Pressostat φυσικού αερίου: Λειτουργία, ρύθμιση και διάγνωση βλαβών
Ο πρεσοστάτης φυσικού αερίου (gas pressure switch ή pressostat) αποτελεί βασικό εξάρτημα επιτήρησης πίεσης σε εγκαταστάσεις καύσης. Χρησιμοποιείται για να επιβεβαιώνει ότι η πίεση του καυσίμου βρίσκεται μέσα στα επιτρεπόμενα όρια λειτουργίας του καυστήρα.
Σε έναν βιομηχανικό καυστήρα, η σωστή πίεση αερίου είναι απαραίτητη για την ασφαλή ανάφλεξη, τη σταθερότητα της φλόγας και την προβλεπόμενη παροχή θερμικής ισχύος.
Ο πρεσοστάτης δεν ρυθμίζει την πίεση του αερίου. Παρακολουθεί ένα προκαθορισμένο όριο και μεταβάλλει την κατάσταση της ηλεκτρικής επαφής του όταν η πίεση περάσει από αυτό.
1. Τι είναι ο πρεσοστάτης φυσικού αερίου;
Ο πρεσοστάτης είναι μια διάταξη μεταγωγής ηλεκτρικής επαφής με βάση την πίεση.
Στους συνήθεις μηχανικούς πρεσοστάτες, η πίεση ενεργεί σε μια μεμβράνη, η οποία μετακινείται απέναντι στη δύναμη ενός ελατηρίου.
Όταν επιτευχθεί το προκαθορισμένο σημείο μεταγωγής, ο μηχανισμός αλλάζει την κατάσταση της ηλεκτρικής επαφής.
Το σήμα αξιοποιείται από τον αυτοματισμό του καυστήρα για να επιτρέψει, να αναστείλει ή να διακόψει τη λειτουργία, ανάλογα με τη σχεδίαση της αλυσίδας ασφαλείας.
2. Πρεσοστάτης ελάχιστης πίεσης αερίου
Ο πρεσοστάτης ελάχιστης πίεσης (minimum gas pressure switch) χρησιμοποιείται για την επιτήρηση της κατώτερης αποδεκτής πίεσης.
Όταν η πίεση πέσει κάτω από το προβλεπόμενο όριο, η επαφή του μεταβάλλεται και ο αυτοματισμός μπορεί να εμποδίσει την εκκίνηση ή να προκαλέσει ασφαλή διακοπή.
Πιθανές αιτίες χαμηλής πίεσης περιλαμβάνουν:
Ανεπαρκή πίεση τροφοδοσίας από το δίκτυο.
Φραγμένο φίλτρο αερίου.
Αστοχία ή ακατάλληλη ρύθμιση ρυθμιστή πίεσης.
Υπερβολική πτώση πίεσης στη γραμμή.
Ανεπαρκή διαστασιολόγηση εξαρτημάτων ή σωληνώσεων.
Η ενεργοποίηση του πρεσοστάτη δεν αποδεικνύει από μόνη της ποια από αυτές τις αιτίες ευθύνεται.
3. Πρεσοστάτης μέγιστης πίεσης αερίου
Ο πρεσοστάτης μέγιστης πίεσης (maximum gas pressure switch) παρακολουθεί το ανώτερο επιτρεπόμενο όριο.
Όταν η πίεση υπερβεί το καθορισμένο σημείο μεταγωγής, ο αυτοματισμός λαμβάνει σήμα μη επιτρεπτής συνθήκης.
Πιθανές αιτίες υπερπίεσης είναι:
Αστοχία ρυθμιστή πίεσης.
Ακατάλληλη ρύθμιση.
Μη αναμενόμενη μεταβολή της πίεσης τροφοδοσίας.
Πρόβλημα στη σχεδίαση ή στη λειτουργία του συστήματος ελέγχου πίεσης.
Η υπερπίεση μπορεί να επηρεάσει τη λειτουργία των εξαρτημάτων του Gas Train και τη συμπεριφορά του καυστήρα.
