آشنایی با تجهیزات و لوازم کنترلی دیگ بخار

یک دیگ بخار دارای تجهیزات و لوازم کنترلی مختلفی می باشد. مجهز بودن دیگ بخار به این تجهیزات و عملکرد صحیح آن ها، موجب کارکرد صحیح و ایمن دیگ بخار می گردد. وجود بسیاری از این تجهیزات ضروری بوده و در استاندارد ذکر گردیده است. در این مقاله می کوشیم با عملکرد هریک از این تجهیزات آشنا شویم. آشنایی با این تجهیزات چه پیش از خرید بویلر (جهت انتخاب صحیح تجهیزات) و چه بعد از خرید و راه اندازی بویلر (جهت بهره برداری و نگهداری مناسب) ضروری می باشد. 

تغییر در مشخصات هریک از تجهیزات می تواند موجب تغییر قابل توجه در کارایی ، کیفیت و قیمت بویلر بخار گردد. بنابراین در صورتی که قصد خرید یک بویلر بخار مناسب را دارید پیشنهاد می گردد علاوه بر این مقاله ، مقاله “قیمت دیگ بخار و عوامل موثر در کیفیت” را نیز مطالعه فرمایید.

 اجزا و تجهیزات جانبی دیگ بخار

جهت استفاده صحیح و ایمن از دیگ بخار، آشنایی با اجزا و تجهیزات مختلف دیگ و همچنین عملکرد و کارایی هر یک ضروری است. در ادامه به معرفی و آشنایی با عملکرد برخی از تجهیزات اصلی دیگ بخار خواهیم پرداخت:

* بسته به ظرفیت و نوع دیگ بخار خریداری شده ممکن است تعداد و نوع برخی از تجهیزات با تصویر فوق اندکی متفاوت باشد.

مشعل

مشعل دیگ بخار، یکی از اجزاء اصلی ولی جدا از دیگ بخار بوده که پس از ساخت دیگ بخار بر روی آن نصب می­ گردد. عملکرد اصلی مشعل تبدیل سوخت به انرژی حرارتی می باشد. دیگ های بخار می تواند با مشعل با سوخت های مختلف کار کند. مهمترین سوخت های مصرفی در دیگ ها گاز ، گازوئیل و مازوت می باشد.  بنابراین امکان انتخاب دیگ با مشعل گاز سوز، گازوئیل سوز، دوگانه سوزِ گاز و گازوئیل و سه­ گانه سوزِ گاز و گازوئیل و مازوت فراهم می باشد.

پمپ

وظیفه پمپ در دیگ بخار تامین و تزریق آب مورد نیاز به دیگ می باشد. پمپ باید بتواند مقدار آبی که در دیگ به بخار تبدیل می­ گردد را جبران نموده و از کاهش سطح آب دیگ جلوگیری نماید. پمپ تغذیه دیگ­های بخار معمولاً از نوع طبقاتی و استنلس استیل می باشد.

نصب یک صافی در مسیر ورودی به پمپ جهت جلوگیری از ورود هرگونه ذرات خارجی موجود در آب به پمپ ضروری است.  همچنین بعد از پمپ نیاز به یک شیر یکطرفه بوده تا از برگشت بخار از دیگ به پمپ و آسیب رساندن به پمپ جلوگیری نماید.(شیر یکطرفه بعد از پمپ در کارخانه نصب گردیده است.) لازم است از کارکردن پمپ  بدون آب جلوگیری نمایید.

شیر تغذیه

شیر تغذیه بعد از پمپ و قبل از دیگ نصب می­ گردد. این شیر دارای یک عدد یکطرفه (Check Valve) بوده و از برگشت آب یا بخار به داخل پمپ جلوگیری می نماید.  (به دلیل اطمینان بیشتر، در دیگ های بخار  معمولاً یک عدد شیر یکطرفه بین فلنجی استنلس استیل اضافی نیز قبل از شیر تغذیه نصب می­ گردد.)  این شیر باید دائما در حالت کاملاً باز بوده تا آب به راحتی وارد دیگ گردد. بعد از آبگیری و قطع پمپ نیز شیر یکطرفه از برگشت آب یا بخار به پمپ جلوگیری می­نماید.

