيث انة يجب الايمكن ضغطة عندما يبرد و يبين ترهلة وجود تلف بة كما ان تفلطح الالتفافية يبين حدوث الطرق المائى و اذا لم يكن ممكنا استئصا ل الطرق المائى قم بتغير نوع المصيدة

الاعراض -----------المصيدة لا تمرر المتكثف

قد يكون العنصر ممددا لازيد من اللازم بسبب تسخين زائد او ربما ان احدا فتح المصيدة و هى مازالت ساخنة جدا كما عانت الابخرة بداخلها من عدم التكثف

المصيدة الثرموستاتية من نوع  التمددالسائلى

الاعراض ---------- المصيدة تطرد البخار

اعزل المصيدة واسمح لها بان تبرد قبل فحصها من جهة وجود اتربة بها واذا كان المقعد مبريا استبدل الاجزاء الداخلية باكملها بما فى ذلك العنصر الثرموستاتى وربما يكون قد حدث اجهاد بالعنصر الاصلى كنتيجة لقذف البخار المستمرواذا كان المقعد والصمام يبدو فى حالة جيدة افحص العنصر حيث انة يجب الا يمكن ضغطة عندما يبرد ويبين ترهلة وجود تلف بة كما ان تفلطح الالتفافية يبين حدوث الطرق المائى واذا لم يكن ممكنا استئصال الطرق المائى قم بتغير نوع المصيدة

الاعراض -------- المصيدة لا تمرر المتكثف

قد يكون العنصر ممددا لازيد من اللازم بسبب تسخين زائد او ربما ان احدا فتح المصيدة وهى مازالت ساخنة جدا كما عانت الابخرة بداخلها من عدم التكثف

الاعراض --------- المصيدة تطرد البخار

ابحث عن وجود ازمة او تلف على الصمام  و كرسية و اذا حدث التاكل قم بتغيير المجموعة الداخلية كلها و تذكر ان هذا النوع من المصايد غير ذاتى الضبط لتغييرات الضغط واذا تم ضبطة ليغلق عند الضغط  العالى فقد لا يغلق عند ضغط اقل  حاول الضبط لوضع اكثر برودة تاكد عندئذ من عدم تراكم الماء بصورة متزايدة و اذا بدت انها لا تتفاعل مع تغير درجة الحرارة قم بتغيير الاجزاء الداخلية كلها

الاعراض -------- المصيدة لا تمرر المتكثف

تاكد من انة لم يتم ضبطها  لوضع ابرد من اللازم

المصيدة الثرموستاتية من نوع المعدن المزدوج

الاعراض ----  المصيدة تطرد البخار

ابحث كالمعتاد عن وجود اتربة و تاكل على الصمام و بفضل طريقة تشغيل المصيدة مزدوجة المعدن فانها لها قدرة محدودة على الغلق وقد يكون الصمام محتجزا بعيدا عن مقعدة بسبب تراكم رواسب ملساء وعادة ما يتم مسبقا ضبط هذا النوع من المصايد تاكد من ان اى اداءة قفل على الضبط اليدوى مازالت مامونة و اذا كان هناك شك فى ذلك تاكد من ان المصيدة تتجاوب مع الضبط استبدل الاجزاء الداخلية باكملها اذا لم يؤثر الضبط و التنظيف

الاعراض ----------- المصيدة لا تمرر المتكثف

يوجد بالمصايد المزدوجة المعدن صمام عن جانب التيار من فتحة الصمام و بالتالى تميل الى الاخفاق فى الوضع المفتوح وان اخفاق المصيدة فى امرار المتكثف البارد يبين اما ان الضبط غير سليم او انسداد كامل بفتحة الصمام او المصفاة الداخلية

المصيدة من نوع العوامة

ابحث عن اتساخ المصيدة بالاتربة اما بالصمام الرئيسى او بصمام الهواية و فى حالة تركيب الية تحرير غلق البخار تاكد من انها غير مفتوحة لا زيد من اللازم ( فى المعتاد ربع لفة )

تاكد من عدم تعطل الية الصمام خارج الخط بسبب سوء الاستعما ل او الطرق المائى حتى ان الصمام لا يستقر على مقعدة تاكد من ان العوامة الكروية حرة الحركة لتسقط بدون سد الخزنة متسببة فى ايقاف الالية اختبر الهواية كما فى حالة مصيدة الضغط المتوازن واستبدل دائما الاجزاء الداخلية كاطقم متكاملة كما يوردها المصنع                           

الاعراض -------- المصيدة لا تمرر المتكثف

تاكد من اقصى ضغط للتشغيل المبين على المصيدة لا يكون اقل من الضغط الفعلى للعمل واذا كان كذلك ستجد ان الصمام لا يفتح ويجب عندئذ تركيب صمام مع التاكد ان لة سعة كافية لتناول اقصى حمل

هل يوجد تسريب او تلف فى العوامة الكروية

ان السبب المحتمل للتلف هو الطرق المائى و يجب تحرى السبب وهومعالجتة تاكد من ان الهواية او الية تحرير غلق البخار اذا كانت مركبة تعمل على نحو سليم

مصايد الدلو

من نوع الدلو المقلوب

الاعراض ---------- المصيدة تطرد البخار

ابحث عن وجود اى فقد فى منع تسرب الماء اعزل المصيدة وانتظر لحين تجمع المتكثف و ابدا التشغيل ثانية واذا ساعد ذلك على علاج المشكلة حاول ان تجد سبب فقد احكام منع تسرب الماء الذى قد يكون كنتيجة للتسخين الزائد او تذبذبات الضغط  المفاجئة او بسبب تركيب المصيدة بكيفية ادت الى نفاذ احكام منع تسرب بسبب الجاذبية حاول تركيب صمام غير مرجع قبل المصيدة واذا استمر قذف البخار ابحث عن وجود اتربة او تاكل (بلى ) على صمام و وصلتة  استبدل الصمام ومقعدة متكاملين مع الذراع

افحص الدلو و فى حالة حوث تلف للدلو او الذراع فان ذلك يشير الى الطرق المائى ابحث عن السبب وحاول استبعادة

الاعراض --------- المصيدة لا تمرر المتكثف

تاكد ان اقصى ضبط تشغيل مبين على المصيدة لا يقل عن الضغط الفعلى بالعمل و اذا كان الامر كذلك تجد ان الصمام لا يفتح و يلزم عندئذ تركيب مجمع الصمام ومقعدة بضغط مقدرسليم و تاكد ان لة سعة كافية لا ستيعاب  اقصى حمل و خلال فحص الاجزاء الداخلية تاكد ان ثقب الهواية فى الدلو غير موعاق حيث ان ذلك يؤدى الى حدوث زرنجة بسبب الهواء

مراقبة مصائد البخار

لماذا المراقبة

ان الاستخدام المفضل و المفيد للبخار فى مختلف الصناعات وفى غرفة المحركات و منظومات البخار يعد من الاهداف المهمة التى تستلزم العمل و الاداء الصحيح و المنسق مع الاجزاء الاخرى و فى منظومة بشكل عام بحيث ان الطاقة المستهلكة يجب ان تنتج  الحد الاقصى من المردود دون اى هدر فى المنظومة باسرها

ان احد اهم الادوات الاساسية فى اى منظومة بخار تعمل من اجل ادارة البخار بشكل صحيح بما يحسن قدرة الاداء بصفة عامة هى مصيدة البخار و التى تفصل الكثافة الساخنة عن المنظومة و ترسلها الى خزان المرجل للافادة منها من جديد و بالرغم من مضى ما يزيد على مئة عام على انتاج اول مصيدة بخار و رغم تطور تقنية صناعة المصائد على مر الزمن فان المصيدة تتوقف عن الاداء اثناء العمل بشكل مفاجى احيانا و فى مثل هذة الحالات اول ما يجب معرفتة هو سبب توقف المصيدة عن العمل و لا بد من معرفة السبب بسرعة لان حصول عطل فى مصيدة البخار يعنى انخفاض مستوى الاداء فى المنظومة الامر الذى بسبب خسارة فى الاموال

ومن المشاكل الرئيسية التى تواجهها المصائد اثناء العمل هى انسداد و تسريب البخار من المصيدة فعند الانسداد يعود السبب الى تشكيل كتلة من البخار خلف المصيدة وداخلها تمنع من مرور الكثافة الى داخل المصيدة و بصفة عامة يؤدى الامر الى بقاء الماء داخل المنظومة  وانخفاض مستوى الاداء وترجع عمر المعدات فى غرفة المحركات و المعروف ان تسرب البخار يهدر الطاقة ويؤدى الى ترجع الاداء ايضا بالاضافة الى الاخطار التى قد تتسبب عن ذلك بصفة عامة ان تحديد السبب فى توقف المصيدة عن الاداء بشكل صحيح وسريع يمكن ان يحقق لنا ما يلى

الحيلولة دون اهدار الطاقة

تحسين اداءة المنظومة

تحسين الامان فى المنظومة

الاختصار فى الوقت والحد من عوامل الاساءة الى البيئة

خفض تكاليف التصليح و الصيانة

وبهذة التوضحات و الملاحظات نجد ان كل منظومة بخار بحاجة الى امكانيات مصائد البخار لبلوغ الاهداف المذكورة اعلاة و المراقبة يمكن ان تتم بالعمل المباشر يدويا او اتوماتيكيا او عن طريق التحكم عن بعد

التكاليف والخسارة الناتجة عن تسريب البخار

ان تسريب البخار يسبب خسائر مالية و بيئية لذلك يجب الاهتمام بطريقة العمل و الاداء الصحيح للمنظومة و التاكد من الحد الادنى للخسارة التى قد تصيب البيئية على سبيل المثال فان كل لتر من الوقود الثقيل الذى يستهلك هدرا مقابل تسريب البخار سينتج عنة كمية لا يستهان بها من غاز ثانى اكسيد الكربون الضار للبيئة

ان مصائد البخار لها احجام و مقاسات مختلفة يستخدم كل منها حسب الاغراض و المتطلبات اللازمة للاستعمال و منها الاختلاف فى مقدار الضغط على جانبى المصيدة و كمية الكثافة التى تمر عبر الانابيب ان مقدار تسرب البخار يتوقف على نسبة الضغط العملى للمنظومة كما ان تكليفت التسرب ترتبط بحجم المصائد التى يتخللها العطل و عددها و فترة العمل فى المنظومة

على سبيل المثا ل

فان منظومة بخار تحتوى على 200 مصيدة بخار 10 بالمئة منها تسرب بخار كمعدل طوال السنة واحدة و ان معدل قطر المصائد 20 مم و الضغط يرد الى المصيدة 14 Bar وان المنظومة تعمل 24 ساعة فى اليوم لمدة 350 يوم فى السنة سنلاحظ مايلى

عدد المصائد التى يتسرب منها البخار طوال السنة  : 20 = 200 *10 %

كمية التسرب لكل مصيدة                                       kg/hr  53

كمية البخار المتسرب طوال السنة    ton 8900     =  (24*350 (  * 53 *20

فاذا كانت التكليفة العامة  لا نتاج  البخار للمنظومة تعادل 10 جنيهات للطن الواحد من البخار فان مجموعة التكلفة لتسرب البخار من المصائد يساوى 89000 جنية اى ما يزيد على ثمن مليون لتر من الوقود

الاضرار التى تلحق بالبيئة

ان كمية غاز ثانى اكسيد الكربو ن المتصاعد الى الجو و الناتج عن احتراق الوقود المهدور بسبب البخار المتسرب تبلغ 3000 ton وان معاهدة كيوتو تحدد غرامات معينة حسب الاتفاقات الدولية للمصانع و محطات الطاقة ذات الاداء المتدنى  اضف الى ان الصدع الناتج  عن تسرب البخار يتطلب تكلفة باهضة ناتجة عن ضرورة اضافة ماء مقطر الى المنظومة باستمرار

انسداد مصيدة البخار

عند توقف المصائد عن العمل بسبب الانسداد لا يمكن ازالة  الماء الموجود داخل خطوط انابيب البخار بشكل تام وهذا ما يؤدى الى انخافض مستوى الاداء وتختلف التكلفة الناتجة عن ذلك حسب المواد المراد استعما لها فى المنظومة اضف  الى بعض الاخطار التى تخل بالامان و التى  لا يمكن محاسبة  تكلفتها مسبقا

طرق الحل

من اجل خفض تكلفة الوقود و التكاليف الاضافية الاخرى الناتجة عن تسرب البخار ورفع مستوى الاداء لابد من مواصلة الاهتمام بالاهداف الاربعة التالية

1-     ضرورة النعرفة بتعطل المصيدة باسرع وقت ممكن

2-     تحديد المصيدة المتوقفة عن العمل بدقة

3-     امكانية ازالة العطل عن المصيدة لمجرد تحديد السبب

4-     ان يكون نظام المرقبة قادرا على متابعة الاهداف المذكورة اعلاة بدقة و انتظام

اساليب اختبار مصائد البخار

بما ان تصميم و تنفيذ منظومات ذات الاداء العالى يستغرق كثيرا من الوقت و يتم بتكاليف باهضة  لذلك فان اى تسرب محتمل من المنظومة و اى  هدر للبخار فى خطوط الكثافة او فى خطوط البخار يعد امرا مرفوضا لان الثقب الذى لا يتجاوز قطرة 8/1 اتش و تحت ضغط بخار قدرة 150 Psig يمكن ان يؤدى الى تسريب 65 ib/hr بخار اى ما يعادل هدر 4800 غالون من الوقود فى العام  على اساس 4800 ساعة عمل للمنظومة طوال السنة ان التسرب المشهود يمكن معالجتة وتصليحة بسهولة الا ان الصعوبات تمكن فى حدوث تسرب فى الانابيب و المعدات الداخلية لللمنظومة دون خروج البخار النقى  ويتم معرفة ذلك عن طريق اختبار المعاينة Visual testing

ان احد اهم مايلزم ان ننتبة الية فى اختبار المعاينة لمصائد البخار باستخدام sight glass ان من الحالات النادرة ان تكون المادة الخارجة من مصيدة البخار ماء نقيا ففى معظم الاحيان يخرج من المصيدة خليط من الماء والبخار ولكن بنسب متباينة و فى كثير من الاحيان فان الذى يظهر فى الرؤية هو تطاير وميض البخار الذى يشتبة فى كونة تسرب البخار حى من المصيدة لذلك فان التاكد من صحة عمل المصيدة يتطلب مراقبة فتحة الخروج ليس لرؤية الماء النقى فحسب بل البخار او الخليط من الماء و البخار لاتخاز القرار المناسب

ونظرا لطريقة عمل مصائد البخار و مواصفاتها الذاتية  فان اختبار المعاينة ياتى  بافضل اداء لنوعين من المصائد البخار الثرموديناميكية ومصائد ذات الوعاء المعكوس  inverted bucker لان هذة المصائد تمتاز بصفة تفريغ الكثافة دوريا و عند الاداء ستكون فى احدى الحالتين اما مفتوحة تماما او مغلقة تماما وان انفتاح المصيدة او انغلاقها هو مفتاح التوجية الرئيسى  لتحديد حالة العمل و الاداء فى مصيدة البخار و نظرا لضرورة نصب مصفاة عند خط الدخول الى المصيدة و الابقاء على فتحة الخروج مفتوحة للمصفاء و يمكن التاكد من تفريغ كامل الكثافة خلف المصيدة حيث انة انة سوف لن يكون التيار الداخلى الى المصيدة سوى البخار وبما ان جميع مصائد البخار يجب ان تنغلق تماما لمجرد تحسس دخول البخار ففى حالة رؤية البخار عند فتحة الخروج فان يدل تماما على وجود خلل ما فى عمل المصيدة و تقوم بعض الشركات بانتاج انواع متعددة من العداسات الزجاجية Sight glass تتلاءم مع مختلف انواع الضغط العملى

وقل ربى ذدنى علما  " صدق الله والعظيم

تعريف المراجل وأنواعها ومشاكلها وعلاجها ورفع كفاءتها
المراجل البخارية في أبسط صورة هي عبارة عن وعاء ذو مساحة سطح تسخين وسعة من المياه محدودتين وفيه يستخدم مصدر حراري لرفع درجة حرارة المياه إلى درجة الغليان وإنتاج كمية محدودة من البخار.
وفكرة إنشاء مرجل بدأت معها ملاحظة جيمس وات بأنة عند تسخين المياه فإنه يتولد بخار له قدرة على تحريك الأجسام ( أي أنه له قدرة لإحداث شغل)
وكانت الدراسة لإمكانية التحكم في البخار المتولد حتى يمكن الاستفادة من طاقة هذا البخار في الأغراض الميكانيكية :
تم عمل مرجل لتوليد البخار وكان الفقد عالي جدا في الطاقة الحرارية للوقود والمساحة صغيرة فبدأ التفكير في تطوير المرجل .
وبدأ التطوير في المراجل من حيث :
الإقلال من الفقد الحراري.
زيادة سطح التسخين.
وتم التوصل إلى تعديل المرجل
وبذلك تم الحصول على:
زيادة مساحة سطح التسخين.
تقليل الفقد الحراري.
توصل كوشران لعمل مرجل وفيه يتم تنظيم دخول الوقود وخروج الغازات معها للاحتفاظ بنفس الفكرة السابقة وكان له مميزات عن الأنواع المعروفة وقتذاك من حيث:
له حجرة حريق خاصة.
استخدام الطوب الحراري لأول مرة.
كمل مسارات للغازات للاستفادة بها.
زيادة مساحة التسخين.
سعة كبيرة نسبياوبالتالى تم زيادة فى نسبة الكفاءة.
- ثم قام كورتس بتصميم مرجل وفضل أن يكون أفقيا حيث كانت الأنواع الموجودة رأسية
- ثم قام بتعديلة بتعريج المواسير لزيادة سطح التسخين
- ثم قام لانكشير بعمل مرجل
- ثم قام بتعديلة والهدف من التعديل هو:
* زيادة سطح التسخين.
* الإقلال من الفقد الحراري.
- بدأت دراسة المراجل تدخل المجال التجاري – فبدأت شركة بابكوك وولكوكس بعمل مرجل
- مرجل ذو مواسير مياه وهو من النوع ذو المواسير العدلة.
- ثم تم تعديل المرجل السابق وإنتاج مراجل بابكولك و ولكوكس المعدل.
وهو مرجل ذو مواسير مياه عدلة.
- وتم تعديله مرة أخرى وإنتاج مرجل
وهو مرجل مواسير مياه ذو مواسير مكوعة ومثل هذا التعديل أعطى إمكانيات:-
زيادة سطح التسخين.
 الإقلال من الفقد الحراري.
زيادة كمية البخار المولد وزيادة ضغط البخار وإمكانية تزويده بمحمص للبخار ورفع درجة حرارته.
مراجل القاطرات
ويستخدم هذا النوع في قاطرات السكك الحديدية ويمكن استخدامه أيضا في محطات توليد البخار وهو من طراز أنابيب اللهب حيث تمر الغازات داخل مواسير ويتم تجميع غازات الاحتراق في صندوق العادم ثم المدخنة.
وعادة يكون:
قطر البرميل = 2م
طول البرميل = 4.5 م
مساحة سطح التسخين = 200 م2
ومزود بمحمص.
المــراجل ذات مواســــير المياه
Water Tube Boiler
نتناول هذا النوع بالتفصيل فهو الأكثر شيوعا في شركات الصناعة:
يتكون المرجل من الأجزاء الرئيسية الآتية:-
- الغلاية Drum
- مواسير المياه Water Tubes
- مجمعات المواسير(الهيدرات(Headers
- الفرن Furnace
- الفونية Burner
- المحمص Super Heater
- الموفر Economizer
- سخان الهواء Air Heater
- المدخنة Stake
- مباني المرجل (بالطوب الحراري( Fire Bricks
ملحقات ضرورية للمرجل :-
- مروح ة الهواء Forced Draft Fan
- مروحة سحب الغازات Induced Draft Fan
- طلمبات تغذية المياه Feed Water Pumps
- طلمبات الوقود (المازوت( Fuel Pumps
- سخانات الوقود Fuel Heaters
- يلوف الأمان Safety Valves
- أجهزة التحكم في تشغيل المرجل Controls
- أجهزة القياس Measurement Instruments
- خزانات الوقود والمياه Tanks
- تبلوه تشغيل المرجل Control Panel
- الدياريتر Dearator
- الهيابات Soat Blowers
الأجزاء الرئيسية :-
الغلاية Drum :-
* اسطوانية الشكل من الصلب السميك .
* يتصل بها مواسير من أسفل. * بها حاجز داخلي يفصل حيز البخار عن حيز المياه .
* يركب عليها من أعلى البلف الرئيسي للبخار وبلف الأمان.
* يتصل بها خط المياه من الموفر إن وجد.
- وحيث أن الغلاية والهيدرات والمواسير تمثل أوعية الضغط بالمرجل وبها يتم رفع الضغط ودرجة الحرارة للماء والبخار حتى المواصفات المطلوبة للتشغيل..
لذا يلزم ضرورة اختيار المعدن وسمك الغلاية والهيدرات والمواسير حتى لا يحدث انهيار لها عند درجة حرارة التشغيل المرتفعة .
ولسلامة أسطح الغلاية أثناء التشغيل يلزم :-
* ضرورة التأكد من مواصفات المياه وخاصة فصل الأكسجين .
* عند الصيانة أو التوقف يلزم حفظ المرجل من التآكل الأوكسجينى (الصدأ) باستخدام مادة لها قابلية امتصاص الأكسجين من الهواء الجوى ووضعها في إناء مكشوف وتقفل الغلاية أو طلائها بالمواد الكيماوية المخصصة لذلك حيث يحفظها من الصدأ والنقر.
تأثير النقر في الغلاية:-
النقر Pitting هو إزالة أو فقد جزء من المعدن في أماكن مختلفة من سطح المعدن .
ويختلف عمق النقر من مكان لآخر ولذلك يجب قياس سمك الغلاية كل مدة فإذا وجد بها نقر يعاد حساب السمك بعد طرح عمق النقر ويعاد حساب ضغط التشغيل الجديد ويضبط بلف الأمان على الضغط الجديد .
مواسير المياه Water Tubes:-
* تصل بين الغلاية والمجمعات.
* مصنوعة من الصلب وتتحمل الضغوط العالية.
* سمك الماسورة من 3 - 4 مم لتسهيل عملية الانتقال الحراري من غازات الاحتراق في الفرن إلى المياه داخل المواسير.
* بها أكواع ومنحنيات مختلفة حسب تصميم المرجل ولزيادة مساحة سطح التسخين.
3- مجمعات المواسير Headers الهيدرات:-
* يوجد مجمع أو أكثر حسب تصميم المرجل.
* مصنعة من الصلب بقطر 150 – 200 – 250 مم بسمك 10 – 12 حسب الضغط
* تتصل مواسير المياه بين الغلاية والمجمعات.
الفرن( بيت النار Furnace:-(
* حيز من الفراغ يحيط به مواسير المياه من كل جانب ويحتوى غازات الاحتراق الناتجة من حرق الوقود  و يختلف حجم الفرن حسب طاقة الفرن وتصميمه .
* درجة حرارة الغازات في الفرن عالية تصل إلى أكثر من 1000 درجة مئوية.
* يجب أن يكون الفرن معزولا جيدا عن الهواء الخارجي حتى لا يكون هناك فقد في الطاقة الحرارية.
الفونية Burner (وتسمى المذررات
* هي وسيلة حقن الوقود في فرن المرجل لحرقه .
* تختلف حسب تصميمها:-
 الفونية الثابتة (المزرر الثابت(
- مذريات تزرير المازوت المباشر :
ويعتمد تذرية المازوت على ضغط المازوت ودرجة حرارته.. يصل ضغط المازوت إلى 20 كجم / سم2 ودرجة الحرارة 95 – 98 درجة مئوية ويجب ألا تصل درجة الحرارة إلى 100 درجة حتى لا تتحول المياه الموجودة في المازوت إلى بخار يتسبب في تقطيع اللهب .
- مذريات تزرير المازوت بالبخار:
وتسمى لمبات حقن المازوت بالبخار وتعتمد ا لتذرية في هذه الحالة على ضغط البخار وليس على ضغط المازوت .
ضغط المازوت 14 كجم / سم2
ضغط البخار 15 كجم / سم2
- الفونية الدوارة :-
عبارة عن مروحة تدور بسرعة عالية تصل إلى 500 ل / د. عندما يدخل المازوت بضغط 0.9كجم / سم2 يتحول إلى طاقة ميكانيكية (حركية) عاليا بسبب السرعة العالية ويسبب تذرية جزيئات الوقود داخل الفرن والجزء الدوار يسمى (الكوب(.
ظاهرة الانفجار داخل بيت النار (الفرن(-
* نتيجة سوء التشغيل للمبات المازوت (الفوانى) أو تلف دورة المازوت يؤدى إلى تسييل المازوت داخل بيت النار مكونا مازوت غير محروق متراكم .
ونظرا لارتفاع درجة حرارة الفرن وجود هواء زائد لزوم عمليات الحريق فإن المازوت المتراكم يشتعل مرة واحدة مسببا إنتاج حجم كبير من غازات الاحتراق داخل بيت النار مسببا الانفجار ويتسبب هذا الانفجار في تصديع مباني بيت النار وانهيار مواسير المياه بالحائط .
* نتيجة لتطاير جزء من المازوت المسيل مع غازات الاحتراق يلتصق هذا المازوت بمواسير المياه في بيت النار والمواسير بين الغلايات وقد يصل إلى مواسير سخان الهواء ويتسبب في حدوث انفجار في مواسير بيت النار – وحرق مواسير سخان الهواء لحدوث حريق بها عند توقف المرجل.
* لذلك يجب الاهتمام جيدا بالفوانى وتوصيلات المازوت حتى لا تحدث هذه الظواهر الخطرة.
 المحمص Super Heater :
* يستعمل لرفع درجة حرارة البخار عند نفس الضغط .
* عبارة عن مجموعة كبيرة من المواسير على شكل ليات تتصل بماسورة البخار الرئيسية الخارجة من الغلاية .
* يوضع المحمص في مسار غازات الاحتراق بعد خروجها من الفرن مباشرة .
* كلما ذادت مساحة سطح المحمص.. كلما ذاد الانتقال الحراري وبالتالي ترتفع درجة حرارة البخار. وبذلك يستفاد بأكبر كمية من كمية الحرارة وترتفع كفاءة المراجل .
الموفرEconomizer :-
* يستعمل في رفع درجة حرارة مياه التغذية .
* عبارة عن عدد من ليات المواسير متصلة بمجمع ويتصل خروجه بالغلاية.
* يوضع الموفر في مسار غازات الاحتراق أسفل المحمص.
* كلما ذادت مساحة سطح الموفر كلما ارتفعت درجة حرارة مياه التغذية وبالتالي تزيد من كفاءة المرجل.
* سرعة المياه في مواسير الموفر (0.46- 0.92 م / ث
* سرعة الغازات عند الموفر (4 -7 م/ث او حسب التصميم
* في شركات السكر تكون مياه التغذية عادة عند درجة حرارة حوالي 90 درجة مئوية وحيث أن ضغط تشغيل المراجل غالبا يكون 23 كجم / سم2 (gauge) فإنه يلزم رفع درجة حرارة المياه داخل الغلاية قبل إضافة الحرارة الكامنة إلى حوالي 220 درجة أي أن هناك مجال كبير لرفع درجة مياه التغذية بواسطة استخدام الموفرات.
* متاعب الموفر:
عادة يتسبب الموفر في كثير من المتاعب الخاصة بالتشغيل والسبب في ذلك هو سوء المياه ألمستخدمه في التغذية للمراجل أو غازات الكبريت الناتجة من حرق المازوت.
ارتفاع نسبة الأكسجين بها بما يساعد على حدوث الثقوب .
تكوين رواسب بملفات الموفر .
تعرض الموفر لغازات الاحتراق فيكون عرضة لتراكم الراموده وله تأثير في حدوث الصدأ .
 إذا حدث ثقب في الموفر نتيجة التأثير الحامضى أو الأكسجينى فإن ذلك يساعد على تراكم الراموده المسحوبة في غازات المدخنة ويتسبب ذلك في انسداد منطقة الموفر ، وكذلك انسداد مواسير سخان الهواء.
- ولذلك تطالب بعض المصانع بإلغاء الموفر ،وسندها في ذلك أن المراجل اليابانية الحديثة (تاكوما) الموردة للشركة ليس بها موفر وهى مراجل ذات كفاءة عالية.
ولكن الحقيقة هي أن المصمم لم يغفل عن ذلك في مراجل تاكوما فجعل مساحة سطح سخان الهواء حوالي 82 % من مساحة سطح التسخين في المرجل ، بينما المراجل المزودة بموفرات وسخانات لا يزيد مساحة سطح التسخين لسخانات الهواء عن 45 % لذلك أضاف المصمم الموفر ولو قمنا بإلغاء الموفر كما يطالب البعض لفقدنا حوالي 4 % من الكفاءة الحرارية للمرجل .
* نظافة الموفر وصيانته:-
يقصد بنظافة الموفر هو نظافة ملفاته من الخارج من المناخ والراموده ويمكن استخدام المياه في ذلك ذو الهواء المضغوط أو البخار كما في سخان الهواء ، ويتم بعد ذلك كبس الموفر بالمياه المضغوطة والكشف عليه وتغيير الملفات التالفة ويراعى المحافظة على عزل المرجل لمنطقتي الموفر والسخان حتى لا يرتفع الفقد بالإشعاع وبالتالي تقل كفاءة المرجل.
* المسجلات اللازمة لتشغيل المرجل:-
مسجل درجة حرارة الغازات عند دخولها للموفر.
مسجل درجة حرارة الغازات عند خروجها من الموفر.
مسجل السحب لغازات الاحتراق عند دخولها الموفر.
مسجل السحب لغازات الاحتراق عند خروجها من الموفر.
ويستدل على ارتفاع الفقد في السحب بين 3 ،4 أن الموفر يحتاج إلى نظافة وأنه قد تم ترسيب راموده على ملفاته .
كما أن خروج الغازات بدرجة حرارة عالية وخروج المياه بدرجة حرارة منخفضة يقلل من كفاءة المرجل ويدل ذلك على عدم نظافة الموفر .
سخان الهواء Air Heater:-
* يستعمل لرفع درجة حرارة الهواء اللازم للاحتراق لرفع كفاءة الحريق .
* يركب السخان في مسار الغازات بعد الموفر وقبل خروجها إلى المدخنة.
* عبارة عن مبادل حراري تمر الغازات بداخل المواسير ويكون الهواء من خارجها.
* سرعة الهواء في السخان 3 – 8 م / ث.
عادة ً تؤخذ 7 م / ث .
* يعتمد تركيب السخان والموفر على تصميم المرجل فهناك مراجل ليس بها سخان هواء وأخرى ليس بها موفر وثالثة بها الموفر وسخان الهواء.
ولكن كل مراجل مواسير المياه بها محمص .
المدخنة Stack: -
* يمر بها غازات الاحتراق إلى الجو.
* تختلف أبعادها (القطر – الارتفاع) حسب تصميم المرجل ، وحسب وجود مروحة لسحب الغازات. أو تعتمد على السحب الطبيعيNatural Draft .
* يمكن تصنيعها من الصاج وتعزل بالطوب الحراري في بدايتها.
* تختلف درجة حرارة الغازات الخارجة من المدخنة حسب ارتفاع المدخنة ودرجة حرارة الجو المحيط.
 مباني المرجل :-
* بالطوب الحراري وتختلف نسبة الألو منيا فيه حسب درجة الحرارة .
* عند لهب الفونية نسبة الألو منيا 65% حيث درجة الحرارة تصل إلى2000 درجة مئوية.
* وداخل الفرن نسبة الألمونيا 45 %.
* الطوب له أشكال مختلفة حسب موقعة سواء خلف مواسير المياه بجوانب المرجل أو في أماكن أخرى.
* يجب العناية بالمباني جيدا مع استخدام مونة حرارية حتى لا يحدث أي تسريب للهواء داخل المرجل ويقلل من كفاءة الحريق.
ملحقات ضرورية للمرجل :-
طلمبات تغذية المياه-:Feed Water Pump
وهى غالبا طلمبات طاردة مركزية متعددة المراحل لتعطى ضغط عالي حوالي 1.25- 1.5 مثل ضغط المرجل .
* ولتأمين تشغيل المرجل لا بد من وجود طلمبة تغذية تدار بواسطة تربينة بخارية.
- الدياريتر Dearator:-
* يستعمل لفصل أو طرد الأكسجين من مياه التغذية.
* تمر المياه من طلمبات التغذية إليه قبل دخولها المرجل حتى نضمن عدم دخول مياه
بها أكسجين إلى الموفر أو الغلاية ولذلك لمنع عملية التآكل الأكسجينى (الصدأ
- طلمبات الوقود:-
* يتم بواسطتها حقن الوقود (المازوت) إلى الفونية للحريق.
* غالبا ما تكون من الطلمبات الترسية أو البريمية.
- مروحة الهواء Forced Draft Fan:-
* لضخ الهواء اللازم لعملية الحريق إلى الفونية.
* ضغط الهواء (140 – 160 مم.
  - مروحة سحب الغازاتInduced D.F. :-
يعتمد وجودها على نوع السحب Draft في المرجل.
إذا كان السحب طبيعي Natural فلا توجد مروحة .
* وحيث أن كمية الغازات والهواء كبيرة فقدرة المروحة عالية.. وقد تدار في بعض المراجل بواسطة تربينة بخارية.
 - يلوف الأمان Safety Valves:-
* بلف الأمان على الغلاية لضغط بخار التشغيل.
* بلف أمان على المحمص.
 - الخزانات Tanks:-
* للمياه المعالجة:
بعد محطة المعالجة لتغذية المرجل وهو خزان كبير.
* للوقود:
 - خزان كبير لتموين المصنع بالمازوت.
 - خزانات صغيرة للاستهلاك اليومي.
تبلوه تشغيل المرجل Control Panel:-
وهو تبلوه به معظم مفاتيح التشغيل لمعدات المرجل وكذلك يتصل بأجهزة التحكم في المرجل.. بحيث يمكن تشغيل المرجل من مكان واحد .. وبه أجهزة تسجيل القياسات (أمبير – ضغط – حرارة – التصريف ....الخ .
 - الهيابات Soat Blower:-
هي وسيلة لتنظيف أسطح مواسير المحمص والموفر وسخان الهواء من الكربون المترسب من غازات الاحتراق وتستعمل البخار في التنظيف.
 - سخانات المازوت Fuel Heaters: -
تستخدم لرفع درجة حرارة المازوت وخاصة في الشتاء لتقليل لزوجته عند الفونية لرفع كفاءة الحريق.. تصل درجة حرارة المازوت إلى 90 درجة مئوية .
 - أجهزة القياس Measuring Instruments: -
 - أجهزة تصرف:
- كمية مياه التغذية / س . - كمية البخار / س .
- كمية الوقود / س. - كمية مياه التفوير المستمر/ س.
 - أجهزة قياس الضغط:
- ضغط البخار المحمص. - ضغط بخار الغلاية .
- ،، مياه التغذية. - ،، الوقود.
- أجهزة قياس درجات الحرارة.
 - جهاز قياس منسوب الضغط في الغلاية.
أجهزة قياس ضغط السحب للقياس عند النقط الآتية:
- غازات الاحتراق قبل سخان الهواء.
- ،، ،، بعد ،، ،، .
- الهواء عند دخول السخان.
- ،، ،، خروجة من السخان.
- ،، ،، عند صندوق الهواء للفونية.
جهاز تحليل الغازات Orsat متنقل: -
لتحليل نسبة ك أ2 ، ك أ1 .
أجهزة التحكم Regulating &Controlling: -
* أجهزة التحكم الأوتوماتيكي في كمية مياه التغذية.
* ،، ،، ،، ،، درجة حرارة البخار المحمص.
* ،، ،، ،، ،، ،، ،، الوقود.
* ،، ،، ،، ،، تصريف مروحة الغازات.
* ،، ،، ،، ،، ضغط الوقود.
* ،، ،، ،، ،، البخار اللازم للتذرية.
* ،، ،، ،، ،، ،، ،، لسخان الوقود.
* أجهزة التحكم الأوتوماتيكي في ضغط الدياريتر.,ويراعى ان تكون عملية التسخين نظام المستمر لتفادى دخول الهواء
* ،، ،، ،، ،، منسوب الدياريترويراعى ان يكون عملية التغذية مستمرة لتفادى دخول الهول عن طريق الفكيوم بريكار.
.................................................. ...................
مشاكل المراجل البخارية وطرق علاجها
تنقسم مشاكل المراجل إلى:
مشاكل مياه التغذية .
مشاكل إضافة المحاليل الكيماوية"محلول الصودا الكاوية
ومحلول ثلاثي فوسفات الصوديوم "
مشاكل حريق الوقود .
مشاكل المواسير وأوعية الضغط .
مشاكل مياه التغذية وطرق علاجها:
المشكلة: وجود عسر بمياه التغذية .
السبب: استخدام مياه غير معالجه او تلف فى مادة الرزن او الزيوليت الموجودة فى السفتنراواعادة عملية التنشيط للمادة.
طرق العلاج:
 الكشف على كفاءة مبادلات إزالة العسر "الراتنج"وكذلك كميته لكل مبادل .
تنشيط الراتنج بالمبادلات والالتزام بمعدلات التشغيل وهى بمصانعنا 18ساعة عمل لكل مبادل وعمل دورتين تنشيط بدلا من واحدة .
الكشف على بلف غسيل المبادلات خوفا من أن يكون به تهريب .
 - معدل تصرف المحطة أعلى من المفروض ويتطلب ذلك خفض معدل التصرف إلى المعدل المفروض.
عسر المياه الداخلة أعلى من المفروض ويتطلب إما إزالة عسر المياه مبدئيا باستخدام أساليب تهيئة المياه المعالجة أو خفض معدلات التصرف بحيث يتم خفض المعدل من المياه لكل لتر راتنج أقل من 10 لترمياه/ لتر حسب رقم العسر المبدئي للمياه الخام .
التأكد من عدم وجود مصادر لمياه التغذية سوى المياه المكثفة والمياه المعالجة.
عند ظهور عسر بمياه المرجل "داخل المرجل"يلزم إضافة محلول ثلاثي فوسفات الصوديوم بسرعة حتى نتخلص من العسر داخل المرجل وتنظيم عملية التفوير اللحظي .
المشكلة: وجود نسبة أكسجين ذائبة بمياه التغذية عالية تتسبب فى حدوث التآكل الأكسجيني لمعدن مواسير المرجل .
السبب: عدم إزالة الأكسجين الموجود بمياه التغذية .
علاجها: ضرورة التأكد من استخدام فاصل الغازات بكفاءة عالية قادرة على الوصول لنسبة تركيز الأكسجين في المياه الخارجة منه في حدود النسبة المقررة والتي تتوقف على ظروف تشغيل المراجل من حيث الشفط .
المشكلة: وجود زيت (زيوت معدنية ) في مياه التغذية والتي تتسبب في حدوث رغوة بالمراجل وتعمل كعازل لانتقال الحرارة .
السبب : تسرب مع المياه الراجعة من البخار المكثف من الآلات والعدد التي تعمل بالبخار وتستخدم المياه المكثفة منها .
علاجها : يمكن استخدام دياتيوم(Diatomite) وهو نوع من المسحوق البودرة ويستطيع خفض كمية الزيوت إلى 0.1 مجم/ لترأو استخدام الكيماويات التي تقوم بتجميع الزيت وترسيبة (Chemical Coagulants) وعادة تستخدم مادة سلفات الألمونيوم مع مادة قلوية مثل الصودا الكاوية .
مشاكل إضافة المحاليل الكيماوية .
المشكلة : ارتفاع الرقم القلوي مما يعرض معدن المرجل للتقصف وتكوين الرغاوى وخطف المرجل .
السبب : إضافة المحاليل الكيماوية وخاصة أيدر وكسيد الصوديوم بنسبة عالية أكثر من المطلوب .
العلا ج : تفوير جزء من مياه المرجل وتغذية المرجل بمياه نظيفة حتى يتم ضبط الرقم القلوي له .
المشكلة : انخفاض الرقم الفوسفاتي مما يعرض معدن مواسير المرجل لتأثير التآكل الكيماوي .
السبب : كثرة وعدم انتظام إضافة المحاليل الكيماوية والتفوير المتتابع وبكميات كبيرة وعدم إضافة ثلاثي فوسفات الصوديوم والاكتفاء بإضافة أيدر وكسيد الصوديوم .
المشكلة : ارتفاع المواد الصلبة بمياه المرجل مما يعرض المرجل لتكوين قشور . وحدوث فوران في المرجل وتكوين رغاوى بإضافة أي كميات من الصودا .
السبب : استخدام مياه غير مناسبة لتغذية المرجل أو إضافة صودا كاوية بمعدلات كبيرة وغير منتظمة وعدم التفوير اللحظي .
العلاج : التفوير من المرجل والتأكد من استخدام مياه مناسبة لتغذية المرجل.
المشكلة : انخفاض الأس الأيدروجينى ويساعد ذلك على تدمير طبقة المجناتيت الحامية لمعدن مواسير المرجل .
السبب : وصول مياه ذات أس أيدروجينى منخفض للمرجل أو عدم الحفاظ على الرقم القلوي للمرجل .
العلاج : رفع الأس الأيدروجينى بالتأكد من الأس الأيدروجينى لمياه التغذية والتأكد من الرقم القلوي لمياه المراجل(داخل المرجل(.
.................................................. .......
الفقد في المرجل
ينقسم الفقد في المرجل إلى جزئين أساسيين هما:
فقد لا يمكن التخلص منه ويشمل:
الفقد عند بدء تشغيل المرجل وضبط مستوى التشغيل.
الفقد من خلال مراحل التشغيل وخروج البخار من فتحة التصريف للمحمص حتى ضغط معين .
 - تسخين خطوط البخار وتفوير المياه المكثفة على الخارج والتأكد من نظافتها.
التفوير اللحظي من المرجل للتأكد سلامة تشغيل يلوف التفوير والتخلص من الرواسب الناتجة من إضافة الكيماويات .
5- التفوير الإضطرارى لضبط منسوب المياه بالمرجل.
فقد يمكن التخلص منه ويشمل :
تسرب المياه أو البخار من أوشاش ( أوجه ) الفلنشات – الوصلات
 – مصايد البخار – يلوف الأمان ............الخ
أثناء التشغيل يجب التأكد تماما من منسوب المياه حتى لا يحدث
تفوير المياه دون داع .
*الحرارة الكامنة:
عندما يصل السائل إلى درجة حرارة التشبع يبدأ الغليان بثبوت درجة الحرارة وتسمى كمية الحرارة اللازمة لتبخير وحدة الكتل من سائل يغلى الحرارة الكامنة يؤدى إضافة الحرارة الكامنة إلى زيادة إنثالبيا المادة بنفس الكمية.
* حرارة التحميص:
لرفع درجة حرارة البخار الجاف المشبع فوق درجة حرارة التشبع يتم تسخينه ولا يمكن تحميص البخار في غلاية المرجل طالما تحتوى على ماء ،ولتحميص البخار ينساب البخار المشبع أولا من اسطوانة المرجل (الغلاية) إلى المحمص وهو يتكون من أنابيب يمر بداخلها البخار وتسخن من الخارج بواسطة غازات الاحتراق.
* التعرف على خواص البخار وأهميتها:
البخارهوإحدى صور الماء.
ماء + كمية حرارة = بخار
أي أن البخارهومياه تحمل كمية حرارية وتسمى كمية الحرارة المحولة بالبخار لكل وحدة وزنية (( الإنثالبيا ))
وينقسم البخار إلى :
( بخار مشبع (( نسبة المياه المحملة = 1 ((
( بخار رطب (( نسبة المياه المحملة = أقل من 1((
( بخار محمص (( نسبة المياه ألمحمله = صفر))
للتعرف على مواصفات البخار يكفى التعرف على خاصيتين من خواصة مثل :
* درجة الحرارة .
* الضغط.
* الإنثالبيا.
* الحجم النوعي .
* نسبة الجفاف من المياه المحملة ......الخ
تمهيد التشغيل للمرجل
قبل البدء في التشغيل يجب التأكد من العناصر الآتية:-
المياه: يجب التأكد من كفايتها ومنسوبها في الغلاية.
هواء تذرية الوقود : وهواء الأجهزة( إذا كانت تعمل بالهواء.
الوقود وطلمبات الوقود.
درجة حرارة المازوت : 90 درجة مئوية .
مراجعة التزييت في كل الأجزاء المتحركة .
يجب مراجعة كل البلوف وبوابات التحكم .
مياه التبريد .
تشغيل المرجل بالمازوت ( مرجل 30 كجم / سم2()
قبل بدء التشغيل يجب عمل الآتي :-
 - التأكد من منسوب المياه في الغلاية .
 - التأكد من أن جميع البلوف في الوضع المطلوب.
 - التأكد من تشغيل مروحة الهواء الرئيسي .
 - التأكد من سلامة الفونية ونظافة الفرن وقفل أبواب التفتيش.
 - التأكد من تسخين المازوت إلى 90 درجة م. لتكون اللزوجة مناسبة للإشعال.
 - نبدأ في إشعال الفونية مع ملاحظة كل المتغيرات ( حرارة – ضغط  ...).
 - يجب ضبط معدل الحريق بحيث يكون التغير في ضغط المياه ودرجة الحرارة يكون بطيء (بحيث يصل الضغط إلى 30 كجم / سم2 بعد4 ساعات ملحوظة مع زيادة الضغط ودرجة الحرارة يزيد حجم المياه في الغلاية وكذلك منسوب المياه  ... لذلك يتم تفوير المياه وإعادة ضبط المنسوب.
عند الوصول إلى ضغط 2-3 كجم / سم2 يفتح بلف التهوية الموجود على الغلاية العليا .
عند الوصول إلى ضغط 10كجم / سم2 يفتح بلف البخار فتحة صغيرة لتسخين خط البخار .
 عندما يصل الضغط إلى 15 كحم / سم2 نبدأ في فتح بلف البخار الرئيسي بالتدريج .
يتم خلط بخار المرجل ( للحمل الخارجي ) بعد استقرار حالة المرجل وانتظام عمله .

وسوف يتم تكملة المقال فى العدد القادم باذن الله

( وقل رب زدني علما )  صدق الله العظيم

 

<!--<!--<!--<!--<!--<!--

      مصادر التلوث المرتبطة بوحدات توليد الطاقة وقياس الانبعاثات

يختص هذا الفصل بتحديد مصادر التلوث في وحدات توليد الطاقة المختلفة.

       وحدات توليد البخار

يعتبر خط الوقود و خط المياه هما مصادر التلوث الرئيسية في وحدات توليد البخار.

خط الوقود

مخططاً لسريان دورة الوقود بدءاً من مراحل التخزين ثم التغذية و وصولاً إلى الاحتراق و خروج غازات العادم و مصادر التلوث المرتبطة بكل مرحلة منها.

         نقل و تداول و تخزين الوقود

تختلف مصادر التلوث المرتبطة بنقل و تداول و تخزين الوقود وفقاً لاختلاف أنواع الوقود.

الوقود السائل:

تقوم الشاحنات الثقيلة بنقل الوقود إلى المنشأة. و يشتري الوقود بكميات تقدر بالأطنان (الوقود الثقيل، المازوت) أو بآلاف الليترات (الوقود الخفيف ، السولار). و يتم تخزين الوقود السائل في خزانات تحت الأرض أو فوقها، و يطلق علها الخزانات (الصهاريج) الرئيسية. ويتم بناء الخزانات الموجودة تحت الأرض إما من الخرسانة المبطنة بحيث تصبح معزولة تماماً أو من الصلب. أما الخزانات المقامة فوق الأرض فتبنى عادة من الصلب. و يزود كل نوع من هذه الصهاريج بأنظمة تهوية مناسبة للتخلص من الأبخرة.

تزود خزانات المازوت و شبكة توزيع الوقود و التنكات الموزعة بالمنشأة بأجهزة تسخين الوقود المناسبة و ذلك للتغلب على مشاكل التداول التي تنشأ بسبب درجة اللزوجة العالية التي يتصف بها المازوت خاصة في فصل الشتاء. و عادة ما يستخدم

البخار الساخن أو السخانات الكهربية التي تلحق بخط الوقود في حالة عدم وجود مصدر لتوليد البخار.

يتم تخزين الوقود في غرفة الغلاية في تنك علوي تسمح سعته بتخزين الوقود الكافي ليوم تشغيل كامل على الأقل. و يزود هذا التنك بمقياس زجاجي جانبي أو أية وسيلة أخرى تسمح بالتحقق من كمية الوقود المتبقية به. و في حالة تخزين المازوت تزود هذه التنكات أيضاً بمعدات التسخين الأولى. كما تزود التنكات بنظام يعتمد على العوامات (نظاماً للطفو) يعمل على إرسال إشارات ارتجاعية (feedback signals) إلى الخزانات الرئيسية لوقف ضخ الوقود عند امتلاء التنك أو لبدء ضخ الوقود عند وصول محتويات الخزان إلى مستوى منخفض معين.

مصادر التلوث المحتملة في وحدات توليد الطاقة

المدخلات	العملية	الهواء	المياه	المواد الصلبة
غلايات البخار
دورة الوقود
الوقود	غرفة الغلاية   المدخنة   الخزانات	مواد عضوية طيارة و ضوضاء   غازات عادم	انبعاثات متسربة (مواد عضوية طيارة)   تسرب و انسكاب   تسرب و انسكاب	رماد و جسيمات
دورة المياه
مياه التغذية	كيماويات التلطيف (Conditioning) (مضادات الرغوى، مانعات التآكل، مواد مانعة للتعفن)   الترويق   التيسير   توزيع البخار   الغلاية   الغسل العكسي (كيماويات: أملاح، قلويات، أحماض ...)   مياه الغسل العكسي   مخثرات (جير، شبه، كلوريد حديديك)   وحدة الضخ	حرارة و رطوبة   ضوضاء	مياه التفوير   حرارة و رطوبة   مواد عضوية طيارة، ضوضاء، حرارة و رطوبة	حاويات المواد الكيميائية الفارغة   الحمأة و حاويات المواد الكيميائية الفارغة   حاويات المواد الكيميائية الفارغة   مياه الغسل العكسي
موتورات الديزل
انبعاثات متسربة  (مواد عضوية طيارة)   دورة الوقود
الوقود	الخزانات   موتورات الديزل الغلاية   تسرب و انسكاب         المدخنة	غازات العادم   مواد عضوية طيارة، ضوضاء، حرارة و رطوبة	تسرب و انسكاب و زيوت تزليق مستهلكة	رماد و جسيمات من الفلاتر و المرسبات الكهروستاتيكية

 

 

الغاز الطبيعي

يتم توزيع الغاز الطبيعي عبر شبكة  الغاز العمومية، حيث يصل الغاز إلى المنشأة عند مستوى ضغط 10 بار. لدى استلام الغاز يتم خفض مستوى الضغط إلى 2 بار في وحدة تعديل الضغط قبل استخدامه. و تقع الوحدة في مكان بعيد و آمن بحرم المنشأة و تكون مزودة بكافة وسائل الأمن الصناعي ومعدات القياس مثل:

·                 أجهزة الكشف عن تسرب الغاز.

·                 العدادات التي تتولى قياس كميات الغاز المستهلكة بالمتر المكعب.

·                 مقياس الضغط.

·                 معدات التحكم في سريان الغاز المزودة بصمامات الإغلاق للضغط العالي والضغط الخفيض.

تتم تغذية المعدات بالوقود الغازي عند مستوى ضغط 2 بار عبر شبكة خاصة بالمنشأة، و في الحارق يتم خفض الضغط إلى 300 مليبار أو إلى 500 مليبار وفقاً لشروط تشغيل الحارق. و يتضمن الحارق نظاماً للغاز (gas train)  يتكون من وسائل الأمن ومعدات التحكم و القياس السابق ذكرها.

 

            حرق الوقود

يتم خلال عملية الاحتراق إطلاق كمية كبيرة من الحرارة تصل إلى 32800 كيلو جول/كجم من مادة الكربون المحترقة و 142000 كيلو جول/كجم من الهيدروجين المحترق. و يهدف الاحتراق الأمثل إلى إطلاق كل هذه الطاقة الحرارية مع تقليص الفاقد الذي قد ينتج عن عدم توافر الشروط المناسبة للاحتراق. و لضمان الاحتراق

التام لمكونات الوقود في وجود الهواء يجب أن تراعى العناصر التالية عند تصميم نظام الاحتراق:

·          توفير مستوى مناسب من الدفق الاضطرابي (turbulence level)  يسمح باختلاط كافة مكونات الوقود بالهواء .

·                 توفير الزمن الكافي لإتمام عملية الاحتراق.

·                 توفير درجة حرارة عالية و مناسبة لإشعال كافة مكونات الوقود القابلة للاحتراق.

تمثل هذه العناصر الثلاث الشروط الفيزيائية لعملية الاحتراق. بالإضافة لهذه العناصر تعتبر نسبة الهواء إلى الوقود أثناء عملية الاحتراق عنصراً هاماً في تحديد كفاءة الاحتراق. لذلك ينبغي أن نشير هنا إلى أهمية المعلومات الكيميائية عن الاحتراق و التي يوضحها الملحق (D-1)  ، بينما يوضح الملحق (D-3)  معدلات إطلاق الحرارة.

            انبعاثات المدخنة

توضح المعلومات الكيميائية عن احتراق الهيدروكربونات والواردة بالملحق (D-1)  أن غازات العادم تحتوي أساساً على: ثاني أكسيد الكربون، الماء، النيتروجين و ثاني أكسيد الكبريت بالإضافة إلى الأكسجين الذي ينتج عن الهواء الزائد اللازم للاحتراق. كما تظهر أيضاً في غازات العادم آثار لأكاسيد النيتروجين NO2, NO , N2O   و آثار ضئيلة للغازات العضوية مثل الألدهيدات (aldhydes)  الناتجة عن احتراق بعض المواد العضوية التي قد تتواجد بالوقود و بخاصة الوقود الثقيل. و أهم الملوثات المنبعثة من المدخنة هي:

·                 ثاني أكسيد الكبريت (SO2)

·                 أكاسيد النيتروجين (Nox)

·                 ثاني أكسيد الكربون (CO2)

·                 الجسيمات

·                 المعادن الثقيلة

·                 مواد سامة أخرى تكون ملتصقة بالجسيمات المنبعثة.

