ما هو البخار الرطب Wet Steam ؟

عادة البخار المنتج من غلايات البخار يحتوى على 5-10% مياه حيث يطلق عليه البخار الرطب و يرجع حدوث هذا لعدة أسباب و منها:-
1-     أرتفاع منسوب المياه داخل الغلاية عن المستوى المسموح به .
2-     معدل البخار المسحوب من الغلاية مرتفع جدا .
3-     تركيز المواد الصلبة الذائبة TDS فى مياه الغلاية مرتفع جدا .
و أيضا من أسباب تكون البخار الرطب هو حدوث تكثيف له فى مواسير التوزيع و يحدث هذا نتيجة عدم عزل تلك المواسير أو طول المسافات التى تقطعها المواسير بدون وجود نقط تصريف بما فية الكفاية .

و من أهم المتطلبات الأساسية التى يجب توافرها فى المواسير للحصول على بخار جاف و هو تركيب مصائد بخار على مسافات من 50 – 75متر مع العزل الجيد للمواسير و أيضا للحصول على بخار جاف فمن المفضل تركيب فاصل البخار Steam Separator  حيث يساعد على حماية المعدات الصناعية من البخار الرطب حيث يعمل فاصل البخار على أجبار البخار لتغيير أتجاه مما يؤدى إلى فصل جزيئات المياه التى هى أثقل من البخار كما فى الشكل الأتى .

فكرة عمل جهاز السوفتنر لمعالجة المياه

بما أن عسر المياه هو عبارة عن كمية أيونات الكالسيوم و الماغنسيوم الموجودة فى المياه و التى تسبب ترسيبات على جدار الغلايات و المبادلات الحرارية لذلك يقوم جهاز السوفتنر عن طريق مادة الريزن الداخلية به بأستبدال أيونات الكالسيوم و الماغنسيوم بأيونات الصوديوم
مراحل عمل جهاز السوفتنر
يمر جهاز السوفتنر بخمس مراحل و هى :
1-     مرحلة الخدمة Service
فى هذه المرحلة تدخل المياه من على جهاز السوفتنر مارة بمادة الريزن حيث تتم عملية التبادل الأيونى فيحل أيون الصوديوم مكان أيون الكالسيوم و الماغنسيوم فتخرج المياه إلى الأستخدام مياه يسره  بعد تشبع الريزن ينتقل الجهاز للمرحلة التالية و هى أول خطوة لأعادة تنشيط الريزن
2-     مرحلة الغسيل العكسى Backwash
فى هذه المرحلة يدخل الماء من أسفل الريزن لتقوم بعملية تقليب و رج له و هى عملية ميكانيكية للتخلص من الشوائب و العوالق الموجوده على سطح الريزن أثناء التشغيل و تخرج المياه المحملة بالشوائب إلى خط الصرف
3-     مرحلة سحب الملح Brine and slow rinse
يتم سحب محلول الملح من خزان الملح بجانب السوفتنر ليمر من أعلى الريزن و يقوم بعملية تبادل أيونى عكس عملية مرحلة الخدمة Service حيث يتم فى هذه المرحلة بأستبدال أيونات الكالسيوم و الماغنسيوم الموجودة على الريزن بأيونات الصوديوم الموجودة فى محلول الملح
4-     مرحلة الشطف Rinse
فى هذه المرحلة يدخل الماء من أعلى السوفتنر ليمر على الريزن ليعيد ترتيبه ثانياً و شطفه جيدا من أثار الملح المتبقية من المرحلة السابقة
مكونات جهاز السوفتنر
1-     تانك الريزن
يشمل تنك الريزن الموزع الداخلى و بكون مصنوع من البوبى جلاس أو الفيبر جلاس و يتم أختبار هذه التنكات لتتحمل ضغوط تشغيل حتى 10 بار
2-     تانك الملح
يشمل تانك الملح العوامات الخاصة بسحب محلول الملح أثناء عملية أعادة التنشيط و يتم التأكد دائماً من الحفاظ على مستوى الملح مناسب بداخله و يجب التأكد من أن الملح المستخدم من أجود أنواع الملح لضمان عدم دخول أى شوائب على الريزن
3-     مادة الريزن
هى عبارة عن حبيبات مستديرة صغيرة الحجم و هى المسئولة عن التبادل الأيونى كما سبق ذكره و من المهم توفير ظروف تشغيل تساعد الريزن على العمل بكفاءة أطول مده ممكنه أهم هذه الظروف هى مواصفات الماء الداخل إلى جهاز السوفتنر حيث يجب مراعاة الأتى:
-        نسبة الكلورين لا تتعدى واحد جزء من المليون
-        نسبة العكارة لا تكون بنسبة عالية حتى لا يجب أرهاق الريزن بتحمل العكارة القادمة مع الماء حيث يقصر عمر الريزن و يثل كفائته
-        الحديد حيث يعتبر الحديد الذائب بالماء منأكثر العناصر تأثيراً على أداء الريزن حيث تقوم أيونات الحديد بخفض كفاءة و عمر الريزن
4-     رأس التحكم الأتوماتيكية
يعمل جهاز السوفتنر عن طريق رأس أتوماتيكية تقوم بتشغيله خلال مرحلة الخدمة ثم تقوم فى الوقت المناسب بعملية أعادة التنشيط التى تشمل المراحل التى سبق ذكرها و يتم التحكم فى هذه المراحل أما بالوقت أو بالحجم 

