Comprensione della sicurezza delle caldaie sulle navi-Rischi comuni e caratteristiche di sicurezza

La sala macchine di una nave è una disposizione complessa di macchinari e sistemi, che viene utilizzata nello svolgimento di varie operazioni a bordo. Uno di questi macchinari importanti, che ha assistito le navi dall’inizio della spedizione, è la caldaia marina.

In precedenza, le caldaie marine erano installate principalmente su una nave per l’impianto di propulsione, che funzionava a vapore (motore a vapore). Oggi, il vapore generato dalla caldaia viene utilizzato in vari sistemi nella sala macchine, incluso il riscaldamento del carburante per il motore principale. Considerando l’importanza delle caldaie marine e i rischi connessi con il suo funzionamento sulle navi, c’è stato uno sviluppo costante nel settore per migliorare la sicurezza delle caldaie a bordo. Alcuni addirittura lo considerano uno dei sistemi di macchine “più letali” a bordo.

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Di seguito sono riportati i rischi più comuni associati alla caldaia marina:

Esplosione della caldaia: Molti casi di esplosione della caldaia nel passato hanno indicato come la caldaia marina pericolosa può essere se non azionata professionalmente. Gli incidenti si verificano quando il sistema di alimentazione all’interno della caldaia viene gestito male o quando la pressione del vapore all’interno del tamburo della caldaia non è regolata.

Incendio/ fusione della caldaia: L’incendio della caldaia è un altro tipo di incidente che può distruggere tutti i tubi all’interno della caldaia e portare a un’esplosione o alla propagazione di un incendio all’interno della nave.

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Scottature: La scottatura è un tipo di ustione causata dal vapore ad alta temperatura. L’ustione a vapore è uno degli incidenti più comuni che i marittimi sperimentano a bordo. Si dice che 8 marinai su 10, che lavorano con il sistema a vapore, abbiano sperimentato scottature (maggiori o minori) nella loro carriera almeno una volta.

Superficie calda: la caldaia e i relativi tubi, valvole e ausiliari hanno una superficie molto calda in quanto trasportano vapore in diverse parti della nave. Un contatto diretto con la pelle con qualsiasi superficie esposta porterà a gravi ustioni.

Altri rischi: Altri rischi come parti ad alta pressione, manipolazione di sostanze chimiche nocive, macchinari in movimento, ecc. sono anche associati al funzionamento di caldaie marine.

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Inutile dire che la sicurezza è un aspetto critico quando si utilizza una caldaia ad alta o anche a bassa pressione su una nave e quindi vengono forniti diversi dispositivi di caldaia marina.

La sicurezza della caldaia può essere divisa in due aree principali:

  1. Sistema e strumenti di sicurezza della caldaia
  2. Sicurezza operativa della caldaia marina

Sicurezza caldaia  Sicurezza caldaia

Sistema e strumenti di sicurezza caldaia: Una moderna caldaia marina è dotata di diversi dispositivi di sicurezza per la protezione dell’operatore. Per una facile comprensione, dividiamo questi strumenti / dispositivi secondo il sistema in cui sono montati –

Sistema di sicurezza del vapore: il sistema a vapore nella caldaia è un’area ad alta pressione e ad alta temperatura. Per salvaguardare l’operatore e la caldaia stessa, è dotata delle seguenti caratteristiche di sicurezza:

  • Manometro: Manometri multipli sono montati per garantire che l’operatore abbia un’idea del valore corrente della pressione all’interno della caldaia. Di solito, due manometri sono montati sulla caldaia e una linea viene presa dal tamburo del vapore alla sala di controllo del motore, per visualizzare la pressione del vapore a distanza.

I manometri sono integrati anche con sistemi di automazione cut-in e cut-out, ovvero l’ingresso dai manometri viene utilizzato per azionare il bruciatore della caldaia. Quando la pressione raggiunge il valore impostato, il bruciatore della caldaia smetterà di sparare e quando la pressione scende a un valore impostato inferiore, il bruciatore verrà acceso per aumentare la pressione della caldaia.

  • Valvola di sicurezza: La valvola di sicurezza della caldaia è un’apparecchiatura di sicurezza estremamente importante montata sul tamburo a vapore della caldaia. Secondo il capitolo II-1 di SOLAS, ogni caldaia a vapore ed ogni generatore di vapore non infornato saranno forniti di non meno di 2 valvole di sicurezza di capacità adeguata. Tuttavia, per quanto riguarda la potenza o qualsiasi altra caratteristica di una caldaia o di un generatore di vapore non alimentato, l’amministrazione può consentire di montare una sola valvola di sicurezza se in tal modo viene fornita in modo soddisfacente un’adeguata protezione contro la sovrapressione.

