Καυστήρας φυσικού αερίου σβήνει κατά τη λειτουργία: Αιτίες, έλεγχοι και διάγνωση

Καυστήρας φυσικού αερίου σβήνει κατά τη λειτουργία: Αιτίες, έλεγχοι και διάγνωση

Ένας βιομηχανικός καυστήρας φυσικού αερίου μπορεί να εκκινεί κανονικά, να επιτυγχάνει ανάφλεξη και στη συνέχεια να διακόπτει απροσδόκητα τη λειτουργία του.

Η συμπεριφορά αυτή μπορεί να σχετίζεται με πραγματική απώλεια φλόγας, αστάθεια τροφοδοσίας φυσικού αερίου, ανεπαρκή αέρα καύσης, δυσλειτουργία αισθητήρων ή ενεργοποίηση κάποιας προστατευτικής διάταξης.

Ωστόσο, δεν αποτελεί κάθε διακοπή λειτουργίας ένδειξη βλάβης. Ένας καυστήρας μπορεί να σταματήσει φυσιολογικά όταν ικανοποιηθεί η ζήτηση θερμότητας ή όταν δοθεί προγραμματισμένη εντολή διακοπής.

Η σωστή διάγνωση αρχίζει με τη διάκριση μεταξύ κανονικής διακοπής, ελεγχόμενης διακοπής ασφαλείας και κατάστασης αποκλεισμού (lockout).

1. Κανονική διακοπή ή πραγματική βλάβη;

Η πρώτη ερώτηση είναι εάν ο καυστήρας σταματά επειδή το σύστημα δεν ζητά πλέον θερμότητα ή επειδή εντοπίστηκε μη επιτρεπτή κατάσταση.

Κανονική διακοπή: Ο ελεγκτής θερμοκρασίας ή πίεσης διακόπτει τη ζήτηση επειδή επιτεύχθηκε η επιθυμητή τιμή.

Διακοπή ασφαλείας: Ο αυτοματισμός διακόπτει την τροφοδοσία καυσίμου λόγω απώλειας μιας απαιτούμενης συνθήκης λειτουργίας.

Lockout: Ο ελεγκτής εισέρχεται σε κατάσταση αποκλεισμού που εμποδίζει την επανεκκίνηση μέχρι να εκπληρωθούν οι απαιτήσεις επαναφοράς του κατασκευαστή.

Η διάκριση είναι σημαντική, επειδή οδηγεί σε διαφορετική διαγνωστική διαδικασία.

2. Σε ποια στιγμή σβήνει ο καυστήρας;

Ο χρόνος εμφάνισης του προβλήματος παρέχει χρήσιμες πληροφορίες.

Ο χρόνος εμφάνισης αποτελεί ένδειξη, όχι επιβεβαίωση αιτίας.

3. Απώλεια φλόγας κατά τη λειτουργία

Η απώλεια φλόγας είναι μία από τις σημαντικότερες αιτίες διακοπής καυστήρα.

Το σύστημα επιτήρησης πρέπει να επιβεβαιώνει συνεχώς την παρουσία της προβλεπόμενης φλόγας.

Εάν το έγκυρο σήμα φλόγας χαθεί, ο αυτοματισμός ενεργοποιεί την προβλεπόμενη ασφαλή αντίδραση.

Η απώλεια του σήματος μπορεί να οφείλεται σε πραγματικό σβήσιμο της φλόγας ή σε δυσλειτουργία της διάταξης ανίχνευσης.

Η διάγνωση πρέπει να διαχωρίζει αυτές τις δύο περιπτώσεις.

4. Προβλήματα ηλεκτροδίου ιονισμού

Σε κατάλληλα σχεδιασμένους καυστήρες, η επιτήρηση φλόγας πραγματοποιείται μέσω ηλεκτροδίου ιονισμού.

Το σύστημα αξιοποιεί την ηλεκτρική συμπεριφορά της φλόγας για την αναγνώριση της παρουσίας της.

Πιθανές αιτίες ανεπαρκούς σήματος είναι:

• Ρύπανση του ηλεκτροδίου.