4. Πού τοποθετούνται οι πρεσοστάτες;
Οι πρεσοστάτες εγκαθίστανται σε επιλεγμένα σημεία της γραμμής αερίου, ανάλογα με τη λειτουργία που πρέπει να επιτηρούν.
Ο πρεσοστάτης ελάχιστης πίεσης μπορεί να χρησιμοποιείται για την επιβεβαίωση επαρκούς πίεσης τροφοδοσίας, ενώ ο πρεσοστάτης μέγιστης πίεσης μπορεί να επιτηρεί την πίεση σε συγκεκριμένο τμήμα κατάντη του ρυθμιστή.
Δεν υπάρχει μία καθολική διάταξη που να ισχύει για όλους τους καυστήρες.
Η σωστή θέση εγκατάστασης καθορίζεται από το εγκεκριμένο σχέδιο Gas Train, τις απαιτήσεις του κατασκευαστή και το εφαρμοστέο πρότυπο.
5. Εσωτερική κατασκευή και λειτουργία
Ένας τυπικός μηχανικός πρεσοστάτης περιλαμβάνει:
Σώμα και σύνδεση πίεσης.
Ελαστική μεμβράνη.
Ελατήριο ρύθμισης.
Μηχανισμό μεταγωγής.
Ηλεκτρικές επαφές.
Ρυθμιστικό στοιχείο ή κλίμακα.
Ηλεκτρικό ακροδέκτη ή σύνδεσμο.
Η πίεση ασκεί δύναμη στη μεμβράνη. Όταν η δύναμη αυτή υπερνικήσει ή υπολείπεται της δύναμης του ελατηρίου, ανάλογα με τον τύπο, ο μηχανισμός μεταγωγής ενεργοποιείται.
Η διαφορά μεταξύ πίεσης ενεργοποίησης και επαναφοράς ονομάζεται διαφορικό μεταγωγής ή υστέρηση.
6. Πώς καθορίζεται η ρύθμιση;
Η τιμή ρύθμισης πρέπει να προκύπτει από τα τεχνικά δεδομένα του καυστήρα, τις απαιτούμενες πιέσεις λειτουργίας και τις εγκεκριμένες διαδικασίες θέσης σε λειτουργία.
Δεν επιλέγεται αυθαίρετα ούτε μεταβάλλεται απλώς για να σταματήσει ένας συναγερμός.
Κατά την τεχνική αξιολόγηση λαμβάνονται υπόψη:
Η απαιτούμενη πίεση του καυστήρα.
Οι συνθήκες ελάχιστου και μέγιστου φορτίου.
Οι πτώσεις πίεσης στα εξαρτήματα.
Το επιτρεπόμενο εύρος λειτουργίας.
Η ακρίβεια και η υστέρηση του πρεσοστάτη.
Οι οδηγίες του κατασκευαστή.
Η ένδειξη της κλίμακας αποτελεί σημείο αναφοράς και δεν υποκαθιστά την επαλήθευση της πραγματικής πίεσης μεταγωγής με κατάλληλο διακριβωμένο όργανο.
7. Πρεσοστάτης και αυτοματισμός καυστήρα
Ο πρεσοστάτης αποτελεί μέρος της αλυσίδας επιτήρησης.
Πριν από την ανάφλεξη, ο αυτοματισμός μπορεί να απαιτεί επιβεβαίωση κατάλληλης πίεσης αερίου.
Κατά τη λειτουργία, η απώλεια του απαιτούμενου σήματος μπορεί να προκαλέσει διακοπή καυσίμου.
Η αντίδραση του συστήματος εξαρτάται από τη σχεδίαση του αυτοματισμού, τη λειτουργία ασφαλείας και τις προβλεπόμενες συνθήκες επαναφοράς.
Δεν είναι όλοι οι συναγερμοί πίεσης ίδιοι ούτε επιτρέπουν όλοι αυτόματη επανεκκίνηση.
8. Συνηθισμένες βλάβες
Ο καυστήρας δεν ξεκινά
Μπορεί να υπάρχει πραγματική πίεση εκτός ορίων, ελαττωματικός πρεσοστάτης, πρόβλημα καλωδίωσης ή άλλη αλληλομανδάλωση.