 

تؤخذ قياسات نواتج الاحتراق لأغراض متنوعة، حيث يتم قياس انبعاثات أول أكسيد الكربون و ثاني أكسيد الكبريت و أكاسيد النيتروجين و الجسيمات بغرض مراقبة

الالتزام البيئي، بينما تؤخذ قياسات انبعاثات الأكسجين و ثاني أكسيد الكربون و أول أكسيد الكربون لتقييم أداء الغلاية و ضبط عمليات التشغيل. و يوضح الملحق (D-2)  كيفية حساب الأكسجين الزائد. و فيما يلي عرضاً للأجهزة المستخدمة لتقييم أداء الغلاية و قياس الانبعاثات الغازية من المدخنة.

 

مقياس بكاراخ للاحتراق (Bacharach combustion tester)

يستخدم مقياس بكاراخ (مؤشر فايرايت : Fyrite indicator) لقياس تركيز الأكسجين أو ثاني أكسيد الكربون وفقاً لنوع المادة الكيميائية الموجودة في جهاز القياس، حيث تستخدم مادة البيرجالول (pyrgallol)  لقياس تركيز الأكسجين و محلول الصودا الكاوية لقياس تركيز ثاني أكسيد الكربون. و قد أثبتت هذه الأجهزة كفاءتها في آخذ القياسات . و تتميز برخص أسعارها إضافة إلى سهولة استخدامها و عدم احتياجها لإجراءات صيانة خاصة و قدرتها على القيام بعمليات القياس المستمر للغازين. إلا أن هذه الأجهزة لا تعطي قياسات دقيقة فتتراوح فيها نسبة الخطأ بين + 0.5% .

 

الجهاز الإلكتروني للتحليل الكهروكيميائي للغازات

(Electronic electro-chemical gas analyzer)

تحتوي الأجهزة الإلكترونية لتحليل الغازات على خلايا كهروكيميائية تستطيع قياس الغازات المختلفة (خلية محددة لكل نوع من الغازات) حيث ينشأ فرق في الجهد بين قطبي الخلية (عند تعرضها للغاز) يتناسب مع تركيز الغاز، و يترجم فرق الجهد إلى رقم يعبر عن تركيز الغاز على شاشة جهاز التحليل. و تبلغ قيمة مثل هذه الأجهزة الإلكترونيـة بضعـة آلاف من الجنيهات وتحتاج إلى صيانة و مراجعة و معايرة مستمرة. إلا أنها أجهزة دقيقة (تتراوح نسبة الخطأ في قياس الأكسجين بين + 0.1%) و يمكن حملها من موقع لآخر، و تستخدم في عمليات الرصد المستمر. و تستطيع أجهزة تحليل الغاز القيام بقياسات لسبع أنواع مختلفة من الغازات في آن واحد. و تتضمن القياسات حسـاب تقديري لثاني أكسـيد الكربون، % الهواء الزائد، و كفاءة الاحتراق، كما تستطيع قياس درجة حرارة غازات العادم.

 

المجس (المسبار) الزركوني (Zirconia probe)  

يعتمد هذا النوع من أجهزة القياس على قدرة أكسيد الزركونيوم (الزركونيا) على توصيل أيونات الأكسجين عند درجات حرارة أكبر من 650ْم. و يحفظ المجس عند درجة حرارة تصل إلى 800ْم تقريباً، و يتكون من خلية مسخنة ذات قطبين (electrodes)  أحدهما محاط بغاز مرجعي (reference gas)  (عادة الهواء) بينما يمر الغاز المراد تحليله على القطب الآخر. و ينشأ عن الفارق في محتوى الأكسجين عند القطبين فرق في الجهد يتم تحويله إلى ومضة إلكترونية.

رغم وجود معدات محمولة من أجهزة القياس الزركونية إلا أن معظم الأجهزة التي تعتمد على الخلايا الزركونيـة تكون كبيرة الحجم و ثقيلة نظراً لارتبـاط المجس بالسخانات و معدات التحكم اللازمة لحفظه عند درجة حرارة مرتفعة. لذلك فإن أنظمة القياس التي تعتمد على الخلايا الزركونية ترتبط بأجهزة تحليل الغاز التي يتم تركيبها على مداخن الغلايات المتوسطة و الكبيرة و الأفران و الغلايات الجاهزة. تمتد فترة صلاحية المجس الزركوني في مداخن الغلايات التقليدية إلى خمس سنوات على الأقل.

أجهزة تحليل الغاز العاملة بالأشعة تحت الحمراء (Infrared gas analyzers)

يعتمد هذا النوع من الأجهزة على امتصاص الغازات متنوعة الذرات (heteroatomic gases) للأشعة تحت الحمراء عند نطاقات طيفية محددة تختلف من غاز لآخر (الغازات متنوعة الذرات هي غازات تتكون من ذرات لعناصر مختلفة). وتصلح هذه التقنية في العديد من التطبيقات مثل قياس تركيز ثان أكسيد الكربون. ويتكون الجهاز من مصدر إشعاعي يتم تسخينه ليصدر إشعاعات يتم تضمينها طورياً (modulated in phase)  بواسطة قرص المثقب (يقطع الضوء الساقط على خلية chopper) . ثم تنفذ الأشعة المضمنة عبر الخلية التي تحتوى على العينة المراد قياسـها قبل أن تصل إلى حجرة الكشاف (detector compartment)  . أما في الجزء الخاص بالعينة المرجعية فتنفذ الأشعة المضمنة عبر خلية مرجعية تحتوي على النيتروجين إلى حجرة كشاف مطابقة تماماً لتلك الملحقة بخلية الغاز المجهول التركيز. وتغطي جميع الأجزاء بإحكام بواسطة زجاج منفذ للأشعة تحت الحمراء.

 يفصل بين حجرات الكشاف مكثف غشائي (diaphragm capacitor) ، و تحتوي كل حجرة على غازات مجهولة التركيز لذلك فهي تستطيع امتصاص الأشعة تحت الحمراء عند نطاقات طيفية محددة وفقـاً لمكونات كل غاز. عند سريان عينة من الغاز في خلية العينات (sample cell)  تتولى مكونات الغاز امتصاص جزء من الأشعة تحت الحمراء، لذلك فإن حجرة الكشاف المرتبطة بهذه الخلية ترتفع درجة

حرارتها بدرجة تقل عن الارتفاع في درجة حرارة حجرة الكشاف المرتبطة بالخلية المرجعية و التي تتعرض لكامل شدة الإشعاع دون نقصان. فينشأ بناء على هذه الحالة فرق في درجات الحرارة بين حجرات الكشاف، و يتغير هذا الفرق وفقاً لتغير تركيزات مكونات الغاز و وفقاً لتضمين التردد (frequency modulation)  . على أية حال فإن هذا الفرق في درجات الحرارة يتسبب في انثناء غشاء المكثف الذي يترتب عليه حدوث تغير مضمن (modulated change) في سعة المكثف (capacitance) يؤدي بدوره إلى تغير في تيار متردد من خلال مقاوم كهربي (resistor)  .

 

 

            نفاثات السناج (Soot blowing)  

لضمان المحافظة على أفضل أداء و أعلى كفاءة حرارية للغلاية يجب الحفاظ على أسطح التسخين نظيفة باستمرار، مما يستوجب الإزالة المستمرة للمواد التي تترسب على المواسير نتيجة احتراق الوقود. و يؤدي عدم إزالة تلك المترسبات إلى انخفاض معدل انتقال الحرارة من الغازات إلى أسطح التسخين و ارتفاع درجة حرارة الغاز . لذلك يتم تركيب نفاثات السناج في معظم الغلايات التي تستخدم الوقود الصلب و بعض الغلايات التي تستخدم الغاز و النفط في الإشعال (وفقاً لخصائص كل نوع) و كذلك في غلايات الحرارة المهدورة (waste heat boilers)  ، و ذلك لضمان تنظيف أسطح التسخين أثناء تشغيل الغلاية. يوضح الشكل (3-3) نفاثات السناج الدوارة متعددة الفونيات (multi-nozzle rotary soot (blowers  .

 

تستخدم نفاثات السناج عادة في غلايات المواسير المائية التي تعمل لفترات طويلة مما يستوجب وجود نظام للتنظيف المستمر. أما في غلايات مواسير اللهب، التي تعمل لفترات متقطعة فيتم التنظيف يدوياً في فترات توقف الغلاية بواسطة الفرش (brushes)  و أنظمة تنظيف تعمل بالتفريغ لإزالة المترسبات السائبة. و هناك طريقة أخرى فعالة لإزالة المترسبات بإطلاق دفعات سريعة من الهواء المضغوط على كل ماسورة لهب بواسطة "حربة النقر" التي توجه يدوياً على كل ماسورة.

جدار الغلاية

و قد أدخلت حديثاً طريقة مبتكرة للتخلص من المواد المترسبة على مواسير الغلاية تعتمد على إطلاق نبضات سريعة و قصيرة من الهواء المضغوط في فراغ الغلاية. و يمكن ضبط تردد تلك النبضات لتتناغم مع تردد فراغ الغلاية الطبيعي مما يؤدي إلى تضخيم الصوت. و يؤدي إطلاق نبضات منضغطة إيجابية و سلبية متعاقبة إلى تمدد الغازات التي قد تتواجد في المواد المسامية المترسبة على المواسير لتتسبب في تفتيتها. و يتزايد حالياً الإقبال على استخدام النفاثات الصوتية (sonic blowers)  في غلايات مواسير اللهب و غلايات مواسير المياه بسبب كفاءتها في عمليات التنظيف.

 

خط المياه (water cycle)

يتضمن خط المياه، أنظمة الإمداد بالمياه و أنظمة ضخ المياه، و ترويق المياه و تيسيرها، و توليد البخار و توزيعه. يوضح الشكل (3-1) مخططاً لسريان دورة المياه و مصادر التلوث المرتبطة بها .

 

         مولدات الديزل

 

ينبغي التفتيش على كل من دورة الوقود و دورة المياه في مولدات الديزل التي يتم تبريدها بالماء.

 

دورة الوقود

تتشابه دورة الوقود في مولدات الديزل مع دورة الوقود في الغلايات حيث تبدأ بتخزين الوقود و خطوط إمداد غرفة الاحتراق، ثم احتراق الوقود وصولاً إلى انبعاث غازات العادم. و يحتوي وقود الديزل على نسبة كبريت أقل من المازوت. و ينبغي تحليل غازات العادم الصادرة عن المدخنة للكشف عن أول أكسيد الكربون و أكاسيد

النيتروجين و أكاسيد الكبريت و المواد العضوية الطيارة و الجسيمات الصدرية. أما زيوت التزليق فتقع ضمن المواد الخطرة و ينبغي رصد أساليب تداولها و كيفية التخلص من الزيوت المسـتهلكة وفقاً للقانون 4 لسنة 1994، و يوضح الشكل
(3-1) مخططاً لسريان دورة الوقود و مصادر التلوث المرتبطة بها.

دورة المياه

يتم تبريد موتورات الديزل بواسـطة الميـاه إمـا في دورة اسـتهلاك وحيدة (دائرة تبريد مفتوحة) (once-through) أو بتدوير مياه التبريد في أبراج التبريد لإعادة استخدامها. في الحالة الأولى تكون مياه التبريد المستهلكة ملوثة بالزيوت و ينبغي رصد درجة حرارتها. أما في حالة استخدام أبراج التبريد فإن نواتج تفوير البرج تمثل مصدر التلوث الرئيسي حيث تكون ذات تركيزات مرتفعة من المواد الصلبة الذائبة الكلية و تتم معالجة مياه التعويض لبرج التبريد لإزالة عسر المياه. و قد تم التعرض لمعايير الصرف السائل الناتج عن وحدات معالجة المياه في الجزء الخاص بغلايات البخار.

 

         التوربينات الغازية

 

لا تحتاج التوربينات الغازية للتبريد و تتشابه خطوط إمدادها بالوقود بخطوط إمداد غلايات البخار بالوقود و تنشأ عنها نفس مشكلات التلوث . ينبغي مراجعة مستوى الضوضاء الناشئ عن تشغيل التوربينات دورياً.

- التأثيرات البيئية و الصحية للانبعاثات و الصرف السائل

 

تأثير الانبعاثات الغازية

 

تنشأ الانبعاثات الغازية عن عملية حرق الوقود (الشكل 3-1)، و تسرب البخار من شبكة توزيع البخار، و الأبخرة المتسربة من خزانات وشبكة توزيع الوقود

 

انبعاث غازات العادم

تختلف مكونات الغازات المنبعثة إلي الجو تبعـا لاختلاف أنواع الوقود المستخدم وسعة الغلاية وأنظمة تنقية الغاز المستخدمة . وفيما يلي عرضا لأهم الملوثات وتأثيراتها علي الصحة و البيئة .

الجسـيمات (particulate matter)

تنشأ معظم الأضرار الصحية التي تتسبب فيها الجسيمات عن التعرض للجسيمات الأصغر من 2.5 ميكرومتر (PM2.5) و 10 ميكرومتر (PM10)  . أما الأتربة فتكون أكبر من هذا الحجم و بالتالي لا تمتص بواسطة أنسجة الرئة على العكس من الجسيمات الأصغر حجماً . يتسبب امتصاص أنسجة الرئة للجسيمات الصغيرة في الإصابة بأنواع مختلفة من الأمراض مثل الأزمات الربوية و الالتهابات الشعبية. و تتضمن الجسيمات المنبعثة ، الرماد و السناج و المركبات العضوية الناشئة عن الاحتراق الغير تام للوقود. كما يمكن رصد المتكثفات الحمضيـة و الكبريتات والنترات و الرصاص و الكادميوم و العديد من المعادن الأخرى ضمن هذه الانبعاثات.

أكاسيد الكبريت

يمثل تلوث الهواء بأكاسيد الكبريت مشكلة بيئية خطيرة حيث تتسبب التركيزات المرتفعة منها في حدوث أضرار كبيرة بالحياة النباتية و الحيوانية و بمواد البناء. كما تمثل الترسيبات الحمضية الرطبة أو الجافة مشكلة إضافية، فذوبان أكاسيد الكبريت في قطرات المياه في الجو ينشأ عنه تكون حمض الكبريتيك الذي يترتب عليه تكون ظاهرة التحمض (acidification). إن ترسـب الأحمـاض يتسـبب في تـآكل المعادن و الحجر الجيري و مواد أخرى متعددة.

 

أكاسيد الكبريت

يمثل تلوث الهواء بأكاسيد الكبريت مشكلة بيئية خطيرة حيث تتسبب التركيزات المرتفعة منها في حدوث أضرار كبيرة بالحياة النباتية و الحيوانية و بمواد البناء. كما تمثل الترسيبات الحمضية الرطبة أو الجافة مشكلة إضافية، فذوبان أكاسيد الكبر

تعريف المازوت واستعمالة ومميزاتة وعيوبة

لمازوت أو زيت التدفئة (بالإنجليزية: Heating Oil) هو منتج نفطي سائل خفيف اللزوجة وقابل للاشتعال. يستخدم كوقود لتشغيل السخانات والغلايات.
ويعد زيت التدفئة شديد الشبه بوقود الديزل، حيث يصنف الإثنان على أنهما مواد مقطرة. ويتكون من خليط من الهيدروكربونات المشتقة من البترول في مدى ذرة الكربون من 14- إلى 20-، ولذلك فإن معادلة المازوت الكيميائية تكون عادة إحدى المعادلات الآتية:
C14H30، C15H32، C16H34، C17H36، C18H‏ 

عند تقطير البترول و هو عبارة عن تقطير عادي و بسيط يتم تسخين البترول الخام و تفصل النواتج أستخدام برج تقطير شبيه بالمقطر المستخدم في المعمل و تنفصل النواتج حسب درجه حراره تطايرها الي:
النواتج الخفيفه و هي تشمل الغازات البتروليه LPG و التي يغلب عليها غاز البيوتان و المستخدمه في انابيب البيوتاجاز في المنازل
الكيروسين و يشكل الطبقه الوسطي من المقطرات و يمكن اعاده تقطيره و معالجته ليصبح الوقود الخاص بالطائرات و الصواريخ Jet Fuel
طبقه الوقود المقطر و هي اثقل من السابقه من حيث درجه حرارة التقطير و تشمل الجازولين (البنزين) و زيت الديزل و هو وقود السيارات و ايضا المازوت و هو زيت التدفئة و تتميز هذه المجموعه بان نسبه الكربون قليله بالنسبه للهيدروجين مما يجعلها لاتترك اي بقايا صلبه عند الاحتراق. 
اما الطبقه الاثقل فهي تحتوي علي مركبات عاليه المحتوي الكربوني و تستخدم في محطات الطاقه الكهربيه و المحركات البحريه و معدات البناء الثقيله.
اما ما تبقي فيشمل الطبقه الاكثر ثقلا و هي تحتوي علي محتوي كربوني عالي و لا تستخدم كمحروقات بل لرصف الطرق و هي المشهورة بالاسفلت او الزفت و تستخدم كمواد عازلة او لرصف الطرق

المازوت أو زيت التدفئة (بالإنجليزية: Heating Oil) هو منتج نفطي سائل خفيف اللزوجة وقابل للاشتعال. يستخدم كوقود لتشغيل السخانات والغلايات.
ويعد زيت التدفئة شديد الشبه بوقود الديزل، حيث يصنف الإثنان على أنهما مواد مقطرة. ويتكون من خليط من الهيدروكربونات المشتقة من البترول في مدى ذرة الكربون من 14- إلى 20-، ولذلك فإن معادلة المازوت الكيميائية تكون عادة إحدى المعادلات الآتية:
C14H30، C15H32، C16H34، C17H36، C18H38، C19H40، C20H42‏

اضافات تحسين احتراق المازوت (الفويل اويل) ويوجد منها ثلاث أنواع:

توفير استهلاك الوقود بنسبه لا تقل عن %1 مثلا طن المازوت (الفويل اويل) مثلا 1000 دولار فالتوفير يكون 10 دولار وسعر الاضافه لا يتعدي الواحد دولار للطن .
سهوله تشغيل (الغلايات - الافران) في الجو البارد لتاثير المحسنات علي المواد الشمعية.
تحسين تزريه الوقود مما يساعد علي تحسن في عملية الحريق الكامل.
خفض الانبعاثات الضارة الملوثة بالبيئه مثل اول اكسيد الكربون واكاسيد الكبريت وغيرها نتيجة لاستخدام المحسنات المختلفة.
تقليل الرواسب الضارة لعدم الاحتراق الكامل لكل من مركبات الكبريت الاسفلتين اثناء دوره الوقود.
تقليل تكلفة الصيانه للغلايات والافران نتيجة للاحتراق المنتظم.
تقليل وتفتيت الرواسب المتكونة علي الجدران الداخلية للغلايات والافران نتيجة لاحتواء المازوت (الفويل اويل) علي نسبة اسفلتين وكذلك تعمل علي انخفاض نسبة الهباب.
تعمل في (الغلايات - الافران) القديم والحديثتعمل الاضافات مع كل انواع وقود المازوت (الفويل اويل) سواء السيئ او الجيد .
عند الكشف بواسطه الميكرسكوب الالكتروني علي عينات من العادم الناتج من المدخنه لاحتراق المازوت بدون ومع المحسنات لوحظ (IF – 1> IF – 2 >IF – 3) انخفاض حجم الجزيئات بعد استخدام الإضافات واختلاف طبقات العادم المتكونه وهذا يؤدي الي سهوله تطاير في الهواء وعدم ترسيبها علي الجدار الداخليه.
عند الكشف بواسطه اشعه اكس لوحظ (IF – 1> IF – 2 >IF – 3) حدوث تغيرلتواجد عنصر الفانديوم باتحاده مع عناصر اخري غير ضاره تتطاير مع هواء المدخنه وهذا يؤدي لانخفاض الاثار الناتجه من حدوث تاكل للجدران الداخليه.
عند اختبار درجه الحموضه للعادم الناتج من احتراق المازوت (الفويل اويل) بدون ومع المحسنات لوحظ تغير في ارتفاع درجه الحموضه للمحسنات (IF – 1> IF – 2 >IF – 3) اي التحول من الحامضية للقاعدية عن احتراق المازوت (الفويل اويل) بدون المحسنات وبذلك يحدث انخفاض لحدوث تاكل في الجدران الداخليه (للمحركات- الغلايات-الافران) باستخدام الإضافات.
صلاحيه المنتج من ثلاث الي خمس سنوات في حالة التخزين الجيد.

سهولة الاستخدام :

يتم وضع كمية 2.5 و 10 و 50 و 100 ملي من الإضافه / طن المازوت (الفويل اويل) عند عمليه التفريغ .

ملاحظة : الاختلاف بين الثلاث محسنات الخاصة بالمازوت (الفويل اويل) (IF – 1> IF – 2 >IF –نسبة تركيز المادة الفعالة.

كيلوجرام من المازوت و كيف نوجد كمية الاكسجين الهواء النظرية اللازمة لاحراق
و كمية الغازات الناتجة من هذا الاحتراق
للحصول على احتراق جيد فان أي وقود يحتاج الى كمية مناسبة من الاكسجين .وفي الغلايات والافران فان الاكسجين المطلوب يتم اخذه مجانا من الهواء الجوي وماعليك الا تنصيب الآلية المناسبة لشفطه من الجو ودفعه الى الفرن .
ولايجب ان تزيد او تنقص الكمية عما هو مطلوب لاتمام الاحتراق الكامل ، ففي الزيادة مضرة وخسارة اقتصادية ، وكذلك الامر بالنسبة للنقصان .
ولكل نوع من انواع الوقود كمية مناسبة من الهواء اللازمة للاحتراق الكامل تختلف باختلاف مكونات الوقود . وتحسب لكل واحد كجم ( او لتر ) من الوقود . ويتم تحديدها حسابيا (كما سنوضح لاحقا لوقود المازوت كمثال ) ، وتسمى كمية الهواء المحسوبة هذة بالكمية النظرية ، وعمليا فهي لاتكفي للحصول على احتراقا كاملا ، فلايمكن ضمان حصول كل ذرة او جزيء لعنصر من عناصر مكونات الوقود على ذرة اكسجين ، لذا يتم اضافة اليها نسبة محددة من مقدار الكمية النظرية ، وتسمى الكمية الكلية اللازمة عمليا لاتمام الاحتراق الكامل
بـ " كمية الهواء الفعلية " ، ويعتمد مقدارهذه النسبة على جودة تصميم الغلاية وبالاخص الفرن والمواقد فكلما كان التصميم جيدا كلما قلت النسبة ( في حدود 3-5 % ) .
طريقة الحساب :
من المعروف أن مكونات وقود المازوت المحترقة ( أي التي تحتاج اكسجيناً وتعطي حرارة ) هي :
 الكربون (C) ونسبتة تقريبا سناخذها تساوي 85% من الوزن ( وزن الكربون الذري 12 )
 الهيدروجين (H2 ) ونسبته تقريبا سناخذها تساوي 11.6 % من الوزن ( وزن الهيدروجين الذري 1 )
 الكبريت (S ) ونسبته تقريبا سناخذها تساوي 2.8 % من الوزن ( وزن الكبريت الذري 32 ) .
اضافة لذلك فان وقود المازوت يحوي المواد التالية :
 النتروجين (N ) ونسبته تقريبا من .- 0.1% من الوزن.
 كمية من الاكسجين (O2) ونسبتها تقريبا سناخذها تساوي 0.3 % من الوزن (وزن الاكسجين الذري 16)
- اضافة طبعا للرماد A ونسبة من الرطوبة W سنأخذها مساوية 0.1 %.
معادلات الاحتراق ( التأكسد ) الكامل لمكونات المازوت المحترقة:
اولاً – الكربون :
C + O2 = CO2
وحسب الاوزان الذرية ، فان 12كجم من الكربون يلزمة 32 كجم من الاكسجين لانجاز احتراقا كاملا تكون نتيجتة 44 كجم من ثاني اكسيد الكربون :
12Kg(C) + 32Kg(O2) = 44Kg(CO2 )
ولاننا نريد حساب كمية الاكسجين اللازمة للكيلوجرام الواحد من الوقود ، اذا حسب نسبة وجودها في الكيلو جرام الواحد من الوقود ، فان 0.85 كجم من الكربون الموجود في 1 كجم مازوت يحتاج بحسبة بسيطة لما مقدارة 2.27 كجم من الاكسجين لاتمام احتراقا كاملا يكون نتيجتة 3.12 كجم من CO2 :
0.85kg(C) + 2.27kg(O2) = 3.12kg(CO2 )
ثانياً – الهيدروجين :
على نفس السياق السابق فان معادلات الهيدروجين ستكون :
2H2 + O2 = 2H2O
4 + 32 = 36
0.116 + 0.93 = 1.046 kg(H2O )
ثالثاً – الكبريت :
S + O2 = SO2
32 + 32 = 64
0.028 + 0.028 = 0.056 kg (SO2)

اما النتروجين فنظرا لنسبتة القليلة في الوقود والى انخفاض النسبة التي تتاكسد منة وظروف تاكسدة فلايؤخذ في الاعتبار .
اذا كمية الاكسجين الكلية اللازمة لتأكسد الكربون والهيدروجين والكبريت والنتروجين المتواجدة في 1 كجم مازوت بالنسب التي ذكرناها اعلاه هي مجموع الاكسجين اللازم لاحراق كل واحد منها على حدة ناقص كمية الاكسجين المتواجدة اصلا في الوقود :
2.27 + 0.93 + 0.028 - 0.003 = 3.23 kg

أي ان كمية الاكسجين النظرية ( وليس الهواء ) اللازمة لاحراق 1 كجم من وقود
المازوت هي 3.23كجم .ولكن عادة وبما ان الاكسجين غاز فانة يتم التعامل بالحجم ، وبمعرفة كثافتة من المراجع وهي 1.429كجم/م3 ، لذا فان حجم O2 النظري يساوي 2.3 مترا مكعباً .
3.23 / 1.429 = 2.26M3
ماهي في المحصلة كمية الهواء النظرية المطلوبة ؟
عرفنا مسبقا كمية الاكسجين النظرية المطلوبة( بالمتر المكعب ) اللازمة لاحراق 1 كجم مازوت بالمكونات والنسب المذكورة مقدما ، لكننا ناخذ الاكسجين المطلوب من الهواء الجوي الذي كما هو معروف يحوي ايضاً نتروجين بنسبة 79% ولايشغل الاكسجين الا نسبة الـ 21% المتبقية . وبحسبة بسيطة يمكن ايجاد كمية الهواء النظرية
( V ) اللازمة لاحراق 1 كجم مازوت كالتالي :
V = 2.26 x 100/21 = 10.8 M3
وهكذا اوجدنا كمية الهواء النظرية اللازمة لاحراق 1كجم مازوت وهي 10.8 مترا مكعبا بالمكونات الذكورة اعلاه ،. وسنتطرق الآن الى ايجاد كمية الغازات الناتجة .