وحدات قياس الأملاح الذائبة بالمياه

عند تحليل عينة مياه يتم إستخدام وحدات قياس لتسجيل النتائج و أكثر هذه الوحدات أستخداماً هى:
1-     جزء فى المليون و يرمز لها   ppmو تستخدم هذه الوحدة فى حالة تحليل عينات مياه عامة
2-     جزء فى البليون و يرمز لها ppb و تستخدم هذه الوحدة فى حالة تحليل عينات مياه قليلة التركيز و التى تتطلب دقة شديدة
3-     جرام / لتر و يرمز لها g/l  و تستخدم هذه الوحدة فى حالة تحليل عينات مياه عالية التركيز
و من المعروف أن مياه الأمطار عند سقوطها على الأرض و تلامسها مع التربة تقوم بإذابة كثير من الأملاح الموجودة فى التربة مثل أملاح الكالسيوم و الماغنسيوم و الصوديوم و الحديد و الكربونات و البيكربونات و السلفات ... ألخ و عليه فإن كمية الأملاح الذائبة بالمياه و نوعيتها تختلف من مكان لأخر مما يكسب المياه صفات كيميائية و فيزيائية تختلف بأختلاف مصدرها و حتى يمكن القيام بمعالجة سليمة للمياه لحل أى مشكلة بها يجب عمل تحليل كيميائى لهذه الأملاح الذائبة لتحديد نوعها و كميتها .
1-     الأس الهيدروجينى Ph
يتم قياس الأس الهيدروجينىpH  لتحديد مدى حمضية أو قاعدية المياه و تنقسم وحدة قياس الpH الى 14 وحدة. بدء من الصفر و أقل من 7 تكون المياه حمضية و أعلى من 7 و حتى 14 تكون المياه قاعدية و فى حالة قياس pH تساوى 7 يعنى هذا أن المياه متعادلة
2-     نسبة الأملاح الذائبة TDS
يتم قياس الأملاح الذائبة بالمياه عن طريق جهاز إليكترونى موصل بالكترود يتم غمسه فى العينة و يمكن قياس ال TDS أيضا عن طريق جهاز قياس التوصيل الكهربائى للمياه Conductivity Meter  و كلما زادت الأملاح الذائبة زاد التوصيل الكهربائى حيث توجد علاقة بينهما و هى Conductivity = 3/2 TDS
3-     العكارة
الشوائب العالقة بالمياه تسمى بالعكارة و تكون على شكل عوالق يمكن رؤيتها كالرمال و الأتربة و الطحالب
4-     عسر المياه Hardness
و عبارة عن وجود أيونات الكالسيوم و الماغنسيوم فى المياه و ينقسم عسر المياه إلى نوعين عسر الكربونات و عسر اللاكربونات و يتكون عسر الكربونات نتيجة أملاح كربونات الكالسيوم و الماغنسيوم فى حين يتكون عسر اللاكربونات من أملاح الكلوريد و السلفات
5-     قلوية المياه Alkalinity
قلوية المياه هى كمية أيونات الكربونات CO3 و البيكربونات HCO3 و الهيدروكسيل –OH الموجودة فى المياه
6-     الحديد
غالبا يتواجد الحديد بتركيزات صغيرة فى المياه و ذلك نتيجة لوجوده بكميات كبيرة فى التربة و يوجد الحديد فى المياه على شكل حديدوز الذى يكون فى صورة ذائبة و ليس له أى لون ظاهر بالمياه بمجرد تعرض المياه للأكسدة عن طريق الهواء أو أى عامل مؤكسد أخر مثل الكلورين تتغير صورة الحديد من أيون حديدوز الذائب إلى أيون الحديديك المترسب و الذى يسبب اللون الأصفر و البنى و الأحمر للمياه كما توجد أنواع من البكتريا تعرف ببكتريا الحديد يمكنها أن تعيش و تتغذى على الحديد الموجود بشبكات و مواسير المياه
7-     الغازات الذائبة
و تحتوى المياه على الغازات الذائبة مثل ثانى أكسيد الكربون CO2 و الأكسجين O2 و يعتمد ذوبان الأكسجين فى المياه على درجة الحرارة حيث كلما أرتفعت درجة الحرارة إنخفضت نسبة الأكسجين الذائب بالمياه 