Valvola di sicurezza della caldaia

Di solito, un elevatore migliorato è uno dei tipi più popolari di valvole di sicurezza utilizzate su una nave. Sono impostati per sollevare alla pressione di blow-off e chiudere quando la pressione si riduce al limite di sicurezza. Sono impostati per aprirsi al 3% sopra la pressione di esercizio. L’ascensore della valvola è un dodicesimo del diametro della valvola.

    • Ingranaggio di allentamento: L’ingranaggio di allentamento è attaccato alla valvola di sicurezza della caldaia. Ogni singola valvola di sicurezza è dotata di un proprio ingranaggio di allentamento, che è una puleggia e una disposizione del filo (collegata alla leva della valvola di sicurezza) con una maniglia accessibile alla piattaforma inferiore della caldaia. Viene utilizzato per sollevare la valvola di sicurezza della caldaia in caso di emergenza (senza avvicinarsi alla valvola di sicurezza) e per testare regolarmente il funzionamento delle valvole di sicurezza.
    • Allarme pressione vapore e ritaglio: è previsto anche un allarme audio-visivo per il sistema di pressione del vapore per ricordare all’operatore la pressione del vapore. Una volta che l’allarme si attiva e la pressione continua a salire (o diminuire), il cut-out si attiva e si spegne il bruciatore di carburante. Il funzionamento del ritaglio è diverso e indipendente dall’automazione che gestisce il bruciatore. Il ritaglio a bassa pressione ha un’opzione per sovrascriverlo, ma il ritaglio ad alta pressione fermerà il bruciatore e non dovrebbe mai essere sovrascritto in ogni caso
  • Sfiato della caldaia: Lo sfiato sul tamburo della caldaia è richiesto per assicurare la caldaia non implode una volta che è spento. È normalmente aperto quando il manometro mostra la lettura al di sotto di 0,5 bar.

Sistema di sicurezza dell’acqua: Il sistema idrico è un sistema ad alta temperatura e il livello e la qualità dell’acqua all’interno del tamburo dell’acqua svolgono un ruolo cruciale nel funzionamento sicuro della caldaia. Di seguito sono riportate le attrezzature / sistema montato sul lato acqua della caldaia marina:

  • Allarme basso / alto livello dell’acqua e ritaglio: Il tamburo dell’acqua della caldaia misura con un sensore livellato, che controllerà continuamente il livello di acqua dentro il tamburo. Un tamburo pieno trasporterà l’acqua o non avrà spazio per generare vapore, riducendo così l’efficienza della caldaia; mentre il livello dell’acqua basso o assente nel tamburo porterà al surriscaldamento dei tubi e può portare al fuoco o alla fusione della caldaia completa.

Il livello dell’acqua basso/ alto fornisce un avviso precoce all’operatore per intraprendere le azioni appropriate per gestire il livello dell’acqua all’interno del tamburo dell’acqua della caldaia.

  • Allarme livello acqua troppo basso e spegnimento: L’avviso iniziale fornito dalla suddetta disposizione (allarme livello acqua basso/alto), potrebbe non essere sufficiente per l’operatore in quanto potrebbe esserci una perdita importante nei tubi, portando ad una riduzione del livello dell’acqua. Viene quindi fornita una sicurezza secondaria, vale a dire Troppo basso allarme livello dell’acqua e spegnere, che si fermerà il bruciatore di cottura per controllare il surriscaldamento delle parti interne della caldaia.

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  • Indicatori di livello dell’acqua: La caldaia è dotata di più indicatori di livello dell’acqua per facilitare l’operatore a vedere il livello del tamburo dell’acqua e garantire la sicurezza operativa della caldaia.

Vetro del calibro della caldaia

I vetri locali del calibro sono forniti in un duplex sul tamburo della caldaia per assicurare almeno un vetro del calibro è operativo nel caso uno smetta di mostrare il livello. Indicatori di livello dell’acqua a distanza come un sensore di livello dell’acqua a pressione differenziale, sensore di livello della sonda ecc. sono anche forniti per indicare il livello corrente nel tamburo in una posizione remota come la sala di controllo del motore.