طريقة حساب كمية الغازات الناتجة من احراق 1كجم مازوت
من نواتج حسابات كمية الاكسجين اللازمة لاحراق اكجم مازوت والمذكورة اعلاة يمكن ايجاد كمية الغازات الناتجة من احراق 1كجم مازوت احتراقا كاملا كالتالي :-
عند الاحتراق الكامل للمازوت عند كمية هواء ملائمة ( نسبة الهواء الزائد عن الكمية النظرية مثلاً تساوي 5% ) ، فان نواتج الاحتراق تكون كالتالي :
ثاني اكسيد الكربون (CO2 ) كناتج لاحتراق الكربون .
ماء على شكل بخار (H2O) كناتج لاحتراق الهيدروجين + بخار كمية الماء wالتي في الوقود .
ثاني اكسيد الكبريت (SO2 ) كناتج لاحتراق الكبريت .. اكسجين (O2) وهو الهواء الزائد الذي ادخلناه عمدا الى الفرن لتحسين الاحتراق (5%) زائد للاكسجين الموجود في الوقود ذاته + المتحرر من عملية تفكك الرطوبة الموجودة في الوقود الى O2 و H .
مكونات صلبة مثل الرماد الموجود في الوقود والكربون الغير محترق ومركبات الفاناديوم ..الخ .
ومن نواتج حسابات كمية الاكسجين اللازمة لاحراق اكجم مازوت والمذكورة اعلاة فان :
- كمية غاز CO2 الناتجة تساوي 3.12 كجم ، واذا كانت كثافتة تساوي 1.977 كجم/م3 فان حجمة سيكون =
3.12/1.977 = 1.578 m3
- كمية بخار الماء الناتج عن احتراق الوقود 1.046 كجم . واذا كانت كثافتة 0.5977 كجم / م3 عند 1ضغط جوي ، فان حجمة سيكون مساويا 1.673 m3 . وكمية بخار رطوبة الوقود تساوي 0.001 كجم ويساوي 0.0012 m3 . اذاً فاجمالي حجم بخار الماء الناتج =
1.673+0.0012= 1.674 m3 .
 كمية غاز SO2 الناتجة تساوي 0.056 كجم. واذا كانت كثافتة تساوي 2.927 فان حجمة يساوي 0.019 m3
 الاكسجين المتواجد في نواتج الاحتراق تكون مصادره الوقود نفسه ( 0.3% كما قلنا ) ، ومن كمية الهواء الفعلية حسب نسبة الزيادة عن الكمية النظلرية ( 5% كما قلنا ) ومن الهواء الجوي الذي قد يدخل الى الغلايه عبر الفراغات والشقوق في ظروف الضغط الاقل من الجو ، وقيمته تساوي الفرق في النسب بعد تحليل عينة الغاز قبل وبعد المنطقة المشبوهة . اذاً فاجمالي الاكسجين في نواتج الاحتراق :
03% x 1كجم = 0.003 كجم .
5% x 3.24 كجم = 0.162 كجم
3 - 3.24 x الفرق والذي سناخذه 10% = 3.24 x 0.1 = 0.324 كجم
الإجمالي = 0.003+0.162+0.324= 0.489 كجم = 0.489 \ 1.429 = 0.342 m3.
- في نواتج الغازات اضافة الى ماتقدم فانه يتواجد النتروجين الذي دخل مع الهواء الجوي بنسبة 79% كما هو معروف ، واذا كانت كمية الهواء الجوي اللازمة لاحراق اكجم وقود كما اوجدناها سابقا هي 10.8 مترا مكعبا منها 2.26 مترا مكعبا اكسجين فان نسبة النتروجين في الغازات الخارجة ستكون بالطبع الفرق أي:
10.8 – 2.26 = 8.54 m3.
وهكذا فان اجمالي حجم الغازات الناتجة من احتراق 1 كجم مازوت بالمكونات المذكورة سابقا هي :
1.578 + 1.674 + 0.019 + 0.342 + 8.54 = 12.15 متر مكعب

 

مصائد البخار

ان مصيدة البخار هى عبارة عن صمام اتوماتيكى يمنع بخروج البخار من المنظومة ويعمل عند اللزوم على تفريغ الماء او الغازات غير المذابة الموجودة الى خارج المنظومة

تتولى مصائد البخار بالاشتراك مع المعدات المنصوبة فى المنظومة مهمة تفريغ الرواسب والشوائب الموجودة داخل الضغوط

ضرورة استعمال مصائد البخار

كانت الاساليب القديمة تهمل معالجة الشوائب والعسر و الرواسب الموجودة داخل خطوط تيارات البخار وبتقدم العلم والتقنية اتضحت القيمة الحقيقية لمصائد البخار و condensate هو ناتج التكثيف عن الماء المقطر الخالص والمعروف ان مبالغ كبيرة تصرف على الشوائب عن طريق استخدام مواد وعمليات كيماوية خاصة لازالة العسر من الماء وتجميع التكثيف بطرق مختلفة واعادة استعمال المنتوج من جديد كما ان بقاء الرواسب والتكثيف ضمن درجات حرارة مرتفعة نسبيا يكلف المنظومة مزيدا من الوقود والطاقة

ومن جهة اخرى فان الماء الموجود داخل خطوط توزيع البخار من شانة ان يبعث على تاكل الانابيب لاسيما اذا كانت كمية الماء تزيد عن الحد الادنى فان السرعة الكبيرة لتيار البخار قد تعمل على ارتطام الماء بشدة لتحدث اضرارا فى الصمامات و المعدات و قد يؤدى الامر الى تفكك المنظومة فى بعض الاجزاء  اضف الى ان وجود الماء يعتبر كعقبة تقلل من انتقال الحرارة الى الاوعية المستهلكة والمبادلات الحرارية مما يؤدى الى تناقض فى اداءة المنظومة باكملها ان وجود هواء وغازات  غير مذابة داخل المنظومة هو الاخر يبعث على عراقيل مما ثلة تؤدى الى انخافض مستوى الاداء وتراجع انتقال الحرارة الى حد كبير

ان مقاومة الناتجة عن سمك 3 او 4 اقدام من الحديد لا تساوى سوى المقاومة الناتجة عن طبقة من الماء بسمك 1 انش او ما يعادل 04/0 انش لطبقة من الهواء

وعند الامعان فى هذة الاعداد يتضح لنا مدى اهمية السرعة فى ازالة الهواء وذرات الماء العالقة داخل المنظومة من جانب اخر فان وجود الهواء داخل المنظومة سيعمل على تناقض المجال المفيد لعبور تيار البخار بالاضافة الى احداث نوعا من الضجيج فى المنظومة

وعادة ما يتجمع الهواء داخل المبادلات الحرارية و الاجزاء العلوية من المنظومة وعند نهايات الانابيب كما ان التكثيف تجتذب الهواء مما يؤدى الى انخفاض ال PH فى الرواسب و التكثيف الناتج عن تكثيف البخار ما يزيد من انتاج حامض الكاربونيك داخل المنظومة والمعروف ان هذا الاخير يعمل على تاكل جدران الانابيب و الاوعية التى تغذى المستهلك ومختلف اجزاء المنظومة

ورغم ان مصائد البخار تتولى همة اخراج الهواء من داخل المنظومة ايضا وذلك عند التشغيل بصفة خاصة لكن الاجدر استخدام مواسير لتفريغ الهواء عند المواضع المناسبة

انواع مصائد البخار

يمكن تقسيم مصائد البخار الى ثلاث مجموعات ميكانيكية وحرارية ساكنة وحرارية متحركة بصفة عامة حيث تستخدم كل من هذة المجموعات فى الاماكن المناسبة لها حسب طبيعة الاستعماال و اماكن نصب المصيدة

ونستعرض خصائص انواع المصائد البخارية و الاماكن المناسبة لنصبها كما يلى

1-   مصيدة البخار الميكانيكية

وهى من اكثر مصائد البخار انتشارا وتستند الية عملها على قاعدة الاختلاف بين كثافة البخار و كثافة الرواسب والتكثيف لذلك فان حرارة السوائل او سرعتها لن تؤثر على الية العمل فى هذة المصيدة

أ‌-     مصيدة بخارميكانيكية من نوع Boll Float

منها انواع كثيرة ايضا

1-    نوع العوامة و الرافعة

وهى عبارة عن غلاف خارجى على شكل نصف دائرة وبها فتحتين فتحة علوية و اخرى سفلية و بداخلها كرة مجوافة يدخل البخار المتكثف من الفتحة العلوية وتكون الكرة فى ذلك الوقت عن الحد الادنى لوضعها ومع دخول البخارالمتكثف الى المصيدة ومع ارتفاع منسوب المياة ترتفع العوامة معة  حتى انة عندما ترتفع الكرة تقوم الحركة بفتح الصمام تدريجيا وتدع بعض الماء يخرج من خلال الفتحة السفلية واذا كان المتكثف الداخل الى المصيدة اكثر بكثير من ذلك الخارج منها فسوف تستمر الكرة فى الارتفاع مع ارتفاع منسوب المياة المتكثف وبذلك تفتح الصمام بقدر اكبر وتدع الماء يخرج بكمية اكبر وتدع الما ء يخرج بكمية اكبر وحتى يكون هناك متكثف خارج من الفتحة السفلية بنفس قدر الداخل من الفتحة العلوية فسوف ترتفع الكرة حتى تصل لنها ية مشوارها وعندما تصل الكرة الى هذا الحد تكون كمية المتكثف الداخل من الفتحة العلوية اكبر من الخارج منها اى من الفتحة السفلية فعند ئذ يكون المصيدة اصغر بكثير بالنسبة للعمل المطلوب منها ان تؤدية ما لم يكن صمام الخروج مسدود جزئيا بقطعة من الصدأ او القشور المترسبة على الانابيب

ومع الافتراض بان المصيدة ذات مقاس مضبوط للعمل وانة لا يوجد اى قشور تسد الفتحة السفلية فان الكرة سوف تتوقف عن الارتفاع عند نقطة معينة و سوف يكون ذلك عندما يتوافق سريان المتكثف الذى يترك المصيدة مع السريان بداخلها

وسوف يخفف سريان الماء الى المصيدة بالتاى وعند حدوث ذلك يبدا منسوب الماء بداخل المصيدة الانخفاضحيث تسقط الكرة ومعة تبدأ فتحة الصمام فى الانغلاق وعندما يبدأ سريان المكثف الى المصيدة فى الزيادة ثانية ترتفع الكرة مع ارتفاع منسوب الماء وتكون فتحة الخروج بالصمام مفتوحة بمقدار اكبر ويزداد سريان الماء من المصيدة وهكذا تسير الدورة

ويختلف وضع الصمام تبعا لمنسوب المكثف فى جسم المصيدة كما يختلف مقدار فتحة الصمام بحسب كمية المكثف السارية الى المصيدة وهكذا يكون الخارج فى بعض الاحيان عبارة عن قطرات و فى احيان اخرى سيلا مندفعا و لكن طلما انة يوجد متكثف داخل المصيدة سوف يكون هناك تصريف مستمر منها و اذا حدث فى اى وقت  انة لا يوجد متكثف داخل الى المصيدة تكون الكرة عندئذ عند الحد لادنى لمستوها كما تكون فتحة الخروج بالصمام مغلقة وبذلك لا يستطيع البخار الهروب

وفى بعض الاحيان يتم تزويد محبس يدوى صغير عند اعلى نقطة فى المصايد حتى يسمح بخروج الهواء عند بداية التشغيل ومع عدم وجود اى وسيلة يمكن بها التخلص من الهواء الذى يكون موجودا بصفة دائمة عندما  بداية التشغيل فان المكثف لا يكون قادر على التدفق بداخل المصيدة نظرا لان المصيدة تكون مقيدة بالهواء و بالطبع ينطبق نفس الشىء اذا اغفل شخص فتح محبس الهواء وحدث ذلك نتجة اهمال بعض الاشخاص

وفى عوامات اخرى تم معالجة ذلك عن طريق تحسين واحد كبير حيث يوجد بداخلها اداة اتوماتيكية لطرد الهواء وبذلك يستبعد احتمال اغفال او اهما ل اى شخص لمحبس الهواء ويكون ذلك عن طريق ثرموستات بصمام ويكون الصمام مفتوحا تمام عندما يكون كل شىء بارد بحيث انة عند ادخال البخارللوحدة يخرج الهواء الموجود فى المصيدة بسهولة من خلال الفتحة المخصصة  ثم لاسفل الى الممر الداخلى ثم من المخرج ويضل صمام الهواء مفتوحا فى المصيدة بسهولة من خلال الممر المخصص ثم لاسفل الى الممر الداخلى ثم الى المخرج ويظل صمام الهواء مفتوحا حتى يصل البخار الى المصيدة وبمجرد ان يكون البخار موجودا يتمدد الثرموستات ويدفع الصمام الى داخل مقعدة وبذلك ينغلق امام البخار

مزايا هذا النوع من المصايد

سوف يعمل هذا النوع بكيفية جيدة على حد سواء اذا كان الحمل المتكثف ثقيلا ام خفيفا ولا يحدث اى ارتباك بسبب التغيرات المفاجئة او الكبيرة فى الضغط وبالنسبة لنوعية العوامة والثرموستات لا يمكن تقييد الهواء عند بداية التشغيل نظرا لانة يقوم بتصريف اى يصل الية

ونظرا لان المصيدة تقوم بتصريف المتكثف مباشر ة فانة من افضل انواع المصايد الملائمة لتستخدم فى الاعمال التى يكون فيها معدل سرعة الانتقال الحرارى مرتفعا لكمية سطح التسخين المتوفرة

عيوب هذا النوع من المصايد

ممن الممكن ان يحدث تلف للعوامة الكروية او عنصر الثرموستات بسبب الطرق المائى و العنصر الثرموستاتى بسبب المتكثف الاكا ل

وفى حالة تجهيز المصيدة باداة ثرموستاتية لتحرير الهواء فانة لايجب استخدامها مع البخار المحمص

وهناك عيوب ينطبق ليس فقط على مصايد العوامات الكروية ولكن لاى نوع اخرى من المجموعة الميكانيكية وهو ان يجب التحكم فى مقاس فتحة التصريف عن طريق قدرة العوامة وضغط البخار وحيث ان قدرة العوامة ثابتة لذلك فانة كلما زاد ضغط البخار كلما كانت الفتحة المتوفرة للتصريف اقل وما نعنية هو ان المصايد من النوع  الميكانيكى يجب ان تكون قواعد صمامتها بقاسات مختلفة عند الضغط المختلفة ويكون كل مقاس لقاعدة الصمام او فتحة التصريف ملائما فقط لمدى محدود من الضغط البخار فمثلا لضغوط البخار التى تصل الة 1.50 بار كقراءة مقياس فان فتحة التصريف لقاعدة الصمام سوف تكون اكبر عنها فى مصيدة تعمل عند ضغط يتراوح بين 1.50 و 4.5 بار كقراءة مقياس الذى بدورة سيكون اكبر عنها فى مصيدة تعمل عند ضغوط تتراوح بين 4.5 و 9 بار كقراءة مقياس ويمكن للمصيدة العوامة ان تتلف بسبب التجمد وفى حالة ضرورة تركيبها فى وضع مكشوف فانة يتعين تغليف جسمها على نحو جيد فان ذلك سوف يساعد على منع التجمد مالم تستمرفترة الصقيع لمدة طويلة

نوع  العوامة السائبة

هذا النوع لم يعد يشاهد فى هذة الايام ويدخل المتكثف اى البخار المتكثف من الوحدة الجارى تفريغها عند فتحة الخروج الفتحة السفلية عندما يكون الماء عند ادنى منسوب لة تكون الكرة المجوفة مستقرة عند المصد ومع دخول المزيد من المتكثف يرتفع منسوب المياة ويرفع الكرة معة ويستطيع الماء عندئذ ان ينساب من خلال فتحة الصمام الخاصة بفتحة الخروج وعندم يتوقف  تدفق المتكثف الى المصيدة ينخفض منسوب الماء فى المصيدة و بالتالى ينخفض الكرة معة  و بالتالى ينغلق فتحة خروج المتكثف من البخار

وعند زيادة المتكثف من البخار يعمل على اعادة الكرة مرة اخرى لتطفو تدريجيا بحيث يمكن للماء الخروج من المصيدة تبعا لمعدل التكثف

مزايا هذا النوع

لا يوجد لهذا النوع مزايا واضحة

اما عيوب هذا النوع

فان فتحة الخروج مع فتحة الدخول ويوفر ذلك مانعا لتسريب الماء لا يمكن البخار من خلالة الهروب ولكن يعنى انة عند بداية التشغيل لا يمكن للهواء الخروج ايضا وهذا من عيوب هذا النوع وللتغلب على ذلك يجب تركيب محبس هواء يدوى ويمكن لهذا النوع ان يتاثر بالضربات المطرقية هى اصددام البخار بالعوامة مما يؤدى الى تدمير العوامة

2-    مصيدة بخار ميكانيكية من النوع Inverted bucket

ان هذة المجموعة من مصائد البخار ايضا يعتمد فى الية عملها على الاختلاف بين كثافة البخار وكثافة الرواسب والالية تعتمد على وجود وعاء اى سطل مقلوب داخل المصيدة وعندما تدخل البخار المتكثف الى المصيدة سيعمل وزنها على غطس الوعاء داخل الماء الى اسفل لفتح ماسورة الخروج لتفريغ المتكثف من البخاركما ان تيار البخار سيعمل على دفع الوعاء باتجاة الاعلى عند دخولة الى المصيدة اثر تجمعة تحت الوعاء وبذلك ستنغلق ماسورة الخروج

مزايا هذا النوع

تعد الاجزاء العاملة بالمصيدة بسيطة ولا يوجد بها ما يؤدى الى خلل من الناحية الميكانيكية اذ يمكنها ان تتحمل ظروف الطرق المائى مالم تكن سيئة غير عادية

وتتوفر مصيدة الدلو المقلوب للضغوط المرتفعة والبخار المحمص

عيوب هذا النوع

سوف يقوم هذا النوع بطرد الهواء وهى ميزة ولكن ببطء شديد فقط وهو عيب تذكر ان الهواء الواصل الى الدلو علية ان يجد طريقة للخارج من خلال فتحة صغيرة واذا كانت الفتحة اكبرلتدع الهواء يخرج الهواء يخرج باكثر سرعة فانها ستطرد ايضا البخار باكثر سرعة وحتى اذا كانت اضغر لابطاء مرور البخار فانها سوف تبطىء حتى بمعدل اكبر طرد للهواء

ويجب ان يكون هناك دائما كمية صغيرة من جسم المصيدة لتعمل كمانع تسريب حول شفة الدلو ومن ان تفقد هذا المانع المائى للتسريب البخار

فتحة الخروج ويمكن ان يحدث ذلك عندما يكون هناك انخفاض حاد ومفاجىء فى ضغط البخاروترى ان الانخفاض المفاجىء فى ضغط البخار سوف يؤدى الى اندفاع بعض المتكثف من البخار الموجود فىالمصيدة ليتحول الى بخار وسوف يسمح ذلك بهروب مانع التسريب المائى حول قاعدة الدلو وهكذا يغطس الدلو ويفتح الصمام

واذا كان معدل دخول البخار المتكثف الى المصيدة عندئذ اقل من المعدل الذى عندة يقوم البخار بطردة الى الخارج من خلال الصمام المفتوح فانة لا يوجد حينئذ فرصة لتجميع الماء عند قاع المصيدة واعادة تشكيل مانع التسريب

واذا كان هناك تغير كثير من الضغط خلال عمل معين اثناء استخدام المصيدة ذات الدلو المقلوب فانة من

التعقلل وضع صمام غير مرجع  يسمى ايضا صمام فى اتجاة واحد على خط الداخل فى مقدمة المصيدة وسوف يساعد ذلك على منع فقد مانع التسريب المائى فى المصيدة

ولقد استخدمنا الان تعبير صمام فى اتجاة واحد او صمام غير مرجع وهو شىء صغير بسيط يدع البخار او الماء يمر من خلالة فى اتجاة واحد ولكن عند محاولة الماء او البخار الاندفاع فى الاتجاة الاخر فان الصمام يغلق ويمكن لمصيدة الدلو المقلوب ان تفقد مانع التسرب المائى الخاص بها من خلال العمل الذى يستخدم فى بخار محمص ويرجع ذلك لتاثير درجة الحرارة الزائدة للبخار وايضا يعد وجود الصمام غير المرجع فى مفدمة المصيدة احتياطا يتميز بالحكمة وفى بعض الاحيان يركب صمام غير المرجع بداخل المصيدة من نوع الدلو المقلوب

وعند تركيب المصيدة من هذا النوع فى مكان مكشوف  معرض للهواء قد تتعرض للتجمد وتعانى من التلف فى احوال الطقس القارسة ولكن هذا الامر قد يحدث للانواع الميكانيكية الاخرى من مصايد البخار كما يحدث ايضا  لنوع الدلو المقلوب وعلاج ذلك هو عازل منعطف من المصيدة

3-    مصيدة بخار حرارية سالكنة  ثرموستاتيك

تعتمد هذة المجموعة  من المصائد فى عملها على تحديد حرارة السوائل وان منحنى  عمل البخار المشبع  وتنقسم الى المجموعات الثلاثة التالية

1-    مصيدة بخار ثرموستاتيك من نوع Liquid expansion

طبيعة عمل هذة المصيدة مناسب جدا لتفريغ  التكثيف البارد عند الايقاف المؤقت او وقف عمل المنظومة ويجب الانتباة الى عدم استعمالها فى حال ارتفاع درجة الحرارة الى 100 درجة مئوية هذة المصيدة لها اداء متميز فى تفريغ الهواء عند التشغيل وهذة المصيدة قد لا تتمكن من الاداء المناسب عند التفريغ التكثيف نتجة لارتفاع درجة الحرارة على اثر ازدياد الضغط  وذلك بسبب بنيتها الداخلية ويجب عدم استخدامها مطلقا فى الاستعمالات التى تتطلب الاخذ السريع للماء من منطقة البخار وتعتمد الية عملها على استخدام كبسولة تحتوى على سائل سريع التقلص والتمدد وتقل نقطة غليانة عن الماء

مزايا هذا النوع

سوف تقوم المصيدة اذا لزم الامر بتصريف المتكثف عند درجة حرارة منخفضة جدا وفى تلك المهام التى تستخدم فيها البخار للتسخين والتى لا يلزم فيها تصريف النتكثف بمجرد تكونة فانة يمكن تحقيق وفر فى استهلاك البخار اذا استفدنا على التو من بعض المحتوى الحرارى للماء المشبع فى المتكثف  وايضا من المحتوى الحرارى للتبخر فى البخار عن طريق الضبط السليم للمصيدة يمكن معايرة مقدار الوقت اللازم لا حتجاز المتكثف  قبل تصريفة  ويمكن استخدام المصيدة للبخار المحمص  ولا تاثر المصيدة بالاهتزاز او ضغط البخار او الطرق المائى

عيوب هذا النوع

اذا حدث تغير فى ضغط البخار بالمصيدة لحد كبير وسريع فان العنصر الثرموستاتى لهذا النوع سوف لا يلتقط تغير درجة  الحرارة بسرعة كما يحدث فى عنصر الضغط المتوازن

ويمكن ان يحدث تلف للانبوبة المرنة بالجلبة التى هى بدون حشو بسبب التكثف من البخار الذى يحتوى على مواد اكالة وتميل مصيدة التمدد السائلى الى امتلاء حيز البخار بالماء حيث انها مضبوطة لتطرد الماء عند 100 م او اقل مالم تجهز بفرغ طويل للتبريد

2-    مصيدة بخار ثرموستاتيك من نوع Balanced pressure

تحتوى هذة المصيدة على كبسولة صغيرة فى داخلها سائل تقل نقطة غليا نة عن غليان  الماء فعندم تدخل التكثيف البارد او الهواء الى اخل المصيدة فان الكبسولة تتقلص وتصغر

 

لتنفتح ماسورة الخروج لتسمح بخوج التكثيف عن الناتج عن البخار الى خارج المصيدة وفى حالة دخول البخار تتمد الكبسولة بسبب حرارة البخار فتمنع البخار من الخروج وعند انتقال حرارة المصيدة الى الاجزاء والادوات المحيطة بها ستنخفض درجة حرارة الكبسولة حيث تنفتح ماسورة الخروج

وقد صممت المصيدة بحيث تتاثر بضغط  السوائل ايضا فحين يزداد الضغط ستتغير حرارة عمل المصيدة ايضا وبذلك تتناسق المصيدة مع التغيرات الحاصلة للضغط فى المنظومة وهذة المصائد الصغيرة والخفيفة قادرة على تفريغ كميات كبيرة من التكثيف كما ان لها قابلية على تفريغ الهواء باداء جيد عند تشغيل المنظومة وهذة المصائد لها قابلية على تحمل بخار سوبر هيت لغاية 70 درجة مئوية ونوع صيانتها بسيط جدا ويمكن تبديل الماسورة والكبسولة حتى من غير فصل المصيدة عن المنظومة

مزايا هذا النوع

تكون المصايد بحجم صغير جدا ومع ذلك تجد ان سعتها الاستيعابية للمتكثف كبيرة وعندم تكون المصيدة باردة يكون الصمام مفتوح تماما وهذا يعنى ما يلى

أ – المصيدة قادرة على طرد الهواء بحرية عند بداية التشغيل

ب-  يكون يصريف المتكثف بالمصيدة اكبر عندما تكون كمية المتكثف المراد تصريفها عند اكبر قيمة

ج – لا يتوقع ان يحد ث تجمد بالمصيدة عند التشغيل فى موضع مكشوف مالم تكن هناك ماسورة قائمة فى انبوبة المتكثف بعد المصيدة مما يسمح للماء بالرجوع وملىء المصيدة عند ايقاف البخاربالاضافة الى امكانية طرد الهواء بحرية عند بداية التشغيل فان المصيدة سوف تستمر بطرد اى هواء قد يضل اليها خلال عملية التشغيل

غير انها يسهل عملية صيانتهاوعندما يستلزم الامر تجديد الثرموستاتى ومقعد الصمام

عيوب هذا النوع

ان العنصر الثرموستاتى لكونة مصنوع من مادة مرنة فانة عرضة للتلف بفعل الطرق المائى او المتكثف الذى توجد بة مواد اكالة وبالتالى يجب عدم استخدامة فى اى من هذة الظروف

ويولد البخار المحمص بسبب ارتفاع درجة حرارة العنصر الثرموستاتى ضغطا لا يوازية الضغط المحيط بالعنصر وقد يكون الضغط الزائد ازيد مما يستطيع العنصر ان يتحمل الضغط التصميمى لذلك فى حالة وجود البخار المحمص فى المعدات المراد بصفتها لا تستخدم هذا النوع من المصايد

مصيدة بخار ثرموستاتيك من نوع Bimetallic

-        مصيدة بخار من نوع ثرموديناميك Thermodynamic

-        وسوف نضح فما بعد باقى التفاصيل على باقى انواع المصايد وعيوبها ومميزاتها

-        وايضا سوف نوضح التكاليف والخسارة الناتجة عن تسرب البخار من المصايد التى يتخللها العطل  حسب حجم المصيدة وعددها وفترة العمل لتلك المصايد

-        ( وقل ربى ذدنى علما )صدق اله العظيم

الغاز الطبيعي - تعريفه و المخاطر المتعلقة به
What is Natural Gas 

ما هو الغاز الطبيعي؟

·                     الغاز الطبيعي هو أحد أشكال الطاقة الآمنة ذات الأداء العالي

·                     هو غاز بلا لون و هو أخف من الهواء

·                     معظم مكوناته من غاز الميثان الذي يشكل 95% من مكوناته. النسبة المتبقية 5% تحتوي علي غازات أخري مثل الإيثان و النيتروجين و البروبان و هيدروكربونات ثقيلة بالإضافة لعوالق مثل الماء و السلفر.