• Φθορά ή ακατάλληλη θέση.

• Προβλήματα ηλεκτρικής σύνδεσης.

• Ανεπαρκής γείωση ή διαδρομή επιστροφής σήματος.

• Αστάθεια της πραγματικής φλόγας.

• Αστοχία της μονάδας επιτήρησης.

Η αξιολόγηση του σήματος πρέπει να γίνεται σύμφωνα με τις προδιαγραφές του συγκεκριμένου συστήματος.

Δεν υπάρχει μία καθολική αποδεκτή τιμή ρεύματος ιονισμού για όλους τους αυτοματισμούς.

5. Προβλήματα αισθητήρα UV

Ορισμένοι βιομηχανικοί καυστήρες χρησιμοποιούν ανιχνευτές υπεριώδους ακτινοβολίας.

Η απόδοση μπορεί να επηρεαστεί από:

• Ρύπανση του οπτικού παραθύρου.

• Ακατάλληλη ευθυγράμμιση.

• Υποβάθμιση του αισθητήρα.

• Προβλήματα καλωδίωσης.

• Αστοχία ηλεκτρονικής μονάδας.

• Αλλαγές στη γεωμετρία ή στη συμπεριφορά της φλόγας.

Ο έλεγχος απαιτεί τις προβλεπόμενες διαδικασίες και τα διαγνωστικά δεδομένα του κατασκευαστή.

6. Διακυμάνσεις πίεσης φυσικού αερίου

Η μεταβολή της πίεσης τροφοδοσίας μπορεί να επηρεάσει τη σταθερότητα της καύσης.

Σε εγκαταστάσεις με πολλούς καταναλωτές, η πίεση μπορεί να μεταβάλλεται όταν αυξάνεται απότομα η συνολική ζήτηση.

Πιθανές αιτίες είναι:

• Ανεπαρκής διαθέσιμη παροχή.

• Υπερβολική πτώση πίεσης στο δίκτυο.

• Δυσλειτουργία ρυθμιστή.

• Φραγμένο φίλτρο.

• Ασταθής πίεση εισόδου.

• Ανεπαρκής διαστασιολόγηση σωληνώσεων.

Η διάγνωση πρέπει να εξετάζει τη συμπεριφορά της πίεσης κατά τη στιγμή της βλάβης και όχι μόνο όταν ο καυστήρας βρίσκεται εκτός λειτουργίας.

7. Ενεργοποίηση πρεσοστάτη αερίου

Ο πρεσοστάτης χαμηλής πίεσης μπορεί να αναγνωρίσει πτώση κάτω από το προβλεπόμενο όριο.

Αντίστοιχα, η προστασία υψηλής πίεσης μπορεί να ενεργοποιηθεί όταν η πίεση υπερβεί το επιτρεπόμενο επίπεδο.

Η ενεργοποίηση ενός πρεσοστάτη μπορεί να αντανακλά πραγματική μεταβολή πίεσης ή πρόβλημα στο ίδιο το όργανο και στο σχετικό κύκλωμα.

Η αυθαίρετη αλλαγή των ορίων ενεργοποίησης δεν αποτελεί αποδεκτή λύση.

8. Ανεπαρκής αέρας καύσης

Η σταθερή καύση απαιτεί κατάλληλη αναλογία αέρα και καυσίμου.

Η ανεπαρκής παροχή αέρα μπορεί να επηρεάσει τη σταθερότητα της φλόγας και την ποιότητα καύσης.

Πιθανές αιτίες είναι:

• Περιορισμένη εισαγωγή αέρα.

• Δυσλειτουργία ανεμιστήρα.

• Πρόβλημα διαφράγματος.

• Αστοχία ενεργοποιητή.

• Μη κατάλληλη ρύθμιση καύσης.

• Μεταβολές στις συνθήκες του λεβητοστασίου.

Η διάγνωση πρέπει να βασίζεται σε μετρήσεις και όχι μόνο στην οπτική εμφάνιση της φλόγας.

9. Προβλήματα κατά τη μεταβολή φορτίου

Οι διαμορφωτικοί καυστήρες μεταβάλλουν την παροχή καυσίμου και αέρα ανάλογα με τη ζήτηση.

Κατά τη μετάβαση από χαμηλό σε υψηλό φορτίο μπορεί να εμφανιστεί αστάθεια εάν οι δύο παροχές δεν μεταβάλλονται με τον απαιτούμενο συντονισμό.

Πιθανές περιοχές προβλήματος περιλαμβάνουν:

• Ενεργοποιητές αέρα.

• Βαλβίδες ρύθμισης καυσίμου.

• Μηχανικούς συνδέσμους, όπου υπάρχουν.

• Ηλεκτρονικό σύστημα αναλογίας αέρα/καυσίμου.

• Αισθητήρες θέσης.

• Ρυθμίσεις της καμπύλης καύσης.

Οι διορθώσεις της καμπύλης καύσης απαιτούν κατάλληλα όργανα και εξουσιοδοτημένο τεχνικό.

10. Αστάθεια στο ελάχιστο φορτίο

Ορισμένοι καυστήρες παρουσιάζουν αστάθεια όταν λειτουργούν κοντά στο ελάχιστο επιτρεπόμενο φορτίο τους.

Πιθανές αιτίες είναι η ανεπαρκής σταθεροποίηση της φλόγας, η ακατάλληλη αναλογία αέρα/καυσίμου ή η λειτουργία εκτός των ορίων του κατασκευαστή.

Το ελάχιστο φορτίο δεν πρέπει να μειώνεται αυθαίρετα με στόχο την παράταση της λειτουργίας.

11. Επίδραση θαλάμου καύσης και απαγωγής καυσαερίων

Η λειτουργία του καυστήρα επηρεάζεται από τις συνθήκες στον θάλαμο καύσης και στη διαδρομή των καυσαερίων.

Ανάλογα με τον εξοπλισμό, προβλήματα μπορεί να σχετίζονται με:

• Μη αναμενόμενη πίεση θαλάμου.

• Περιορισμένη απαγωγή καυσαερίων.

• Δυσλειτουργία ελκυσμού.

• Αλλαγές στην αντίσταση του συστήματος.

• Ενεργοποίηση προστατευτικών διατάξεων.

Η λειτουργική συμπεριφορά πρέπει να αξιολογείται σε σχέση με τις προδιαγραφές του λέβητα και του καυστήρα.

12. Θερμικές και λειτουργικές προστασίες λέβητα

Η διακοπή καυστήρα δεν προκαλείται πάντοτε από τον ίδιο τον καυστήρα.

Σε έναν ατμολέβητα, η λειτουργία μπορεί να διακόπτεται από:

• Περιοριστή μέγιστης πίεσης.

• Προστασία χαμηλής στάθμης νερού.

• Προστασία υψηλής θερμοκρασίας.

• Εξωτερικό σύστημα ασφαλείας.

• Εντολή από τον αυτοματισμό της εγκατάστασης.

Η διερεύνηση πρέπει να περιλαμβάνει τον λέβητα και τις εξωτερικές αλληλομανδαλώσεις.

13. Διαλείπουσες ηλεκτρικές αστοχίες

Ένα πρόβλημα που εμφανίζεται περιοδικά μπορεί να σχετίζεται με:

• Χαλαρές συνδέσεις.

• Αστάθεια τροφοδοσίας.

• Θερμική καταπόνηση ηλεκτρονικών εξαρτημάτων.

• Δυσλειτουργία ρελέ.

• Αστοχία αισθητήρα.

• Προβλήματα επικοινωνίας.

Η συσχέτιση του χρόνου βλάβης με τη θερμοκρασία, το φορτίο και τα καταγεγραμμένα συμβάντα βοηθά στον εντοπισμό της αιτίας.

14. Διαγνωστικός πίνακας

Οι παραπάνω συσχετίσεις είναι ενδεικτικές και πρέπει να επιβεβαιώνονται με πραγματικά δεδομένα.

