Основные причины взрывов паровых и водогрейных котлов. Разрушения и производственный травматизм при взрывах паровых котлов

Механизм взрыва котлов простой. В зону риска в основном попадают те котлы, которые работают не постоянно, а эпизодически. Слабые места находятся там, где систему отопления может «прихватить» ледком — это расширительные баки, циркуляционные трубы и холодные помещения типа чердаков.

Основной причиной, по которой взрываются котлы является замерзание системы отопления, при этом вода в трубах перестает циркулировать. Топливо при этом продолжает гореть. Внутри чугунных (металлических) секций котла или труб закипает вода. При этом давление пара внутри системы начинает очень быстро расти. В некоторый момент будет достигнута критическая точка роста давления, которую металл не может выдержать – и какими будут последствия разрушения труб и секций котла, предугадать уже невозможно. Дело в том, что одновременно в замкнутое пространство выкидывается очень большой объем пароводяной cмеси. Давление внутри помещения быстро растет. И, в лучшем случае, все закончится выбитыми стеклами. При худшем раскладе будут разрушены конструкции помещения, возможны причинения вреда здоровью людей или даже смертельный исход лиц, находящихся в зоне действия взрыва, в результате обрушения конструкций помещения котельной.

Так, например, 04.01.2016 произошёл взрыв бытового твёрдотопливного котла, установленного в квартире блокированного жилого дома в г. Ляховичи. Никто не пострадал, повреждены ограждающие конструкции помещения топочной, в которой был установлен котёл. Причина взрыва – отсутствие циркуляции воды в системе отопления, предположительно в результате в системе отопления, предположительно в результате образования ледяной пробки в отводящем трубопроводе. Способствующие факторы – бессистемный режим топки котла, вынужденная эксплуатация котла лицом, не знающим правил безопасной эксплуатации котла.

8 января 2017 в г. Любани (Минская область) в котельной жилого дома взорвался бытовой твердотопливный котел. В результате взрыва произошло обрушение кирпичной стены, повреждена крыша, уничтожены помещение котельной и котел. Пострадавших нет. Причина взрыва устанавливается.

За последние восемь лет это уже семидесятая чрезвычайная ситуация, произошедшая при эксплуатации бытовых отопительных котлов

Для снижения риска замерзания трубопроводов котла и системы отопления Правила безопасности требуют от владельцев потенциально опасных объектов, т.е. водогрейных котлов, чтобы монтаж и наладку систем отопления проводили только специализированные организации, зарегистрированные на территории Республики Беларусь и имеющие при этом соответствующее разрешение (лицензию) Госпромнадзора на выполнение данного вида работ.

При этом сотрудники или специалисты этой организации должны провести обучение владельца правилам безопасной эксплуатации котла и отопительной системы и сделать отметку об этом в паспорте котла.

Перед пуском котла домовладелец должен убедиться в том, что запорные системы должны быть открыты сразу на двух трубопроводах — том, который подает теплоноситель в котел, и том, который отводит теплоноситель из котла. Открыть надо и все запорные устройства, установленные на системе отопления. С нижнего отделения дымовой трубы необходимо удалить накопленный конденсат. Это поможет избежать отравления угарным газом. Необходимо регулярно проверять состояние оголовка дымовой трубы и каналов дымоходов. Прежде чем начать разжигать котел, необходимо открыть линию подпитки системы и контрольную линию заполнения расширительного бака. То, что система не замёрзла, станет ясно, когда вода начнет вытекать с контрольной линии.

Но представим себе следующую ситуацию: с контрольной линии системы отопления вода не пошла. Что же делать в таком случае? Если давление в котле непрерывно растет и достигает показателя давления водопроводной сети, то это свидетельствует о том, что система отопления замерзла. При таком раскладе разжигать котел категорически запрещается. Надеяться на то, что пар преодолеет ледяную пробку, не надо — вместе с этим пар разнесет и трубопровод и котел. Нужно определить примерное место замерзания отопительной системы, отогреть его и проверить, побежала ли из контрольной линий отопительной системы при открытой подпитке вода. И только, если это произошло, начинайте разжигать котел, контролируя при этом показания манометра. Если давление теплоносителя в системе отопления приближается к максимально допустимому, нужно немедленно прекратить подачу топлива. Если же котел работает на местных видах топлива, нужно удалить его из котла в безопасное место. Это состояние отопительной системы свидетельствует о том, что система отопления не отогрета.

Нечасто, но случается и так, что на чердаке замерзает установленный там котел. Как и трубу, отогревать его открытым огнем категорически запрещено, делать это можно с помощью, например, горячей водой. Однако, если при разогреве вы увидели, что с поверхности нагрева котла пошла вода — то это означает, что котел разгерметизировался. И дорога ему только одна — в ремонтную мастерскую. В таком состоянии котел к дальнейшей эксплуатации непригоден. Стальной котел специалисты, имеющие на это соответствующее разрешение переварят, ну, а, в чугунном котле они заменят поврежденные секции и перепакуют их заново.

Особую тревогу в органах Госпромнадзора вызывает эксплуатация котлов созданных (сваренных) так называемыми в народе «кулибиными» (народными умельцами).

