Взрыв паровозного котла December 6th, 2015
На заре эпохи паровой энергетики взрывы котлов были весьма частым явлением. Это было обусловлено, прежде всего, недостаточным уровнем знаний в области термодинамики и сопротивления материалов, а также низким качеством материалов, применяемых для изготовления первых котлов и примитивной технологией их производства. К началу 19 века был накоплен достаточный уровень знаний в области проектирования и эксплуатации паровых котлов и взрывы стационарных котельных установок стали редкими.
Вот как это выглядело …
Фото 2.
Фото 3.
В XIX веке взрывы котлов были характерны, в основном, для паровозов, так как их котлы выполняются облегченной конструкции и при этом высокофорсированы, а, кроме того, испытывают еще и ударные нагрузки при движении по рельсам. В дополнение ко всему паровозный котёл жаротрубный, где давление пара действует на внешнюю поверхность труб теплообменника, что также снижает прочность. Именно по этой причине в конце XIX века были выработаны и приняты жесткие нормы на проектирование, содержание и ремонт паровозных котлов. Конструкции стационарных и судовых котлов имеют значительно больший запас прочности и взрываются гораздо реже паровозных. Официально самый первый взрыв котла на паровозе произошёл ещё в 1813 году, когда инженер Брунтон, демонстрируя свой «Механический путешественник», решил повысить его скорость путём дополнительного повышения давления пара в котле, однако котёл неожиданно взорвался, убив при этом 15 человек.
Фото 4.
Не было придумано кардинального способа борьбы с этим явлением, возникающим как правило исключительно благодаря «человеческому фактору».
Управлять паровозом нелегко. При помощи водомерных стекол машинист должен следить за уровнем воды в котле, не допуская сильного повышения или понижения уровня. В зависимости от режима, расход пара получается разный и приходится увеличивать или уменьшать подачу воды в котел.
Фото 5.
Фото 6.
Если машинист по каким-то причинам прозевал уровень, подавать воду он должен очень осторожно. Если открыть инжекторы до отказа, струи воды хлынут в перегретый котел с раскаленными, нагретыми докрасна стенками и трубами, образуется сразу слишком большое количество пара, и в некоторых случаях быстродействия предохранительного клапана может не хватить — давление образовавшегося пара просто разорвет котел. Иногда это происходило, но нарушивший инструкции машинист редко имел возможность рассказать кому-то о своей ошибке…
Фото 7.
Фото 8.
Фото 9.
Фото 10.
Начиная с давних времен, печь является основным источником домашнего тепла. Одним из современных и эффективных средств создания тепла в помещении на сегодняшний день являются отопительные аппараты для системы водяного отопления. В основном они используются в коттеджах и особняках для обогрева домов с большой площадью. Особенно интенсивно они эксплуатируются при наступлении морозов. А это, в свою очередь, приводит к увеличению количества пожаров в данный период. Так, только в январе 2016 года на территории Юргинского района произошло 2 случая взрыва отопительных котлов. Это говорит о том, что необходимо вспомнить о мерах безопасности, правилах пользования и ухода за отопительными аппаратами.
В первую очередь, состояние аппарата нужно постоянно держать под контролем. Необходимо своевременно производить чистку зольной камеры. Следует обратить внимание на задвижки дымовых каналов: они должны быть открыты, прежде чем разжечь огонь. Не следует применять устройство обогрева в целях приготовления пищи. Для этого есть другие источники тепла.
К взрыву котла и последующему пожару могут привести следующие неисправности:
1. Недостаток воды, ведущий к перегреву стенок котла.
При недостаточном количестве воды в котле стенки перегреваются, так как тепло горячих газов, рассчитанное на нагревание и испарение воды, не отводится. Стремление восполнить упущенную воду в котле путем немедленной ее подачи только ускоряет взрыв котла, поскольку вода, попадая на перегретые стенки, мгновенно испаряется и в котле возникает давление, превышающее расчетное.