15. Μετρήσεις που βοηθούν στη διάγνωση

Ανάλογα με το πρόβλημα, χρήσιμα δεδομένα μπορεί να είναι:

• Πίεση φυσικού αερίου κατά τη λειτουργία.

• Πίεση πριν και μετά από ρυθμιστική διάταξη.

• Κατάσταση πρεσοστατών.

• Σήμα επιτήρησης φλόγας.

• Θέση ενεργοποιητών.

• Φορτίο καυστήρα.

• Πίεση ή θερμοκρασία λέβητα.

• Μετρήσεις καυσαερίων από κατάλληλο αναλυτή.

• Κωδικοί σφάλματος και ιστορικό συμβάντων.

Οι μετρήσεις πρέπει να πραγματοποιούνται από κατάλληλα εξουσιοδοτημένο προσωπικό, με όργανα και διαδικασίες συμβατά με τον εξοπλισμό.

16. Γιατί δεν αρκεί μια απλή επανεκκίνηση;

Η επανεκκίνηση μπορεί να αποκαταστήσει προσωρινά τη λειτουργία χωρίς να έχει εξαλειφθεί η πραγματική αιτία.

Εάν η διακοπή οφείλεται σε ασταθή πίεση, ελαττωματική επιτήρηση φλόγας ή προβληματική αναλογία αέρα/καυσίμου, η βλάβη μπορεί να επανεμφανιστεί.

Οι επαναλαμβανόμενες επαναφορές lockout χωρίς διερεύνηση είναι επικίνδυνες και μπορεί να παραβιάζουν τις οδηγίες του κατασκευαστή.

17. Πότε απαιτείται άμεση διακοπή και τεχνική επέμβαση;

Η εγκατάσταση πρέπει να παραμένει εκτός λειτουργίας όταν υπάρχουν:

• Υποψία διαρροής φυσικού αερίου.

• Ενδείξεις μη ασφαλούς καύσης.

• Αστοχία συστήματος επιτήρησης φλόγας.

• Αδυναμία ασφαλούς απομόνωσης καυσίμου.

• Μη επιτρεπτές συνθήκες πίεσης.

• Επαναλαμβανόμενη ανεξήγητη ενεργοποίηση κρίσιμης προστασίας.

Δεν πρέπει να παρακάμπτονται πρεσοστάτες, αισθητήρες φλόγας ή άλλες διατάξεις ασφαλείας.

18. Σχετικά τεχνικά πρότυπα

Σχετικές αναφορές είναι:

• EN 676: Καυστήρες εξαναγκασμένου ελκυσμού για αέρια καύσιμα.

• EN 298: Αυτόματα συστήματα ελέγχου καυστήρων.

• EN 1854: Διατάξεις επιτήρησης πίεσης για καυστήρες αερίου.

• EN 161: Αυτόματες βαλβίδες διακοπής αερίου.

Η εφαρμογή των προτύπων εξαρτάται από το πεδίο εφαρμογής και τον συγκεκριμένο εξοπλισμό.

Η τελική διάγνωση πρέπει να βασίζεται στο εγχειρίδιο του κατασκευαστή και στα πραγματικά δεδομένα της εγκατάστασης.

Συμπέρασμα

Όταν ένας καυστήρας φυσικού αερίου σβήνει κατά τη λειτουργία, η σωστή διάγνωση απαιτεί αναγνώριση του τύπου διακοπής και των συνθηκών υπό τις οποίες εμφανίζεται.

Η απώλεια φλόγας, οι διακυμάνσεις πίεσης, τα προβλήματα αέρα καύσης, οι δυσλειτουργίες αισθητήρων και οι εξωτερικές προστασίες αποτελούν βασικές περιοχές διερεύνησης.

Η καταγραφή πραγματικών μετρήσεων κατά τη στιγμή της αστοχίας και η συστηματική αξιολόγηση των σημάτων του αυτοματισμού είναι συχνά σημαντικότερες από την αντικατάσταση εξαρτημάτων χωρίς τεκμηρίωση.