Il vapore viene comunemente impiegato nelle applicazioni e nei processi di riscaldamento come mezzo di trasferimento del calore perché non è un fluido tossico né infiammabile ed è disponibile sempre, a basso costo e con ridotta manutenzione. Il cuore di un impianto a vapore è la caldaia e, quindi, monitorare il livello e la qualità dell’acqua in caldaia è fondamentale se si vogliono assicurare all’impianto condizioni di funzionamento affidabili e in sicurezza.

Tenere sotto controllo una caldaia non è, però, un’operazione scontata o facile perché presuppone che si debbano affrontare e risolvere alcune problematiche importanti che potrebbero pregiudicarne il funzionamento o la gestione quali, ad esempio, il rispetto continuo delle normative, la professionalità degli operatori, l’approvvigionamento delle parti di ricambio, i possibili improvvisi arresti della produzione o gli eventuali incidenti che si possono verificare alle persone e alle cose.

Le domande più ricorrenti che gli operatori si fanno sono sempre le stesse: È possibile migliorare il processo produttivo? L’impianto è conforme alla legislazione locale vigente? La caldaia è sicura per le persone e per l’ambiente circostante? Che impatto ha un monitoraggio della caldaia non effettuato a regola d’arte?

Sono tutte domande lecite che hanno come denominatore comune il controllo delle impurità e del livello dell’acqua in caldaia. Se l’acqua in caldaia ha un’elevata concentrazione di particelle solide disciolte (TDS), parte del vapore prodotto può arrivare alla linea di distribuzione sotto forma di bolle e schiuma trascinando gocce di condensa e impurità in sospensione, con conseguente contaminazione e compromissione delle apparecchiature installate. Se il livello dell’acqua è insufficiente oltre ai guasti ad apparecchiature o tubazioni e a frequenti blocchi della caldaia e, quindi, drastica riduzione d’efficienza dell’impianto, si rischiano anche seri problemi di sicurezza alla caldaia fino, addirittura, all’esplosione.

Parleremo in un’altra occasione del controllo dei TDS per diminuire i trascinamenti e gli scarichi di fondo delle caldaie; forniamo, invece, una breve panoramica di come Spirax Sarco affronta la problematica del controllo del livello dell’acqua in caldaia,.

Per ridurre al minimo i tempi di inattività e, quindi, di inefficienza dell’impianto a vapore, garantendo sicurezza e produttività, è assolutamente importante che il livello dell’acqua in caldaia sia sempre monitorato in modo accurato e sicuro.

Nove anni fa Spirax Sarco ha immesso sul mercato una linea di controlli elettronici di grande successo e questo è stato ampiamente riconosciuto dagli operatori del settore. Oggi a questi prodotti Spirax Sarco ha apportato ulteriori innovazioni e funzionalità che ne migliorano le prestazioni e ne ampliano la versatilità d’impiego, mantenendo inalterate le principali caratteristiche tecniche originarie.

I nuovi sistemi elettronici di controllo soddisfano i requisiti di funzionamento delle centrali termiche più moderne ma possono anche essere facilmente integrati ai sistemi e alle esigenze di controllo già esistenti.
Progettati per un’installazione semplice e veloce – le sonde di rilevamento possono essere montate direttamente sul mantello della caldaia – e sottoposti a test dinamici rigorosi, risultano apparecchiature robuste e affidabili, senza parti interne in movimento che si usurano, si rompono o si sostituiscono.
Ecco la nuova gamma di controlli di livello per caldaie a vapore che Spirax Sarco ha appositamente realizzato per soddisfare le differenti esigenze di end-user e OEM.

Sistemi di controllo on-off del livello

Il sistema elettronico di Spirax Sarco più semplice per un controllo on-off del livello dell’acqua in una caldaia a vapore e, più in generale, di liquidi conduttivi all’interno di recipienti in pressione e serbatoi (es. serbatoi dell’acqua di alimento o di raccolta condense), è costituito dal nuovo regolatore di livello LCS1350.
Questo dispositivo associato alla sonda di conducibilità LP11-4, che può essere equipaggiata con quattro elettrodi distinti di lunghezza variabile per fornire quattro diversi tipi d’intervento, è il sistema ideale per comandare una pompa/una valvola o fornire segnalazioni d’allarme.