من أين يأتي الغاز الطبيعي؟

·                     يوجد الغاز الطبيعي تحت طبقات القشرة الأرضية – تحت مستوى المياه العميقة في حالتنا- حيث يتجمع عبر ملايين السنين نتيجة لتراكم المواد العضوية مثل النباتات و الحيوانات .

·                     و بئر الغاز الطبيعي عبارة عن فتحة يتم حفرها في الصخور عبر طبقات القشرة الأرضية و من خلالها يتدفق الغاز الطبيعي المخزون تحت ضغط إلي أعلي حيث يتم تجميعه .

·                     ثم يتم تكرير الغاز لإزالة العوالق بالغاز مثل المياه و الهيدروجين و غيرهم .

·                     و بعد تنقيته يتم شحنه من خلال خط المواسير إلي شركات التوزيع .

حقائق عن الغاز الطبيعي

·                     الغاز الطبيعي أخف من الهواء . فهو يتطاير سريعا في الأماكن جيدة التهوية إلا إذا تجمع في المناطق المغلقة و الجيوب.

·                     الغاز الطبيعي مع الهواء يمكن أن يشتعل من الشرر أو من مفاتيح الكهرباء أو أي مصادر للهب المكشوف مثل أعواد الثقاب, الولاعات, لمبة القطع و التسخين. قد يحدث بسبب ذلك حريق أو انفجار.

·                     الغاز الطبيعي غير سام. و لكن التعرض لنسبة عالية من الغاز يمكن أن تؤدي ألي غثيان و فقدان الوعي لأنه يحل محل الأوكسجين اللازم للتنفس.

·                     الغاز الطبيعي ليس له رائحة. الغاز الخام - و هو الغاز المعني في مشروعنا- ليس له رائحة و لذلك تقوم شركات التوزيع بإضافة رائحة نفاذة وذلك للتعرف عليه بالشم في حالة حدوث أي تسرب.

المخاطر الصحية للغاز الطبيعي

· في حالة تعرض العين أو الجلد له. لا يعتقد أنه يمكن أن يسبب حساسية للجلد.
· في حالة استنشاق الغاز. يسبب الاختناق, حيث أن وجوده بتركيز عال يؤثر علي نسبة الأوكسجين المتاحة للتنفس.
· الأعراض المصاحبة لاستنشاق الغاز. الدوخة و الغثيان, الاضطراب, الرؤية المتقطعة, القيء, فقدان الوعي, الوفاة.

مخاطر الحريق و الانفجار

· غاز سريع الاشتعال
· باعد بين الغاز وبين أي مصادر للحرارة كالشرر و اللهب المكشوف, أو أي مصادر أخرى مثل الكهرباء الاستاتيكية, و المعدات الميكانيكية أو الكهربائية
· الغاز المتطاير يمكن أن يصل إلي مسافات يجب أن تؤخذ في الاعتبار.
· الغاز مع الهواء يشكلان مخلوط انفجاري (في الأماكن المغلقة و المكشوفة أيضا)
· حاويات الغاز المغلقة – مثل المواسير و التانكات – يمكن أن تنفجر و تتمزق إذا ما تعرضت لدرجات حرارة عالية كنتيجة للضغط المتنامي بداخلها.

التركيب الكيماوي

المكون الرئيسي للغاز الطبيعي هو الميثان (CH4), أقصر وأخف جزيء هيدروكربون. ويحتوي أيضاً على هيدروكربونات غازية أثقل مثل إيثان (C2H6), پروپان (C3H8) والبيوتان (C4H10), وكذلك غازات أخرى محتوية على الكبريت, بكميات متفاوتة, انظر أيضاً مكثف الغاز الطبيعي. الغاز الطبيعي المحتوي على هيدروكربونات غير الميثان يسمى غاز طبيعي مبتل. الغاز الطبيعي المحتوي فقط على الميثان يسمى غاز طبيعي جاف. المكوّن % الوزن 
ميثان (CH4) 70-90 
إيثان (C2H6) 5-15 
پروپان (C3H8) و بيوتان (C4H10) < 5 
CO2, N2, H2S, إلخ. الباقي 
النيتروجين والهليوم, ثاني اكسيد الكربون وكميات طفيفة من كبريتيد الهيدروجين والماء وodorants يمكن تواجدهم [1]. ويمكن أن يحتوي الغاز الطبيعي أيضاً على الهليوم وهو مصدر رئيسي في السوق له. 
ويتواجد الزئبق بكميات صغيرة في الغاز الطبيعي المستخرج من بعض الحقول[2]. التركيبة الدقيقة للغاز الطبيعي تتغير من حقل غاز إلى آخر. 
تصنيف الغازات الطبيعيةنص مائل - مقدمة: يشكل تركيب الغاز الطبيعي العامل الرئيسي الأول المؤثر على سلوكيته عند تغيرات الضغط و درجة الحرارة، لذلك تمثل المعرفة الكاملة و الصحيحة لهذا التركيب المرحلة الأولى و الأهم في كل العمليات المرافقة للصناعة الغازية. فالغاز الطبيعي (Natural Gas) بالتعريف هو مزيج من مركبات هيدروكربونية بارافينية خفيفة (ألكانات)، يوجد في حالة غازية عند الشروط النظامية من الضغط و درجة الحرارة، و يشمل على نسبة عالية من غاز الميتان  بالإضافة إلى كميات متفاوتة من الإيتان  و البروبان  و البوتان  ومركبات هيدروكربونية أثقل  و يمكن أن يحتوي على كميات ضئيلة من غاز ثنائي أوكسيد الكربون وغاز الآزوت  و غاز كبريت الهيدروجين  ------التركيب الكيميائي النموذجي للغاز الطبيعي. 
يختلف تركيب الغازات الطبيعية عن بعضها البعض اختلافاً ملحوظاً من حقل إلى آخر سواء من جهة عدد العناصر الهيدروكربونية و غير الهيدروكربونية أو من جهة تركيز العناصر الداخلة في تركيبها (كماً و نوعاً) و ذلك نتيجة لتفاوت أعماق توضع الطبقات المنتجة لها و بالتالي نتيجة لاختلاف ظروف و شروط إنتاجها. و بالنتيجة يمكن أن تندرج جميع المركبات الهيدروكربونية التي تتمتع بالصفات التالية في عداد الغازات الطبيعية: • الكثافة • الكثافة النسبية • حدود الانفجار. • حرارة الاشتعال - 
- تصنيف الغازات الطبيعية: 
تصنف العناصر الداخلة في تركيب الغازات الطبيعية تبعاً لحالتها الفيزيائية إلى ما يلي: ---. الميتان و الإيتان و الإتيلين عبارة عن غازات حقيقية في الشروط النظامية.--. البروبان ، البروبيلين ،و الأيزوبوتان، والبوتان النظامي ،و البوتلين عبارة عن أبخرة في الشروط النظامية، كما و عند ارتفاع الضغط توجد بحالة سائلة، وهي تندرج عادة في عداد الغازات الهيدروكربونية المسيلة. --. المركبات الهيدروكربونية الأثقل من البوتان، ابتداء من الأيزوبنتان  حيث  توجد بحالة سائلة في الشروط النظامية وهي تدخل في تركيب قطفات النفط الثقيلة.أما المركبات الهيدروكربونية التي تشمل جزيئتها على (18) ذرة كربون أو أكثر و الواقعة في سلسلة واحدة فتوجد بحالة صلبة في الشروط النظامية. 
- أشكال تواجد الغاز الطبيعي: 
يتواجد الغاز الطبيعي بعدة أشكال: 1. غازات حرة (Non-Associated Gases): و تعرف أحياناً بالغازات غير المرافقة و يطلق عليها غالباً في الصناعة الغازية اسم الغازات الطبيعية وهي عبارة عن مركبات هيدروكربونية، توجد على شكل غازات حرة في الشروط الابتدائية للمكمن الغازي (الضغط الابتدائي، درجة الحرارة الابتدائية) حيث يشكل غاز الميتان النسبة العظمى في تركيب هذا النوع من الغازات  في حين تساهم المركبات الهيدروكربونية  بنسبة ضئيلة جداً في تركيبها، ويمكن لهذا النوع من الغازات أن تحتوي على كميات ضئيلة من غاز ثنائي أوكسيد الكربون  وغاز الآزوت  و غاز كبريت الهيدروجين ، و تقسم الغازات الحرة بدورها إلى نوعين: • جافة (Dry): و تتألف بشكل رئيسي من الميتان مع كميات قليلة من الإيتان. • رطبة (Wet): حيث تحتوي على كميات كبيرة من الفحوم الهيدروجينية الأثقل من الميتان. 
2-. غازات مرافقة (Associated Gases): و يطلق عليها أحياناً غازات القبعة الغازية وهي عبارة عن مركبات هيدروكربونية توجد على شكل غازات حرة في الشروط الابتدائية للمكمن من ضغط وحرارة و تتواجد في المكامن النفطية على شكل قبعة فوق النفط. 3- غازات منحلة (Dissolved Gases): هي عبارة عن مركبات هيدروكربونية غازية منحلة في النفط عند الشروط الابتدائية للمكمن النفطي، إذ تشكل المركبات الهيدروكربونية البارافينية (ميتان - إيتان - بروبان و مركبات أثقل) المكونات الرئيسية لهذا النوع من الغازات، و ينفصل هذا الغاز عن النفط نتيجة لانخفاض الضغط عن ضغط الإشباع عند خروج المزيج (نفط - غاز) إلى سطح الأرض، و يعتمد تركيب هذا الغاز بشكل رئيسي على: • شروط فصل الغاز من النفط. • التركيب الكيميائي للنفط المنتج. 
أنواع الغازات الصناعية و التجارية: تطورت صناعة الغاز الطبيعي في منتصف القرن العشرين تطوراً ملحوظاً و سريعاً في معظم دول العالم الغنية بالمكامن الغازية، و ذلك نتيجة للأسباب و المبررات التالية: • تلبية حاجات الاستهلاك الأعظمي للنمو السكاني المتزايد. • اعتماد الصناعات البتروكيميائية و صناعة الأسمدة و محطات توليد الطاقة الكهربائية في السنوات العشرة الأخيرة على الغاز الطبيعي كمادة أولية. • تطور تقنيات تخزين و توزيع الغاز الطبيعي. • تطور عمليات المعالجة للحصول على الغازات الطبيعية المسالة (LNG) ذات القيمة الهامة اقتصادياً. و بناء على ما سبق يمكن تصنيف العناصر الداخلة في تركيب الغاز الطبيعي من وجهة النظر الصناعية و التجارية، إلى الأنواع التالية: 1. الغازات الخاملة (Inert Gas): و هي بالتعريف الغازات التي لا يمكن أن تتفاعل كيميائياً مع الوسط المحيط، ويشكل عملياً غازي الآزوت و الهليوم أحد أهم الغازات الخاملة الداخلة في تركيب الغازات الطبيعية. 2. الغازات الحامضية (Acid Gas): و أهمها غازي كبريت الهيدروجين و ثنائي أوكسيد الكربون. 3. سوائل الغاز الطبيعي (Natural Gas Liquids): وهي تلك المركبات الهيدروكربونية المنزوعة على السطح إما في الوحدات الحقلية أو في وحدات المعالجة الرئيسية و تشمل: الإيتان، البروبان، البوتان، و الغازولين الطبيعي، ويرمز لها عادة بـ (NGL). 4. الغازات الطبيعية المسالة (Liquefied Natural Gas): و هي بالتعريف المركبات الهيدروكربونية الخفيفة التي يمكن أن تتميع، حيث يشكل غاز الميتان النسبة العظمى فيها، و يرمز له عادة بـ (LNG). 5. الغازات النفطية المسالة (Liquefied Petroleum Gas): و يشكل غازي البروبان و البوتان (الموجودان بشكل منفصل أو على شكل مزيج غازي) النسبة العظمى في تركيبها، حيث تحافظ هذه الغازات على طورها السائل تحت ضغط معين في أوعية مغلقة، و يرمز له عادة بـ (LPG) أو (LP-Gas). 6. الغازولين الطبيعي (Natural Gasoline): وهو مزيج من البنتان ومركبات هيدروكربونية أثقل و التي يمكن انتزاعها من الغاز الطبيعي. 7. المتكاثفات (Condensate): و هي عبارة عن المركبات الهيدروكربونية السائلة المفصولة عن الغازات الطبيعية عند انتقال التيار الغازي من المكمن إلى وحدات الفصل السطحية و ذلك نتيجة لتغيرات شروط الضغط ودرجة الحرارة. - استعمال الغاز الطبيعي: يعتبر الغاز الطبيعي في الوقت الراهن الوقود المثالي (Ideal Fuel) للأسباب التالية: • توفره بكميات كبيرة جداً. • تمتعه بتركيب كيميائي بسيط نسبياً و بطاقة حرارية عالية. • يتطلب عمليات معالجة بسيطة جداً قبل استعماله مقارنة مع الفحم الحجري (Coal) و النفط الخام (Crude Oil). • ذات احتراق سهل وكامل نتيجة لسهولة اتحاده مع الأوكسجين. • ذات احتراق نظيف (لا يعطي عند احتراقه أي رماد) و ذلك لعدم احتواءه على شوارد معدنية
يختلف " الغاز الطبيعى المضغوط ( Compressed Natural Gas ) " عن " الغاز السائل Liquefied Petroleum Gas ) " المعروف اختصاراً بـ ( LPG ) ، و هذا الأخير يحتوى أثقل مكونات " الغاز الطبيعى " : " البروبان " و " البيوتان " اللذان يتم فصلهما من " الغاز الطبيعى " فى صورته السائلة بنسب معينة عند درجة حرارة ( - 40 درجة مئوية ) ، بينما يتم رفع ضغط " الغاز الطبيعى " إلى ضغوط عالية – حوالى 160 بار - ليصبح ما يُعرف بـ " الغاز الطبيعى " المضغوط " الذى يُعرف اختصاراً بـ ( CNG ) ، و يتميز بنقائة مقارنة بأنواع الوقود الحفرى الأخرى مثل " البنزين " و " الكيروسين ( السولار ) " ، و يستخدم أيضاً " " الغاز الطبيعى " المسال ( Liquefied Natural Gas ) كوقود للمركبات المختلفة.

معلومات و حقائق عن الغاز الطبيعي المسال

هناك طلب متزايد على الغاز الطبيعي كوقود حول العالم. وهو وقود نظيف يوجد في مناطق معينة فقط ومنطقة الشرق الأوسط إحدى هذه المناطق. ولكن أكبر المستهلكين للغاز الطبيعي - مثل أوروبا والشرق الأقصى - بعيدين جدا من مناطق الانتاج. ولذلك من المهم اقتصاديا نقل الغاز الطبيعي ومثل الهواء الذي حولنا تماما، فالغاز الطبيعي في حالته الطبيعية يحتل مساحة كبيرة.

ولكن يجب إرساله بكميات كبيرة لكي يكون مجديا اقتصاديا. ويمكن إرساله إلى الزبائن في شكله الطبيعي عبر خطوط الأنابيب ولكن مد خطوط أنابيب إلى الزبائين الذين يبعدون آلاف الكيلومترات من مواقع الإنتاج ليس بالأمر العملي أو الاقتصادي ولكن هناك طريقة أخرى. فإذا تم تبريد الغاز الطبيعي إلى 160 درجة مئوية تحت الصفر فإنه يصبح سائلا وفي شكله السائل فإن حجمه ينقص بمقدار 600 مرة مما يجعل من الممكن تحميل كميات ضخمة من الغاز في ناقلات البترول وشحنه إلى الزبائين حول العالم .
ما هو الغاز الطبيعي؟

عند تبريد الغاز الطبيعي إلى درجة حرارة 160 درجة فهرنهايت تحت الصفر في ضغط جوي فإنه يتكثف في شكل سائل يسمى الغاز الطبيعي المسال ويعرف اختصار في اللغة الإنجليزية بـ (LNG) . فمقدار واحد من هذا السائل يأخذ 600/1 من حجم الغاز الطبيعي في رأس شعلة الموقد. ويزن الغاز الطبيعي المسال أقل من واحد ونصف من حجم الماء وفي الحقيقة يبلغ 45% تقريبا.

ومن خصاص الغاز الطبيعي المسال أنه عديم الرائحة واللون ولا يسبب التآكل وغير سام. وعند تبخيره فإنه يشتعل فقط في درجات تركيز من 5% - 15% عند مزجه بالهواء والغاز الطبيعي المسال أو بخاره لا ينفجران في بيئة مفتوحة.
التركيب:

يتكون الغاز الطبيعي أساسا من غاز الميثان (90% على الأقل من ناحية نموذجية) ولكنه أيضا قد يحتوي على غازات الأيثين والبروبين وغازات ثاني أكسيد الكربون الأثل. وقد توجد أيضا كميات صغيرة من النيتروجين والأوكسجين وثاني أكسيد الكربون ومركبات الكبريت والماء في خطوط أنبيب الغاز الطبيعي ويمكن تصميم عملية لتنقية الغاز الطبيعي المسال إلى ميثان بنسبة 100% تقريبا .
كيفية تخزين الغاز الطبيعي المسال:

تحتوي صهاريج نقل الغاز الطبيعي المسال على بناء ذو جدارين مع عزل فعّال بصورة كبيرة بين الجدران تمتاز صهاريج الناقلات الضخمة بنسبة باعية منخفضة (نسبة الارتفاع إلى العرض) وتصميم اسطواني مع سقف في شكل قبة.

ودرجات الضغط للتخزين في هذه الناقلات منخفضة جدا، أقل من 5 درجات (psig) . يمكن تخزين كميات صغيرة مثل 70.000جالون وأقل في صهاريج أفقية أو رأسية ذات فراغ جوي مضغوط. وقد تكون هذه الصهاريج تحت ضغط في أي مكان أقل من 5 درجات (psig) إلى أكثر من 250 درجة (psig) .

ويجب المحافظة على برودة الغاز الطبيعي المسال (84 درجة فهرنهايت تحت الصفر على الأقل) لكي يبقى سائلا ومستقلا عن الضغط .
كيف تتم المحافظة على برودته؟

إن عملية العزل مهما كانت فعاليتها لا تستطيع بمفردها الحفاظ على درجة برودة الغاز الطبيعي المسال ويحفظ الغاز الطبيعي المسال كـ "مبرد في حالة غليان" وهو سائل بارد للغاية عند نقطة غليانه في الضغط المحفوظ فيه. والغاز الطبيعي المسال المخزن يعد نظيرا للماء المغلي غير أن برودته تزيد بـ 260 درجة مئوية فقط .

إن درجة حرارة الماء المغلي التي تعادل 100 درجة مئوية لا تتغير بالرغم من الحرارة المتزايدة بسبب تبريدها بواسطة عملية التبخير (توليد البخار). وبنفس الطريقة سيبقى غاز الطبيعي المسال في درجة حرارة ثابتة تقريبا فيما إذا تم حفظه في ضغط ثابت. وتسمى هذه الظاهرة بـ "التبريد الذاتي" وتظل درجة الحرارة ثابتة ما دام يسمح لبخار الغاز الطبيعي المسال بمغادرة غلاية الشاي (الخزان).

وإذا لم يتم سحب البخار فإن ذلك سيؤدي إلى رفع درجة الحرارة داخل الوعاء. وحتى عند درجة ضغط 100 (psig) فإن درجة حرارة الغاز الطبيعي المسال ستكون 129 درجة فهرنهايت تحت السفر تقريبا.

تعريف المياة
يرجع اهتمام الإنسان بنوعية الماء الذي يشربه إلى أكثر من خمسة آلاف عام . ونظراللمعرفة المحدودة في تلك العصور بالأمراض ومسبباتها فقد كان الاهتمام محصور في لون المياه وطعمها ورائحتها فقط . وقد استخدمت لهذا الغرض ـوبشكل محدود خلال فترات تاريخية متباعدة ـ بعض عمليات المعالجة مثلالغليان والترشيح والترسيب وإضافة بعض الأملاح ثم شهد القرنان الثامنوالتاسع عشر الميلاديان الكثير من المحاولات الجادة في دول أوربا وروسيا للنهوض بتقنية معالجة المياه حيث أنشئت لأول مرة في التاريخ محطات لمعالجةالمياه على مستوى المدن .
ففي عام 1807م أنشئت محطة لمعالجة المياه في مدينة جلاسكوالأستكلندية ،وتعد هذه المحطة من أوائل المحطات في العالم وكانت تعالجفيها المياه بطريقة الترشيح ثم تنقل إلى المستهلكين عبر شبكة أنابيب خاصة. وعلى الرغم من أن تلك المساهمات تعد تطورا تقنيا في تلك الفترة إلا أنالاهتمام آنذاك كان منصبا على نواحي اللون والطعم والرائحة ، أو ما يسمىبالقابلية ، وكانت المعالجة باستخدام المرشحات الرملية المظهر السائد فيتلك المحطات حتى بداية القرن العشرين . ومع التطور الشامل للعلوم والتقنية منذ بداية هذا القرن واكتشاف العلاقة بين مياه الشرب وبعض الأمراض السائدة فقد حدث تطور سريع في مجال تقنيات المعالجة حيث أضيفت العديد من العمليات التي تهدف بشكل عام إلى الوصول بالمياه إلى درجة عالية من النقاء ، بحيث تكون خالية من العكر وعديمة اللون والطعم والرائحة ومأمونة من النواحي الكيمائية والحيوية .

معالجة المياه .
لقد كان وباء الكوليرا من أوائل الأمراض التي اكتشفتارتباطها الوثيق بتلوث مياه الشرب في المرحلة السابقة لتطور تقنيات معالجةالمياه ، فعلى سبيل المثال أصيب حوالي 17000 شخص من سكان مدينة هامبورجالألمانية بهذا الوباء خلال صيف 1829م أدى إلى وفاة ما لا يقل عن نصف ذلكالعدد . وقد ثبت بما لا يدع مجالا للشك أن المصدر الرئيس للوباء هو تلوثمصدر المياه لتلك المدينة . يعد التطهير باستخدام الكلور من أوائلالعمليات التي استخدمت لمعالجة المياه بعد عملية الترشيح وذلك للقضاء علىبعض الكائنات الدقيقة من بكتريا وفيروسات مما أدى إلى الحد من انتشارالعديد من الأمراض التي تنقلها المياه مثل الكوليرا وحمى التيفويد . وتشملالمعالجة ، ومن هذه العمليات ما يستخدم لإزالة عسر الماء مثل عملياتالتيسير ، أو لإزالة العكر مثل عمليات الترويب .
ونظرا للتقدم الصناعي والتقني الذي يشهد هذا العصر وما تبعه من ازدياد سريع في معدلات استهلاك المياه الطبيعية ،
النقية نوعا ما ، ونظرا لما يحدث من تلوث لبعض تلك المصادرنتيجة المخلفات الصناعية ومياه الصرف الصحي وبعض الحوادث البيئية الأخرىفإن عمليات المعالجة قد بدأت تأخذ مسارا جديدا يختلف في كثير من المعالجة التقليدية . وفي هذه المقالة سنستعرض بإيجاز طرق المعاجلة التقليدية لمياه الشرب إضافة لبعض الاتجاهات الحالية والمستقبلية لتقنيات.

طرق المعالجة التقليدية

تختلف عمليات معالجة مياه الشرب باختلاف مصادر تلك المياهونوعيتها والمواصفات الموضوعة لها . ويجب الإشارة الى أن التغير المستمرلمواصفات المياه يؤدي أيضا في كثير من الأحيان إلى تغير في عملياتالمعالجة . حيث أن المواصفات يتم تحديثها دوما نتيجة التغير المستمر للحدالأعلى لتركيز بعض محتويات المياه وإضافة محتويات جديدة إلى قائمةالموصفات . ويأتي ذلك نتيجة للعديد من العوامل مثل :

• التطور في تقنيات تحليل المياه وتقنيات المعالجة.
• اكتشاف محتويات جديدة لم تكنموجودة في المياه التقليدية أو كانت موجودة ولكن لم يتم الانتباه إلىوجودها أو مدى معرفة خطورتها في السابق.
• اكتشاف بعض المشكلات التي تسببهابعض المحتويات الموجودة أصلا في الماء أو التي نتجت عن بعض عملياتالمعالجة التقليدية . هذا ويمكن تناول عمليات المعالجة التقليديةالمستخدمة للمياه استنادا إلى مصادرها السطحية والجوفية مع التركيز علىالمياه الجوفية نظرا لاعتماد المملكة عليها مقارنة بالمياه السطحية .

معالجة المياه السطحية :
تحتوي المياهالسطحية ( المياه الجارية على السطح ) على نسبة قليلة من الأملاح مقارنةبالمياه الجوفية التي تحتوي على نسب عالية منها ، وهي بذلك بعد مياه يسرة( غير عسرة ) حيث تهدف عمليات معالجتها بصورة عامة إلى إزالة الموادالعالقة التي تسبب ارتفاعا في العكر وتغيرا في اللون والرائحة ، وعليهيمكن القول أن معظم طرق معالجة هذا النوع من المياه اقتصر على عملياتالترسيب والترشيح والتطهير . وتتكون المواد العالقة من مواد عضوية وطينية، كما يحتوي على بعض الكائنات الدقيقة مثل الطحالب والبكتيريا . ونظرالصغر حجم هذه المكونات وكبر مساحتها السطحية مقارنة بوزنها فإنها تبقيمعلقة في الماء ولا تترسب . إضافة إلى ذلك فإن خوصها السطحية والكيميائيةباستخدام عمليات الترويب الطريقة الرئيسية لمعالجة المياه السطحية ، حيثتستخدم بعض المواد الكيمائية لتقوم بإخلال اتزان المواد العالقة وتهيئةالظروف الملائمة لترسيبها وإزالتها من أحواض الترسيب .ويتبع عملية الترسيبعملية ترشيح باستخدام مرشحات رملية لإزالة ما تبقى من الرواسب ، ومنالمكروبات المشهورة كبريتات الألمنيوم وكلوريد الحد يديك ، وهناك بعضالمكروبات المساعدة مثل بعض البوليمرات العضوية والبنتونايت والسليكاالمنشطة. ويمكن أيضا استخدام الكربون المنشط لإزالة العديد من المركباتالعضوية التي تسبب تغيرا في طعم ورائحة المياه . تتبع عمليتي الترسيبوالترشيح عملية التطهير التي تسبق إرسال تلك المياه إلى المستهلك .