За последние пять лет восемь котлов, которые взорвались, были самодельными. Народные умельцы кое-как склепали отопительные агрегаты. Но понятно, что при этом возникает огромный риск того, что могут начаться проблемы с поверхностями нагрева, топками, застойными зонами котлов… В конце концов это заканчивается тем, что вода перегревается, что приводит к разрыву котла. К тому же необходимо учитывать, что на «самоделки» не установлены, как правило, ни термометры, ни манометры, ни предохранительные клапаны.

И поэтому Госпромнадзор предупреждает: не пользуйтесь самодельными котлами и не доверяйте установку сертифицированных тепловых агрегатов лицам, которые не имеют специальной квалификации. Те деньги, которые вы сэкономите на этом, могут аукнуться пожаром, сильным разрушением или тяжелыми травмами людей. Так нужно ли рисковать ради экономии материальных средств своим имуществом, жильем, а может, здоровьем или даже жизнью?

Главный государственный инспектор Павлющенко В.В.

Ведущий государственный инспектор

Мисюн В.М., Казимирский О.С.

ВОЗМОЖНЫЕ АВАРИЙНЫЕ СИТУАЦИИ

К аварийным ситуациям, вызывающим на­рушение нормального режима работы кот­лов, при которых, согласно требованиям Правил устройства и безопасной эксплуата­ции паровых и водогрейных котлов, они дол­жны быть немедленно остановлены действи­ем автоматики или дежурным персоналом, относятся:

Обнаружение неисправности предохрани­тельного клапана;

Если давление в барабане котла поднялось выше разрешенного на 10% и продолжа­ет расти;

Снижение уровня воды ниже низшего до­пустимого уровня, в этом случае подпит­ка котла водой категорически запрещена;

Повышение уровня воды выше высшего допустимого уровня;

Прекращение действия всех питательных насосов;

Прекращение действия всех указателей уровня воды прямого действия;

Если в основных элементах котла (бара­бане, коллекторе, камере, пароводопе репускных и водоопускных трубах, па­ровых и питательных трубопроводах, жаровой трубе, огневой коробке, кожу­хе топки, трубной решетке, внешнем се­параторе, арматуре) будут обнаружены трещины, выпучины, пропуски в их свар­ных швах, обрыв анкерного болта или связи;

Недопустимое повышение или понижение давления в тракте прямоточного котла до встроенных задвижек;

Погасание факелов в топке при камерном сжигании топлива;

Снижение расхода воды через водогрей­ный котел ниже минимального допусти­мого значения;

Снижение давления воды в тракте водо­грейного котла ниже допустимого;

Повышение температуры воды на выхо­де из водогрейного котла до значения на 20°С ниже температуры насыщения, со­ответствующей рабочему давлению воды в выходном коллекторе котла;

Неисправности автоматики безопасности или аварийной сигнализации, включая ис­чезновение напряжения на этих устрой­ствах;

Возникновение в котельной пожара, угро­жающего обслуживающему персоналу или котлу;

Появление неплотностей в обмуровке, в местах установки предохранительно-взрывных клапанов и газоходах;

Прекращение подачи электроэнергии или исчезновение напряжения на устройствах дистанционного, автоматического управ­ления и средствах измерения;

Неисправности КИП, средств автомати­зации и сигнализации;

Выход из строя предохранительных бло­кировочных устройств;

Неисправности горелок, в том числе ог-непреградителей;

Появление загазованности, обнаружение утечек газа на газовом оборудовании и внутренних газопроводах;

Взрыв в топочном пространстве, взрыв или загорании горючих отложений в га­зоходах;

Аварии в газовом хозяйстве.

ПРИЧИНЫ И ПОСЛЕДСТВИЯ АВАРИЙ И ОТКАЗОВ В РАБОТЕ КОТЕЛЬНЫХ

Наиболее серьезными последствиями ава­рии являются взрывы при нарушении плот­ности котла по причинам несоблюдения ре­жимов работы и правил эксплуатации, а так­же взрывы, связанные с загазованностью топ­ки при неправильном ее обслуживании и сжи­гании топлива.

В топке и газоходах хлопки и взрывы про­исходят, когда концентрация газа в воздухе находится в диапазоне пределов взрываемос-ти и создается взрывоопасная газовоздушная смесь.

В котельной, работающей на твердом виде топлива, при слоевом сжигании топлива в топке и газоходах горючие газы в большом количестве выделяются из свежего топлива, если при кратковременной остановке котла его забрасывают на оставшееся несгоревшее топливо, а не удаляют из топки.

Причинами образования взрывоопасной газовоздушной смеси в топках и газоходах газифицированной котельной могут явиться неправильные действия персонала при эксп­луатации котлов, неисправность запорных устройств перед горелками и включение их при неисправной или отключенной автома­тике контроля пламени, отсутствие уст­ройств контроля герметичности запорных органов горелок.

При сжигании жидкого топлива пожары и взрывы в топке и газоходах возникают в слу­чае некачественного его распыления форсун­ками, что приводит к вытеканию мазута в амбразуру и на стенки топки. При плохом смешении мазута с воздухом и неполном его горении происходит повышенный вынос в газоходы сажи. В случае возгораний отложе­ний и сажи повышается температура газов, уменьшается тяга, значительно разогревает­ся обшивка, а иногда выбивается пламя.