2. Превышение допустимого давления в котле. Это возможно из-за образования воздушной пробки в системе отопления или перемораживания воды в одном из участков системы.
3. Отложение накипи, вызывающее прогар стенок. Отложение на внутренних стенках котла накипи от воды и в связи с несвоевременной его чисткой, приводит к перегреву стенок котла и снижению его прочности.
4. Коррозия металла стенок и швов. В результате коррозии механическая прочность металла стенок котла уменьшается, и образуются выпучины. При дальнейшем повышении давления в котле в местах выпучин появляются трещины, и котел взрывается.
Кроме того, взрывы возможны в результате дефектов в металле, сварочных и заклепочных швах, изменений структуры металла стенок во время эксплуатации (изменение температуры, химическое воздействие воды и пара), нарушения прочности металла при неправильной технологии изготовления котла.
Для обеспечения нормальных условий эксплуатации отопительные аппараты снабжают приборами безопасности, арматурой, приборами автоматики, предохранительными клапанами, указателями уровня воды, манометрами, термометрами.
Чтобы отопительный аппарат не стал причиной трагедии, не забывайте соблюдать правила безопасности!
Берегите себя и своих близких!
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.
За октябрь 2015 года взорвалось три котла. Как уберечься?
Отопительный сезон в стране начинается в октябре. И неизменными его спутниками становятся сводки о том, что где-то сгорел или сильно пострадал частный дом. Не в последнюю очередь это делается потому, что котел вовремя недосмотрел хозяин. Плата за забывчивость может быть очень высокой.
«Военная» хроника
8 октября в поселке Колодищи под Минском произошел разрыв отопительного котла на твердом топливе в пристройке к жилому дому, - сообщили корреспонденту «Звязды» в пресс-службе Минского областного управления Министерства по чрезвычайным ситуациям. - Как раз в это время туда вошел брат хозяйки. Впоследствии врачи у него диагностировали травматическое повреждение правого коленного сустава, рваную рану левого бедра, ссадины лба и рук.
25 октября разорвался отопительный котел на твердом топливе в блочном здании котельной на территории молочно-товарной фермы СПК «Газовик-Сипаково» в деревне Добрейка Шкловского района. Взрыв уничтожил котел и обрушил две стены, сместил железобетонные плиты перекрытий. Получили травмы различной степени тяжести сторож и кочегар предприятия.
А через четыре дня водогрейный котел разлетелся в Гродно уже в частном жилом доме. Взрыв повредил сам котел и внутренние перегородки между топочным отделением, ванной и комнатой, стеклопакет. В доме находились дочь хозяйки и ее четырехмесячная внучка. Молодая мама обожглась о раскаленную металлическую поверхность котла. Девочка с предполагаемым диагнозом «отравление угарным газом средней степени» доставлена в детскую больницу для наблюдения.
Газовые надежнее
В жилом секторе котлы не подпадают под постоянный контроль Госпромнадзора: он начинает действовать только тогда, когда мощность аппарата превышает 100 киловатт, или суммарная мощность всех установленных котлов превышает 200 кВт. Для котельных порог больший вдвое. С 2009 года взорвалось 56 таких котлов. Печальное лидерство удерживает Минская область.
Сила пара скрутила металл, как пластилин.
Типичная роковая ошибка, которую допускают хозяева взорвавшихся котлов - это оставление запорной арматуры на выходе из котла закрытой, - рассказывает старший государственный инспектор отдела надзора Минского городского управления Госпромнадзора МЧС Александр Левошко . - Вот представьте себе обычный чайник. Что будет, если в него налить воды, запаять носик и поставить на плиту? Во время кипения воды давление на внутреннюю поверхность будет увеличиваться с каждой секундой. Запас прочности у стенок не бесконечен, и в какое-то мгновение они разрушатся. Абсолютно то же произойдет и с котлом. В помещение одновременно будет выброшен огромный объем пара, который будет сносить все на своем пути.
