۱۳۹۷ ۲۴اردیبهشت

بررسی عوامل انفجار دیگ بخار و راه‌های جلوگیری از آن

عوامل انفجار دیگ بخار بسیار متنوع است. یکی از مسائلی است که هر ساله باعث بوجود آوردن خسارات و لطمه‌های سنگین و گاه غیرقابل جبران برای صاحبان مشاغل و صنایع مختلف شده انفجار دیگ بخار است.

از طرف دیگر هر روز نقش دیگ بخار در صنایع و زندگی روزمره بیشتر از روز قبل می‌شود و وجود آن در بیشتر صنایع از ضروریات است، همچنین دیگ‌های بخار کوچک و کم فشار بتدریج جای خود را به دیگ‌های بزرگ و با فشار بسیار بالاتر داده‌اند که عدم رسیدگی به موقع و رعایت‌نکردن استانداردهای ساخت باعث بوجود آمدن تلفات و خسارات فراوانی شده است.

در این مطلب به بررسی عوامل انفجار دیگ بخار پرداخته می‌شود تا با جلوگیری از آنها بتوان از بوجود آمدن خسارت‌های مهم مالی و انسانی ناشی از انفجار در محیط‌های صنعتی جلوگیری به عمل آید.

بررسی عوامل انفجار دیگ بخار

بررسی عوامل انفجار دیگ بخار

دلیل وقوع پدیده انفجار از نظر علمی
اصلی ترین عوامل نفجار دیگ بخار چیست؟
چه زمانی دما و فشار بخار بصورت ناگهانی افزایش می‌یابد؟
دیگر عوامل انفجار دیگ بخار
راهکارهای فنی برای کم اثر کردن عوامل انفجار دیگ بخار و جلوگیری از آن

 

دلیل وقوع پدیده انفجار از نظر علمی

برای فهم بهتر علت دلایل وقوع انفجار در دیگ بخار در ابتدا باید ببینیم در چه مواقعی انفجار رخ می دهد و تعریف علمی انفجار چیست؟ انفجار در حقیقت افزایش ناگهانی و زیاد حجم است که با انتقال موج حرارت و گرما و در اغلب مواقع با صدای مهیبی همراه است.

بیشتر انفجار هایی که روزمره با آن مواجه هستیم بدلیل احتراق ناگهانی و سریع انواع سوخت ها و مواد می باشد. ماده سوختنی در هر سه شکل جامد، مایع یا گاز با سرعت بسیار بالایی آتش گرفته و تبدیل به آتش ، گاز و حرارت می شوند.

در حقیقت وقوع انفجار زمانی است که همراه با گرم‌شدن گاز که باعث افزایش شدید حجم آن می‌گردد آن را در یک محیط سربسته قرار داده باشیم. بعنوان مثال اگر مواد آتش‌زای موجود در نارنجک در محیط باز آتش بگیرد باعث بوجود آمدن یک اشتعال سریع خواهد شد اما اگر همین مواد داخل یک محفظه فلزی محبوس شده باشد با اشتعال آنها شاهد پدیده انفجار هستیم.

در ادامه به بررسی پدیده انفجار در دیگ بخار می پردازیم

 

اصلی ترین عوامل انفجار دیگ بخار چیست؟

بالا رفتن فشار بخار داخل دیگ بخار

در یک دیگ بخار بطور همزمان آب داغ و بخار داغ را در یک محیط داریم. یعنی دو حالت مختلف مایع و گاز از آب را که فازهای جداگانه دارند در یک زمان در کنار هم هستند.

با وجود اینکه گرم شدن آب مایع تا حدودی باعث بیشترشدن حجم آن می‌گردد اما افزایش دمای بخار آب باعث افزایش حجم آن بطور فوق‌العاده‌ای می‌شود. دلیل این امر ساختار مولکولی آب در حالت‌های مایع و گاز است، چون مولکول‌های مایع بهم چسبیده و متراکم هستند اما در حالت گاز مولکول‌ها از هم جدا هستند و تمایل زیادی به دور شدن از یکدیگر دارند. افزایش حجم بخار آب باعث بالارفتن فشار آن می‌گردد.

ساختمان داخلی دیگ بخار

ساختمان داخلی دیگ بخار

دیگ بخار نیز مانند سایر مخازن تحت فشار در معرض خطر انفجار بدلیل افزایش فشار داخلی است. از طرف دیگر برخی از اجزای تشکیل دهنده دیگ بخار در معرض حرارت بسیار بالا قرار دارد که موجب افزایش تنش و خوردگی می‌شود و در نتیجه کیفیت ساختاری آن از نظر تاثیر و محاسبه سایر عوامل موثر در طراحی و نگهداری دیگ بخار نسبت به سایر مخازن تحت فشار بسیار پیچیده‌تر شده و ضوابط خاصی را می‌طلبد.

 

تجمع سوخت در قسمت مخزن

دلیل دیگر وقوع انفجار در دیگ بخار تجمع سوخت در قسمت سوخت‌رسانی دستگاه است. در این وضعیت مخلوطی از سوخت و هوای قابل انفجار تجمع یافته به صورت ناگهانی مشتعل می‌شود و نیروی ایجاد شده از توان مقاومت کوره، پوشش یا دودکش دیگ بخار بیشتر است. در نتیجه باعث آسیب ساختمان آن می‌شود.

در دیگ‌های بخار که از سوخت گازی استفاده می‌کنند بدلیل اینکه مراقبت‌های فنی بیشتری دارند خطر انفجار بدلیل افزایش فشار بخار داخلی کمتر است و بیشتر انفجارها بدلیل جمع شدن و احتراق ناگهانی سوخت است.