Причиной аварии может явиться неудов­летворительный водный режим котлов. В результате чего образуются отложения на­кипи, вызывающей повышение температуры металла труб и их пережог. Скопление наки­пи и шлама могут также привести к наруше­нию циркуляции воды. Причинами повреж­дений и аварий могут являться заводской брак в котле, плохое качество материала, из ко­торого изготовлены отдельные узлы котла, а также неудовлетворительное состояние оборудования из-за некачественного монта­жа или ремонта.

В таблице 1 приводятся типичные случаи аварий и неполадок в работе котельных и указываются их причины и возможные по­следствия.

Таблица 1

Типичные случаи аварий и отказов в работе котельных, их причины и возможные последствия

Неисправность

Возможные последствия

Пожар в помещении котельной

Несоблюдение требований произ­водственной инструкции и правил пожарной безопасности. Воспламенение легко воспламе­няющихся материалов и веществ. Неполадки в работе оборудования котлоагрегатов. Неисправность автоматики безопасности котла. Неисправность электрооборудова­ния

Несчастные случаи и гибель людей. Материальный ущерб

ПОРЯДОК ОПОВЕЩЕНИЯ В СЛУЧАЯХ ВОЗНИКНОВЕНИЯ АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ

Владельцы котлов, зарегистрированных в органах Госпромнадзора, о каждой аварии, смертельном, тяжелом или групповом несча­стном случае обязаны немедленно уведомить территориальный орган технадзора и другие государственные учреждения в соответствии с положением о порядке технического рас­следования причин аварий и инцидентов на опасных производственных объектах.

Дежурный персонал, обслуживающий котельные установки, при каждом отказе в работе оборудования, аварии, несчаст­ном случае и при пожаре или угрозе пожа­ра обязан:

Немедленно уведомить ответственного за исправное состояние и безопасную экс­плуатацию котлов (начальника котель­ной);

Оповестить всех должностных лиц со­гласно заранее составленному списку;

До прибытия комиссии по расследованию обстоятельств и причин аварии или не­счастного случая обеспечить сохран­ность всей обстановки аварии (несчаст­ного случая), если это не представляет опасности для жизни и здоровья людей и не вызывает дальнейшего развития ава­рии или аварийной ситуации;

Составить объяснительную записку, ко­торая будет являться первичным доку­ментом предварительного расследования причин аварии.

ОБЩИЕ МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ АВАРИЙНОЙ ОБСТАНОВКЕ КОТЛОВ, РАБОТАЮЩИХ НА ТВЕРДОМ, ЖИДКОМ И ГАЗООБРАЗНОМ ТОПЛИВЕ

При ликвидации аварий, связанных с экст­ренной остановкой котлов, обслуживающий персонал должен уметь быстро оценивать сложившуюся аварийную ситуацию, сохра­нять спокойствие и уверенно действовать на любых стадиях развития аварий.

При аварийной остановке котлов необхо­димо соблюдать следующие меры безопас­ности.

При работе котельной на твердом виде топлива горящее топливо из топки остано­вившегося котла следует удалить. В исклю­чительных случаях, при невозможности бы­строго удаления топлива из топки, горящее топливо можно заливать водой. При этом особое внимание машинист (кочегар) должен обратить на то, чтобы струя воды не попала на стенки топки котла и обмуровку. Зали­вать выгребаемый шлак можно только с при­менением брансбойта с расстояния, обеспе­чивающего безопасность персонала при за­ливке (не менее 2-3 м).

Запрещается не только "приглушать" пла­мя топливом, но и прекращать подачу возду­ха при удалении топлива. Если это указание не будет выполнено, то это приведет к выб­расыванию пламени из топки скопившимися в ней газами и травмированию обслуживаю­щего персонала.

На дверцах топки должны быть надеты запоры, исключающие возможность выбра­сывания газов и пламени из топки и задымле­ния помещения котельной.

При работе котельной на жидком топли­ве немедленно перекрывается подача топли­ва в форсунку или воздуха при установке форсунки воздушного распыления. Если по­зволяет конструкция, форсунка извлекается из топки. Отключается кран на упуске тру­бопровода к форсунке аварийного котла, об­щий кран внутрикотельного трубопровода.

При работе котельной на газообразном топливе закрывается запорный орган на вво­де газопровода перед котельной или предох­ранительно-запорный клапан и запорный орган перед аварийным котлом для отклю­чения его от общего газопровода.

При этом вначале быстро перекрывается подача газа, потом воздуха, и затем откры­вается кран на газопроводе свечи безопасно­сти.

Эксплуатация газового оборудования с отключенными контрольно-измерительными приборами, блокировками и сигнализацией, предусмотренными проектом, запрещается.

ОПАСНЫЕ ДЕЙСТВИЯ ОБСЛУЖИВАЮЩЕГО ПЕРСОНАЛА КОТЕЛЬНОЙ, ОБУСЛОВЛИВАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ

Во избежание возможных аварий и отказов в процессе эксплуатации котельного обору­дования оператору (кочегару) запрещается:

Заклинивать предохранительные клапаны или дополнительно нагружать их;

Выполнять на котлах, которые находят­ся под давлением, ремонтные работы (смазывать подшипники, набивать и под­тягивать сальники, болты фланцевых со­единений);

Открывать и закрывать арматуру удара­ми молотка или других предметов, а так­же при помощи удлиненных рычагов;

Допускать, чтобы уровень воды в паро­вом котле опускался ниже допустимого низшего уровня или поднимался выше до­пустимого высшего уровня;