معالجة المياه الجوفية:
تعد مياه الآبار من أنقى مصادر المياه الطبيعية التي يعتمدعليها الكثير من سكان العالم . إلا أن بعض مياه الآبار وخصوصا العميقةمنها قد تحتاج ألى عمليات معالجة متقدمة وباهظة التكاليف قد تخرج عن نطاقالمعالجة هي إضافة الكلور لتطهير المياه ثم ضخها الى شبكة التوزيع ، إذتعد عملية التطهير كعملية وحيدة لمعالجة مياه بعض الآبار النقية جدا والتيتفي بجميع مواصفات المياه ، الا أن هذه النوعية من المياه هي الأقل وجودافي الوقت الحاضر ، لذلك فأنه إضافة لعملية التطهير فان غالبية المياهالجوفية تحتاج الى معالجة فيزيائية وكيمائية إما لإزالة بعض الغازاتالذائبة مثل ثاني أكسيد الكربون وكبريتيد الهيدروجين ، أو لإزالة بعضالمعادن مثل الحديد والمغنيز والمعادن المسببة لعسر الماء، وتتم إزالةالغازات الذائبة باستخدام . عملية التهوية والتي تقوم أيضا بإزالة جزء منالحديد والمنغنيز عن طريق الأكسدة ، وقد يكون الغرض من التهوية مجرد كمايحدث لبعض مياه الآبار العميقة التي تكون حرارتها عالية مما يستدعيتبريدها حفاظا على كفاءة عمليات المعالجة الأخرى . أما إزالة معادن الحديدوالمنغنيز فتتم بكفاءة في عمليات الأكسدة الكيمائية باستخدام الكلور أوبرمنجنات البوتاسيوم .
ان الطابع العام لمعالجة المياه الجوفية هو إزالة العسربطريقة الترسيب ، ويتكون عسر الماء بصورة رئيسة من مركبات الكالسيوموالماغنسيوم الذائبة في الماء . ويأتي الاهتمام بعسر الماء نتيجة لتأثيرهالسلبي على فاعلية الصابون ومواد التنظيف الأخرى ، بإضافة الى تكوين بعضالرواسب في الغلايات وأنابيب نقل المياه ، الأمر الذي ساهم في انتشارمحطات معالجة المياه الجوفية في ربوعها المختلفة . وفيما يلي استعراض موجزللعمليات المختلفة المياه الجوفية في هذا النوع من المحطات .
أ ـ التيسير ( إزالة العسر ) بالترسيب
تعني عملية التيسير أو إزالة العسر للمياه ( water softening) إزالة مركبات عنصري الكالسيوم والماغنسيوم المسببة للعسر عنطريق الترسيب الكيمائي . وتتم هذه العملية في محطات المياه بإضافة الجيرالمطفأ ( هيدروكسيد الكالسيوم ) إلى الماء بكميات محدودة حيث تحدث تفاعلاتكيمائية معينة تتشكل عنها رواسب من كربونات الكالسيوم و هيدروكسيدالماغنسيوم . وقد يتم اللجوء في كثير من الأحيان الى إضافة رماد الصودا(كربونات الصوديوم ) مع الجير للتعامل مع بعض صور العسر . وتشمل عمليةالتيسير على حوض صغير الحجم نسبيا تتم فيه إضافة المواد الكيمائية حيثتخلط مع الماء الداخل خلطا سريعا لتوزيعها في الماء بانتظام ، ثم ينقلالماء الى حوض كبير الحجم ليبقي فيه زمنا كافيا لإكمال التفاعلاتالكيمائية وتكوين الرواسب حيث يخلط الماء في هذه الحالة خلطا بطيا يكفيفقط لتجميع والتصادق حبيبات الرواسب وتهيئتها للترسيب في المرحلة التالية ,

ب ـ الترسيب
تعد عملية الترسيب من أوائل العمليات التي استخدامهاالإنسان في معالجة المياه . وتستخدم هذه العملية لإزالة المواد العالقةوالقابلة للترسيب أو لإزالة الرواسب الناتجة عن عمليات المعالجة الكيمائيةمثل التيسير والترويب . وتعتمد المرسبات في أبسط صورها على فعل الجاذبيةحيث تزال الرواسب تحت تأثير وزنها .
تتكون المرسبات غالبا من أحواض خرسانية دائرية أو مستطيلةالشكل تحتوي على مدخل ومخرج للماه يتم تصميميها بطريقة ملائمة لإزالة أكبركمية ممكنة من الرواسب ، حيث تؤخذ في الاعتبار الخواص الهيدروليكية لحركةالماء داخل الخوض . ومن الملامح الرئيسة لحوض الترسيب احتوائه على نظاملجمع الرواسب ( الحمأة ) وجرفها إلى بيارة في قاع الحوض حيث يتم سحبهاوالتخلص منها بواسطة مضخات خاصة . . ويمكن دمج عمليات إضافة الموادالكيمائية والخلط البطيء والترسيب في حوض واحد يسمى مرسب الدفق العلوي
ج ـ الموازنة ( إعادة الكربنة ):
نظرا لأن المياه الناتجة هن عملية التيسير تكون في الغالب مشبعة برواسب كربونات الكالسيوم ، وحيث أن جزءا من هذه الرواسب يتبقى فيالماء بعد مروره بأحواض الترسيب فإنه من المحتمل أن يترسب بعضها علىالمرشحات أو في شبكات التوزيع مما يؤدي إلى انسداد أو الحد من كفاءةالمرشحات الشبكات . لذلك فإن عملية التيسير لضمان عدم حدوث تلك الأضرار .ومن عمليات الموازنة الأكثر استخداما في التطبيق التقليدية هي إضافة غازثاني أكسيد الكربون بكميات محددة بهدف تحويل ما تبقى من كربونات الكالسيومالى صورة البيكربونات الذائبة .
د ـ الترشيح :
هو العملية التي يتم فيها إزالة المواد العالقة ( العكارة) . وذلك بإمرار الماء خلال وسط مسامي مثل الرمل وهذه العملية تحدث بصورهطبيعية في طبقات الأرض عندما تتسرب مياه الأنهار الى باطن
الأرض . لذلك تكون نسبة العكر قليلة جدا أو معدومة فيالمياه الجوفية مقارنة بالمياه السطحية ( الأنهار والبحيرات وأحواض تجميع مياه الأمطار ) التي تحتوي على نسب عالية من العكر .
تستخدم عملية الترشيح أيضا في إزالة الرواسب المتبقية بعد عمليات الترسيب في عمليات المعالجة الكيمائية مثل الترسيب والترويب .
تعد إزالة المواد العالقة من مياه الشرب ضرورية لحمايةالصحة العامة من ناحية ولمنع حدوث مشاكل تشغيلية في شبكة التوزيع منالناحية الأخرى . فقد تعمل هذه المواد على حماية الأحياء الدقيقة من أثرالمادة المطهرة ، كما أنها قد تتفاعل كيمائيا مع المادة المطهرة كما أنهاقد تتفاعل كيمائيا مع المادة المطهرة مما يقلل من نسبة فاعليتها على الأحياء الدقيقة ، وقد تترسب المواد العالقة في بعض أجزاء شبكة التوزيع مما قد يتسبب في نمو البكتريا وتغير رائحة المياه وطعمها ولونها.تتم عمليةالترشيح داخل المرشح الذي يتكون من ثلاث أجزاء رئيسة وهي : صندوق المرشحوالتصريف السفلي ووسط الترشيح ، يمثل صندوق المرشح البناء الذي يحوي وسط الترشيح ونظام التصريف السفلي ، ويبني صندوق المرشح في العادة من الخرسانةالمسلحة ، كما توجد في قاعة ـ الذي يتكون من أنابيب وقنوات مثقبة ـ طبقةمن الحصى المدرج لمنع خروج حبيبات الرمل من خلال الثقوب . والغرض من نظامالتصريف السفلي تجميع المياه المرشحة وتوزيع مياه الغسيل عند إجراء عمليةالغسيل للمرشح . أما وسط الترشيح فهو عبارة عن طبقة من رمل السيليكون ،وحديثا أمكن الاستفادة من الفحم المجروش ورمل الجارنت . عند مرور المياهخلال وسط الترشيح تلتصق المواد العالقة في بجدران حبيبات الوسط ، ومعاستمرار عملية الترشيح تضيق فجوات الوسط للمياه بحيث يصبح المرشح قليلالكفاءة وعند ذلك يجب إيقاف عملية الترشيح وغسل المرشح لتنظيف الفجوات منالرواسب يتم في عملية الغسيل ضخ ماء نظيف بضغط عال من أسفل المرشح عبرنظام التصريف السفلي ينتج عنه تمدد الوسط وتحرك الحبيبات واصطدم بعضها معالبعض ، وبذلك يتم تنظيفها مما علق بها من رواسب . وتندفع هذه الرواسب معمياه الغسيل التي تتجمع في قنوات خاصة موضوعة في أعلى صندوق المرشح ،وتنقل الى المكان الذي يتم فية معالجة مخلفات المحطة وتستمر عملية الغسيلهذه لفترة قصيرة من الزمن (5 –10 دقائق) بعدها يكون المرشح جاهزا للعمل .

هـ التطهير :
هو العملية المستخدمة لقتل الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض (الجراثيم )، وتتم هذه العملية باستخدام الحرارة ( التسخين ) أوالأشعة فوق البنفسجية أو المواد الكيميائية مثل البروم أو اليود أوالأوزون أو الكلور بتركيزات لا تضر بالإنسان أو الحيوان . وتعد طريقة التسخين الى درجة الغليان أولى الطرق المستخدمة في التطهير ولاتزال أفضلها في حمالات الطوارئ عندما تكون كمية المياه قليلة ، لكنها عير مناسبة عندما تكون كمية المياه كبيره كما في محطات المعالجة نظرا لارتفاع تكلفتها . أمااستخدام الأشعة فوق البنفسجية والمعالجة بالبروم واليود فتعد طرقا مكلفة .هذا وقد انتشر استخدام الأوزون والكلور في تطهير مياه الشرب ، حيث راج استخدام الأوزون في أوربا والكلور في أمريكا . وفي الآونة الأخيرة اتجهت كثير من المحطات في الولايات المتحدة الأمريكية الى استخدام الأوزون بالرغم من عدم ثباته كيمائيا وارتفاع تكلفته مقارنة بالكلور، وذلك لظهوربعض الآثار السلبية الصحية لاستخدام الكلور ( الكلورة ) في تطهير مياه الشرب يتفاعل الكلور مع الماء مكونا حامض الهيبوكلوروز وأيوناتالهيبوكلورايت ثم يتفاعل جزء من حامض الهيبوكلوروز مع الأمونيا الموجودةفي الماء مكونا أمنيات الكلور ( الكلور المتحد المتبقي) ويطلق على ما تبقىمن حامض الهيبوكلوروز وأيونات الهيبوكلورايت الكلور الحر المتبقي وهذهالمركبات ( الكلور الحر والكلور المتحد )هي التي تقوم بتطهير الماء وقتلالجراثيم الموجودة به ، ولذلك تلجا كثير من محطات المعالجة الى إضافةالكلور بنسب تكفي للحصول على كلور حر متبقي يضمن تطهير الماء الخارج منالمحطة بكفاءة عالية ، بل في الغالب تكون كمية الكلور المضاف كافية لتأمين كمية محدود من الكلور الحر المتقي في شبكة توزيع المياه ، وذلك لتطهيرالمياه من أي كائنات دقيقة قد تدخل في الشبكة .

و ـ معالجة المخلفات:
تمثل الحماة المترسبة في أحواض الترسيب ومياه الغسيل الناتجة عن غسل المرشحات المصدرين الرئيسين للمخلفات في محطات معالجة المياه . وتحتاج هذه المخلفات إلى معالجة لتسهيل عملية التخلص منهاولحماية البيئة من التلوث الناتج عنها . ويتم ذلك بضخ مياه الغسيل الى حوض للتر ويق ، حيث تضاف إليها مادة كيمائية مناسبة مثل البوليمر لتساعد علىترسيب المواد العالقة في مياه الغسيل ، ثم تعاد المياه الناتجة عن هذهالعملية إلى بداية خط المعالجة في المحطة . آما الحمأة الناتجة من أحواضالترسيب والمواد المترسبة في حوض الترويق فيتم إرسالها إلى حوض للتثخين حيث يتم تثخينها بإضافة البوليمة الناسب ، وتعاد المياه الناتجة عن هذه العملية إلى مدخل المياه في المحطة ، وبعد ذلك تتعرض الحمأة المثخنة إلى عملية نزع المياه منها بطرق ميكانيكية ( الطرد المركزي أو الترشيحالميكانيكي ) يتم في النهاية الحصول على مواد صلبة تحتوي على كميات قليلةمن المياه يمكن التخلص منها بوضعها في أحواض للتجفيف أو دفنها في باطنالأرض ، كما يمكن استخلاص بعض المواد الكيمائية من هذه المخالفات ليعاداستخدامها في عمليات المعالجة .

تحديات جديدة
وشهدت الآونة الأخيرة تغيرات جذرية في تقنيات المعالجةترجع في كثير من الأحوال الى النقص الشديد الذي تعانية كثير من دول العالمفي المياه الصالحة للشرب أو نتيجة لتلوث مصادر المياه كما هو الحال فيأكثر الدول الصناعية . وقد أدت هذه العوامل إلى البحث عن مصادر جديده غيرالمصادر التقليدية والتي تحتاج بطبيعة الحال إلى تقنيات معالجة متقدمة بالإضافة إلى المعالجة التقليدية . ولذلك لجأت كثير من الدول ال تحليةمياه البحر وإلى تحلية بعض مصادر المياه الجوفية المالحة ، وفي سبيل ذلكيتم استخدام تقنيات باهظة التكاليف مثل عمليات التقطير الومضي وعملياتالتناضح العكسي ، بالإضافة إلى العديد من العمليات الأخرى للتحلية . وقدأدى تلوث مصادر المياه في بعض أنحاء العالم إلى الشروع في استخدام تقنياتمتقدمة ومكلفة مثل استخدام الكربون المنشط وعمليات الطرد بالتهوية فيإزالة الكثير من الملوثات العضوية مثل الهيدروكربونات وبعض المبيداتوالمركبات العضوية الهالوجينية . ومن مظاهر التلوث الطبيعي وجود عناصرمشعة مثل اليورانيوم والراديوم والرادون في بعض مصادر المياه . وتتركزالأبحاث الحديثة حول إزالة هذه العناصر باستخدام عمليات الامتصاص ( استخدمالكربون المنشط والسيليكا ) وعمليات التناضح العكسي مع تحسين الأداءللعمليات التقليدية مثل التيسير والترويب .
ومن الاتجاهات الحديثة في عمليات المعالجة التوجه نحواستخدام بدائل لتطهير المياه غير الكلور نظرا لتفاعله مع بعض الموادالعضوية الموجودة في المياه ـ خاصة المياه السطحية ـ وتكوين بعض المركباتالعضوية التي يعتقد بأن لها أثرا كبيرا على الصحة العامة .
وتعد المركبات الميثانية ثلاثية الهالوجين ، مثلالكلوروفورم ، في مقدمة نواتج الكلورة التي لاقت اهتمام كبيرا في هذاالصدد ، إلا أن الحماس لاستخدام بدائل الكلور ما لبث أن تباطأ في الآونةألاخيرة نتيجة لاكتشاف أن هذه البدائل ينتج عن الأوزون مركبات مثلالفورمالدهايد والاسيتالدهايد ، وعن الكلورامين ينتج كلوريد السيانوجين ،وعن ثاني أكسيد الكلور ينتج الكلورايت والكلوريت.
تلاقي المعالجة الحيوية باستخدام الكائنات الدقيقة اهتمام بالغا في العصر الحاضر بعد أن كانت وقفا على معالجة مياه الصرف لسنوات
طويلة ، حيث أثبتت الأبحاث فاعلية المعالجة الحيوية فيإزالة الكثير من المركبات العضوية والنشادر والنترات والحديد والمنغنيز ،إلا أن تطبيقاتها الحالية لا تزال محدودة ومقتصرة في كثير من الأحوال علىالنواحي التجريبية والبحثية . وختاما نشير الى أن ادخال التقنيات الحديثة على محطات المعالجة التقليدية قد تستوجب تغييرات جذرية في المحطات القائمةوفي طرق التصميم للمحطات المستقبلية ويعني ذلك ارتفاعا حادا في تكلفةمعالجة المياه ، ويمكن تفادي ذلك أو الإقلال من أثره بوضع برامج مدرسةللترشيد في إستخدام المياه والمحافظة على مصادرها من التلوث

 

عسر مياه الغلايات ومعالجتها

* تعريف عسر المياه: هي المياه التي تحتوي على كميات من أملاح الكالسيوم أو الماغنسيوم أو كليهما معا.

* أنواع عسر المياه:
1- العسر المؤقت (عسر الكربونات.
2- العسر الدائم.

* العسر المؤقت:
ويحدد بمحتويات المياه من كربونات وبيكربونات الكالسيوم أو الماغنسيوم وهذه الأملاح يقل ذوبانها بارتفاع درجة الحرارة حيث تتحلل وتنفصل عن الماء عند درجة حرارة أقل من 82 Oم على شكل ريم أو فقاقيع تترسب دائما على أسطح التبخير. وقد تتحلل هذه الأملاح بالحرارة فتنتج غاز ثاني أكسيد الكربون الذي قد يهاجم أسطح التسخين داخل الغلاية ويسبب التآكلات (Chemical Corrosion).

* العسر الدائم:
يحدد بمحتويات المياه من كبريتات – كلوريدات – سيليكات وجميع المركبات الأخرى للكالسيوم والماغنسيوم. وهذه الأملاح لا تتحلل أثناء عملة التسخين أو الغليان أ, التبخير ولكن ذوبانها يقل إلى درجة كبيرة بارتفاع درجة الحرارة إلى أن تنفصل مكونة رواسب صلبة على أسطح التسخين.

* معالجة عسر المياه بطرق الترسيب:
تتلخص نظرية هذه الطرق في إضافة مواد كيميائية تسمى مفاعلات الترسيب إلى المياه المطلوب معالجتها فتتحد بأملاح العسر وتكون مركبات غير قابلة للذوبان في الماء عند درجات الحرارة العادية حيث ترسب إلى قاع المرسب ثم تزال خلال عملية التصريف أو التفوير.

* المواد المستخدمة كمفاعلات للترسيب:
1. الجير الحي (CaO) أو الجير المطفأ Ca(OH)2
2. الصودا الكاوية Na OH
3. كربونات الصوديوم Na2 CO3

وهذه المواد تستعمل منفصلة أو متجمعة والغرض من استعمالها هو ترسيب كربونات الكلسيوم وأيدروكسيد الماغنسيوم.
وتنقسم طرق معالجة أملاح العسر بالترسيب حسب نوعية المواد الكيميائية المستخدمة فيها إلى الطرق التالية:-
1- طريقة الجير الحي + كربونات الصوديوم.
2- طريقة أيدروكسيد الصوديوم + كربونات الصوديوم.
3- طريقة الجير + أيدروكسيد الصوديوم.
4-  طريقة الجير + كلوريد الصوديوم.
5- طريقة أيدروكسيد الصوديوم.
6- طريقة المعالجة بمركبات الفوسفات.
7- طريقة معادلة القلوية الحرة في الماء.

* طريقة الجير وكربونات الصوديوم:
تستخدم طريقة معالجة المياه بالجير وكربونات الصوديوم عادة في مياه الأنهار أو الآبار للتخلص من أملاح العسر. وتتم المعالجة بهذه الطريقة في حوض الترسيب أو المروقات ويفضل ترشيح المياه بعد عملية الترسيب خلال مرشحات رملية ويصل العسر المتبقي إلى 0.25 – 0.35 مجم مكافئ/كجم والقلوية الكلية إلى 1 – 1.5 مجم مكافئ/كجم وتنخفض السيليكا بنسبة 50% تقريبا
وتعتبر هذه الطريقة عملية جدا للتخلص من أملاح السيليكون الذائبة والغروية حيث يصبح من اللازم استخلاص هذه الأملاح عند استخدام هذه المياه في غلايات الضغط المنخفض.

* طريقة كربونات الصوديوم وأيدروكسيد الصوديوم:
تتم المعالجة بهذه الطريقة بنفس ظروف التشغيل عند استعمال طريقة الجير وكربونات الصوديوم ولا تستخدم هذه الطريقة للمياه القلوية.
* طريقة الجير وأيدروكسيد الصوديوم:
يتم في هذه العملية التخلص من عسر الكربونات وجزء بسيط من العسر الدائم فهي تستخدم فقط لتقليل كمية أملاح العسر وليس للتخلص منها تماما.
* طريقة الجير وكلوريد الصوديوم:
تستخدم هذه الطريقة لتيسير المياه التي تحتوي على قلوية أكبر من العسر الكلي بمقدار 1.5 إلى 2 مجم مكافئ/كجم حيث يساعد استعمال الجير على خفض عسر الكربونات بالمياه الأولية من 0.7 إلى 1 مجم مكافئ/كجم.
نتيجة لهذه التفاعلات ترتفع قلوية الماء المعالج ويمكن معادلتها بإضافة كلوريد الكالسيوم Cacl2 أو كبريتات الكالسيوم Ca SO4 كما يلي:


* طريقة أيدروكسيد الصوديوم:
يشترط لاستخدام هذه الطريقة في معالجة المياه العسرة أن يتساوي طرفا المعادلة التالية بالنسبة للمياه الأولية المراد معالجتها:
CO2 + عسر الكربونات = القلوية الكلية للمياه المنتجة +Q + Ca++
حيث Q هي كمية المادة المروقة محسوبة بالمجم مكافئ/كجم.

* المعالجة بمركبات الفوسفات (ثالث فوسفات الصوديوم:
تستعمل هذه الطريقة لمعالجة العسر المتبقي من إحدى الطرق السابقة أو الهارب منها وتستخدم في الغلايات ذات الضغط المنخفض:
* معادلة القلوية الحرة في المياه:
بجانب الطرق السابقة لمعالجة المياه بالترسيب تستخدم طريقة التعادل الجزئي (التحميض) للقلوية الحرة للمياه الميسرة باستخدام حامض الكبريتيك أو حامض الهيدروكلوريك وذلك لمنع التأثيرات الناتجة عن زيادة قلوية المياه في الغلايات.
وتعتبر عمليات معالجة المياه بطرق الترسيب عمليات معالجة ابتدائية، ويمكن استخدام المياه الناتجة بعدها للشرب وذلك بعد تعقيمها أو تغذية غلايات الضغط المنخفض فقط، ولا تكفي هذه العمليات السابقة لغلايات الضغط العالي.

التآكل في المراجل وملحقتها

للاستفادة من الموضوع أعلاه سوف نتطرق بشكل موجز الى أنواع المراجل وفق التصنيف التالي
-1 الاستعمال , مراجل بخارية((انتاج بخار)
2- مسارات نواتج الاشتعال يوجد صنفين
أ- أنابيب نارية fire tube boilers
وهي إمرار نواتج الاحتراق داخل الأنابيب وسط الوعاء drum مملوءة بالماء
ب- أنابيب مائية water tube boilers
وهي بالعموم المعدلات reformer تتكون من طبقات من الأنابيب والحجر المحتوية على هذه الأنابيب حيث يتعرض القسم الداخلي للأنابيب الى بخار ماء ومنه المحمص superheated steam وكذلك بخار ماء رطب wet steam ولبعض هذه المراجل الموفرات وهي economizer تسخن الماء ابتدآ بواسطة فضلات الاحتراق
ج- المراجل المستقيمة once through boilers حيث يسخن الماء المغذي من الخارج
2- التصنيف بواسطة التصنيع
ا- المراجل الملحومة welded boilers
ب- المراجل المثبتة بواسطة الربيت riveted
التصنيف بالاستخدام
ا- مائية, ماء برجة حرارة عالية وضغط عالي من النوع الناري
ب- بخارية, للحصول على ماء بدرجة حرارة وضغط معين
ج- مراجل القاطرات وهي ذات أنابيب نارية عمودية سعتها 5-20 طن بالساعة
-  السبائك المستخدمة في صناعة المراجل
اغلب المراجل وملحقاتها تعمل بضغط وحرارة تجعل الفولاذ القليل الكربون العادي صالحا لان يكون مادة أساسية في تصنيعها
اما أنابيب التحميص تتكون من سبائك الفولاذ الحاوية 1/2% من الموليديوم مع او بدون الكروم 1%
في الدرجات الحرارة العالية مولبيديوم 1% وكروم 2-3% معتمد على درجة حرارة البخار المحمص التي تقل في بعض الأحيان الى 550 درجة مئوية فيستعمل الفولاذ الذي لا يصدا من نوع 18-8 في بعض الأحيان