Εμφανίζονται διακοπές κατά τη λειτουργία
Ενδέχεται να υπάρχουν μεταβολές της πίεσης υπό φορτίο, ασταθής λειτουργία ρυθμιστή ή οριακή ρύθμιση.
Ο πρεσοστάτης δεν μεταγωγεί
Πιθανές αιτίες είναι μηχανική βλάβη, φραγμένη σύνδεση πίεσης, αστοχία επαφής ή πίεση που δεν φτάνει στο σημείο μεταγωγής.
Ο συναγερμός εμφανίζεται χωρίς προφανή αιτία
Απαιτείται διασταύρωση των ενδείξεων με ανεξάρτητη μέτρηση και έλεγχος της ακολουθίας του αυτοματισμού.
9. Ασφαλής διάγνωση
Η διάγνωση πρέπει να γίνεται από εξουσιοδοτημένο προσωπικό με κατάλληλα όργανα και σύμφωνα με τις οδηγίες του κατασκευαστή.
Μια οργανωμένη διερεύνηση περιλαμβάνει:
Καταγραφή του ακριβούς συναγερμού.
Επιβεβαίωση της πραγματικής πίεσης.
Σύγκριση της πίεσης σε κατάλληλα σημεία του Gas Train.
Έλεγχο της ηλεκτρικής κατάστασης των επαφών.
Επαλήθευση του σημείου μεταγωγής με εγκεκριμένη διαδικασία.
Έλεγχο της σωστής απόκρισης του αυτοματισμού.
Η γεφύρωση επαφών πρεσοστάτη για να λειτουργήσει ο καυστήρας είναι επικίνδυνη παράκαμψη ασφαλείας και δεν αποτελεί αποδεκτή λύση.
10. Συντήρηση και αντικατάσταση
Η συντήρηση περιλαμβάνει οπτική επιθεώρηση, έλεγχο της σύνδεσης πίεσης, έλεγχο καλωδίωσης και επαλήθευση της προβλεπόμενης λειτουργίας.
Κατά την αντικατάσταση πρέπει να επιβεβαιώνονται:
Το κατάλληλο εύρος πίεσης.
Η συμβατότητα με το αέριο.
Η επιτρεπόμενη πίεση λειτουργίας.
Τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά.
Η κατάλληλη λειτουργία μεταγωγής.
Η προβλεπόμενη πιστοποίηση και καταλληλότητα.
Η αντικατάσταση δεν ολοκληρώνεται μόνο με τη μηχανική τοποθέτηση. Απαιτείται και επιβεβαίωση της λειτουργίας ασφαλείας.
11. Πρότυπα και τεχνικές αναφορές
Για την επιλογή και εφαρμογή πρεσοστατών φυσικού αερίου είναι σημαντικές οι ακόλουθες αναφορές:
EN 1854: Συσκευές επιτήρησης πίεσης για καυστήρες αερίου και συσκευές αερίου.
EN 676: Καυστήρες εξαναγκασμένου ελκυσμού αερίων καυσίμων, εντός του πεδίου εφαρμογής του προτύπου.
Οδηγίες εγκατάστασης και λειτουργίας του κατασκευαστή του συγκεκριμένου πρεσοστάτη και καυστήρα.
Συμπέρασμα
Ο πρεσοστάτης φυσικού αερίου είναι μια σημαντική διάταξη επιτήρησης, η οποία προστατεύει τη λειτουργία του καυστήρα από μη επιτρεπτές συνθήκες πίεσης.
Η σωστή επιλογή, εγκατάσταση και επαλήθευση των σημείων μεταγωγής είναι ουσιαστικές για την αξιοπιστία της εγκατάστασης.
Όταν εμφανίζεται συναγερμός πίεσης, η τεχνική διερεύνηση πρέπει να εντοπίζει την πραγματική αιτία και όχι απλώς να επαναφέρει τον καυστήρα σε λειτουργία.