Допускать переход стрелки за красную черту, указанную на манометре;

Производить продувку котла при неисп­равной продувочной арматуре;

Обдувать котел от сажи, продувать его без использования рукавиц и защитных очков;

Пользоваться открытым огнем для отыс­кания мест утечки газа;

Включать и отключать электрические приборы при наличии запаха газа в поме­щении котельной;

Включать и выключать электродвигате­ли насосов и дымососов без электроза­щитных перчаток и при отсутствии за­земления электрооборудования;

Применять в дымоходах и котлах элект­ролампы с напряжением более 12 В;

Загромождать котельную посторонними предметами;

Выполнять во время дежурства какие-либо другие обязанности, не предус­мотренные производственной инструк­цией;

Оставлять котел без постоянного наблю­дения как во время работы котла, так и после его остановки до снижения давле­ния в нем до атмосферного;

Допускать посторонних лиц, не имеющих отношения к эксплуатации котлов и обо­рудования котельной.

ВЗРЫВЫ ПАРОВЫХ КОТЛОВ , разрушение стенок котла, при котором получается мгновенное выравнивание давления внутри котла и атмосферного давления, причем нагретая в котле вода также мгновенно переходит в парообразное состояние, и ее огромная потенциальная энергия превращается в энергию кинетическую. Статистические данные о взрывах паровых котлов в разных странах показывают, что около 60% таких взрывов происходит от неудовлетворительности ухода и чистки. Так, за 1925 и 1926 гг., в Германии взрывы паровых котлов по причинам распределяются следующим образом: от недостатков конструкции, материала и установки - 24%, от упуска воды в котле - 39%, от разъедания и перегрева стенок - 23% и от различных других причин - 14%. Данные о взрывах паровых котлов во Франции за период с 1880 по 1900 год, опубликованные в «Annales des Mines», также подтверждают, что наибольшее число взрывов происходит вследствие плохого ухода за котлами. Так, например, за период 1895-1900 гг. взрывы паровых котлов распределялись по причинам следующим образом: от недостатков конструкции и установки - 14%, от неудовлетворительности ухода и чистки - 55%, от понижения уровня воды - 6%, от превышения давления - 5% и от различных других причин - 20%.

Сила взрыва и вызываемые им разрушения зависят от величины водяного пространства котла и температуры нагретой воды. Поэтому взрывы паровых котлов с большим водяным пространством (например, цилиндрических котлов) являются наиболее тяжелыми по своим последствиям.

В настоящее время, несмотря на применение более высоких давлений, взрывы паровых котлов происходят реже и менее опасны по своим последствиям, чем прежде, что можно объяснить: изданием почти во всех странах правил и норм, которые регулируют постройку новых котлов и надзор во время работы; улучшением конструкций котлов, качества котельного материала (фиг. 1) и методов его обработки; все растущим применением водотрубных котлов (т. е. котлов более производительных, но с малым, сравнительно, водяным пространством); усовершенствованными способами исследования причин самих взрывов и, наконец, поднятием уровня квалификации кочегаров.

Причины взрывов паровых котлов . Эти причины могут быть подведены под две категории: 1) причины, не зависящие от кочегара - недостатки конструкции и установки, неудовлетворительность ремонта котла (плохая склепка, сварка и т. п.) и малая прочность материала; 2) причины, зависящие от кочегара - плохое состояние котла и его арматуры, повышение давления выше дозволенного, понижение уровня воды, которое может повести к раскалению стенок котла.

1. Недостатки конструкции и материалов . Ряд взрывов, имевших место в последнее время, произошел из-за опасных напряжений в материале котла при его нагреве вследствие нерациональных соединений, ненужного утолщения материала, нагрева частей парового пространства, находящихся в соприкосновении с газами высокой температуры, плохой циркуляции воды и прочих дефектов в конструкции котла. Вследствие неравномерного нагревания стенок котла последние деформируются и прогибаются, особенно сильно деформируются кромки днищ. Такую же угрозу в отношении взрывов представляют днища, имеющие нерациональную выпуклость, а также и плоские днища, в которых кромка загнута под прямым углом. К недостаткам конструкции должны быть также отнесены: неточная пригонка листов, неумелая склепка листов и целый ряд других дефектов. Обычно большинство этих дефектов дает себя знать в виде отдулин и трещин (фиг. 2, 3 и 4).

В этом случае д. б. приступлено к основательному ремонту в целях устранения указанных причин. Днища неправильной конструкции должны быть заменены другими согласно новейшим нормам.

Одной из лучших мер для предупреждения взрывов паровых котлов является применение при их постройке или ремонте высококачественного материала и правильная обработка этого материала. При неправильной обработке в листах получаются вредные остающиеся напряжения, могущие, при случайном возникновении других дефектов (например, перегрева или разъедания материала), повлечь за собой взрыв котла. Превращение структуры котельного железа в крупнозернистую из-за перенапряжения и последующего нагрева до 600-700° представлено на фиг. 5.

2. Избыток давления , если он не является результатом упущения со стороны кочегара, может произойти из-за неправильной нагрузки предохранительного клапана или недостаточных размеров последнего.

3. Недостаток воды в котле может произойти гл. обр. вследствие плохого состояния или неправильного функционирования водоуказательных и питательных приборов. Особенно опасен недостаток воды в котлах с жаровыми трубами, так как перегрев жаровых труб ведет к их смятию и возможному разрушению (фиг. 6).

