مدار گاز دیگ بخار

در مقاله خرید دیگ بخار مطرح شد که انفجار دیگ بخار علت های مختلفی دارد . در این مطلب نیز قصد داریم به خطرات انفجار دیگ بخار ناشی از نقص در مدار گاز بویلر بپردازیم.

مدار گاز بویلر شامل قطعات و تجهیزات مختلفی از جمله انواع شیرهای دستی و برقی، رگلاتور، صافی و … است. در این مقاله پس از تشریح فنی مدار گاز بویلر و اهمیت هر یک از قطعات، قصد داریم اختصاصاً به یک شیر Normally Open در مدار گاز بویلر بپردازیم. نقش این شیر در جلوگیری از انفجار بویلر بسیار مهم و حائز اهمیت است.

در مدار گاز بویلر، لوله گاز شهری با یک کلید قطع و وصل اصلی وارد مدار دیگ بخار می‌شود. بعد از این کلیـد، مـانومتر، فشـار خط را نشان می‌دهد که حدود ۲.۵ بار است. این فشار برای مشعل خیلی زیاد و خطرناک است. پس بایـد از رگلاتور یا فشار شکن استفاده کنیم. همچنین قبل از رگلاتور از یک فیلتر برای حذف مواد جامد معلق در گاز استفاده می‌کنیم. سپس گاز وارد رگلاتور می‌شود. با استفاده از مانومتر می‌توان فشار گاز کاهش یافته بعد از رگلاتور به ۲۵ میلی بار را مشاهده نمود.

گاز فشار پایین بعد از عبور از یک سوپاپ اطمینان وارد دو شیر برقی می‌شـود کـه مسـتقیما توسـط مشـعل ، فرمان می‌گیرند. شیر برقی اول به صورت تک‌ضرب فقط حالت روشن و خاموش دارد که یا گاز را قطع می‌کند یا وصل. شیر دوم به صورت تدریجی می‌تواند میزان گاز عبوری را کم یا زیاد کنـد. ایـن گـاز مستقیما وارد مشعل می‌شود.

بعد از قراردادن کلید مشعل ((BURNER ON-OFF روی حالت روشن ( (ONموتور دمنده و مشعل شروع به کار می‌کنند. چند ثانیه بعد دمپر دمنده شروع به باز شدن نموده و با هوای کامل ((HIGH کار می‌کند. سپس دمپر مدار گاز بویلر به حالت LOW)) برمی‌گردد. در این زمان مدار جرقه که توسط یک ترانس افزاینده و شمع‌های مربوطه و شیر سلونوئیدی ((PILOT کامل می‌شود، وارد عمل شده و ایجاد جرقه مناسب می‌نماید. سپس جریان سوخت و مدار جرقه‌زن به طور هماهنگ برای چند ثانیه فعال هستند. بعد از آن جرقه از مدار خارج شده و شعله پایدار خواهد شد.فتوسل شعله را کنترل کرده و در صورتی که شعله به وجود نیامده باشد دستور خاموش شدن مشعل و اخطار توسط آژیر و چراغ اخطار ( (LOCK OUTرا صادر می‌نماید. مسئول بویلر موظف است به محض شنیدن آژیر یا مشاهده چراغ اخطار، جهت رفع آن اقدام مقتضی به عمل آورد. بعد از پایدار شدن شعله و فرمان ادامه کار توسط فتوسل، چراغ شعله طبیعی (NORMAL FIRING) روشن خواهد شد.

در دیگ‌های بخار معمولاً از مشعل‌های دو مرحله‌ای استفاده می‌کنند. یک سـروو موتـور میـزان گـاز و هـوای ورودی را تنظیم کرده و وارد محفظه تخلیط می‌نماید. در خروجی این محفظه دو الکتـرود بـا فاصـله وجـود دارند که با عبور جریانی حدود ۱ الی ۱۰ میکروآمپری ایجاد جرقه نموده تا شعله تشکیل شود. اما اگر این جرقه تحت هر شرابطی نتواند شعله ایجاد کند سنسور نوری (سلول UV) که در مـدار وجـود دارد مشـعل را خاموش می‌کند. در غیر اینصورت گاز در محفظه جمع می‌شود که بسیار خطرناک است.

این مشعل‌ها با یک رله هوشمند کار می‌کنند که تمامی قسمت‌های مشعل را تحت کنترل دارد. هر مرحلـه از کار مشعل (مانند فن تنها، جرقه، شعله کامل، ریست و . . .) را با رنگ‌های مختلف نشان می‌دهد. در هنگام روشن شدن، فن مشعل به مدت ۴۰ ثانیه کار می‌کنـد تـا گازهـای سـوخته نشـده کـه در محفظـه باقیمانده‌اند کاملاً خارج شوند. این تاخیر ۴۰ ثانیه‌ای پاشش سوخت به دلیل افزایش ایمنی و جلوگیری از انفجار بویلر در نظر گرفته شده است. صرفاً‌ پس از این مرحله گاز نیز وارد شده و مشعل جرقه می‌زند تا شعله تشکیل شود.

رگلاتور گاز، ابزاری برای کاهش فشار جریان گاز و ثابت نگه داشتن آن مورد استفاده قرار می‌گیرد. رگلاتور گاز در صورت تغییر ناگهانی جریان گاز، فشار مدار گاز بویلر را در حد معینی کنترل کرده و آن را به حد تعادل می‌رساند. وظیفه رگلاتورها تبدیل فشار زیاد به فشار کمتر و مناسب دستگاه است و موجب کاهش فشار ورودی و فشار خروجی می‌گردد. از رگلاتورها در ورودی گاز تجهیزات گازسوز موتورخانه‌های ساختمان‌های اداری، صنعتی، هتل، بیمارستان، صنایع گاز و نفت استفاده می‌گردد.

