Mange forhold kan føre til plutselig og uventet svikt i kjelens trykkbeholder

Mange forhold kan føre til plutselig og uventet svikt i kjelens trykkbeholder, som ofte krever fullstendig demontering og utskifting av kjelen.Disse situasjonene kan unngås hvis forebyggende prosedyrer og systemer er på plass og følges strengt.Dette er imidlertid ikke alltid tilfelle.
Alle kjelefeil som er omtalt her involverer svikt i trykkbeholderen/kjelens varmeveksler (disse begrepene brukes ofte om hverandre) enten på grunn av korrosjon av beholdermaterialet eller mekanisk svikt på grunn av termisk spenning som resulterer i sprekker eller separasjon av komponenter.Det er vanligvis ingen merkbare symptomer under normal drift.Svikt kan ta år, eller det kan skje raskt på grunn av plutselige endringer i forholdene.Regelmessige vedlikeholdskontroller er nøkkelen til å unngå ubehagelige overraskelser.Varmevekslerfeil krever ofte utskifting av hele enheten, men for mindre og nyere kjeler kan reparasjon eller utskifting av kun trykkbeholderen være et rimelig alternativ.
1. Alvorlig korrosjon på vannsiden: Dårlig kvalitet på det originale matevannet vil resultere i noe korrosjon, men feil kontroll og justering av kjemiske behandlinger kan føre til en alvorlig pH-ubalanse som raskt kan skade kjelen.Trykkbeholdermaterialet vil faktisk løses opp og skaden vil være omfattende – reparasjon er vanligvis ikke mulig.En spesialist på vannkvalitet/kjemisk behandling som forstår lokale vannforhold og kan hjelpe med forebyggende tiltak bør konsulteres.De må ta hensyn til mange nyanser, siden designfunksjonene til forskjellige varmevekslere dikterer en annen kjemisk sammensetning av væsken.Tradisjonelle beholdere av støpejern og svart stål krever annen håndtering enn varmevekslere av kobber, rustfritt stål eller aluminium.Brannrørkjeler med høy kapasitet håndteres noe annerledes enn små vannrørskjeler.Dampkjeler krever vanligvis spesiell oppmerksomhet på grunn av høyere temperaturer og større behov for etterfyllingsvann.Kjelprodusenter må gi en spesifikasjon som beskriver vannkvalitetsparametrene som kreves for deres produkt, inkludert akseptable rengjørings- og behandlingskjemikalier.Denne informasjonen er noen ganger vanskelig å få tak i, men siden akseptabel vannkvalitet alltid er et spørsmål om garanti, bør designere og vedlikeholdere be om denne informasjonen før de legger inn en innkjøpsordre.Ingeniører bør sjekke spesifikasjonene til alle andre systemkomponenter, inkludert pumpe- og ventiltetninger, for å sikre at de er kompatible med foreslåtte kjemikalier.Under tilsyn av en teknolog skal systemet rengjøres, spyles og passiveres før siste fylling av systemet.Fyllvæsker må testes og deretter behandles for å oppfylle kjelespesifikasjonene.Silene og filtrene bør fjernes, inspiseres og dateres for rengjøring.Det bør være et overvåkings- og korrigeringsprogram på plass, med vedlikeholdspersonell som er opplært i riktige prosedyrer og deretter overvåket av prosessteknikere til de er fornøyde med resultatene.Det anbefales å ansette en kjemisk prosessspesialist for pågående væskeanalyse og prosesskvalifisering.
Kjeler er designet for lukkede systemer, og hvis de håndteres riktig, kan den første ladningen ta evigheter.Imidlertid kan uoppdagede vann- og damplekkasjer føre til at ubehandlet vann kontinuerlig kommer inn i lukkede systemer, tillate oppløst oksygen og mineraler å komme inn i systemet, og fortynne behandlingskjemikalier, noe som gjør dem ineffektive.Installering av vannmålere i påfyllingslinjene til trykksatte kommunale eller brønnsystemkjeler er en enkel strategi for å oppdage selv små lekkasjer.Et annet alternativ er å installere kjemikalie-/glykolforsyningstanker der kjelefyllingen er isolert fra drikkevannssystemet.Begge innstillingene kan overvåkes visuelt av servicepersonell eller kobles til en BAS for automatisk deteksjon av væskelekkasjer.Periodisk analyse av væsken bør også identifisere problemer og gi den nødvendige informasjonen for å korrigere kjeminivåer.