При обнаружении недостатка воды в котле необходимо немедленно выгрести огонь из топки и изолировать котел закрытием парового и питательного кранов. Только по обнаружении недостатков и устранении их можно приступить к наполнению котла водой.

4. Разъедания стенок котлов бывают внутренние и наружные. а) Внутренние разъедания являются результатом окисления под влиянием кислот или воздуха. В питательной воде нередко бывают растворены хлористые соли магния, кальция и натрия, которые, разлагаясь при сравнительно низкой температуре, образуют соляную кислоту, быстро разъедающую стенки котла. Весьма опасны также сернокислые соли железа, алюминия и магния; разрушительное влияние первых двух солей особенно заметно в случае образования накипи в определенных местах котла, т. к. в таких местах, вследствие скопления тепла, происходит разложение этих солей и образование свободной серной кислоты, разъедающей стенки котла (фиг. 7).

Вредное влияние такой питательной воды обнаруживается обыкновенно по течи у кромок листов и около заклепок. Воздух, растворенный в воде, может разъесть стенку котла до трещины в том случае, если напряжение металла выше предела упругости (фиг. 8).

В последнее время профессор Парр (США), основываясь на ряде изысканий, выдвинул так называемую щелочную гипотезу, специально касающуюся разрушения заклепочных соединений под влиянием щелочей. Согласно этой гипотезе, имеющиеся в питательной воде щелочи, в особенности едкий натр, проникают в заклепочные швы, под заклепочные головки и т. д. и концентрируются там; при этом, при наличии в материале напряжений, превышающих предел его текучести, щелочи делают металл ломким и тем вызывают в нем разрушения; образующиеся при этом трещины идут обыкновенно от одной заклепочной дыры к другой, но никогда не заходят дальше заклепочного шва.

Предпосылками для этой гипотезы являются, т. о., два условия: сильная концентрация щелочи в заклепочных швах и перенапряжение материала. Первая предпосылка, предполагающая, что все заклепочные соединения неплотны (иначе в них не могла бы проникнуть питательная вода), еще оспаривается германской школой, возглавляемой профессором Бауманом; вторая же предпосылка не встречает возражений, так как профессор Бауман также устанавливает, что напряжения в котельных швах иногда превышают предел текучести материала. Для предупреждения всех этих видов разъедания питательную воду, до поступления ее в котел, нейтрализуют путем соответственной очистки или своевременно удаляют отложения и накипи. Внутренние разъедания могут быть вызваны также применением конденсационной воды, содержащей смазочное масло. Жировые отложения на стенках котла, препятствуя прохождению тепла в водяное пространство, вызывают перегрев материала и образование кислот. Паровозный котел, взорвавшийся вследствие внутреннего разъедания, представлен на фиг. 9.

б) Наружные разъедания получаются под влиянием кислорода, действующего в присутствии влаги на наружную поверхность котла. Одной из более частых причин наружных разъеданий служит неудовлетворительная склепка или плохая чеканка. Образующаяся в результате этого течь обнаруживается при гидравлической пробе котла. Наиболее надежной мерой м. б. переклепка нескольких заклепок. Другая форма наружного разъедания наблюдается в локомобильных и вертикальных котлах с внутренней топкой, а именно - в нижней части их, - соприкасающейся с решеткой, где присутствие золы, жадно поглощающей влагу, вызывает окисление стенок (фиг. 10).

Меры противодействия: систематическая очистка нижней поверхности стенок котла и своевременное удаление золы. Далее, разъедание может происходить, если котел опирается непосредственно на кирпичную кладку, так как просачивающаяся через нее вода может вызвать проржавление стенок котла. Поэтому котлы опирают на чугунные балки или железные рельсы, или возводят кладку на цементе. Особенную опасность могут представить заклепочные швы, закрытые обмуровкой, как затрудняющие их осмотр. Причиной наружного разъедания служит также неправильная конструкция и плохая приладка арматуры, в особенности клапанов, что может привести к опасной течи. Наконец, причиной разъеданий могут служить сернистые газы (сернистый ангидрид, сульфаты и т. п.), выделяемые топливом и вызывающие быстрое разрушение заклепочных соединений (фиг. 11). Меры противодействия: переход на другое топливо и подчеканка или переклепка дефектных швов.

5. Накипь препятствует прохождению тепла в водяное пространство и ведет к полному разрушению отдельных частей котла, вызывая опасность в отношении взрывов (фиг. 12).