أنواع الصمامات ( المحابس)

الصمام أو المحبس هو جهاز ينظم تدفق السوائل و الغازات عبر الأنابيب و الصمامات تتحكم فى تدفق و ضغط السوائل عن طريق أداء عدة وظائف و هى:-
1-     بدء أو وقف تدفق السائل
2-     تفاوت أو أختلاف كمية تدفق السوائل ( حسب الكمية المراد تدفقها )
3-     السيطرة على أتجاه تدفق السائل
4-     تنظيم و خفض Regulating  نظام التدفق و الضغط للسوائل
هناك العديد من أنواع الصمامات التى تلبى واحدة أو أكثر من الوظائف المذكورة عالية و نظراً لتنوع التطبيقات الصناعية و السوائل و البيئات التى تعمل بها الصمامات وضعت مجموعة واسعة من أنواع الصمامات مثل الصمامات الكروية Ball Valves  و الصمامات الفراشة Butterfly Valves و  Globe Valves و صمامات تعمل بالهواء Diaphragm Valves و صمامات عدم الرجوع Check Valves  ..... ألخ .
و قد تم تصميم كل صمام لتلبية التطبيقات و الأنظمة المختلفة حتى تساعد على ضمان الأستخدام السليم
و فيما يلى نتكلم عن بعض أنواع الصمامات :
1-     الصمامات الكروية Ball Valves
يستخدم هذا النوع فى حالات الإيقاف التام السائل Shot-off  و فكرة عمله بسيطة و عبارة عن ربع دورة ((90º أما ان يفتح تماماً أو يغلق تماماً و هذه الخاصية تقلل من وقت الغلق و الفتح ( السرعة ) و فى هذا النوع من المحابس يحتوى على مانع تسريب من النوع Gland  و من أهم مميزاته رخيص الثمن بالمقارنة بأسعار الصمامات الأخرى و أنخفاض تكاليف الصيانة و سهل الأستخدام و من عيوبة أنه كثير من الأوقات يحدث به الأنسداد و سريع التأكل 