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  • Sensore di salinità: Il tamburo della caldaia misura con un sensore di salinità, che controlla continuamente il contenuto disciolto dei solidi nell’acqua. Se il contenuto di solidi (ad esempio sale) supera il valore impostato, scatta la caldaia per garantire che i tubi e gli interni della caldaia non vengano influenzati a causa della contaminazione. L’operatore deve abbattere la caldaia e alimentare l’acqua dolce al tamburo per eliminare la causa che determina un’elevata salinità (ad esempio perdite nel condensatore)

Caldaia TDS Sensore

Sistema di sicurezza del carburante: La caldaia è dotata di olio combustibile a gas pesante o marino per generare il calore nel forno. Per garantire che il sistema di alimentazione funzioni in modo efficiente, è dotato delle seguenti caratteristiche di sicurezza della caldaia:

  • Allarme bassa pressione olio combustibile: Il carburante al bruciatore viene fornito utilizzando una pompa dell’olio combustibile. Sono installate due pompe (una mantenuta in standby) per garantire che non vi sia alcun ostacolo operativo in caso di guasto di una pompa. Se la pressione di alimentazione del carburante è inferiore a quella richiesta, l’atomizzazione del carburante non avverrà, portando a gocciolamento di carburante all’interno del forno. Questo può portare a soffiare-back del bruciatore e può ferire gravemente l’operatore. Una volta suonato l’allarme di bassa pressione, l’operatore deve assicurarsi di eliminare la causa dietro di esso.

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    • Allarme temperatura olio combustibile basso / alto: le moderne caldaie marine sono destinate a funzionare in diversi gradi di carburante a causa delle normative port / ECA per ridurre al minimo l’inquinamento atmosferico dalla nave. La temperatura dell’olio è un fattore importante in quanto controlla la viscosità del combustibile che è direttamente correlata all’atomizzazione e alla combustione efficiente all’interno del forno. Se la temperatura del carburante non è al suo valore impostato (che varierà per diversi gradi), l’allarme suonerà. L’operatore deve interrompere l’allarme e la temperatura dell’olio deve essere portata alla normalità prima di riavviare la caldaia.

  • Allarme di guasto della fiamma: L’unità del bruciatore che è una fotocellula (nota anche come occhio di fiamma) viene utilizzata per rilevare la fiamma all’interno del forno. Se il bruciatore viene interrotto bruscamente, o durante l’avvio il bruciatore principale non produce fiamma, la fotocellula rileva l’assenza della fiamma e emette un allarme audio-visivo.

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    • Allarme di densità del fumo: Con le norme più rigorose che vengono in su per protezione dell’ambiente, lo scarico della caldaia misura con un sensore di densità del fumo che individua il prodotto di post-combustione, particolarmente durante l’avviamento di una caldaia ed ai carichi bassi. Se la densità del fumo è superiore al valore richiesto, suonerà un allarme a cui l’operatore deve controllare la combustione della caldaia
  • Allarme di arresto del ventilatore del tiraggio della forza: Per avere una combustione efficiente, una miscela adeguata di aria e combustibile è necessaria. L’aria viene fornita al gruppo bruciatore utilizzando un ventilatore a tiraggio forzato (FDF). Se la ventola non è operativa per qualsiasi motivo, genererà un allarme.

Sicurezza operativa: L’automazione, gli allarmi e le avvertenze hanno reso la vita dei marittimi sulle navi molto più facile di quella di una volta in termini di sicurezza delle caldaie. Tuttavia, gli ingegneri professionisti raramente dipendono da loro e si affidano sempre alle migliori pratiche per eseguire in modo efficiente i macchinari.

Di seguito sono riportate alcune importanti caratteristiche di sicurezza operativa per la caldaia marina:

    • Test e dosaggio chimici: Per garantire che l’acqua all’interno della caldaia non danneggi i sistemi interni della caldaia
  • Efficiente pozzo caldo / cascade serbatoio funzione: Mantenere il corretto hot-bene la temperatura diminuirà la produzione di vapore momento della caldaia rispetto ad una bassa temperatura dell’acqua di alimentazione con la cascata serbatoio

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  • Bruciatore di routine: Un mantenuto burner garantire la corretta nebulizzazione e senza bruciatore di back-fire
  • Caldaia di spurgo: la tempestività di caldaia spurgo di mantenere l’alcalinità dell’acqua della caldaia e rimuovere il galleggiante le impurita’.
  • Ispezione di routine del forno: La fornace della caldaia è responsabile per contenere il calore all’interno della caldaia e per ridurre la perdita di calore di superficie. Mantenere il refrattario del forno porterà ad una produzione efficiente di vapore della caldaia

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  • Ritardo: una volta che il vapore esce dalla caldaia tramite la valvola di arresto del vapore principale, viene fornito a diversi sistemi tramite tubi e valvole di distribuzione. Un adeguato ritardo sui tubi e valvole garantirà la caldaia non deve funzionare in più come la perdita di vapore sarà contenuta. Inoltre, garantisce la sicurezza del personale della nave dalle ustioni superficiali.
  • Manutenzione: manutenzione puntuale come test della valvola di sicurezza, pulizia dei tubi di caldaia ecc. si tradurrà in un funzionamento sicuro ed efficiente della caldaia marina.

Per garantire la sicurezza delle caldaie marine, i professionisti dell’operatore e della sala macchine dovrebbero avere una mentalità di: “Prevenire è meglio che curare”.

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