با توجه به نقش مهم کنترل کننده های سطح در بویلرهای بخار در عملکرد بدون خطر بویلرها و امکان ایجاد مشکلات جدی در صورت کارکرد نادرست، بویلرهای بخار مدرن امروزی به کنترل‌های سطح با تکنولوژی بالا مجهز شده بطوریکه ضمن دقت بالا، نیاز به بازرسی اپراتور را نیز کاهش دهند.
بمنظور حفظ سطح آب بویلر در محدوده مورد نظر، نیاز به استفاده از سیستم‌های کنترل با قابلیت اطمینان بالا است که بصورت اتوماتیک خود را مورد تست و آزمایش قرار می‌دهند.
نیازمندی‌های طراحی در سیستم کنترل بویلرهای بخار
بویلرهای بخار با ظرفیت 145 کیلوگرم بر ساعت و بیشتر باید مجهز به دو عدد کنترل سطح باشند. کنترل‌های بویلر بصورت خلاصه سطح آب، احتراق مشعل، فشار بخار و دمپرها و دمنده ها را زیر نظر می‌گیرد. سیستم کنترل سطح آب و اعلام خطر بصورتی طراحی می‌شوند تا بصورت اتوماتیک سطح آب را کنترل ودر مواقع کاهش و یا ازدیاد سطح آژیر اعلام خطر را بصدا در آورند. در صورت کاهش بیش از اندازه سطح آب، بویلر باید کاملا خاموش شود.
سطح آب بصورت اتوماتیک بین دو نقطه از پیش تعریف شده در وسیله‌های تشخیص سطح کنترل شده و پمپ تغذیه آب بویلر را خاموش و روشن می‌نماید و یا شیر کنترل تدریجی ورودی آب به بویلر را تنظیم می‌کند.
در صورت ایجاد شرایط خاص نظیر پایین رفتن سطح آب تا نقطه ” اولین کمبود سطح “عمل احتراق در مشعل باید بصورت اتوماتیک قطع شده و مشعل خاموش شود. در این زمان آژیر نیز بصدا در می‌آید. بازگشت مجدد آب به سطح طبیعی، احتراق مجدد و اتوماتیک مشعل را بدنبال دارد.
نقطه “دومین کمبود سطح“ باید با سیستم کنترل جداگانه که دارای ویژگی مضاعف دیگری نیز هست کنترل شود. کنترل مربوط در این سطح بویلر را کاملا خاموش می‌نماید بطوری که حتما باید بصورت دستی و توسط اپراتور راه‌اندازی شود. این سطح باید در شیشه های آب نمای بویلر قابل رویت باشد.
همچنین می‌توان در نقطه “ازدیاد سطح آب” تجهیزاتی را پیش‌بینی کرد تا مدار آب تغذیه را قطع و آژیر را بصدا در آورد و در نتیجه از پر شدن بویلر از آب جلوگیری شود. بدین طریق از نفوذ آب به خط لوله اصلی بخار (و در نتیجه امکان ایجاد ضربات چکش شدید و یا آلودگی بخار توسط کف وTDS ) جلوگیری می‌شود.
روش‌های نصب
بصورت پایه و عمومی، دو روش عمومی جهت نصب تجهیزات اندازه‌گیری و کنترل سطح وجود دارد. روش اول، نصب آنها در محفظه خارجی در مجاورت بویلر بوده و روش دوم نصب، بصورت مستقیم در داخل پوسته بویلر از قسمت فوقانی است که معمولا در داخل لوله‌های محافظ انجام می‌شود. (شکل 3)
در صورت نصب تجهیزات در محفظه خارجی، باید از یک شیر مخصوص چند وضعیتی استفاده نمود تا بتوان محفظه را کاملا تمیز و عاری از رسوب نگاه داشته و امکان تست آلارم‌ها را نیز فراهم نمود.
یکی از مزایای نصب مستقیم سنسورهای سطح در داخل بویلر، عدم نیاز به استفاده از این شیر مخصوص است. تجهیزات مربوط به اولین و دومین سطوح کاهش آب، باید بصورت مجزا در دو محفظه یا لوله محافظ نصب شوند بطوریکه کاملا مستقل از یکدیگر باشند.