2-     صمامات الفراشة Butterfly Valves
و  يستخدم هذا النوع فى تنظيم تدفق أو سريان السائل من خلال القرص disc  المثبت فى منتصف الصمام و هو يشبة الصمام الكروى فى التشغيل من حيث زمن الفتح و الغلق السريع بدوران القرص ربع دورة ((90º و تتميز صمامات الفراشة ببساطة التصميم و الوزن الخفيف و سهولة الصيانة و غالباً بيستخدم للتحكم فى تدفق الماء و الهواء و خاصاً فى الأنابيب ذات الأقطار الكبيرة

3-     صمامات جلوب Globe Valves
 و هو مناسب للأستخدام فى مجموعة واسعة من التطبيقات للسيطرة على معدل التدفق و أشهر التطبيقات خطوط البخار للغلايات البخارية و يتميز هذا النوع بأنها حتى إذا ما تم فتحها جزئياً فلا يحدث ضرر للأجزاء الداخلية للمحبس و خاصة Valve Seat  بالمقارنة بالأنواع الأخرى و تتميز أيضا بقدرتها على خفض ضغط تدفق السائل عبر الصمام حيث أنها مصممه على شكل حرف S

4-     صمامات البوابة Gate Valves
و تستخدم غالبة فى التطبيقات و الأنابيب الصناعية لأنها تتميز بأقل أنواع الصمامات أعاقة لتدفق السائل مع أقل أضطراب داخل الصمام و عدم أنخفاض ضغط تدفق السوائل و لابد أن يكون مفتوح أو مغلق بشكل كامل لأن من عيوبه حدوث اهتزاز شديد فى حالة فتحه بصورةجزئية مما يؤدى إلى حدوث تلف فى Disc و Valve Seat  
5-     صمامات الغشاء المرن Diaphragm Valves
و تستخدم لوقف تدفق السوائل بواسطة غشاء مرن Diaphragm  و يتميز هذا النوع بأن أجزاء الصمام يمكن عزلها عن السائل و عدم أستخدام مانع تسريب كما يوجد فى الأنواع الأخرى من الصمامات .
و هو سهل الأستخدام و يحتاج إلى صيانة بصورة دورية و عموما هذا النوع من الصمامات لا تناسب السوائل ذات درجات الحرارة العالية و لكم يوجد أنواع خاصة منها تستخدم فى أنظمة البخار يسمى Diaphragm Actuator 
  

الفلاتر الرملية لحمامات السباحة

يجب تنظيف حمامات السباحة جيدا لأنها من أهم معايير السلامة لذلك لابد من وجود نظام تصفية و ترشيح لأزاله جميع الأوساخ و الأتربة و الجزيئات العالقة بمياه حمام السباحة .
و الفلاتر الرملية من أفضل أنظمة التصفية و المرشحات من حيث سهولة الأستخدام و أرخصها و تعمل تلك الفلاتر عن طريق دفع المياه المراد تنظيفها فى خزان مملوء جزئيا بالرمال حيث تقوم الرمال بألتقاط كل الأوساخ و الجزيئات الصغيرة العالقة ثم يخرج الماء المرشح من خلال فتحة أخرى .
و من المعرف أن أى نظام تصفية أو فلترة يحتاج مع مرور الوقت الى تنظيفة للحفاظ عليه فى حالة جيدة و العمل بكفاءة حيث تنظف الفلاتر الرملية من خلال طريقة Backwashing  بعكس تدفق المياه و الذى يساعد على دفع المياه للجزيئات و الأوساخ العالقة


مصائد البخار Steam Traps

هى نوع من أنواع الصمامات أو المحابس التى تعمل بصورة أوتوماتيكية لتصفية المكثفات ( أى البخار المكثف ) و الغازات دون السماح بخروج البخار .
يستخدم البخار بشكل كبير فى العديد من التطبيقات مثل التدفئة  أو كقوة دافعة للطاقة الميكانيكية لذلك يستخدم مصائد البخار فى خطوط البخار لهذه التطبيقات للتأكد من أن البخار لا يفقد .
لماذا يتم تركيب مصائد البخار ؟ يتكون البخار عندما يتبخر الماء ليتحول للشكل الغازى و لأتمام تلك العملية يجب أن تعطى جزيئات الماء ما يكفى من الطاقة لتحويل السائل إلى البخار (الحرارة الكامنة) و عند أستخدام هذا البخارفى عمليات التسخين لمنتجات معينة يتكثف هذا البخار و تصبح تلك المكثفات غير قادرة بالقيام بعمليات التسخين مما يؤثر عليها و يقلل من كفاءتها لذلك لابد من أزالة تلك المكثفات بأسرع وقت .

