ABC ogrzewania. Bez przegrzania

Zobacz artykuł w wersji pdf pdf  pdf      

* przygotowanie do spalania (czyszczenie palnika, wymienników ciepła, przedmuchanie komory spalania),
* zasyp paliwa,
* zapalanie,
* rozpalanie,
* wygrzewanie kotła,
* przekazywanie ciepła do instalacji kotłowej,
* regulacja wydajności,
* redukcja wydajności,
* odcięcie doprowadzenia paliwa,
* wypalanie rozżarzonego paliwa w komorze spalania,
* przejście w stan czuwania.

W trakcie spalania występują także procesy związane z przemianą paliwa, takie jak:
* podsuszanie,
* osuszanie,
* uplastycznienie,
* zgazowanie,
* spalenie.

W przypadku awarii… W sytuacjach awaryjnych nie ma możliwości natychmiastowego zatrzymania procesu. W przypadku kotłów gazowych i olejowych zanik napięcia powoduje prawie natychmiastowe wygaszenie kotła za sprawą małej ilości paliwa i powietrza w komorze spalania. Systemy kotłowe muszą być przygotowane na sytuacje awaryjne, np. braku zasilania elektrycznego lub braku chłodzenia, gdy pompy cyrkulacyjne obiegów kotłowych lub kotła nie mają zasilania elektrycznego. Jest to szczególnie istotne przy kotłach średniej i dużej mocy, które wymagają zasilania trójfazowego, zanik nawet jednej fazy powoduje wyłączenie kotła. W sytuacji braku zasilania elektrycznego kotła lub pomp obiegowych proces spalania w kotle zostaje spowolniony za sprawą braku zasilania w paliwo przez elektryczne systemy zasilające oraz braku dostaw powietrza do spalania przez wentylatory.

Zazwyczaj zawartość komory spalania jest na tyle duża, w zakresie ilości powietrza i rozżarzonego paliwa, iż proces spalania może nadal stwarzać niebezpieczeństwo dla kotła, instalacji kotłowej oraz obiektu, w którym znajduje się kotłownia. Proces spalania w komorze jest tylko spowolniony, ale zachodzi w sposób niekontrolowany nadal. Dla zabezpieczenia instalacji kotłowych stosuje się różne rozwiązania w zakresie odprowadzenia niepożądanego ciepła spalania, które muszą zadziałać w sposób naturalny, bez zasilania elektrycznego. Istnieje kilka rozwiązań w tym zakresie, rodzaj rozwiązania zależy niejednokrotnie od typu i wielkości kotła.
W przypadku kotłów średniej mocy najczęściej stosuje się chłodnicę wodną wbudowaną w korpus kotła, połączoną z siecią wodociągową za pomocą zaworu termostatycznego. Zabudowany zawór jest zazwyczaj zaworem proporcjonalnym bezpośredniego działania z kapilarą (cienką rurką) zakończoną czujnikiem temperatury. Czyli do jego poprawnej pracy nie potrzeba dostarczać energii z zewnątrz, działa w oparciu o energię cieplną, zawartą w systemie. Czujnik zaworu „zatopiony” jest w kotle, czyli ma prawie taką samą temperaturę, co woda cyrkulująca w kotle. