1-3-c preparazione funzionamento e individuazione delle avarie caldaia a vapore

La prima manovra da fare sul pannello di controllo occorre dare tensione al quadro (Main switch). Nel nostro caso avremo l’accensione della spia verde di alimentazione (Supply), la spia rossa lampeggiante del basso livello acqua in caldaia (Low alarm level), e noi dobbiamo premere il pulsante rosso per confermare l’allarme (Alarm confirmation). Per togliere l’allarme ed il blocco per l’accensione dobbiamo preparare la pompa dell’acqua e la linea per dare tale ripristino. 


Assicurarsi che le valvole alimento acqua siano aperte e che non vi siano perdite di acqua e/o vapore da nessuna giuntura.


Per togliere l’allarme ed il blocco per l’accensione per basso livello dobbiamo preparare il circuito acqua alimento. Nel nostro impianto abbiamo un doppio fondo acqua da cui manovrando le valvole aspirazione e mandata per la pompa di trasferta provvederà a mantenere costante il livello del pozzo caldo.  Dal pozzo caldo con l’ausilio delle pompe di alimento si procederà, tramite apertura delle valvole di intercettazione (aspirazione e mandata) di una delle due pompe (una sempre in stand-by). Da notare che in quest’impianto in pozzo caldo è munito di due galleggianti per monitorare il livello (alto/basso) ed è asservito per caduta anche dalla cassa osservazioni condense. Apriamo anche la valvola ingresso acqua in caldaia e passiamo al pannello per mettere in moto la pompa acqua di alimento.



Messa in moto la pompa si attende che il livello inizi a comparire nel cristallo del livello. In questo tipo di caldaia il livello è controllato da livellostati presenti in un contenitore esterno alla caldaia (in ordine dal basso: basso, normale e alto livello acqua). 


Il livello dell’acqua in caldaia deve essere appena visibile e la temperatura dell’acqua prelevata dal pozzo caldo deve essere circa 80 - 85°C. Porre attenzione al livello e verificare che non vi siano perdite dalle tenute sia dei cristalli che dei rubinetti acqua/vapore e spurghi.



Assicurarsi che l’aria comburente per il bruciatore pilota sia disponibile dal soffiatore o dall’aria compressa del locale a.m. In alcuni impianti al posto dell’aria viene utilizzato vapore proveniente dalla caldaia stessa (vapore di atomizzazione).

Si predispone il bruciatore ad accendere, si mette in moto il ventilatore tiraggio forzato e si attende che si ripristina il livello. Raggiunte le condizioni di accensione inizia la fase di combustione vero e proprio nella sequenza indicata nelle immagini di seguito.



Controllare che le valvole del combustibile sulla linea del bruciatore pilota e principale siano aperte.



Mettere in moto la pompa del combustibile e tenerla in posizione AUTO, controllare che la pressione e la temperatura della nafta sia nei valori stabiliti per l’accensione. Inizialmente però la caldaia andrebbe accesa SOLO con combustibile leggero (MDO). Il tipo di caldaia che seguiamo nell’animazione ha un solo combustibile, quello leggero.           


Mettere in moto il ventilatore e attendere 3 minuti per il lavaggio completo della camera di combustione (fase di purging). Prima di accendere il bruciatore assicurarsi dalla specula del forno che non goccioli nel forno e che esternamente lungo la tubazione non vi siano perdite. 


Finito il lavaggio premere il pulsante di accensione bruciatore pilota, si aprirà l’elettrovalvola sul rispettivo bruciatore per permettere il passaggio del gasolio al bruciatore. 


Finita la fase di lavaggio, la portata aria comburente verrà ridotta al minimo tramite la chiusura della serranda del ventilatore e solo quando tale portata sarà al minimo  verrà alimentata l’elettrovalvola del combustibile leggero (MDO) del bruciatore pilota che provvederà a spruzzare gasolio nella camera di combustione.
In contemporanea verrà alimentato l’accenditore che provocherà lo scintillio tra i due elettrodi che provvederà ad ignire il combustibile iniettato. A monitorare questa fiamma ci sarà una fotocellula IR (InfraRossi).

Se questa fotocellula non rileva la fiamma entro un determinato tempo darà luogo ad un allarme con la chiusura immediata dell’elettrovalvola del combustibile leggero (MDO). Se non viene dato nessun allarme vuol dire che la fiamma del bruciatore pilota è presenta, fase che possiamo anche osservare dalla specula del forno.

Lasceremo il bruciatore pilota acceso per un 5 minuti circa (sui tempi di accensione meglio seguire le istruzioni del costruttore della caldaia) dopo di che spegneremo il bruciatore pilota premendo il pulsante di spegnimento. Se invece dobbiamo procedere con la fase di accensione accenderemo il bruciatore principale premendo il relativo pulsante.


Verrà alimentata l’elettrovalvola del combustibile pesante che provvederà ad inviare il combustibile al bruciatore principale già servito dall’aria comburente e di atomizzazione che nel frattempo fungeva da raffreddamento al bruciatore stesso. In presenza della fiamma del bruciatore pilota, verrà creata anche la fiamma del bruciatore principale. Sul forno dovremmo avere sempre un minimo di due fotocellule (nell’esempio ve ne è una), ove la funzione della seconda serve a verificare la presenza della seconda fiamma, quella principale e solo nel caso di rilievo verrà dato il consenso allo spegnimento del bruciatore pilota.