Одной из более рациональных мер для предупреждения образования накипи является очистка питательной воды до поступления ее в котел. Очистка эта может производиться механическим или химическим способами. Механический способ состоит в улавливании в особом сосуде примесей, причем те из них, которые тяжелее воды, непосредственно осаждаются; те же, которые легче воды, задерживаются в фильтре, наполненном слоем гравия или кокса (фильтр типа Рейзерта). Химическая очистка производится в специальных приборах (например, системы Дерво), где питательная вода, в зависимости от ее состава, обрабатывается различными реактивами: известью - для осаждения кальция, далее содой, а в последнее время и пермутитом (глиноземистым силикатом) - для превращения нерастворимых сернокислых солей извести в сернокислую соль натрия, обладающую большой растворимостью в воде. Потребность в очистке питательной воды зависит от системы котла, характера его работы и степени его форсировки. Для котлов с большим водяным пространством очистку питательной воды можно считать необходимой, если жесткость ее превышает 12 германских градусов (1 германский градус жесткости соответствует содержанию 1 г СаО в 100 л воды). Для тех типов котлов, при которых удаление накипи встречает затруднение, очистка воды настоятельно рекомендуется уже при 6-7 германских градусах. Другой весьма рациональный, но дорогой способ очистки воды состоит в ее выпаривании и осаждении получаемого пара в выпарных аппаратах. Способ этот находит в последнее время применение, кроме судовых котлов, еще и для стационарных паровых установок, в особенности при наличии паровых турбин. Т. к. в последнем случае конденсат может служить для питания котла, то необходимо очистить примерно только 5-15% всего количества питательной воды. Из других мер для предупреждения образования накипи можно указать на систематическую продувку котла и, наконец, на устройство циркуляции, которая обеспечивает отложение осадков в назначенных для этого местах.

6. Ослабление материала после продолжительной службы котла . После продолжительной работы материал котла перерождается. Хотя вопрос о старении (утомлении) котельного материала еще не решен окончательно, однако не подлежит сомнению, что он со временем теряет свои первоначальные свойства и, прежде всего, необходимую вязкость. Кроме того, со временем толщина листов, в результате ржавления, уменьшается, и возникают дефекты в заклепочных соединениях, например, ослабление их и т. п.

Меры борьбы со взрывами паровых котлов . Эти меры могут быть разбиты на две категории: 1) меры, предпринимаемые во время службы котла - своевременное устранение обнаруживаемых дефектов, являющихся часто предвестниками взрыва (меры эти были указаны при рассмотрении отдельных причин взрывов паровых котлов); 2) меры законодательного характера : а) нормы, регулирующие постройку паровых котлов в отношении: качества материала, исследования материала и методов его обработки; б) обязательные постановления и правила, регулирующие надзор за паровыми котлами.

а) Нормы, регулирующие постройку паровых котлов . Применение для котлов высоких давлений, доходящих до 50-100 atm, и высоких температур перегрева пара, достигающих 400°, вызвало необходимость пересмотреть уже существующие в некоторых странах нормы по постройке паровых котлов и издать взамен их новые. Т. о. существовавшие в Германии вюрцбургские и гамбургские нормы, изданные в последних годах прошлого и в первых годах нынешнего столетия, были заменены новыми нормами, вошедшими в законную силу 12 октября 1926 г. Согласно новым нормам, материалы, идущие на постройку паровых котлов, должны быть освидетельствованы экспертами, которые выдают соответственные удостоверения. Кроме прочности на разрыв и допускаемого удлинения для различных материалов, применяемых в котлостроении, новые нормы устанавливают, что особенно важно, минимальные пределы для радиусов бортов днищ, так как неправильная форма днищ часто служила причиной взрывов. Такие же нормы изданы в 1924 г. в США. Новые американские нормы различают огневые и бортовые листы. Кроме того, они предписывают для котельных листов, в зависимости от сортов, предельное содержание углерода , марганца , фосфора и серы, что не предусмотрено германскими нормами. Нормы эти устанавливают для бортовых, огневых листов и других материалов минимальные пределы для прочности на разрыв и для удлинения. В общем нормы эти в значительной своей части базируются на эмпирических формулах, в отличие от германских норм, основанных гл. обр. на расчетных данных и являющихся продуктом долголетних изысканий.

б) Обязательные постановления и правила, регулирующие надзор за паровыми котлами . Почти во всех странах изданы правила, регулирующие надзор за паровыми котлами. Надзор этот осуществляется в разных странах непосредственно правительственными органами, или же частными обществами, представляющими объединения котловладельцев, которые обязаны в своих действиях подчиняться существующим для этой цели правилам. Правила эти предусматривают техническое освидетельствование паровых котлов в установленные сроки. Так, очередные освидетельствования котла должны, согласно правилам НКТ СССР, производиться нормально в следующие сроки: наружный осмотр - один раз в год, внутренний осмотр - один раз в три года, гидравлическое испытание, соединенное с внутренним осмотром, - один раз в шесть лет. В отношении же котлов, возраст которых превышает 25 лет, правила НКТ предусматривают исследование материала при ближайшем ремонте котла.

Любое газовое оборудование несет потенциальную опасность. Может ли взорваться газовая колонка? Почему-то многие пользователи считают, что эксплуатация котла или колонки гораздо опаснее, чем, к примеру, газовой плиты. Так ли это? В обычных условиях взрыва не будет, но неправильная установка или поломки могут повысить эту вероятность.

По каким причинам техника взрывается, как избежать подобной участи? Рассмотрим подробно.

Специалисты перечисляют основные причины подобных последствий:

• Самостоятельное подключение . Заметим, что допускается . Вы можете навесить прибор, подвести к нему водный трубопровод. Но вот подключение к газовой магистрали вы обязаны доверить профессионалу. Изначально необходимо собрать . Затем вы обращаетесь в газовую службу, которая приедет на вызов и подключит устройство. Только после этого можно вводить колонку в эксплуатацию.
• Советская газовая колонка . Чем это опасно? Устаревшее оборудование не имеет системы защиты. Сюда входят датчики контроля, термостаты, которые следят за работой каждого узла. В случае перегрева либо утечки топлива старый аппарат не отреагирует.