Sistemi di controllo modulanti del livello

Se, invece, si vuole fornire un controllo modulante per una rilevazione in continuo del livello con segnalazione di limite minimo e massimo, il sistema che Spirax Sarco propone, in particolare, per caldaie a vapore di medie dimensioni con carichi di vapore variabili, è costituito dalla sonda di capacità LP21 con relativo preamplificatore di segnale PA420 e dal regolatore di livello LCR2250 o dal regolatore LCR2251, a seconda che la regolazione venga effettuata mediante una valvola di controllo con attuatore pneumatico e posizionatore o mediante una valvola di controllo ad azionamento elettrico. Questo sistema può anche fornire un controllo on-off della pompa di alimentazione della caldaia con livelli di commutazione regolabili.

Sistemi di controllo on-off o modulanti con HMI touch screen

Il regolatore di livello multifunzione LCR2652 abbinato alla sonda capacitiva LP21 e relativo preamplificatore PA420, è ideale per controllare i livelli dell’acqua nelle moderne caldaie a vapore di medie o grandi dimensioni ove c’è un difficile equilibrio tra portata dell’acqua di alimento e pressione/carico di vapore.

Anche questo sistema fornisce un controllo on/off del livello dell’acqua o un controllo modulante per valvole pneumatiche od elettriche, ma ha due caratteristiche che lo contraddistinguono: una è l’azione integrale selezionabile che consente un controllo del livello dell’acqua più accurato e con minor rischio di trascinamenti o falsi allarmi; l’altra è la capacità di controllo, che è in grado di compensare le oscillazioni improvvise del carico o le variazioni di portata dell’acqua di alimento.

Connettendo l’interfaccia utente BHD50 dotata di display touch screen ad alta risoluzione, è possibile tener sotto controllo il funzionamento della caldaia monitorando a distanza in modo automatico la misurazione del livello, la visualizzazione dei trend, l’individuazione delle aree di miglioramento e la cronologia degli allarmi in modo da segnalare eventuali disfunzioni e messaggi in tempo reale e pianificare la manutenzione per evitare indesiderati shutdown.

Sistemi di controllo per allarmi di basso livello

Quando il livello dell’acqua in caldaia scende al di sotto del livello minimo stabilito, ecco che scatta l’allarme di basso livello, la sonda di conducibilità LP40 lo segnala all’unità di controllo LCS3050 e la caldaia si spegne; si riaccenderà solo quando la punta sensibile della sonda tornerà ad essere immersa nell’acqua.

Di solito su una caldaia si installano due sonde LP40 completamente indipendenti per consentire due diverse soglie d’allarme di minimo livello. Sono allarmi ad alta integrità e con autodiagnosi: vengono effettuati test ciclici di autodiagnosi per monitorare l’integrità e le funzioni di sicurezza del regolatore e delle sonde e vengono segnalati tutti i possibili guasti e malfunzionamenti del sistema in modo che l’eventuale arresto dell’impianto avvenga sempre in totale sicurezza.

Sistemi di controllo per allarmi di alto livello

Il sistema di controllo Spirax Sarco costituito dal regolatore di livello LCS3051e dalla sonda di conducibilità LP41 ha il preciso scopo di evitare che l’acqua in caldaia oltrepassi il livello massimo stabilito. Infatti, non appena il livello dell’acqua si innalza e tocca la punta sensibile della sonda, l’allarme scatta e la caldaia si spegne.

Oltre che a proteggere la caldaia questo sistema di controllo serve a garantire che il vapore prodotto dalla caldaia sia saturo secco: se l’acqua superasse il limite massimo impostato si avrebbero trascinamenti d’acqua nel vapore e, conseguentemente, minor efficienza dei processi di scambio termico, probabilità di colpi d’ariete e malfunzionamenti o danni alle apparecchiature dell’impianto se non, addirittura, possibili incidenti o lesioni al personale.

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