Una volta accesa la caldaia, il bruciatore pilota si spegne e resta acceso solo il bruciatore principale che regolerà la pressione in base alla taratura del MASTER (un pressostato o trasmettitore di pressione) che farà spegnere il bruciatore qualora il valore di pressione vapore raggiungesse il SET da noi impostato oppure inizia la regolazione inviando alla camera di combustione una miscela di combustibile e aria comburente in base al carico che la caldaia assume

Su impianti a vapore il nemico numero uno è il sale, quindi occorre fare molta attenzione sia nell’impianto di generazione acqua distillata sia negli scambiatori di calore: una leggera perdita può causare il totale inquinamento dell’impianto e se non viene intercettata per tempo comporta la fermata dell’impianto a vapore, la perdita di tutto il quantitativo di acqua in servizio, consumo di altra acqua per il lavaggio ed il reintegro del tutto con una nuova carica di acqua distillata. Molte volte capita di lasciare il circuito inquinato riparando eventuale perdita da inquinamento e lasciando che il tutto si ripristini miscelando l’acqua inquinando con i vari supplementi che vengono fatti in automatico al pozzo caldo. Anche in questo caso dipende dal tipo di caldaia, su una nave con impianto a vapore è D’OBBLIGO fermare tutto, ripristinare il normale funzionamento e procedere con la messa in servizio del macchinario. Un lavaggio non eseguito in una caldaia colpita da acqua inquinata comporterebbe danni enormi alla caldaia stessa.
La figura ed il video rappresentano un moderno bruciatore per gasolio. La portata di combustibile è regolata sostituendo la piastrina e variando la pressione di mandata della nafta. Questi tipi di polverizzatori sono di facile esercizio, ma più adatti a impianti piccoli e medi, richiedono frequenti sostituzioni e pulizie e non si prestano bene alla regolazione automatica. 



Nel video il funzionamento di un soffiatore rotativo fisso, è visibile la lunghezza del tubo interno alla caldaia (in genere si utilizza nelle caldaie a gas di scarico e/o economizzatori). Importante è il drenaggio della linea di vapore di alimento per evitare la corrosione della tubazione da pulire a causa della miscela zolfo contenuto nella fuliggine e condensato contenuto nel vapore (acido solforico).




Nel video un soffiatore di fuliggine del tipo retrattile. Una volta attivato il sistema viene prima aperta la valvola di vapore in testa alla lancia vapore mentre un sistema a cremagliera spinge la lancia nella camera surriscaldato. Quando il soffiatore sarà tutto inserito in camera, un fine corsa avrà il compito di invertire una fase del motore elettrico del sistema a cremagliera per far rientrare in sede la lancia. Solo quando la lancia sarà ritornata in sede la valvola di vapore chiuderà meccanicamente. In caso di bloccaggio della lancia lungo il percorso, chiuderà la valvola motorizzata a monte delle valvole dei soffiatori retrattili.




REGOLAZIONE LIVELLO

Altro difetto delle caldaie specie se a tubi di acqua è il livello che, in condizioni di forte rollio, tende a non stabilizzarsi con continui squilibri di pressione e di temperatura con forti variazioni sul valore di spinta nafta ai bruciatori. Se la caldaia è spenta ed è collegata con quella a gas di scarico è ovvio che non vi sarà nessun problema a quanto elencato prima, ma se la caldaia alimenta un turbogeneratore e quindi accesa, potrebbe dar luogo a qualche allarme. Di norma la regolazione del livello è ottenuta come mostrato nel video, da un LC (Level Control) che altro non che un trasmettitore differenziale di pressione dove legge le due pressioni del duomo e cioè quella del lato acqua e quella del lato vapore. Il differenziale sarà un 4 – 20 mA che piloterà una valvola automatica posta sulla linea di alimento e che provvederà a mantenere un livello costante in caldaia.
Nel video viene mostrato il modulo a tre elementi di controllo livello della caldaia, avremo il primo segnale dato dal livello vero e proprio trasformato in un segnale 4-20 mA da inviare al modulo di controllo, dal duomo e di preciso sul collettore vapore abbiamo un altro segnale di portata vapore che anch’esso sarà indirizzato nello stesso modulo ed infine sulla tubazione dell’acqua di alimento vi sarà un altro trasmettitore di portata in questo caso di acqua il cui segnale sarà anch’esso indirizzato al modulo. Attraverso l’elaborazione di questi tre segnali vi sarà in uscita dal modulo un unico segnale che piloterà la valvola automatica di alimento.
In questo video viene mostrata la disposizione degli strumenti collegati al modulo di controllo livello:
  • FT403 è un Flow Transmitter (steam) che porta il suo segnale ad un LC402 Level Control
  • LT402 è un Level Transmitter il cui segnale si associa al precedente (FT403)
  • LC402 è un Level Control che ha in ingresso i segnali di FT403 e LT402, in uscita il segnale va ad un FC402 Flow Control che riceve però anche il segnale dal FT402 Flow Transmitter (feed water).
  • Il segnale di FC402 Flow Control va a pilotare la valvola automatica FV402 Flow Valve.
Immaginate adesso che il modulo di controllo smetta di funzionare, che la nave sia in IAQ : saranno in grado gli ufficiali macchinisti a fare una regolazione manuale del livello della caldaia ?

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