Доказано, что взрыв происходит при концентрации газа в воздухе до 5–15%.

• Самовольное внесение изменений в конструкцию техники . Запрещается самостоятельно изменять что-либо в устройстве колонки. Если нарушится работа, вполне возможна не только поломка, но и взрыв.

Может ли взорваться современный газовый котел/колонка

Теоретически, чтобы техника взорвалась, необходимы такие причины:

• Происходит нагрев пустой трубы без теплоносителя.
• Вода в радиаторе не циркулирует, а стоит и закипает до критических температур.

И то, и другое невозможно, потому что даже в самых дешевых колонках «Эконом-класса» установлена система безопасности. Пустые трубы не будут греться, потому что пока вы не откроете смеситель для подачи воды, горелка не запустится. А как только вы его закроете, нагрев прекратится.

Температуру нагрева, скорость потока жидкости контролируют специальные датчики. Этими сенсорами оснащаются все модели:

• Термодатчик. Следит за ростом температуры. Как только вода нагреется до установленного значения, он подает сигнал главному модулю и тот отключает нагрев.

• Датчик протока. Фиксирует скорость напора в трубах.
• Гибкая диафрагма. Служит для открытия газового клапана. Если давление в магистрали достаточно, тогда мембрана изгибается и топливо поступает в горелку. Как только давление снижается, мембрана возвращается в начальное положение и подача газа прекращается.
• Сенсор ионизации. Если пламя в горелке тухнет, сенсор подает сигнал на отключение техники.
• Сенсор продуктов отвода. Реагирует на отсутствие тяги в дымоходе. В идеале дым должен нормально выходить через дымовую шахту. Если этого не случается, срабатывает защита. Услышали, что пахнет гарью? Тогда проверьте дымоотвод. При засоре проводится чистка шахты.

Запах газа от котла в доме? Перекройте запорные вентили и вызывайте газовую службу для проверки.

Опасность возникает, когда работа техники выходит из-под контроля. Что рекомендуют делать специалисты во избежание аварийных ситуаций:

• Покупайте технику для нагрева только в специализированных магазинах. Получайте гарантию, чтобы в случае поломки обратиться в сервисный центр.
• Доверяйте подключение специалистам.
• Раз в год проводите профилактику поломок, техническое обслуживание. Прочищайте узлы и детали от накипи, сажи и засоров.
• Если при розжиге наблюдаются проблемы (колонка бахает, хлопает), обязательно обращайтесь к мастеру.

Любая техника может нести опасность при неправильном использовании. Контролируйте работу ваших приборов, тогда не придется бороться с последствиями.

Эксплуатация котлов на газообразном топливе требует от машинистов (операторов) большого навыка и внимания. Невнимательность или ошибка при ведении топочного ре­жима может привести к тяжелым последствиям. Маши­нист должен знать и учитывать опасные свойства горючих газов, т. е. их взрывоопасность.

Наиболее частыми причинами образования взрыво­опасной концентрации газовоздушной смеси могут быть: недостаточное вентилирование топки и газоходов; подача газа в горелку до внесения или образования запального фа­кела; срыв пламени переносного запального устройства в топке при включении горелок; попытка розжига соседней горелки от работающей без применения запального факе­ла; повторное включение горелок после срыва запального или основного факела без предварительной вентиляции топки и газоходов; неправильное или преждевременное от­крытие кранов перед горелками; неправильная продувка газопроводов перед пуском котла в работу.

Причинами взрывов и загазованности при включении горелочных устройств также являются: неисправность за­пальника или неправильная его установка; ошибки обслу­живающего персонала в фиксации положения запорной газовой арматуры и ее неплотность; включение горелоч - йых устройств при отключенной или неисправной автомати­ке контроля пламени; неправильная оценка показаний контрольно-измерительных приборов или их неисправность.

Во время эксплуатации котла причинами погасания фа­кела, загазованности топки и взрыва от раскаленных по­верхностей обмуровки могут быть: кратковременное пре­кращение подачи газа; срыв пламени в результате резкого возрастания разрежения в топке; погасание факела в слу­чаях неисправности регулятора давления газа или клапана «газ - воздух», засорение газовыходных отверстий, оста­новка дымососа или вентилятора, а также неправильные - действия персонала при регулировании тепловой мощности горелок.

Даже незначительные утечки газов в плохо вентили­руемом помещении могут создавать взрывоопасные смеси.

Отсутствие запаха у газов, не содержащих меркаптано - вой серы, а также цвета у всех углеводородов создает труд­ности своевременного выявления и устранения возможных утечек газа.

Поэтому газу придают запах путем добавки остропах - нущих веществ, в частности этилмеркаптана C2H5SH, с це­лью определения утечек. Этот процесс называется одориза­цией газов. Запах одоризированного газа должен ощу­щаться при содержании его в воздухе в количестве примерно 7б нижнего предела взрываемости газа.

Вследствие того что плотность воздуха составляет 1,293 кг/м3, а природного газа в зависимости от содержа­ния компонентов - около 0,8 кг/м3, при утечках газы вна-. чале будут скапливаться в верхних частях помещения (так как они легче воздуха), чем затрудняется их обнаружение.

Сжигание газового топлива в топках котлов осуществ­ляется горелочными устройствами.