استعمال المكثفات
تستخدم المكثفات لتحويل البخار الى ماء بعد معاملته باستخدام الهواء او الماء للتبريد والأخير أكثر استعمالا وعادة يحتوي على كميات مؤثرة من الأملاح وخاصة الكلوريدات ويستخدم الماء المكثف لتغذية المراجل ويمكن ان تصل الى النسبة الى 100% وتقدر كفاءة المعمل بهذة النسبة
ويمكن استعمال الحديد الكربوني العادي والنحاس في تصنيع المبادلات او المكثفات
التآكل
يحدث التآكل في المراجل بواسطة الماء وبخار الماء وكذلك الوقود والظروف الخارجية
1- التآكل بواسطة الوقود
عدة انواع من الوقود تستعمل في بدأ العمل لتوليد نواتج التي تمر على الأنابيب من الداخل او الخارج بواسطة التبادل الحراري بين الوسطين حيث يكتسب حرارتها بواسطة التوصيل والحمل او الإشعاع
تستخدم بعض المصانع الوقود الصلبة كالفحم ولسبب احتواءها للكبريت والكلوريد يحدث هنا تأكل بواسطة اكاسيد هذه العناصر يسمى التآكل التكافيء SOULTION CORROSION عندما تكون درجة الحرارة باقل من درجه الندى للحوامض المتكونة هي اما حامض الكبريتيك او الهيدروكلوريك ويكون التآكل اشد وأكثر عندما تكون درجة الحرارة اقل من درجة الندى للماء
اما الحرارة العالية تكون اكاسيد الكبريت عاملا في تكون قشرة مكونة من اكاسيد الحديد وكبريتاته
اما عنصر الفنديوم الموجود مع بعض أنواع الوقود دورا فعالا في عطب الأنابيب بسبب تكون الرماد ASH الحاوية مركبات هذه العناصر يحدث تأكل سريع يؤدي الى تلف الأنابيب والسبب تكون اكاسيد الفنديوم V2O5 وهو اوكسيد متطاير ويكون مركبات مع الحدي وهي نواتج التأكسد في درجات حرارة عالية بالاضافه الى انه يعمل كعامل مساعد لتحويل ثاني اوكسيد الكبريت الى ثالث اوكسيد الكبريت مسبب تأكل الحديد على شكل كبريتات
مفعول الفنديوم يكون شديد في حال وجود كبريتات وكلوردات الصوديوم
تترسب المركبات مع الرماد على انابيب التحميص وكذلك التوربينات الغازية تتعرض الى نفس المشاكل للانابيب
كبريتات الصوديوم تساعد على تكوين كبريتيد المعدن والذي يكون مواد ذات درجه انصهار واطئه مع المعدن بسبب تأكله
بالنسبة إلى اكاسيد الكبريت يمكن القول فيمكن القول بان تأثيرها يكون شديدا جدا في درجات الحرارة الواطئة والعالية جدا.
اما في الدرجات الحرارة المعتدلة فيمك اعتبارها معدوما اون ان الطبقات المتكونه على المعدن في هذه الدرجات تكون واقية PASSIVE
ان وسائل الحماية او الحماية والوقاية المستخدمة للتقليل من حدة التاكل الذي يحدث بسبب مكونات او نواتج الاشتعال وهي
- عدم السماح لظواهر التكاثف لنواتج الاشتعال
-  استعمال وقود حاوية على نسب قليلة من الكبريت والكلوريد
- استعمال وقود حاوية على اقل كمية من عنصر الفنديوم والمولبيديوم
- استعمال مثبطات التاكل
- اختيار سبائك متكونة من عنصر الكروم وحسب الحاجة التصميمية للمرجل
2- التآكل بواسطة الماء
التآكل بالماء اخذ ما اخذ من بحوث ووقت ولحد هذه ألحظة مستمرون العلماء بدراسة الوقاية والأسباب
حتى ندخل لهذا الموضوع لابد من مقدمة للاستفادة
- ان سبب التآكل ألمحلولي solution corrosion هو من جراء تكوين الخلايا ألمجهريه الكهربائية والمتكونة من قطبين سالب وموجب وبسبب فرق الجهد تأين المعدن بالمحلول
ففي القطب الموجب oxidation
بمعنى ان الأقطاب الموجبة تجهز الالكترونات
القطب السالب يكون التفاعل اختزاليا
فتكون الأقطاب السالبة مستهلكة لالكترونات
 - يتحرر غاز الهيدروجين عندما تكون المحاليل حمضية قوية ويترسب او يتكون الهيروكسيد( (OH
 -ان وجود غاز ثاني اوكسيد الكربون والأوكسجين بصورة ذائبة في الماء هما سبب التآكل بواسطة الماء او البخار
 -يوجد نوع من التآكل يدعى (CREVICE CORROSSION ) يحدث بسبب وجود ثقوب او حفر او قشور على سطح المعدن فيحدث تاكل سريع فيها هذه المناطق لوجود محاليل حمضية في حالة ركود (STAGNEMTN CONDITION ) بعد ينفذ الأوكسجين المذاب فيها
ان الترسبات الطينية والرملية العالقة في الماء يسبب هذا النوع من التآكل عندما تترسب على سطح جدران المعدن
@ يكون التآكل شديد في بعض المناطق بصورة مبعثرة منتظمة او غير منتظمة وعلى شكل حفر(PITS) وهذا النوع من التآكل اخطر الأنواع في حال وجود الماء الحاوي على أوكسجين مذاب فتكون نقاط بنيه اللون وهي عبارة عن اكاسيد وهايدروكسيدات الحديد حيث يكون الماء فيه حاوي على الكولريدات والاوكسجين المذاب عندما تكون قيمة ال (PH ) متعادلة او قاعدية مسببه ترسب هيدروكسيد الحديد البني

للحد من هذه الأنواع من التآكل
 -يجب اختيار معادن مزدوجة غير مصحوبة بفرق جهد عالي كالنحاس والحديد
- عدم السماع بفرق الجهد الناتج من وجود قطب موجب صغير المساحة وقطب سالب كبير المساحة
- العزل الكهربائي للمعادن الغير متشابهه
- الطلاء والتغليف
- استعمال موانع التاكل
- عدم استعمال وصلات ربط مبسمرة ومسننه
- اضافة السمك الاضافي على التصميم
استعمال معدن ثالث موجبا لكلا المعدنيين الأصليين
أنواع التآكل المتوقعة في المراجل وملحقاتها
1- التآكل المتنقر pitting corrosion
2-  التآكل القشري Crevice corrosion
3- التآكل الغير منتظم  Grooving corrosion
 -4التآكل المصحوب بطبقات  Scaling corrosion
سبب وجود التآكل الرئيسي هو وجود عنصر الأوكسجين المذاب بالماء وايونات الكلوريدات والكبريتات والكربونات أيضا حيث يجب معاملتها قبل تغذية المرجل وألا فان مشكلة التآكل تكون شديدة للخزانات او المستودعات المغذية للمرجل
وهناك إجراءات وقائية تتخذ لتقليل هذه الأنواع من التآكل في المعدات والمستودعات المغذية للمرجل
- استعمال قاعدة السمك الإضافي 3-6 ملم
- التبطين بمادة المطاط
- التبطين او استعمال مادة الفايبركلاس
ويجب عدم اهمال مناطق اللحام او ضبط مادة التبطين من التلف الموضعي بصورة دقيقة لأنها اشد المناطق عرضة للتآكل
- استخدام الخزانات الملحومة بدلا من المربتة((المبسمرة))
 - الصيانة الوقائية المستمرة والمعالجات الآنية
تعامل المياه
يعامل الماء بطرق ميكانيكية وكيماوية قبل دخول المرجل لتحقيق التالي
- منع الترسبات على الأوعية والأنابيب حيث تراكم الترسبات تسبب عدم التبادل الحراري الجيد ويسبب إجهاد على مناطق ضيقة على المعادن وزيادة درجة حرارة الأنابيب واحتراقها overheating and burning بالتالي الى انفجارا
- التقليل من حده التآكل في المراجل للحصول على مياه خالية من العسرة والأوكسجين المذاب
هناك عدة طرق لإزالة العسرة
ا- إزالة العسرة بالطرق المختلفة ومنها softening treatment بكل أنواعها
ب- تحويل الرواسب إلى فضلات بشكل أطيان (sludge) عالقا مع البخار ويمكن التخلص منه بواسطة التصريف (blow down )
وساترك معاملة المياه لتغذية المرجل كونها طويلة وموضوع كبير لوحدة
التآكل بواسطة تسخين المياة
يسخن الماء المغذي للمراجل بعد العمليات لا يزال الماء يحتوي على كميات قليلة من الأوكسجين المذاب وغاز ثاني وكسيد الكربون فيجب في هذه الحالة اختيار مواد مقاومة للتآكل بالنسبة للأجهزة التي تمر بها هذه المياه وخاصة أجهزة أزاله الهواء ويفضل تبطينه بمادة المونيل monel daded او الفيبركلاس
من الناحية النظرية فان ناتج التآكل هو هيدروكسيد الحديدوز الذي يتحول الى وكسيد الحديد المغناطيسي ويتوقف التفاعل بعد انتهاء الأوكسجين المذاب في المياه والعكس صحيح
هيدروكسيد الحديدوز قابل للذوبان بالماء ويزداد بزيادة درجة الحرارة
ففي القطب الموجب يحدث
ويتحرر الهيدروجين كغاز
لقد وجدت السطوح المعدنية كالبلاتين والنحاس تعمل كعوامل مساعده لهذه التفاعلات
يمكن تلخيص المعادلات كالتالي
ففي القطب الموجب
القطب السالب
في حالة عدم وجود الأوكسجين المذاب في الماء يتغطى المعدن بفيلم واقي من اوكسيد الحديد المغناطيسي إلا أن وجود الأوكسجين مذابا في الماء يساعد على تكوين هيروكسيد الحديدوز القابل للذوبان في الماء وزيادة سمك الطبقة او الفلم الواقي من اوكسيد الحديد المغناطيسي

تأثير الانكسارات في القشرة
تتكون على سطح المعدن في المراجل التي تعمل في درجات حرارة منخفضة بسبب قشرة داخلية او فليما من اوكسيد الحديد المغناطيسي ذات سمكا خفيفا
اما المراجل التي تعمل في درجات حرارة عالية يزداد سمك الطبقة بازدياد الحرارة وبالتالي تتولد في الفيلم او الطبقة جهود داخلية اذا ما وصلت الى حد معين حدثت فيه انكسارات مؤدية الى تعرض السطوح في مناطق الانكسارات الى تأكل شديد جدا بسبب تكون خلية كهربائية نشطة تتصف بالقطب الموجب الصغير والسالب الكبير وتباين فرق الجهد بينهما حيث يتسبب الى معدلات سريعة للتآكل في هذه المناطق وهنا من الخطورة ان يتعرض المرجل الى التبريد المفاجئ لأنة يسبب الى شقوق سريعة وغير متوقفة ومن الجدير بالذكر هناك تعرية تحصل لبعض إجراء المرجل بسبب حمل البخار الى المواد الصلبة وخصوصا الرمل حيث تعمل هذه الظاهرة كما في مبدأ العصف بالرمل للمعادن

التآكل الهايروجيني
عندما تكون كميات الأوكسجين المذاب في الماء عالية وفي الظروف المشجعة للتفاعلات وهي
يتكون لدينا الهيدروجين الذري ((الهيروجين الطري))الذي وفي حالة وجود عيوب في صفيح المعدن الفولاذي الذي استخدم لتصنيع المرجل ينفذ الأخير الذي في داخل التركيب البلوري للفولاذ ويتحد مكونا جزيئات الهيدروجين داخل هذه العيوب مولدا فقاعات تعرف ب(hydrogen blisters ) كما ويمكن ان تتحد بذرات الهيدروجين مع الكربون في الفولاذ مكونا الميثان (CH4 ) مع فقدان قوة الحديد كما يكتسب في هذه الظروف خاصية فقدان المرونة HYDROGEN EMBRITTLEMENT فتحدث تشققات في جدران البلورات للمعدن ويتعرض المرجل للانفجار لعدم تحمل الضغوط بسبب الهشاشة للمعدن
وقد وجد ان الفولاذ الذي يحتوي على شوائب مثل كبريتيد المغنسيوم اكثر عرضة للتآكل الهيدروجيني من الفولاذ العادي وكذلك الفولاذ الذي يحتوي على LAMINATION ولهذا يجب التأكد من كون الصفيح الذي يصنع منه المرجل فولاذ نظيف وفق الستاندرات العالمية وعلية يجب إجراء الفحوصات في مراحل التصنيع وباستعمال ULTRASONIC METHEDS
التآكل الهيدروجيني يعتمد على الفرق بين تركيز الهيدروجين بالماء او البخار وتركيز الهيدروجين بالقرب من سطح المعدن ويزداد بازدياد كمية الأوكسجين المذاب في الماء كما ان الهيدروجين المتحرر يهرب مع البخار ولهذا سيكون مفعول الهيدروجين شديدا في المرجل في حالة توقف المرجل ولهذا يوصى بمليء المراجل بماء مع مثبطات التآكل في حالة التوقف مثل كبريتيت الصوديوم لإزالة الأوكسجين المذاب بالماء
لمنع ظاهرة التآكل
لمنع ظاهره التآكل في المرجل هي استعمال ماء يحتوى عل اقل كمية من الأوكسجين مع جعل قيمة الأس الهيدروجيني ذات قيم قاعدية قليله حيث من الصعب التخلص من الأوكسجين نهائيا هناك سماحات للقيم ومنها
الضغوط لحد 450 با/انج مربع هي 0,05 سم مكعب/لتر
اعلى من هذا هي 0,02 سم مكعب/ لتر
في جال عدم نجاح الطرق الميكانيكية كاستعمال طار الغازات نضطر الى الإضافات الكيمائية مثل كبريتيت الصوديوم او الهيدرازين او غيرها وكذلك هيدروكسيد الصوديوم مع مراعاة النسب المضافة خصوصا للأخير لانه قد يسبب هشاشة الكوستك CAUTIC EMBERITTLMENT
ويفضل إضافة فوسفات الصوديوم مع الكوستك وأفضل قيمة هي مابين 8,4-10
كما ان هناك إضافة لمواد عضوية مثل الأمين والتافين لإزالة الأوكسجين او تعادل تأثير CO2 او لتكوين طبقة واقية رقيقة على سطح المعدن
كما ان بعض الإضافات لها مردود عكسي مثل خطورة تاكل النحاس في حال استعمل الهيدرازين بسبب تحرر الامونيا التي تؤدي الى تأكل سبائك النحاس فهنا يجب ان نستعين بمواد غير عضوية للاظافة
فقدان المرونة او الهشاشة CAUSTIC EMBRITTLEMENT
مفعول الكوستك (هيروكسيد الصوديوم) على الفولاذ العادي وفي درجات الحرارة العادية يكون تقريبا معدوم إلا أن بزيادة درجات الحرارة يتفاعل مع الحديد مكونا مركبات فيرونات الصوديوم Na2Feo2 or Na2o.Feo ووفيريتان الصوديوم NaFeo2 or NaoFeO3 محرره غاز الهيدروجين الذي يعمل على فقدان المرونة وجعل الفولاذ هشا وهذا يحدث اذا كان الوعاء بحالة جهود داخلية INTERNAL STRESSES فالتاكل بواسطة الكوستك هو نوع من التاكل المصحوب بالجهد حيث يحدث بوجود
تركيز الصدودا الكاوية عالية وكذلك ان يكون المعدن بحالة جهد والجهود متفاوتة

   ( وقل ربى ذدنى علما)صدق الله العظيم

اهم العوامل التى يجب ان تراعى لتحسين كفاءة الغلايات

1-     ضبط كمية الهواء:- تعتمد كفاءة الغلايات بطريقة مباشرة على معدل الهواء الذائد لذا يجب ان يكون ويظل عند المستوى العلمى الازم لعملية الحريق حيث لا يجب ان يزيد عن ما تحتاجة الولاعة من الناحية العلمية للحريق

2-     ضبط عمل الولاعة :- لابد من مناسبة معدل الخليط بين الوقود والهواء للولاعة وكذلك تكون الولاعة متحكمة فى نسبة الهواء للوقود عند زيادة او نقص الحمل اتوماتيكيا

3-     معدل الحريق :-  ان اعلى كفاءة لتشغيل الغلايات تحدث عندما يكون معدل الحريق من 70 % الى 90 % من طاقة معدل الحريق الكلية و لزيادة كفاءة الغلايات يجب ان تعمل عند 90 % من طاقتها وان لا تعمل عند اقل من 70 % من طاقة معدل الحرق

4-     درجة حرارة العادم :-  يجب ان تكون درجة حرارة العادم اقل ما يمكن للوصول الى اعلى كفاءة وهناك سببان يؤديان الى ارتفاع درجة حرارة غازات العادمهما  أ- ان سطح التبادل الحرارى داخل الغلايات غير كافى بسبب وجود رواسب على سطح التبادل الحرارى تعوق انتقال الحرارة بين المياة والغازات الناتجة من الحريق وهو ما يسمى بظاهرة Fouling

5-     ضبط درجة حرارة مياة التغذية :- عند رفع درجة حرارة مياة التغذية 6 م تقل كمية الوقود الازمة 1 % وايضا يقل من استخدام مواد معالجة المياة حيث يقلل من وجود الاكسجين الذائب فى المياة وهذة مهمة للغاية ايضا للحفاظ على جسم وكفاءة الغلايات ويوفر فى التكاليف ايضا

6-     درجة حرارة الهواء للحريق :- عند تسخين الهواء الداخل للحريق ترتفع كفاءة الغلايات من الناحية العلمية فعند زيارة درجة حرارة الهواء 56 م تزيد كفاءة الغلايات 2 %

7-     الاستفادة من غازات العادم للغلايات :- عند طريق الاستفادة من تسخين مياة التغذية قبل دخولة على الغلايات من عادم الغلايات فتزيد كفاءة الغلايات من 5 % الى 7 % وبضبط معدلات العوامل السابقة يتم الوفر فى قيمة الوقود المستهلك من 3 % الى 10 %

 

العوامل التى تؤثر على كفاءة نظام استخدام البخار

1-     داخل الواحدات الانتاجية :

أ‌-       اجهزة التحكم فى الضغط المطلوب مثل المخفضات مثلا

ب‌-   ضبط مصايدة البخار وطريقة عملها

ت‌-   عزل المواسير والوصلات والمعدات المستهلكة للبخار

ث‌-   ضبط اجهزة التحكم فى الحرارة

2-     فى خطوط التوزيع الرئيسية للبخار

أ‌-       ضبط الضغط المناسب فى هذة الخطوط

ب‌-   تركيب الاقطار المناسبة للمواسير فى هذة الخطوط

ت‌-   اتباع نظام جيد لتشغيل المصايد

ث‌-   تسريب البخار

ج‌-    عزل الخطوط

3-     داخل عنبر الغلايات

أ‌-       اختيار النوع الجيد والمناسب من الغلايات

ب‌-   ربط كفاءة الحريق بالحمل المطلوب

ت‌-   اجهزة التحكم فى حريق الةلاعة

ث‌-   جودة المياة المعالجة لتغذية الغلايات

ج‌-    الاسترجاع الحرارى من غازات العادم

ح‌-    الاسترجاع الحرارى من مياة التفوير

                كلما قل الفواقد فى غاز العادم  زادة كفاءة الغلايات

وايضا ضبط معدلات التفوير فى الغلايات  بحث كلما كان عملية التفوير اتوماتيكيا كان افضل من التفوير بالعملية اليدوية لانة يستلذام متابعة جيدة من مسؤل الغلايات

التفوير هو Blow down حيث يتم فتح المحبس اسفل الغلابات لتصريف المياة من الغلايات  الى المجارى وذلك لتقليل الاملاح الذائبة الكلية T.D0s Total dissolved solidsوالتى بوجودها بتركيز داخل الغلايات تعمل على وجود تكلسات وترسبات على جدار ومواسير الغلايات فتقلل من كفاءة الغلايات وتمنع انتقال الحرارة وبزيادة هذة الترسبات ربما يؤدى الى انهيار ماسورة اللهب او مواسير الدخان او انفجار الغلاية وذلك لعدم ملاصقة المياة لجسم الغلاية

                  وتحسب كمية المياة المطلوبة للتفوير على النحو التالى

Blow down rate = F S / B –F

                                                                                            D S Where     F = feed water T

اى تركيز الاملاح الذائبة الكلية لمياة التغذية

S = Steam generation rate (kg / h)

سعة الغلاية

                                                                           R = Required boiler water T D S (ppm)

 

تركيز الاملاح الذائبة لمياة التفوير

Example

A 10000kg/h boiler operates at 10 bar g –calculate the blow down rate given the following conditions

Maximum allowable boiler = 3500 ppm

Boiler feed water T D S = 350ppm

Blow down rate = 350* 10000/ (3500-350)

Blow down rate = 1111 kg / h

حساب كفاءة الغلايات

الطريقة المباشرة 100 * = كمية الحرارة التى اكتسبها الماء حتى تحول الى بخار/ الطاقة فى الوقود المحترق لانتاج الكمية السابقة من البخار

الطريقة الغير مباشرة

% الكفاءة = 100 % - مجموع الفواقد %

الطريقة السريعة

تقاس كالاتى

1-     درجة حرارة غازات العادم

2-     نسبة الاكسجين فى غازات العادم او نسبة ثانى اكسيد الكربون

3-     واعتبار الفواقد الاخرى قيمة تقريبية ثابتة = 6 %

 

مثلا ذلك

درجة حرارة غازات العادم 285 م

نسبة الاكسجين جم = 4 %

اعتبار الفواقد الاخرى 6 %

درجة حرارة الجو 30 م

ومن المنحنيات عند خط افقى 4 % نسبة الاكسجين وعند تقاطع مع منحنى الاكسجين ونصعد راسيا حتى تقاطع مع المنحنى  (285 – 30 م = 255 درجة حرارة غازات العادم وعندها نتحرك افقيا لقراءة نسبة الفواقد فنجدها 17 %

عند ذلك يمكن حساب كفاءة الغلاية = 100- 17 – 6 = 77 %

كفاءة الحريق = 100 – الفواقد فى غازات العادم

من عوامل تحسين كفاءة الغلايات الديريتور

الديوريتر هو نازع الاكسجين من مياة التغذية الخاص بتغذية الغلايات لتقليل عملية التاكل فى الغلايات بتسخين مياة التغذية بما لا يقل عن 90 درجة ولا يزيد عن 120 درجة حفاظا على طلمبات التغذية ويتم عملية التسخين عن طريق راجع البخار او البخار المباشر من الغلايات

ماهى العلاقة التى يمكن بها حساب طن بخار مع استخدام الغلايات الغاز الطبيعى

طن بخار يساوى تقريبا 70 متر مكعب من الغاز الطبيعى

تحسين كفاءة الغلايات يتم كمايلى

تقليل الهواء الزائد

وتم حل هذة المشكلة عندم نستخدم هواء زائد اكثر من المقرر وهو ما يتجاوز 20 % للوقود السائل ويتم علاج ذلك عن طريق ضبط نسبة الوقود بتقليلها الى الحد اللازم لما هو فى تعليمات التشغيل

يتم التنظيف ناحية المياة وناحية الوقود من الترسبات ويت استخدام نظم المعالجة لمياة والوقود اذا كان سائل لتجنب حدوث رواسب

ثانيا تقليل ضغط التشغيل للمرجل ويتم علاج ذلك عندما يكون الغلاية تعمل عند ضغط تشغيل اعلى من المطلوب ويتم علاج ذلك بجعل ضغط التشغيل هو الضغط الازم فقط

زيادة درجة حرارة الوقود السائل الثقيل المستخدم اذا كان وقود سائل

حيث ان لكل وقود درجة حرارة ملائمة للضخ

 

أولا :الغلايات حيث تقوم الشركات على معالجة مياه منظومة الغلايات البخارية Water Treatment for Steam Boiler System والغرض من معالجة مياه الغلايات هو : -1 الحصول على اعلى كفاءة تشغيل للغلاية Maximum Efficiency 2- الوصول الى أطول عمر تشغيل للغلاية Maximum life cycle ولتحقيق هذه الاغراض تقوم الشركة بالاتى : أ - عدم تكون طبقة عازلة على اسطح الانابيب No scale or sludge ب - تجنب حدوث تآكل no corrosion ج - -إنتاج بخار نقى pure steam د - التشغيل الآمن للغلاية safe operation وذلك بالحفاظ على TDS في الحدود المسموح بها وعلى أداء اجهزة الحماية للغلاية * وتقوم الشركة بعملية الغسيل الكيميائى للغلاية البخارية فى حالة زيادة TDS الاملاح داخل الغلاية طبقآ للتحاليل . وتنقسم المعالجة الى نوعين اساسين : 1- المعالجة الخارجية External treatment ا- معالجة مياه التغذية قبل دخولها الى محتوى الغلاية ب – بفصل الغازات عن مياه التعويض ج- بزيادة نسبة راجع تكاثف البخار By returning a high portion of clean condensate د- بعمل تفوير منتظم للغلايه By blow down 2- المعالجة الداخلية Internal treatment وهى معالجة مياه التغذية داخل المنظومة البخارية أولآ : معالجة الاملاح العسره ثانيآ : معالجة غاز ثانى اكسيد الكربون Carbon dioxide تعمل الشركة فى الغلايات البخاريه Steam Boiler 1- غلايات ذات انابيب المياه Water Tube side 2- غلايات ذات انابيب اللهب Fire tube side كما تعمل الشركة فى طرق اتصال نهايتى الانابيب بالغلاية : 1- الوصل بالانتفاخ Rolled in tube ends 2- الوصل باللحام Welded in tube ends **وتقوم الشركة بتوريد ملحقات الغلاية البخارية Boiler Room Accessory products لتحسين كفاءة اداء المنظومة البخارية وزيادة عمر المنظومة البخارية 1- وحدة فصل الغازات * خزان مياه تعويض الغلاية وفيه تتم عملية فصل الغازات بتسخين المياه الى 200f 2- وحدة إزالة عسوره المياه Water softener * وتعمل على ازالة املاح الكالسيوم وثانى اكسيد الكربون في مياه التعويض 3- وحدة حقن كيماويات الغلاية Chemical feed system -4خزان تعويض الغلاية يتجمع فيه الماء من السوفتنر وذلك من راجع تكاثف البخار Boiler feed water system -5خزان راجع تكاثف البخار يتجمع فيه مياه راجع تكاثف البخار لاعاده استعماله . Condensate Return -6وحدة تفوير الغلاية Blow Down system -7أجهزة التشغيل والحماية للغلايات البخارية Operation system -8أجهزة التحكم فى مستوي المياه داخل الغلاية Water level central -9أجهزة التحكم فى ضغط البخار داخل الغلاية Pressure state safety Valves 1-10الولاعه عن حسب ضغط الغاز Burner -11صمام الامان Safety valves 12- طلمبات تعويض مياه الغلاية Boiler feed water pump تعاريف عامة: قبل الدخول فى موضوع معالجة مياه المنظومة البخارية يجب إعطاء فكرة عن معانى بعض المصطلحات المستخدمة فى ذلك . -1قشرة صلبة scale وهى مركبات املاح الكالسيوم والماغنسيوم التي تترسب على أسطح انابيب الغلاية وتلتصق بها. -2 الاوساخ Sludge هى المواد الذائبة او العالقة فى مياه الغلاية وهى عبارة عن الاملاحالتي تتسبب فى تأكل معدن المنظومه البخاريه وهى التى يتم التخلص منها بعملية التفوير0 -3 تأكل المعدن corrosion يحدث نتيجة تفاعل كيماوى بين معدن المنظومة البخارية وعناصر اخرى مثل الاكسجين او ثانى اكسيد الكربون او حمض الكربونيك -4مجموعة الاملاح الذائبة (TDS) TOTAL Dissolved salts هى المجموع الجبرى لاجزاء جميع الاملاح الذائبة فى مياه الغلاية بالنسبة لمليون جزه من هذه المياه Parts per million (PPM) 5- العسوره Hardness هى المجموع الجبرى لاجزاء املاح الكالسيوم والماغنسيوم الذائبة في المياه والموجوده في مليون جزء من هذه المياه PH -6 وهى وحدة قياس حالة المياه من حيث كونها حمضية او قلوية او متعادلة مياه متعادلة PH=7.6 مياه قلوية P H>7.6 مياه حمضية P H< 7.6 صورة تكون الرواسب داخل الغلاية Despite Formation تتكون الرواسب داخل الغلاية فى صورتين هما :- -1القشرة الصلبة Scale - تحدث عند تركيز معين بلأملاح ودرجة حرارة معينة . 2- الأوساخ Sludge - تكون معلقة Suspended داخل الغلاية أو مترسبة على جدرانها مكونة حاجز حرارى . heat barrier وان للرواسب معامل إنتقال حراري Thermal conductivity اقل بكتير من معامل انتقال الحرارة لمعدن انابيب الغلاية Tubes وبالتالى فعندما تتكون هذه الراوسب على جدران الانابيب فأنها تعمل على اعاقه انتقال الحرارة من خلال معدن الانابيب الى مياه الغلاية Calcium sulphate u = 0.34Btu / sq. ft / hr steel = 25-30 btu / sq. ft / hr ثانيآ : منظومة المياه المبردة Shield water sg system تنظيف وتطهير كويلا ت وكوند سرات اجهزة التكيف والشلر بأستخدام مواد كيمائية 1- المشاكل المتواجدة فى كويلات وكوند سرات اجهزة التكيف ا– وجود ترسبات من الاتربة والزيوت والشحومات والعوالق مما يؤدى الى تقليل كمية دخول الهواء او انعدامها فى اجهزة التكيف ( الكويلات) ب - وجود كميات من البكتربا والطحالب نتيجة وجود هذه العوالق وهذه العوامل تؤدى الى . 1- تحميل أكثر على المواتير 2- زيادة الضغوط 3- استهلاك أكثر فى الكهرباء 4- عدم كفاءة التبريد 5- إصابة الجهاز التنفسى بالبكتريا او الفيروسات استخدام المزيلات ( مواد حمضية ومواد قلوية ) وتاثيرها على الكويل حيث ان المادة المصنوعة منها هى رقائق الالمونيوم 1- فى حالة غسيلها بمادة حمضية تحدث تاكل ولا تزيل هذه المكونات 2- فى حالة غسيلها بمادة قلوية تحدث تأكل ايضآ 3- قامت الشركة بأستخدام مواد متطورة للتغلب على كل المشاكل السابقة مميزات المواد المستخدمة من الشركة : 1- مواد سائلة تتكون من مواد بيولوجية ذات نشاط سطحى مع بعض المواد المساعدة 2- مادة متعادلة ( PH7) 3- لا توثر على المعادن ولا تحدث تأكل 4- تستخدم يدويآ وميكانيكا 5- غير سامة 6- لاتؤثر على الالوان 7- لاتترك اثار 8- خالية من المواد المذيبة 9- خالية من الفوسفات 10- خالية من ( EDTA ) Ethylene Dianne tetra Acetic Aced Di . Sodium salts 11- لا تؤثر على البيئة (مسموح صرفه في المجارى المائية – البحار – الانهار تقوم الهيئة بدراسة وثائق ترخيص المراجل البخارية طبقا للقرار الوزارى 348/77، وفى حالة التأكد من استيفاء تلك الوثائق لما هو مطلوب، يتم منح الجهة المتقدمة مايفيد ذلك لتقديمه للجهة المختصة بمنح الترخيص. المستندات المطلوبة لترخيص المراجل البخارية الجديدة فقط : طبقا للقرار الوزارى 348 بتاريخ 30/4/1977 المراجل المحلية : تتقدم الجهة بأصول الشهـــــــــادات التاليـــــــــة : 1- شهادة ضمان ضد عيوب الصناعة سارية المفعول. 2- شهادة صلاحية الاستخدام. 3- شهادة اختبارات مدون بها رقم المواصفة القياسية التى تم الإنتاج والاختبار طبقاً لها. 4- التعهد بتنفيذ تعليمات الشركة المنتجة فى التركيب والتشغيل والصيانة. 5- صور من السجل الصناعى للشركة المنتجة المراجل البخارى. المراجل المستوردة : 1- شهادة ضمان ضد عيوب الصناعة سارية المفعول. 2- شهادة صلاحية الاستخدام. 3- شهادة اختبارات مدون بها رقم المواصفة القياسية التى تم الإنتاج والاختبار طبقاً لها. 4- التعهد بتنفيذ تعليمات الشركة المنتجة فى التركيب والتشغيل والصيانة. 5- صور الإفراج الجمركى للمرجل البخارى.