در مسیر خط گاز مشعل‌ها معمولا بعد از رگلاتور و شیر قطع و وصل گاز یک فیلتر قرار دارد تا گرد و غبار موجود در گاز را جذب نماید. بعد از فیلتر، گاورنر و گیج نشانگر فشار وجود دارد و بعد از آنها سیستم کنترلی گاز قراردارند.

سیستم کنترلی معمولا شامل ادوات زیر است :

جهت انتخاب نوع کنتور گاز و تجهیزات مناسب خط گاز نیاز است تا میزان فشار مناسب و مورد نیاز گاز را برای مشعل در اختیار داشته باشیم.مشعل‌های گازی با مصارف خانگی و اداری کوچک معمولا با فشار ۱۷.۵ میلی بار یا معادل ۱/۴ پوند کار می‌کنند. این فشار معادل فشار گاز شهری است. ظرفیت حرارتی این مشعل‌ها تا ۸۰۰.۰۰۰ کیلوکالری بر ساعت می‌باشد.مشعل‌های گازی با ظرفیت بالاتر جهت مصارف صنعتی و برج ها با فشار ۱۴۰ میلی بار یا همان ۲ پوند کار می‌کنند.جهت استفاده از گاز با فشار های بالاتر باید از رگلاتور بهره برد.

علاوه بر همه قطعات مدار گاز بویلر از جمله، شیرهای دستی و برقی، رگلاتور، فیلتر، کنترلر نسبت هوا و گاز و امثالهم، یک شیر NO هم مورد نیاز است. این شیر بر خلاف سایر شیرهای مدار گاز بویلر در حالت عادی باز است. همه شیرهای مدار گاز بویلر NC یا در حالت عادی بسته هستند. وقتی که بویلر در حال کار است سایر شیرهای NC به وسیله فرمان برقی و یا دستی باز شده و مسیر عبور گاز به داخل بویلر را فراهم می‌کنند. وقتی که بویلر خاموش می‌شود، همه این شیرها بسته شده و شیر NO  مدنظر باز می‌شود. برای افزایش ضریب ایمنی بویلر، سر دیگر این شیر بایستی به فضای باز کشیده و در آنجا تخلیه شود. این شیر NO در حالت کارکرد بویلر بسته و در حالت توقف کارکرد بویلر باز می‌شود تا گازهای ناشی از نشتی را تخلیه نماید.

همان‌طور که قبلاً اشاره شده، در زمان استارت مشعل، ابتدا به مدت ۴۰ ثانیه فن دستگاه روشن شده و هوا (یا گاز) داخل کوره را تخلیه می‌کند. فقط پس از طی این مدت زمان است که دستور باز شدن مدار گاز بویلر صادر شده و پس از آن جرقه‌زن عمل کرده و شعله را ایجاد می‌نماید. این تاخیر زمانی برای جلوگیری از انفجار گازهای انباشته احتمالی در داخل کوره در نظر گرفته شده است. شیر NO مذکور نیز به صورت یک سیستم ایمنی موازی با این تاخیر ۴۰ ثانیه‌ای عمل کرده و ایمنی دیگ بخار را افزایش می‌دهد.

برای دریافت اطلاعات بیشتر در خصوص ایمنی دیگ بخار پیشنهاد می‌کنیم مقاله تجهیزات کنترلی دیگ بخار را مطالعه بفرمایید.

 بروز انفجار در دیگ بخار ممکن است به دلایل زیر باشد:

1. عــدم رســیدگی منظــم بــه عملکــرد صحیــح سیســتم‌های اتوماتیــک و کنتــرل دیگ‌هــای بخــار. همه تجهیزات تحت فشار بایستی مطابــق آئیــن نامــه‌هــا و اســتانداردهای مربوطه مورد بهره‌بـرداری قرار گیرند. استفاده از سیسـتم‌هـای کنترل خـودکار برای این تجهیزات الزامی است. ایـن تجهیزات نیـاز بـه نظـارت را بـه حداقــل مــی‌رســانند. با این وجود،همیشه عدم عملکرد سیســتم‌هــای کنتــرل فشــار  و ســطح آب و امثالهم به دلایل مختلف محتمل است.
2. دســتکاری کــردن سیســتم‌هــای فرمــان مشــعل، پمــپ و… و تنظیــم آن‌هــا از طــرف افــرادی کــه تخصــص لازم بــرای ایــن کار را نداشته و آموزش‌هــای ویــژه در ایــن زمینــه را ندیــده‌انــد.
3. ریزش سوخت مایع و یا جمع شدن گاز در ناحیه کوره و محفظه برگشت و احتراق ناگهانی.
4. عدم دقت در آزمایش شیرهای اطمینان و کنترل کننده سطح آب.
5. تشکیل رسوب روی کوره و سطوح حرارتی.
6. خوردگی در ناحیه پوسته و سطوح حرارتی و عدم بازرسی دوره‌ای و ضخامت سنجی قسمت‌های تحت فشار.
7. عدم استفاده از وسایل تصفیه و کنترل خوردگی آب.

همه موارد اشاره شده در بالا از خطرات بالقوه استفاده از دیگ بخار هستند. یکی از دلایل شایع انفجار دیگ بخار جمع شدن گاز (سوخت) در کوره و سپس روشن شدن بویلر است. بویلرهای بزرگ‌تر، به دلیل سایز بالاتر خط لوله گاز ، بیشتر در معرض این ریسک هستند. نشتی‌های گاز هر چند اندک از همه تجهیزات مدار گاز بویلر در زمان خاموش بودن دستگاه، می تواند به آهستگی داخل کوره جمع شده و ایجاد انفجار نماید.