2. Alvorlig tilsmussing/forkalkning på vannsiden: Kontinuerlig tilførsel av ferskt etterfyllingsvann på grunn av vann- eller damplekkasjer kan raskt føre til at det dannes et hardt lag av kalk på vannsidens varmevekslerkomponenter, som vil føre til at metall i isolasjonslaget overopphetes, noe som resulterer i sprekker under spenning.Noen vannkilder kan inneholde tilstrekkelig med oppløste mineraler slik at selv den første fyllingen av bulksystemet kan forårsake mineraloppbygging og svikt i varmeveksleren.I tillegg kan manglende rengjøring og spyling av nye og eksisterende systemer, og manglende filtrering av faste stoffer fra påfyllingsvannet føre til begroing og begroing av spiralen.Ofte (men ikke alltid) fører disse forholdene til at kjelen blir støyende under brennerens drift, noe som gjør vedlikeholdspersonell oppmerksom på problemet.Den gode nyheten er at hvis indre overflateforkalkning oppdages tidlig nok, kan et renseprogram utføres for å gjenopprette varmeveksleren til nesten ny tilstand.Alle punktene i det forrige punktet om å engasjere vannkvalitetseksperter i utgangspunktet har effektivt forhindret disse problemene fra å oppstå.
3. Alvorlig korrosjon på tenningssiden: surt kondensat fra ethvert drivstoff vil dannes på varmevekslerflatene når overflatetemperaturen er under duggpunktet til det spesifikke drivstoffet.Kjeler designet for kondenseringsdrift bruker syrefaste materialer som rustfritt stål og aluminium i varmevekslere og er designet for å drenere kondensat.Kjeler som ikke er konstruert for kondenseringsdrift krever at røykgassene konstant er over duggpunktet, så kondens vil ikke dannes i det hele tatt eller fordampe raskt etter en kort oppvarmingsperiode.Dampkjeler er i stor grad immune mot dette problemet, da de vanligvis opererer ved temperaturer godt over duggpunktet.Innføringen av værsensitive utendørs utslippskontroller, lavtemperatursykling og nattestoppstrategier bidro til utviklingen av kondenserende varmtvannskjeler.Dessverre dømmer operatører som ikke forstår implikasjonene av å legge til disse funksjonene til et eksisterende høytemperatursystem mange tradisjonelle varmtvannskjeler til tidlig feil – en lærdom.Utviklere bruker enheter som blandeventiler og separeringspumper samt kontrollstrategier for å beskytte høytemperaturkjeler under drift med lavtemperatursystem.Det må utvises forsiktighet for å sikre at disse enhetene er i god stand og at kontrollene er riktig justert for å hindre at det dannes kondens i kjelen.Dette er det første ansvaret til konstruktøren og idriftsettelsesagenten, etterfulgt av et rutinemessig vedlikeholdsprogram.Det er viktig å merke seg at lavtemperaturbegrensere og alarmer ofte brukes med verneutstyr som forsikring.Operatører må få opplæring i hvordan man unngår feil i justeringen av kontrollsystemet som kan utløse disse sikkerhetsanordningene.
En tilsmusset brannboksvarmeveksler kan også føre til ødeleggende korrosjon.Forurensninger kommer fra bare to kilder: drivstoff eller forbrenningsluft.Potensiell drivstoffforurensning, spesielt fyringsolje og LPG, bør undersøkes, selv om gassforsyninger noen ganger har blitt påvirket."Dårlig" drivstoff inneholder svovel og andre forurensninger over det akseptable nivået.Moderne standarder er designet for å sikre renheten til drivstofftilførselen, men substandard drivstoff kan fortsatt komme inn i fyrrommet.Selve drivstoffet er vanskelig å kontrollere og analysere, men hyppige bålinspeksjoner kan avdekke problemer med forurensningsavsetning før alvorlig skade oppstår.Disse forurensningene kan være svært sure og bør rengjøres og spyles ut av varmeveksleren umiddelbart hvis de oppdages.Det bør etableres kontinuerlige kontrollintervaller.Drivstoffleverandøren bør konsulteres.