اپراتور باید با کنترل حرارت لوله ارتباطی بین شیر تغذیه و پمپ  از عدم برگشت آب و بخار به پمپ مطمئن گردد. این کار بلافاصله بعد از خاموش شدن پمپ باید صورت گیرد. در صورت برگشت آب و بخار به داخل پمپ سریعاً بایستی شیر تغذیه را بسته و از ورود آب و بخار به پمپ جلوگیری به عمل آید. سپس پیچ های قسمت یکطرفه را باز نموده و شیر یکطرفه را از هرگونه جرم یا رسوب که مانع عملکرد صحیح شیر  گردیده است پاک نموده و مطمئن شوید سطوح آب بندی خراش یا خوردگی نداشته باشند.

اگر سطح آب در مخزن تغذیه یا دی اریتور بالاتر از سطح آب دیگ است هنگام خاموش بودن و عدم وجود فشار در دیگ، شیر تغذیه را ببندید تا آب از مخزن به دیگ وارد نشده و لبریز نگردد.

نشان دهنده سطح (آبنما)

نشان دهنده سطح (Level Indicator) یا آبنما وظیفه نمایش سطح آب درون دیگ را به عهده دارد. متناسب با ظرفیت دیگ و مطابق استاندارد تعداد آبنما های دیگ یک یا دو عدد خواهد بود. نشان دهنده های سطح آب به دو صورت مغناطیسی و یا شیشه ای تولید شده که استفاده از هر یک مزایا و معایب خود را دارا می باشد.

از آنجا که مشاهده سطح آب توسط اپراتور از اهمیت ویژه ای برخودار است لازم است همواره شیشه محافظ و لوله شیشه ای آبنما تمیز نگه داشته شود. جهت اطمینان از عملکرد صحیح و تمیز نمودن محفظه آبنما لازم است به صورت دوره ای شیر تخلیه زیر آب نما باز شده تا محفظه از رسوبات پاک گردد.

کنترل کننده سطح

کنترل کننده سطح یا لِوِل کنترل (Level Control) وظیفه کنترل سطح آب درون دیگ را به عهده دارد. متناسب با ظرفیت دیگ و مطابق استاندارد تعداد کنترل کننده های سطح دیگ یک یا دو عدد خواهد بود. این کنترل کننده ها به گونه ای طراحی شده اند که کلیه کنترل های لازم برای خاموش و روشن کردن پمپ تغذیه، روشن و خاموش کردن مشعل و اخطار سطح پایین آب ( متناسب با سطح آب درون دیگ) را به طور اتوماتیک انجام دهد.

هنگامی که در اثر تبدیل آب به بخار، سطح آب از حد مشخصی (Low Water) درون دیگ پایین تر آید این کنترل کننده ها توسط تابلو کنترل به پمپ تغذیه فرمان داده و با روشن شدن پمپ، موجب افزایش سطح آب درون دیگ می­ گردند. با افزایش سطح آب و رسیدن به سطح مشخص شده (High Water) مجدداً فرمان قطع پمپ تغذیه صادر می­ گردد. این سیکل در صورت عملکرد صحیح دیگ تکرار می­ گردد.

اگر به هر دلیل پس از کاهش سطح آب، عمل آبگیری مجدداً انجام نگرفته و در اثر ادامه کارکرد دیگ، سطح آب از سطح خیلی کم (Low-Low Level) پایین تر آید جهت جلوگیری از بی آبی و سوختن دیگ، ضمن به صدا درآمدن آژیر هشدار، به مشعل فرمان قطع داده خواهد شد.

شیر تخلیه کنترل سطح (شیر تخلیه مرحله ای)

این شیر که در زیر کنترل کننده های سطح نصب شده و به آن شیر تخلیه مرحله ای یا شیر زیر موبری نیز می­ گویند، وظیفه پاکسازی و تخلیه کامل محفظه شناور و اتصالات آب و بخارِ کنترل سطح از رسوبات را به عهده دارد.

مراحل تخلیه شیر امکان پاکسازی مسیر ورودی آب (به پایین لول کنترل)، مسیر ورودی بخار (به بالای لول کنترل) و همچنین محفظه شناور لول کنترل را به وجود می آورد. تخلیه این ارتباطات به صوت جداگانه در مراحل مشخص عملکرد شیر صورت می گیرد.