و من الخطأ أستخدام صمام يدوى عادى لأزاله تلك المكثفات بدلا من مصائد البخار عن طريق ضبط فتحة الصمام يدوياً لتناسب كمية المكثفات و هذا مناسب من الناحية النظرية مع توافر مجموعة من الشروط و لكن فى واقع الأمر ليس حلا عملياً لأن فتحة الصمام يدويا ثابتة لتصريف كمية محددة من المكثفات و بما أن كمية المكثفات تختلف حسب ظروف التشغيل لكثير من التطبيقات و المعدات و أيضا خطوط البخار بأختلاف درجات الحرارة للبيئة المحيطة لذلك يفضل أستخدام مصائد البخار و التى تتحكم فى هذه العملية على أكمل وجة .

أفران صناعة الأسمنت Cement Process Kilns

عملية تصنيع الأسمنت هى عبارة عن خلط المعادن الغير عضوية Calcined عند درجات حرارة عالية بأستخدام الأفران الدوارة Rotary Kilns .
الأسمنت البورتلاندى المستخدم فى عمليات الخرسانة و الأنشاءات عبارة عن حجر جيرى أو الطباشير بجانب الطين و يتم خلط هذه المواد ثم تدخل الفرن الدوار فى درجات حرارة تصل الى 1400درجة مئوية و يمكن لهذا المزيج أن يتم تسخينه على مراحل Preheater قبل دخوله للفرن .
و يتم تغذية المزيج من المواد الخام فى الجانب المواجهة للولاعة Burner داخل الفرن و يتم التسخين فى صورة تدريجية و يمكن أستخدام الغازات الناتجة من عملية التسخين فى ثلاثة عمليات هى :-
1-     التجفيف : حيث يساعد على أزاله الماء و الرطوبة من المزيج
2-     التكليس : يعمل على أخراج ثانى أكسيد الكربون
3-     الحرق : يعمل على تجزئة كتل المزيج الكبيرة ليساعد على عملية التبريد فى الكلنكر Clinker و بعد ذلك يدخل لعملية الطحن ليتحول الى الشكل المعروف بة الأسمنت و هو المسحوق الناعم
و يوجد عدة أنواع من أفران صناعة الأسمنت و لكن نقدم لكم أشهر نوعان و هما :-
1-     فرن التصنيع الرطب Wet Process Kiln:
و تعتبر هذه النوعية من الأفران أصل صناعة الأسمنت و أولى الطرق المستخدمة و تتميز بالبساطة مقارنتا بالطرق الأخرى .
و يتم دخول مزيج الخام فيها على شكل الطين Slurry فى درجة حرارة العادية و طول الفرن الرطب يصل الى 200 متر و قطره 6 متر و يرجع هذا الطول لأن مزيج الخام لابد أن يأخذ وقته لكثرة الماء و الرطوبة به المراد تبخيرها و عملية نقل الحرارة ليست فعالة
2-     فرن التصنيع الجاف : Dried Process Kiln
و هى أكثر الطرق شيوعا حاليا و أحدثها حيث يتم فى هذه الطريقة تسخين مزيج الخام قبل دخول الفرن مما يساعد على تقليل نسبة الماء لذلك يصبح طول الفرن أقصر حوالى 70 متر و قطره 6 متر مما يساعد على تقليل فى التكلفة الأنشائية لمصنع الأسمنت 
فرن التصنيع الرطب 
 فرن التصنيع الجاف