Forbrenningsluftforurensning er mer vanlig og kan være svært aggressiv.Det er mange ofte brukte kjemikalier som danner sterkt sure forbindelser når de kombineres med luft, drivstoff og varme fra forbrenningsprosesser.Noen beryktede forbindelser inkluderer damper fra rensevæsker, maling og malingsfjernere, forskjellige fluorkarboner, klor og mer.Selv eksos fra tilsynelatende ufarlige stoffer, som vannmykner salt, kan skape problemer.Konsentrasjonene av disse kjemikaliene trenger ikke være høye for å forårsake skade, og deres tilstedeværelse er ofte uoppdagelig uten spesialutstyr.Bygningsoperatører bør bestrebe seg på å eliminere kilder til kjemikalier i og rundt fyrrommet, samt forurensninger som kan komme inn fra en ekstern kilde til forbrenningsluft.Kjemikalier som ikke skal oppbevares i fyrrommet, som oppbevaringsvaskemidler, må flyttes til et annet sted.
4. Termisk sjokk/belastning: Kjelekroppens design, materiale og størrelse bestemmer hvor følsom kjelen er for termisk sjokk og belastning.Termisk stress kan defineres som den fortsatte bøyningen av trykkbeholdermaterialet under typisk brennkammerdrift, enten på grunn av driftstemperaturforskjeller eller bredere temperaturendringer under oppstart eller gjenoppretting fra stagnasjon.I begge tilfeller varmes eller kjøles kjelen gradvis opp, og opprettholder en konstant temperaturforskjell (delta T) mellom tilførsels- og returledningene til trykkbeholderen.Kjelen er konstruert for maksimal delta T og det skal ikke oppstå skader under oppvarming eller kjøling med mindre denne verdien overskrides.En høyere Delta T-verdi vil føre til at fartøyets materiale bøyer seg utover designparametere og metalltretthet vil begynne å skade materialet.Fortsatt misbruk over tid vil føre til sprekker og lekkasje.Andre problemer kan oppstå med komponenter forseglet med pakninger, som kan begynne å lekke eller til og med falle fra hverandre.Kjelprodusenten må ha en spesifikasjon for den maksimalt tillatte Delta T-verdien, og gi konstruktøren nødvendig informasjon for å sikre tilstrekkelig væskestrøm til enhver tid.Store brannrørkjeler er svært følsomme for delta-T og må kontrolleres tett for å hindre ujevn ekspansjon og knekking av det trykksatte skallet, noe som kan skade tetningene på rørplatene.Alvorlighetsgraden av tilstanden påvirker direkte levetiden til varmeveksleren, men hvis operatøren har en måte å kontrollere Delta T på, kan problemet ofte rettes opp før alvorlig skade forårsakes.Det er best å konfigurere BAS-en slik at den gir en advarsel når den maksimale Delta T-verdien overskrides.
Termisk sjokk er et mer alvorlig problem og kan ødelegge varmevekslere umiddelbart.Mange tragiske historier kan fortelles fra den første dagen med oppgradering av nattenergisparesystemet.Noen kjeler holdes på det varme driftspunktet i kjøleperioden mens systemets hovedreguleringsventil er stengt for å la bygningen, alle VVS-komponenter og radiatorer kjøle seg ned.Til avtalt tid åpner reguleringsventilen, slik at romtemperaturvann kan skylles tilbake i den svært varme kjelen.Mange av disse kjelene overlevde ikke det første termiske sjokket.Operatører innså raskt at de samme beskyttelsene som brukes for å forhindre kondens, også kan beskytte mot termisk sjokk hvis de håndteres riktig.Termisk sjokk har ingenting med temperaturen på kjelen å gjøre, det oppstår når temperaturen endres brått og brått.Noen kondenserende kjeler fungerer ganske vellykket ved høy varme, mens en frostvæske sirkulerer gjennom varmevekslerne deres.Når de får varmes og avkjøles ved en kontrollert temperaturforskjell, kan disse kjelene direkte forsyne snøsmeltesystemer eller svømmebassengvarmevekslere uten mellomliggende blandeinnretninger og uten bivirkninger.Det er imidlertid svært viktig å få godkjenning fra hver kjeleprodusent før du bruker dem under slike ekstreme forhold.
Roy Kollver har over 40 års erfaring i VVS-bransjen.Han har spesialisert seg på vannkraft, med fokus på kjeleteknologi, gasskontroll og forbrenning.I tillegg til å skrive artikler og undervise om VVS-relaterte emner, jobber han med byggeledelse for ingeniørfirmaer.