در حالت عملکرد نرمال شیر، دستگیره شیر تا آخر (خلاف جهت عقربه های ساعت) باز می باشد. لازم است برای عملکرد صحیح این شیر و کنترل کننده سطح، روزانه حداقل یکبار شیر را کاملاً بسته (در جهت عقربه های ساعت) و مجدداً باز نمایید تا داخل محفظه شناور و مسیر شیر زیر موبری کاملاً عاری از رسوبات گردد.

آب مورد استفاده برای دیگ های بخار بایستی از نظر املاح در حد استاندارد باشد با این وجود در صورت عدم استفاده به موقع و روزانه از شیر زیر موبری مسیرهای ارتباطی آب و بخار به لول­ کنترل و همچنین محفظه شناور در اثر رسوبات مسدود شده و باعت عدم عملکرد صحیح لول­ کنترل و در نتیجه پایین آمدن سطح آب و حتی گاه سوختن دیگ می­ گردد.

پرشر سوییچ

وظیفه پرشر سوییچ (Pressure Switch) تنظیم و کنترل فشار دیگ می باشد. (تنظیم فشار دیگ در درجه اول باید بر اساس فشار طراحی دیگ و سپس متناسب با نیاز مصرف کننده صورت گیرد.) دیگ های بخار متناسب با ظرفیت و مطابق استاندارد دارای دو یا سه عدد پرشرسوییچ می باشد.

پرشر سوییچ شماره (۱)، پرشر سوییچ حد (on/off) مشعل بوده و هرگاه فشار از حد  نرمال بالاتر رود، فرمان خاموش شدن مشعل را خواهد داد و سپس با پایین آمدن فشار، فرمان روشن شدن مشعل را صادر می نماید.

پرشر سوییچ شماره (۲)، پرشر تنظیم شعله مشعل بوده و با توجه به فشار تنظیمی، شعله مشعل را از شعله بلند به شعله کوتاه به صورت دو مرحله ای یا تدریجی تنظیم می­کند. (در دیگ های کوچک و مشعل های تک مرحله ای این پرشر سوییچ وجود ندارد.)

پرشر سوییچ شماره (۳)، پرشر سوئیچ اطمینان بوده و در صورتی عمل می نماید که پرشر سوییچ شماره(۱) عمل نکرده باشد. در این صورت همزمان با به صدا درآوردن آژیر دیگ، به مشعل فرمان خاموش خواهد داد. فشار پرشر سوییچ اطمینان معمولا اندکی بالاتر از پرشر سوییچ حد تنظیم می گردد.

توجه داشته باشید که در قسمت بالای پرشر سوییچ ۲ عدد پیچ وجود داشته که یکی مربوط به کم و زیاد کردن فشار و دیگری که روی آن کلمه دیفرانسیل نوشته شده جهت کم و زیاد کردن حساسیت پرشرسوییچ بکار می رود. به طور مثال در صورتی که دیفرانسیل روی ۲ بار تنظیم شده باشد در صورتی که مشعل در فشار ۸ بار خاموش گردد مجدداً با اختلاف ۲ بار (عدد دیفرانسیل) یعنی روی۶ بار روشن می­ گردد.

مانومتر

مانومتر(Manometer) یا فشار سنج که بر روی کلکتور لوازم کنترلی نصب گردیده است وظیفه نمایش فشار بخار دیگ را به عهده دارد.  پیشنهاد می­گردد برای اطمینان از عملکرد صحیح و نمایش دقیق فشار توسط  مانومتر، به صورت سالانه عملیات کالیبراسیون انجام گیرد.

سنسور دمای آب و اگزوز

دیگ بخار مجهز به دو عدد ترموکوپل و ترموستات دیجیتال جهت دمای آب و اگزوز بوده که با نشان دادن دمای آب و اگزوز بر روی تابلو کنترل ، در صورت افزایش دمای هریک از ترموستات­ها به بالاتر از دمای تنظیم شده، با خاموش کردن مشعل از آسیب دیدن دیگ جلوگیری می­نماید. ( این مشکل معمولا به دلیل رسوب گرفتن دیگ یا کم آب شدن دیگ رخ خواهد داد.)