<!--<!--<!-- <!-- /* Font Definitions */ @font-face {font-family:"Simplified Arabic"; panose-1:2 1 0 0 0 0 0 0 0 0; mso-font-charset:178; mso-generic-font-family:auto; mso-font-pitch:variable; mso-font-signature:8193 0 0 0 64 0;} /* Style Definitions */ p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.MsoNormal {mso-style-parent:""; margin:0in; margin-bottom:.0001pt; text-align:right; mso-pagination:widow-orphan; direction:rtl; unicode-bidi:embed; font-size:12.0pt; font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-font-family:"Times New Roman";} @page Section1 {size:595.3pt 841.9pt; margin:1.0in 1.25in 1.0in 1.25in; mso-header-margin:.5in; mso-footer-margin:.5in; mso-paper-source:0; mso-gutter-direction:rtl;} div.Section1 {page:Section1;} --> <!--

بسم الله الرحمن الرحيم
الاجهزة الموجودة على خطوط البخار
<!--<!--

محابس الغلايات

تعتبر الصمامات من أهم ملحقات المراجل وأوعية الضغط حيث أنها تتحكم في مسارات الموائع حسب نوع المحبس المستخدم وطبقا للغرض المطلوب.

ويمكن تقسيم المحابس إلى عدة أنواع في هذا المجال طبقا لما يأتي:

* أولا: فتحات الدخول والخروج (Inlet, outlet openings):

1. محابس بفلنشات.
2. محابس قلاووظ.
<!--<!--
* ثانيا: مادة الصنع (Material):
1. محابس صلب Cast Steel.
2. محابس زهر Cast Iron.
3. محابس نحاس Cupper.

* ثالثا: الوظيفة Function).
1- محبس إيقاف Stop valve.
2- محبس عدم رجوع Non-return....طلبه تانيه اكيد عارفين المحبس ده !!
3- صمام أمان Safety valve.
4- محبس تخفيض Reduction.
5- مصفاة Strainer.
6- مصيدة بخارSteam trap.


أولا: طبقا لفتحات الدخول والخروج


1. محابس بفلنشات (Flanged type):

طبقا للمواصفات الفنية فإنه يوصي باستخدام هذا النوع من المحابس في حالات ضغط أعلى من 1 جوي ويرجع ذلك إلى شدة الإحكام الناتج من استخدام الفلنشات علاوة على قوة ربط المسامير القلاووظ بما يؤدي إلى منع أي تسريب.
      


2. محابس القلاووظ (Screwed type):

يستخدم هذا النوع في توصيلات الماء الغير مضغوط والوقود وكذلك في توصيلات المياه الساخنة والبخار في حدود ضغط لا يزيد كثيرا عن 1 جوي.
1. محابس صلب Cast Steel:
يستخدم هذا النوع في التوصيلات المختلفة الموجودة على جسم المراجل أو وعاء الضغط وكذلك في توصيلات البخار التي يزيد الضغط فيها عن 10 جوي وغير مسموح باستخدام أي نوع من خامة أخري مثل الزهر أو النحاس لمثل هذه التوصيلات. وتختلف خامة الصلب من حيث التركيب الكيميائي طبقا للضغط الذي سيتعرض له المحبس.
فى منه فى الاسواق انواع مختلفه تبعا للضغط المستخدم
<!--<!--
<!--<!--
2. محبس الزهر Cast Iron:
يستخدم هذا المحبس في التوصيلات التي يقل فيه الضغط عن 10 جوي كمنا يمكن استخدامه في توصيلات المياه والوقود.
3. محبس النحاس Cupper:
تستخدم أساسا في توصيلات المياه والوقود كما يمكن استخدامها في دوائر المياه الساخنة والمتكافئة ويمكن استخدامها في أضيق الحدود في توصيلا البخار ذي الضغط المنخفض على أو تكون خامة المحبس عبارة عن سبيكة من خامة جيدة كالبرونز.
ثالثا: طبقا للوظيفة.
1. محبس إيقاف Stop valve:
يعتبر هذا النوع من المحابس أساسي وهام ونظرا لاستخدامه بشكل دائم في جميع التوصيلات سواء على جسم المرجل أو في الخطوط ولذلك يجب التأكد من مطابقته للمواصفات الفنية الآتية:-
- جسم المحبس (Valve Body) يكون من الصلب المسبوك (Cast st Gsc-25).
- العامود الدوار أو الفتيل (Stem) من الصلب الذي لا يصدأ (St-st).
- الغطاء (Bonet) يكون من الصلب المسبوك(Gs-c25) .
- القرص (Disk) من الصلب المسبوك الذي لا يصدأ (St-st).
- الكرسي (Seat)من الصلب الذي لا يصدأ (St-st).
<!--<!--


2. محبس عدم الرجوع Non-return valve:
محابس عدم الرجوع تقوم بدور هام وأساسي في التوصيلات الميكانيكية حيث أنها تسمح بمرور السائل في اتجاه واحد.
أهم هذه الأنواع هو المحبس المستخدم في خط تغذية المياه في اتجاه تغذية المرجل ويمنع رجوع البخار إلى الطلمبة في حالة إيقاف الطلمبة. وأكثر الأنواع شيوعا هو النوع الذي يعمل بسوسته Spring Type وهو إما أفقي أو رأسي ويجب أن يكون المحبس مطابقا للمواصفات الفنية الآتية:-
- الجسم الخارجي والغطاء يكون من الصلب المسبوك (Gs-C25) في الضغط العالي أ, من الصلب المطروق (C22) أما في حالة الضغوط المنخفضة يكون من الزهر (G-G)
- القرص والكرسي من الصلب الذي لا يصدأ.
- الياي (السوسته) من صلب اليايات Spring Steel بحيث لا يفقد صلادته عند تحمله للضغط الواقع عليه.
<!--<!--
ويعمل هذا المحبس عندما يمر الماء الضغوط على القرص فينضغط الياي ويسمح بالمرور بينما يقل الضغط الواقع على القرص في حالة إيقاف الطلمبة فينفرد الياي لوضعه الطبيعي ويقفل المحبس.
وأهم ما يجب مراعاته بالنسبة لهذا المحبس هو التأكد بأنه أفقي تماما بواسطة ميزان المياه وكذلك الاهتمام بتنظيف أسطح التلامس من أي ترسيبات أو أملاح من فترة لأخري حتى يؤدى تراكمها إلى شحط الاسطوانة فيفقد الياي وظيفته وبالتالي يتم رجوع البخار.
 -3 محبس التفوير Blowdown Valve:
<!--<!--
يستعمل المحبس لتفوير المرجل بشكل مستمر للتخلص من الأملاح المترسبة في قاع المرجل كما يستخدم في حالة تخفيض مستوي المياه داخل المرجل للحد المطلوب طبقا لزجاجة البيان علاوة على لأهمية استخدامه في بداية تجارب التشغيل.
يعتمد المحبس في تشغيله على استخدام القدم للضغط على الزراع فيتم الفتح بسرعة شديدة وكذلك عند رفع القدم بسرعة أيضا وذلك عن طريق سوسته يتم الضغط عليها في حالة الفتح فيمر الماء للخارج وعند ترك الزراع تنفرد السوسته وترفع الزراع لأعلى العامود الذي يقفل المحبس بالإضافة إلى ضغط الماء على سطح القرص السفلي الذي يزيد إحكام قفل المحبس.
يوصي دائما بتركيب محبس إيقاف قبل محبس التفوير بحيث يكون مفتوحا دائما ولا يتم قفله إلا في حالة إجراء أي أعمال صيانة لمحبس التفوير.
 -4 صمام الأمان Safety Valve:
<!--<!--

يستخدم هذا النوع من المحابس كأحد أنواع الأمان على جسم المرجل أ, وعاء الضغط وذلك لكي يقوم بتصريف الضغط الزائد عن ضغط التشغيل العادي مع إحداث صوت عال ينبه المشغلين بإيقاف الولاعة عن الاستمرار في الحريق.
مخفض البخار Reducing Valve:
<!--<!--
يستخدم هذا المحبس لتخفيض الضغط ويحدث ذلك حينما يكون ضغط البخار المتولد من المرجل مرتفع بينما يراد استخدام هذا البخار تحت ضغط آخر أقل.
 -6مصفاة المياه Strainer:
توضع المصفاة على خط سحب المياه من التنك إلى طلمبة التغذية وذلك لتنقية المياه الداخلة للطلمبة من أي شوائب أو عوائق.
يجب الاهتمام بفتح المصفاة من فترة لأخري وتنظيف الرواسب المتكونة على الشبكة الداخلية من صلب لا يصدأ.
 -7مصيدة البخار Steam Trap:
<!--<!--


تستخدم المصيدة عندما يراد تنقية البخار من كميات المياه المتكاثف المتجمعة في مسارات البخار المختلفة في
الأحوال الآتية:
- أسفل بطارية البخار حيث أن إمكانية تكوين متكاثف عالية لدخول البخار من حيز ضيق إلى حيز أكبر فيقل الضغط.
- كما يتم وضع المصيدة على جسم المبادل الحراري حيث يتم تكوين متكاثف لكل كمية البخار الداخلة للمبادل والتي تستخدم في تحسين المياه الباردة.
- توضع المصايد أيضا في مسارات خطوط البخار الطويلة وعند الانحناءات الشديدة أو الكثيرة.

 

<!--<!-- <!-- /* Font Definitions */ @font-face {font-family:"Monotype Koufi"; panose-1:0 0 0 0 0 0 0 0 0 0; mso-font-alt:"Times New Roman"; mso-font-charset:0; mso-generic-font-family:roman; mso-font-format:other; mso-font-pitch:auto; mso-font-signature:0 0 0 0 0 0;} @font-face {font-family:"Simplified Arabic"; panose-1:2 1 0 0 0 0 0 0 0 0; mso-font-charset:178; mso-generic-font-family:auto; mso-font-pitch:variable; mso-font-signature:8193 0 0 0 64 0;} /* Style Definitions */ p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.MsoNormal {mso-style-parent:""; margin:0in; margin-bottom:.0001pt; text-align:right; mso-pagination:widow-orphan; direction:rtl; unicode-bidi:embed; font-size:12.0pt; font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-font-family:"Times New Roman";} @page Section1 {size:595.3pt 841.9pt; margin:1.0in 1.25in 1.0in 1.25in; mso-header-margin:.5in; mso-footer-margin:.5in; mso-paper-source:0; mso-gutter-direction:rtl;} div.Section1 {page:Section1;} --> <!--

 

- تعليمات تجهيز الغلاية للتشغيل :
التأكد من أن المياة التي تغذي الغلاية مياه معالجة
يتم مراجعة خزان المياه للتأكد من وجود المياه به
 علي مباشر القسم والمسؤل عن الصيانة وكذلك مسؤل الوردية ملاحظة اتجاه دوران طلمبة تغذية المياه
التأكد من سلامة أجهزة البيان وذلك عن طريق تفوير زجاجة البيان للتأكد من رجوع المياه إلي منسوبها الطبيعي بعد الاختبار ومتابعة قراآت مانومتر الضغط
التأكد من منسوب المياه داخل الغلاية عن طريق أجهزة البيان
التأكد من سلامة العوامة الجانبية وذلك بتفوير المياه منها والتأكد من عمل طلمبة المياه بها لتعويض الغلاية بالمياه
التأكد من سلامة العوامة الرأسية وذلك بتفوير الغلاية حتى تعمل الطلمبة ويدق جرس الإنذار وسماع صوت صفارات الإنذار وإضاءة إشارة الولاعة علي تابلوه الكهرباء
يتم إعادة ضبط العوامة حسب المستويات المختلفة في حالة عدم قيام العوامة بإعطاء الإشارة المحددة للطلمبة والولاعة عند هذه المستويات
التأكد من أداء العوامة الرأسية (الداخلية)وذلك بفتح صمام التفوير للغلاية حتى يظل مستوي الماء داخل الغلاية للحد الادني الذي يجب أن تفصل فيه العوامة الولاعة ولايتم إعادة التشغيل بعد رجوع مستوي المياه للغلاية للمستوي الطبيعي إلا بتدخل عامل التشغيل لإعادة التشغيل مرة أخري
يجب التأكد من عمل محبس التفوير للغلاية وذلك بتفوير بعض المياه وملاحظة تسرب المياه من ماسورة التفوير
التأكد من قراءة مانومتر ضغط ( الوقود )الغاز الطبيعي بحيث ألا يقل اوحسب تصميم الولاعة (150 Mb) عن
التأكد من مسافة بعد قطبي الشرارة من 3 – 4 مم وكذلك بين القطبين فتحة خروج الغاز علي ان يكون ( 4-6 مم
التأكد من نظافة موجه الهواء وفوهة خروج ( الوقود ) الغاز
التأكد من نظافة الخلية الضوئية ( photo cell )
التأكد من نظافة فلاتر ( الوقود ) الغاز
التأكد من أن بلوف السحب والطرد لطلمبات تغذية المياه مفتوحة
<!--

تابع ...........

ثالثا- تعليمات بدء التشغيل
التأكد من سلامة جميع توصيلات الكهرباء ومراجعة دائرة كهرباء الولاعة
التأكد من ضغط منظمات الضغط (h.p.s) علي ضغط التشغيل والفصل المطلوب
التأكد من أن فوهة خروج ( الوقود ) الغاز في مركز موجه الهواء
التأكد من أن العوامة مركبة بإحكام وتعمل جيدا
التأكد من أن ( ميكروسويتش ) الولاعة موصل وسليم
التأكد من سلامة ونظافة الخلية الضوئية
واختبار الشرارة والتأكد من أنها تعمل جيدا
مراجعة تابلوه الكهرباء و التأكد من سلامة التوصيلات لمفاتيح التشغيل ولمبات الإشارة ولوحة التحكم و البروجرام
ملحوظة هامة

درجة حرارة الغلايات اقل من 20 طن / س تكون كمايلى

1- درجة الحرارة امام الولاعة 1200 درجة مؤية تقريبا

 تقريبا 980 درجة مؤية  درجة الحرارة عند بداية المسار الثانى تكون -2

تقريبا  درجة الحرارة عند نهاية المسار الثانى تكون 388  درجة مؤية-3

4- درجة الحرارة عند بداية المسار الثالث تكون 388 درجة مؤية تقريبا

5- درجة الحرارة عند نهاية المسار الثالث تكون 260 درجة مؤية تقريبا

 

<!--<!-- <!-- /* Style Definitions */ p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.MsoNormal {mso-style-parent:""; margin:0in; margin-bottom:.0001pt; text-align:right; mso-pagination:widow-orphan; direction:rtl; unicode-bidi:embed; font-size:12.0pt; font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-font-family:"Times New Roman";} @page Section1 {size:8.5in 11.0in; margin:1.0in 1.25in 1.0in 1.25in; mso-header-margin:.5in; mso-footer-margin:.5in; mso-paper-source:0;} div.Section1 {page:Section1;} --> <!--

 

                  طريقة عمل الولاعة التى تعمل بالغاز الطبيعى
1- خط الغاز مكوناته :
ا- فلتر تنقية الغاز من الشوائب
ب - رجيوليتر او منظم للتحكم فى الضغط
ج - دابل سلونويد لفتح الغاز والتحكم فى الفتح والقفل
د - الاجينيشن وهو عبارة عن سولونويد بداية الاشتعال
ه - البتر فلاى وهو محبس يسمح بمرور الغاز
ن - الغز كنترول للتحكم فى نسبة الغاز
2- مكونات منطقة التحكم فى نسبة الغاز الى الهواء:
ا - كامة الهواء
ب - كلمة الغاز
ج- السرفوموتور
د - كنترول الضغط للهواء
3- منطقة الاشتعال :
ا - الخلية الضوئية والتى تحس باللهب وتعمل على استمرارية الاشتعال
ب - اقطاب شرارة بدء الاشعال
ج - فوهة بندقية الاشعال
د - موجه الهواء

 

 

طريقة عمل الولاعة
1- يتم دخول الغاز من المصدر بضغط مناسب لنوع الولاعة
 -2 يمر على الفلتر ويحجز اى شوائب
-3  يتم مروره عبر الريجيوليتر بعد ضبطه على ضغط الغاز المطلوب لتشغيل الولاعة
 -4 تبدا الشرارة فى العمل بعد كنس الهواء
5- يبدا الاجينيشن فى الفتح ليبدا الاشتعال المبدئى
6- تفصل الشرارة ويبدا المرحلة الثانية بفتح البتر فلاى
7- يتم فتح الهواء والغاز بنسب متوافقة ليتم الاشعال الأمثل
        حسب الضغط تعمل الولاعة على الهاى واللو فاير
 -8 فى تلك الأثناء يتم للفوتوسل رؤية اللهب ليستمر النظام فى العمل وهكذ

 

اولا : فى الوقود الثقيل تتكون رواسب تسبب انسداد ال oil gun وتحتاج الى تنظيف مستمر بعكس الوقود الخفيف او الديزل ( الجاز )
ثانيا : كثرة تاكل موجه الهواء فى الوقود الثقيل
ثالثا : تكون الجلخ بكميات كبيرة مما يحتاج الى تنظيف مستمر مع وجود فواقد بسبب الوقود الثقيل
رابعا : تكون العوادم داخل مواسير اللهب بكثرة مما يقلل من كفائة الغلاية
خامسا : يحتاج الى سخانات لرفع درجة الحرارة قبل الاستعمال

 

الاضافات التى تضاف لمياه الغلاية :
كما يلي:
1) كربونات الصوديوم: تستخدم في الغلايات التي تعمل عند مستوى ضغط أقل من 14 بار لمنع تكون القشور و لزيادة قلوية مياه التغذية مما يحد من التآكل. و توفر بعض عمليات المعالجة الخارجية التي تستخدم فيها كربونات الصوديوم قدراً مناسباً من هذه المادة في مياه التعويض المعالجة.
2) الصودا الكاوية: يمكن أن تحل محل كربونات الصوديوم في غلايات الضغط المنخفض ، ويمكن الاستغناء عنها إذا ما وفرت المعالجة الخارجية درجة مناسبة من يسر المياه.
3) الفوسفاتات: تستخدم جميع أنواعها لمنع تكون القشور في الغلايات التي تعمل عند مستوى ضغط أعلى من 14 بار. وتعمل الفوسفاتات الزجاجية (glassy phosphates) على خفض ترسيب كربونات الكالسيوم في خطوط التغذية بالمياه الساخنة. و يمكن استخدام كل من الفوسفاتات الحمضية و الزجاجية للتخلص من الصودا الكاوية الزائدة الناتجة عن المعالجة الخارجية للمياه.
4) المركبات الكلابية (chelating agents) : تستخدم كبديل للفوسفاتات لمنع تكون قشور الغلايات .
5) مضادات الرغوة (Anti-foams) : تستخدم لمنع تكون الرغوة في الغلاية، و عادة ما تتضمن المركبات الكيميائية التي يوزعها الموردون لدى تسليم الغلاية مواداً مضادة لتكوين الرغوة، كما يمكن الحصول عليها في طلبات منفصلة من الموردين.
6) الأمينات المعادلة (neutralizing amines) : تستخدم لمعادلة ثاني أكسيد الكربون في متكثفات البخار و في خطوط التغذية، و بالتالي للحد من التآكل. و يعتبر استخدامها غير اقتصادي في أنظمة الغلايات التي تحتاج إلى كميات كبيرة من المياه التعويضية الغير معالجة. كما أنها لا تنـاسب تلك الأنظمـة التي تتضمن تلامسـاً مباشـراً بين البخـار و المنتجات الغذائية أو المشروبات أو المنتجات الطبية .
7) كبريتيت الصوديوم (sodium sulfite) : يستخدم للتخلص من الأكسجين الذائب في الميـاه و بالتالي للحد من التآكل. يتفاعل كبريتيت الصوديوم المركب (compounded sodium sulfite) بسرعة أكبر بـ 200 ـ 500 مرة من سرعة تفاعل كبريتيت الصوديوم الغير مركب (uncompounded sodium sulfite) مما يتيح حماية أكبر لأنظمة التغذية القصيرة. يضاف كبريتيت الصوديوم للغلايات المملوءة بالمياه عندما تكون في حالة توقف عن العمل أو في حالة جاهزة للاستخدام (stand-by) . كما يستخدم لتجنب حدوث التصدعات التي قد تنتج عن استخدام مواد كاوية في الغلايات المبرشمة.

8) الهيدرازين (hydrazine) : يستخدم للتخلص من الأكسجين الذائب في المياه و بالتالي للحد من التآكل، و يمتاز بأنه لا يزيد من نسبة المواد الصلبة الذائبة، و يتفاعل الهيدرازين عند درجات حرارة أقل من 245ْم ، و لا يستخدم في الأنظمة التي تتضمن تلامساً مباشراً بين البخار و المواد الغذائية أو المشروبات.
9) نترات الصوديوم: تستخدم أيضاً لتجنب التصدعات التي قد تحدث بسبب استخدام مواد كاوية.
10) مزيلات الحمأة (sludge mobilizers) : تستخدم بعض المواد العضوية الطبيعية أو التخليقية لمنع التصاق الحمأة بالجسم المعدني للغلاية ، غير أن بعض هذه المواد يستخدم عند درجات حرارة محددة، لذلك ينبغي اتباع إرشادات الموزعين بدقة عند استخدام هذه المواد.

 

 

 

 

 

تضاف بعض المواد الكيميائية للحصول علي الخصائص المطلوبة في مياه التغذية و مياه الغلاية و المتكاثف للوصول للآتي :

1 – زيادة الأس الهيدروجيني PH في مياه التغذية .

2- التخلص من العسر المتبقي

3 – التخلص من الأكسجين المتبقي

4- منع التآكل في نظم المتكاثف

يتم إضافة الآتي لتحقيق ما سبق :

1- إضافة هيدرازيدالصوديوم و التي تزيد القلوية لمياه الغلاية

2- إضافة فوسفات ثلاثي الصوديوم : و هو محلول قلوي يكون رواسب غير قابله للذوبان مع مكونات العسر كقاعدة يتم المحافظة علي من 20 : 40 ملليجرام لكل لتر من P2O5 في مياه الغلاية في ضغط حتى 50 بار

يتم إضافة الفوسفات غلي مياه التغذية أو خط مياه التغذية بواسطة مضخة metric pump

في النظم الكبيرة حين يتم التخلص من هذه المخاطر بإضافة الفوسفات مباشرة إلي الغلاية

3 – الهيدرازين : و الذي يخلص مياه التغذية من الأكسجين المتبقي و يزيد قلوية مياه الغلاية كذلك يزيد من قيمة PH في المتكاثف .

لفترات التوقف الطويلة يجب أن تجهز الغلاية بحوالي 100 مجم / لتر هيدرازين في مياه الغلاية

للحماية من حدوث تآكل

4 – الأمونيا : و التي لا تزيد من قلوية مياه الغلاية و لكن تزيد قيمة PH في المتكاثف

حماية التآكل في نظام المتكاثف Prevent corrosion in condensate system

يحدث التآكل في نظام المتكاثف نتيجة تأثير ذوبان الحمض الكربوني و الذي له قيمة PH منخفضة في المتكاثف أيضاً الأكسجين المذاب له تأثير علي التآكل .

ينتج الحمض الكربوني من وجود البيكربونات (أو الحمض الكربوني الحر ) في مياه التعويض بينما ينتج الأكسجين من مياه التعويض التي لم ينزع منها الغازات

 

 

 

 

قياسات الغلايات
Ph=10.5 : 12
Tds = 2500 : 3500
Tannin = 120 : 160
Phosphate = 30 : 60
Iron = Make Up Water Less Than 0.2
Total Alkalinity = 300 : 600