В морозы же котлы взрываются из-за того, что теплоноситель в трубах замерзает и останавливается циркуляция воды в отопительном контуре. Особенно касается это участков, расположенных на чердаке, которые и остывают быстрее. Но случиться это может и тогда, когда хозяин не утеплил должным образом расширительный бак твердотопливного котла, работающего на дровах, торфе или угле непостоянно. Роковую роль может сыграть даже сквозняк.
Нерадивые хозяева включают котел, несмотря на это. Но «пробить» образовавшуюся ледяную пробку пар моментально не сможет. И дальше события пойдут развиваться по печальному сценарию.
Котлы, стоящие в жилых домах, бывают двух видов - газовые и твердотопливные, - продолжает Левошко. - Газовые аппараты оснащены системой автоматики. Если что-то в ходе процесса нарушается и вода начинает стремительно нагреваться, то такой котел отключится при температуре теплоносителя в 90 градусов. А вот котлы, работающие на твердом топливе, такой автоматикой не оснащены.
Разрушения после взрыва котельной Волковысского мясокомбината
Перед каждым пуском котла необходимо проверить циркуляцию теплоносителя, - советуют в Минском городском управлении Госпромнадзора. - Занимает эта процедура считанные минуты. Необходимо открыть две линии - силовую и контрольную заполнения расширительного бака - и посмотреть: течет оттуда вода или нет? Если из трубы ничего не выходит, котел запускать нельзя, как и тогда, когда давление на манометре начало расти по непонятной причине. Значит, где-то образовалась ледяная пробка. А если нашли «узкое» место, то расширить его можно только с помощью теплой воды. И обязательно контролируйте процесс: если после удаления пробки давление на манометре начинает приближаться к максимально допустимому - значит, систему отопления вы до конца не отогрели. Разжигание котла нужно сразу же прекратить и удалить из него все топливо.
В старых фильмах можно встретить кадры, где трубы в ледяном помещении отогревали с помощью открытого огня. Так вот, делать так категорически запрещено. Перед розжигом котла нужно также заглянуть и в дымоход. Если у вас агрегат работает на естественной тяге, то, прежде чем разжигать его, удалите конденсат из нижнего кармана дымохода, оголовок которого должен быть свободен ото льда. И проверьте саму тягу: вентиляционный канал может и загрязниться.
Завоздушивание - настоящая проблема для системы отопления в многоэтажных домах - в бытовых котлах возникает обычно редко. Воздушная пробка выдавливается в верхнюю часть системы, откуда ее удалить очень просто. Гидроудары в бытовых котлах и вовсе почти не случаются.
Самостоятельные переделки промышленных котлов почти не встречаются. Вносить изменения в конструкцию агрегатов можно только по согласованию с заводом-изготовителем, да и выполнить эту работу может организация, имеющая соответствующую лицензию. И в жилом секторе монтаж и наладку системы отопления должны проводить только специализированные «конторы». При этом их сотрудники обязательно должны провести специальный инструктаж с пользователями котлов и сделать пометку об этом в паспорте на аппарат. Правда, и поле деятельности для самоучек там, к сожалению, необъятное: много желающих сэкономить несколько сотен тысяч рублей, рискуя, правда, потерять куда больше - имущество, или даже жизнь...
2017-06-23 Евгений Фоменко
Причины перегрева котлов
Существует много различных причин, из-за которых может произойти подобное, попробуем рассмотреть их на примерах котлов с различными способами работы.
Газовые
Первая причина, почему перегревается газовый котел, и жидкость в нем бурлит — это отсутствие циркуляции в отопительном контуре. Причина этого кроется в засорении фильтров, или произошло завоздушивание отопительного контура. Необходимо просмотреть все фильтры, промыть их, а при необходимости, заменить новыми. Если проблема кроется в завоздушивании, необходимо удалить воздух. Очень часто такая ситуация возникает в старых газовых устройствах фирмы Навьен.