Качество работы газогорелочных устройств оценивает­ся полнотой сгорания газа. Для определения полноты сго­рания газа в настоящее время применяют различные при­боры: газоанализаторы (ВТИ, ГХП-100), хроматографы (ГСТЛ, «Газохром-3101») и др.

Газовое топливо различных видов для обеспечения на­дежной и безопасной работы горелочных устройств долж­но соответствовать государственным стандартам и отвечать следующим основным требованиям: содержать возможно меньше количество вредных и балластных (несгорающих) примесей; обладать постоянным составом компонентов и соответственно иметь неизменяющуюся теплоту сгорания,; содержать минимальное количество кислорода и воздуха, способствующих коррозии внутренней поверхности газо­проводов.

При неправильном режиме работы котлов на газовом топливе, т. е. при нарушении устойчивости горения (отрыв или проскок пламени при резких изменениях режимов ра­боты, неисправности газогорелочных, тягодутьевых и ста­билизирующих устройств, повреждения газоходов и возду­ховодов и т. д.), в их топках, газоходах и боровах при опре­деленных условиях может образоваться взрывоопасная газовоздушная смесь. Если ее температура достигнет тем­пературы воспламенения, то независимо от того, произо­шло ли это во всем объеме или в ограниченной его части, возможен взрыв смеси.

Для большинства горючих газов температурой воспла­менения является температура открытого огня самого раз­личного происхождения: пламени спички, ударной или электрической искры, зажженной сигареты. Так, темпера­тура воспламенения газовоздушной смеси метана 645 °С, пропана 490 °С, бутана 475 °С.

Накопление в топках и газоходах горючих газов и об­разование взрывоопасной смеси происходят наиболее часто при утечке газа из газопроводов в топку через газогорелоч - ные устройства из-за неплотностей запорной арматуры, нарушения порядка продувки газопроводов и розжига го­релок и других нарушений инструкций по эксплуатации.

Наиболее ответственным с точки зрения безопасности является розжиг холодного . Особенно это относится к котлам, не имеющим дымососов и дутьевых вентиляторов. Вентилирование топок и газоходов в них происходит толь­ко с помощью разрежения, создаваемого дымовой трубой. При неработающих котлах значение этого разрежения близко к нулю и для вентилирования газоходов и боровов котельной требуется длительное время. Кроме того, необ­ходима проверка этих объемов с помощью приборов на от­сутствие загазованности.

Примеры аварий, связанных со сжиганием газового топлива

На котле ДКВР-6,5/13 при растопке котла после пятичасового про­стоя в резерве произошел взрыв газовоздушной смеси в топке и газо­ходах. В результате взрыва разрушена обмуровка, деформированы кар­кас, фронтальная плита, трубопроводы в районе котла, обшивка эконо­майзера, остекление котельного помещения.

Причина аварии - несоблюдение инструкции: оператор внес за­жженный запальник в топочное пространство, не провентилировав топку и газоходы и не проверив плотность отключающих устройств. Краны перед одной из горелок были неплотно закрыты, и газ через них заполнил топочное пространство.

Останов и пуск котла оператор осуществил без письменного рас­поряжения лйда, ответственного за безопасную эксплуатацию котла и газового хозяйства. Ранее на этом же котле произошел взрыв газо­воздушной смеси из-за отключения дистанционного управления прибо,- ров автоматики безопасности системы «Кристалл». Исполнительные устройства были умышленно выведены из действия, и при отключении дымососа и вентилятора произошла загазованность топки.

Авария котла "ДЕ-25-14ГМ в новой котельной произошла в период пусконаладочных работ из-за взрыва в топке и газоходе газовоздуш - ной смеси.

Персоналом котельной руководил прораб группы наладчиков. Из - за отсутствия воды в деаэраторе оператор остановил котел. После устранения неисправности по линии питательной воды оператор, по указанию наладчиков, приступил к розжигу котла. Предварительно не­много провентилировав топку, отрегулировал разрежение, стал настраи­вать газовое . На ГРП взвел клапан ПКВ (предохрани­тельный клапан высокого давления), настроил регулятор давления РДУК2 (регулятор давления универсальный Казанцева) на давление 0,03 МПа, взвел клапан ПКН (предохранительный клапан низкого дав­ления), открыл задвижку на вводе газа к клапану, затем проверил, что задвижка перед газовой горелкой закрыта.

После этого оператор открыл кран на газовой линии запальника и повернул ключ на щите управления для подачи напряжения на цен­тральный электрод электрозапальника. При первой попытке газ в топке не загорелся, при вторичном включении катушки зажигания электро­запальника последовал взрыв.

В результате взрыва частично повреждена обшивка котла и эко­номайзера, деформирован трубопровод газа диаметром 150 мм от кол­лектора до горелки, разрушена фронтальная кладка обмуровки и около 85 % оконного остекления котельного помещения.

Расследованием установлено, что задвижка на опускной трубе была открыта на один оборот вращения штока, а под запорным орга* ном задвижки находился оплавленный кусок металла от электросвар­ки, в результате газ поступал в топку и газоходы котла до начала рас­топки его, а во время растопки, из-за недостаточности , что и привело к взрыву газовоздушной смеси после появления искры меж­ду электродами электрозапальника.

Аварии можно было бы избежать, если бы длительность предпус­ковой вентиляции топочной камеры и газоходов соответствовала ука­занной в инструкции.