در حقیقت دیگ بخار یک مخزن بسته است که در آن گاز در دمای متعارف قرار گرفته و اگر بصورت ناگهانی افزایش دما در آن ایجاد شود پدیده انفجار بوجود خواهد آمد.

از آنجا که دمای بخار در حالت اشباع تابعی از فشار است و نرخ تغییرات فشار نیز مشخص است، در حالت عادی و عملکرد طبیعی دیگ بخار انفجار رخ نمی‌دهد. یعنی اگر دیگ بخار در شرایط عادی کار کند نباید هیچ‌وقت شاهد پدیده انفجار باشیم.

 

چه زمانی دما و فشار بخار بصورت ناگهانی افزایش می‌یابد؟

در هنگام عملکرد عادی دیگ بخار فایرتیوب استاندارد لوله حامل گاز داغ داخل آب در حال جوشیدن قرار می‌گیرد و با بخار ارتباطی ندارد و فشار و دمای محیط اطراف آن که آب است بصورت تدریجی افزایش یا کاهش می‌یابد.

اما اگر سطح آب داخل دیگ از حد استاندارد کمتر شود فضای اطراف کوره دیگ از بخار پر می‌شود و با افزایش دمای بخار حجم آن بصورت ناگهانی افزایش پیدا می‌کند. در نتیجه افزایش حجم بخار فشار آن بصرت غیر منتظره افزاییش یافته و باعث بروز پدیده انفجار خواهد شد.

 

دیگر عوامل انفجار دیگ بخار

با توجه به مطالب بیان شده یکی از عوامل اصلی انفجار خرابی و عملکرد بد سیستم کنترل و تغذیه آب دیگ بخار می‌باشد .

عوامل دیگر می‌تواند یکی از موارد زیر باشد: از مدار خارج شدن حسگر توسط اپراتورها، کج شدن پره ها، شکستن یکی از میله‌های رابط، شل شدن اتصالات دیگ، خوردگی پره‌ها، خرابی سنسورها، خرابی سیستم‌های ابزار دقیق ، اشتباه در روشن‌کردن دیگ بخار و نبود برنامه PM مناسب جهت تنظیم و کنترل گاز و هوا.

 

راهکارهای فنی برای کم اثر کردن عوامل انفجار دیگ بخار و جلوگیری از آن

  • ۱- اعتماد کاذب به سیستمهای کنترل خودکار که جهت پیشگیری از بالارفتن ناگهانی فشار و غیره نصب می شوند و عدم رسیدگی و بررسی عملکرد واقعی دستگاه در نتیجه این اعتماد. هرچند نصب این دستگاه ها امری ضروری است اما نباید به نتایج نمایش داده شده بطور کامل اعتماد کرد و این دستگاه‌ها را باید بصورت دوره‌ای بازرسی نمود.
  • ۲- باید در تمام مدت بهره‌برداری از دیگ بخار فشار، آب و میزان حرارت داخل دیگ توسط اپراتور بررسی شود.
  • ۳- اپراتور باید بطور مستمر سیستم راه اندازی در دیگ بخار ، شامل ترموستر(در سوخت سنگین)، لول کنترل، تابلوی برق و مشعل را کنترل نماید.
  • ۴- اطمینان از عملکرد صحیح تجهیزات کنترلی از قبیل فشار سنج، آب نما، سوپاپ اطمینان، سکوانس یا تایمر دقیق تخلیه سوخت کوره،فتوسل و … .
  • ۵- عدم کارکرد صحیح شیرهای اطمینان از اصلی‌ترین عوامل انفجار دیگ بخار در شرایط بحرانی است. در صورت عمل‌نکردن صحیح شیر اطمینان خطر انفجار به‌شدت بالا می‌رود.
  • ۶- دستکاری و تعمیر دیگ بخار توسط افراد نا آشنا و نابلد ممکن است باعث ایجاد نقص در سیستم فنی دیگ بخار شده یا کنترل‌های ایمنی دستگاه را از کار بیندازد.
  • ۷- آیین‌نامه حفاظتی مولد بخار و دیگ‌های آب گرم حفاظت فنی و بهداشت کار رعایت شود.
  • ۸- استقرار دیگ‌ها در سازه‌های محکم و ایمن جهت کاهش تخریب و آسیب به نواحی مجاور در حین وقوع انفجار. هرگونه تعلل در این مورد ممکن است باعث بروز خطرات جبران‌ناپذیری شود.
  • ۹- همچنین دستگاه کنترل جریان سوخت نیز که دستگاه بسیار حساسی است، باید بصورت صحیح نگه‌داری شود.
  • ۱۰- اگر سیستم‌های کنترل کننده ایمنی به اندازه کافی سرعت نداشته باشند احتراق سریع و ناقص سوخت باقی مانده در فضای کوره می‌تواند باعث وقوع انفجار دیگ بخار شود.
  • ۱۱- نصب علائم ایمنی و هشداردهنده متناسب با نوع خطر در هر ایستگاه کاری

 

نکات پایانی

نکته حائز اهمیت این است که حتی انفجار دیگ بخار کوچک می‌تواند باعث بروز خسارات جبران‌ناپذیری شود. از آنجاییکه دیگ‌های بخار کوچک کمتر رسیدگی می‌شوند خطر انفجار بیشتری هم ممکن است داشته باشند. پیروی از دستورالعمل های اداره استاندارد در ساخت دیگ بخار توسط تولیدکنندگان و انجام دستورالعمل نگهداری ارائه شده توسط سازنده دیگ بصورت کامل و نگهداری و بازرسی دوره‌ای و کامل بویلر تا حد زیادی امکان وقوع این نوع حوادث را کاهش می‌دهد.