Следующей причиной может послужить банальное засорение накипью, то есть, частички налета отслоились и забили проток. При этом во время работы могут идти щелчки, или такие звуки, будто он стучит. Решение довольно простое — необходимо прочистить аппарат при помощи специальных химических средств, или используя кислоты.
Так же возможно, что было продолжительное неиспользование системы, а затем ее пуск без предварительной прогонки вентиляционной системы. При запуске возможны звуки шума, и устройство выдает ошибку о недостаточной циркуляции. Этому может служить залипание в насосе по причине простоя. Нужно разобрать насос и промыть, затем повторить запуск вновь.
Некачественная газовоздушная смесь может послужить причиной взрыва, существуют нижние и верхние пределы, при которых происходит взрыв.
Еще одна причина — это несоблюдение рекомендаций по месту установки оборудования. Если помещение имеет высокую влажность воздуха или низкую температуру, металл, из которого изготовлен котел, будет портиться. Возможно образование коррозии в случае, если использовали сернистое топливо.
Ведь существую такие участки, которые нет возможности прочистить полностью при помощи продувки, например зазоры труб и перегородок. Если котел постоянно находится в рабочем состоянии влага не сможет повредить ему, а когда он отключен зола, а также поверхность обмуровки впитывают влагу, которая потом приводит к коррозии, а это в свою очередь может привести к утечки газа и взрыву.
Часто у пользователей возникает вопрос, почему булькает вода, причин может быть несколько. Первая — вышел из строя насос или подклинивает, происходит закипание теплоносителя и слышны подобные звуки. Вторая — засорилась батарея.
Если у вас происходит перегрев устройства необходимо выполнить следующие действия для устранения:
Промывка теплообменника
Твердотопливные
Очень часто ненормальная работа твердотопливного котла отопления связана с неправильным выбором модели. То есть, выбирая дровяной котел, пользователь отдает предпочтение устройству, которое обладает большой по размерам топкой, которая рассчитана на отопление площади свыше 150 м2.
Однако если у вас отапливаемое помещение всего 70м2 это приведет к тому, что устройство перегревается. А так же к росту давления в котле, что может в конечном итоге привести к взрыву. Еще одной причиной может послужить неверная установка, ведь часто такое ответственное дело доверяют не квалифицированным специалистам, а людям с улицы.
Следующая ситуация, способная повысить давление, это, если внезапно отключается электричество, и, как следствие этого, останавливается циркуляционный насос. Теплоноситель прекращает циркулировать по отопительной системе, резко повышается давление, и начинает быстро закипать жидкость, все это может привести к возникновению аварии.
Циркуляционный насос в системе отопления
Что делать, если это случилось? Перекройте подачу топлива к камере сгорания, категорически запрещается тушить пламя водой, так как это может привести к термическому ожогу кожи и взрыву котла. Чтобы безопасно потушить пламя, можно воспользоваться песком, золой.
Паровые
Рассмотрим, каковы основные причины, почему может взорваться котел. Если в паровом котле резко снизить уровень жидкости. Эта причина является самой частой, из-за уменьшения жидкости происходит перегрев стенок выше максимально допустимого значения. Происходит изменения химической структуры металла, уменьшается его сопротивление, и при воздействии на стенки давления, они поддаются выдуванию, что в конечном итоге приводит к взрыву.
При снижении уровня воды ни в коем случае нельзя заполнять его холодной водой, это приведет в кому, что металл потеряет свою пластичность, повысится его хрупкость и образуются трещины. Если обнаружили снижения воды, необходимо постепенно отключить устройство, прекратить подачу топлива. После того, как он остынет, заполните его жидкостью до установленной нормы, затем запустите вновь.
Для недопущения снижения уровня жидкости до критического значения он должен быть оборудован устройством, контролирующим верхние и нижние границы уровня жидкости, и при обнаружении несоответствия значений прекратить подачу топлива.