شیر اطمینان

وظیفه شیر اطمینان (Safety Valve) کاهش فشار دیگ به صورت مکانیکی می باشد. متناسب با ظرفیت دیگ و مطابق استاندارد، نصب یک یا دو عدد شیر اطمینان بر روی دیگ بخار اجباری می باشد. شیر اطمینان می تواند به صورت تک یا دو فنره باشد.

در صورتی که به هر دلیل هیچ یک از سیستم های الکترونیکی کنترل دیگ عمل ننماید و فشار دستگاه از حد مجاز فراتر رود، جهت جلوگیری از انفجار، شیرهای اطمینان نصب شده بر روی دیگ به صورت مکانیکی وارد عمل شده و و با خروج بخار اضافه و کاهش فشار از بروز حادثه جلوگیری می نماید.

در حالت عادی درون شیر اطمینان، یک دیسک روی نشیمنگاه توسط یک فنر در حالت بسته نگه داشته شده است. هنگامی که فشار سیستم از فشار مطلوب بالاتر می رود، فشار ناشی از سیال به دیسک فشار آورده و بر نیروی ناشی از فنر غلبه کرده و دیسک را بلند می نماید. با بلند شدن دیسک، سیال از کناره های دیسک خارج شده و هنگامی که دوباره فشار سیستم به حالت ایمن بازگردد، دیسک مجدداً به حالت بسته بر می­ گردد.

لازم است کارکرد شیر اطمینان به صورت مرتب کنترل شود. در غیر این صورت ممکن است مسیر خروج بخار رسوب گرفته و رسوب مانع باز شدن به موقع شیر اطمینان و تخلیه بخار اضافی در دیگ گردد که در این صورت حتی احتمال انفجار وجود خواهد داشت.

جهت اطمینان از عملکرد صحیح شیر اطمینان لازم است به صورت منظم و حداقل هفته ای یکبار اهرم شیر اطمینان را به صورت دستی به مدت ۱۰ ثانیه کشیده، تا ضمن اطمینان از عملکرد شیر، از رسوب گرفتگی قطعات جلوگیری شود. (به همین دلیل نصب و استفاده از شیرهای اطمینان بدون اهرم بر روی دیگ های بخار به هیچ عنوان توصیه نمی­ گردد.)

تنظیم فشار عملکرد شیر اطمینان توسط پیچ تنظیم فنر صورت می گیرد. این فشار معمولا حداقل ۵% بالاتر از فشار کاری دیگ بوده و در کارخانه سازنده شیر اطمینان تنظیم شده است. مکانیزم تنظیم فشار توسط یک درپوش و یک پین قفل کننده از دسترسی افراد غیر مجاز جلوگیری می نماید.  در صورت نیاز به تنظیم مجدد این کار باید توسط نیروی متخصص انجام گیرد.

شیر اصلی خروج بخار

در دیگ های بخار این شیر به عنوان شیر اصلی در مسیر خروج بخار در قسمت فوقانی دیگ، به منظور قطع، وصل و تنظیم جریان خروج بخار نصب می­گردد.

اگر در مجموعه ای چند دیگ بخار بصورت همزمان بکار گرفته شده است، لازم  است بعد از خروجی شیر اصلی هر دیگ، یک عدد شیر یکطرفه مناسب نصب شده تا در صورت افت فشار هر دیگ، از برگشت بخار به دیگ و ایجاد شوک های ضربه ای به بدنه شیر و دیگ بخار جلوگیری نماید.

شیر تخلیه

این شیر به عنوان شیر تخلیه (Drain Valve) در پایین ترین نقطه انتهایی دیگ بخار ، جهت  زیر آب زدن (Blow Down ) وتخلیه آب و رسوبات نصب می گردد. لازم است شیر تخلیه نسبت به زمان فعال بودن دیگ حداقل هر ۴ ساعت یکبار در حالتی که دیگ تحت فشار است به مدت ۱۵ ثانیه باز شده تا رسوبات داخل دیگ تخلیه و از تجمع رسوبات جلوگیری گردد. استفاده از یک شیر پنوماتیک تایمردار به صورت اتوماتیک جهت انجام منظم عملیات زیر آب زدن توصیه بعد از شیر تخلیه اصلی توصیه می­گردد. (این عمل به خصوص در زمان استفاده از رسوب زدای مغناطیسی اهمیت بیشتری خواهد داشت.)