نمایشگر سطح ساخت شرکت Forbes Marshall
شکل 2.بویلر بخار با محفظه کنترل سطح خارجی
شکل 3.بویلر بخار با کنترل‌های سطح نصب شده در لوله‌های محافظ درداخل بویلر
انواع تجهیزات اندازه‌گیر و کنترل‌کننده سطح آب
امروزه انواع بسیار متنوعی از تجهیزات اندازه‌گیری سطح ساخته و ارائه شده اند. سیستم‌های مدرن با استفاده از سنسورهای میله‌ای رسانش یا خازنی و کنترلرهای الکتریکی ساخته می‌شوند. مهمترین مزیت این سنسورها عدم استفاده از قطعه متحرک در ساختار آنها است.
انواع جدیدتر پراب‌های رسانشی با دقت بسیار بالا عمل کرده و بمنظور جلوگیری از خطا در اثر عواملی نظیر: تشکیل رسوب روی پراب و یا رسوخ رطوبت به داخل آن، بصورت الکترونیکی خود را مورد تست دائمی قرار می‌دهند. در صورت بروز چنین مشکلاتی، سیستم باید به سرعت خطا را تشخیص داده ضمن به صدا در آوردن آژیر، بویلر را خاموش کند.
شکل شماره 4 نشان دهنده نمونه ای از نصب مستقیم این سیستم در لوله‌های محافظ در داخل بویلر می‌باشد. در این نمونه، پراب‌های هدایتی وظیفه اعلام اخطار در دو سطح پائین را به عهده داشته و پراب خازنی شیر کنترل آب ورودی را بصورت تدریجی باز و بسته می‌نماید و همچنین آژیر سطح بالای آب را بصدا در می‌آورد.
نظارت کل بر بویلرهای بخار
قوانین ایمنی بویلرها ایجاب می‌نماید که: موتورخانه بخار نباید بصورت کاملا اتوماتیک کنترل شده و همواره به وجود دائم فرد آموزش دیده بمنظور مراقبت از سیستم نیاز می‌باشد.
عمل بلودان زنی محفظه‌های خارجی کنترل‌های سطح حداقل باید یک بار در روز توسط اوپراتور انجام شود. اوپراتور باید همواره آماده باشد تا در صورت اعلام خطر به سرعت قادر به واکنش مناسب باشد. حضور دائمی اوپراتور حتی در زمان تعطیلات و یا اواخر هفته در موتورخانه الزامی است.
پیشنهاد می‌شود در موتورخانه‌ها از حداقل یک تکنسین مسلط به بویلر بخار و کنترل‌های مربوط استفاده شده و نفر دومی نیز در سایت تعریف شود تا در نبود احتمالی تکنسین و اعلام آژیر، با اطلاع از روش خاموش‌سازی بویلر آن را از مدار خارج نماید.
شکل 4.نمونه ای از نصب مستقیم این سیستم در لوله های محافظ در داخل بویلر
تست سیستم کنترل بویلر های بخار
قوانین ایمنی بویلرها ایجاب می کند تست سیستم کنترل بویلرها بصورت مرتب و دائمی و با وجود شیشه‌های آب نما و سطح قابل رویت آب انجام گیرد.
در موردی که سنسورها در محفظه خارجی با شیر دستی مرحله ای نصب شده باشند، بوسیله شیر مذکور باید سطح آب را در هر دو محفظه کنترل سطح (حداقل یک بار در روز) کاسته و سیستم کنترل و اخطارها را چک نمود.
بصورت مشابه درصورت نصب مستقیم پراب ها در بویلر ( با روش معمولی که سیستم کنترل سطح خود را مونیتور نمی کند!) ، اوپرتور باید آب بویلر را بمنظور تست آلارم ها حداقل یک بار در روز کاهش دهد. این امر در مورد سیستم های با مونیتور ینگ اتوماتیک لازم نیست.
در مورد تمام سیستم‌های کنترل سطح ، نیاز به تست هفتگی بوده که باید توسط شیر قطع و وصل ورودی انجام گیرد، بطریقی که تبخیر آب بویلر (و استفاده بخار ) سطح آب را تا نقطه ” اولین کمبود سطح” پائین آورده و سپس توسط بلودان، سطح آب را تا نقطه “دومین کمبود سطح” تقلیل داد. این تست هفتگی، تست کامل عملکرد کنترل‌ها در زمان تغییرات واقعی سطح آب در بویلر است. توصیه می‌شود که نتایج تمام تست ها بدقت یاد داشت و ذخیره شود.
از: مهندس عادل قهرمانی