Жидкость несоответствующего качества. Происходит вследствие изменения химического состава воды, а чаще всего, повышение ее жесткости, поскольку увеличивается отложение накипи. Если вода, которая течет у вас в трубопроводе, не соответствует заявленным в инструкции характеристикам, необходимо очистить ее.
Для этого используют содово-известковый раствор, натриевый, фосфатное осаждение, можно также очищать катионированием, этот метод предполагает фильтрацию воды через специальный материал катион.
Образование накипи на внутренних элементах, которая образуется в результате скопления солей, содержащихся в питающей жидкости. Избежать этого можно используя фильтры очистки, которые устанавливаются перед входом в устройство. Если она уже скопилась, необходимо прочистить котел, дабы избежать его перегрева. Слой накипи не должен превышать 0,5 мм для исправной работы устройства.
Скопление в топочной камере взрывоопасного газа, возникающее вследствии неправильной работы вентиляционной системы, либо поступления топлива.
Часто причиной взрывов устройств служат дефекты или неисправность главных узлов, уменьшение их запаса прочности, вследствии неправильной эксплуатации, поломки датчиков контроля, а также измерительных устройств.
Увеличение рабочего давления. Основной причиной подобной неисправности служит выход из строя элементов безопасности, а также несоблюдение установленного режима.
Группа безопасности котла отопления
Для того, чтобы своевременно выявить неисправность, необходимо периодически подвергать их техническому освидетельствованию (один раз за год), а также испытаниям, для большей безопасности проводите их не только по плану.
Электрические
Причины перегрева в электрокотлах:
Меры предупреждения и профилактика перегрева
К мерам предупреждения и недопущения аварийных ситуаций можно отнести следующее:
- Устанавливайте дополнительный контур для охлаждения котла, который работает на твердом топливе. В двухконтурном котле при повышении теплоносителя, жидкость сможет охладиться за счет системы водоснабжения.
- Установка буферной емкости , она предупредит закипания котла, возьмет на себя лишнюю температуру, а также может хранить тепло для отопительного контура.
- Нужно установить источник бесперебойного питания . Если произойдет отключение электроэнергии, автоматически включится бесперебойник, энергия будет поступать из аккумулятора, и система продолжит работать.
- Периодически прочищать вентиляционную систему .
Принцип работы системы отопления
Если описать очень кратко, тогда принцип отопительной системы в частном доме заключается в том, что некая жидкость, будь то вода или часто используемый антифриз, прогревается в котле до заданной пользователем температуры.
Схема системы отопления
Затем по отопительной магистрали (трубе) протекает к радиаторам, в которых отдает свое тепло, затем обратно циркулирует при помощи обратного контура к отопительному устройству. Там вновь прогревается, это по сути представляет из себя замкнутый контур.
Существует две разновидности системы:
- Однотрубная. Является наиболее экономичной и простой в исполнении. Имеет вид кольца, в который последовательно вмонтированы отопительные радиаторы. Теплоноситель циркулирует по кругу, при этом к первому радиатору поступает наиболее прогретая жидкость, которая делится с ним теплом и при этом теряет несколько градусов, в то время как к пятому или шестому радиатору доходит уже значительно остывший теплоноситель.
Выход из подобной ситуации, чтобы не были холодными батареи, это увеличение количества секций с каждым последующим радиатором, дабы потери в тепле не были столь ощутимы. Или увеличивать температуру теплоносителя в котле, а это повлечет за собой значительные затраты.
Однако, можно установить циркуляционный насос, который будет искусственно увеличивать скорость движения теплоносителя и, соответственно, снижать потерю тепла, а также это незначительно сократит интервал нагрева. Однако, и тут есть недостаток, а именно, затраты на электроэнергию.
- Двухтрубная, в разы превосходит по энергетическим показателям. Она предполагает разветвление теплоносителя на два выхода, как следствие потери тепла сокращаются вдвое. Обратный контур у них совместный.
Однако для построения подобной системы понадобится вдвое больше труб, запорных арматур, датчиков. Наиболее часто используется в газифицированных помещениях.
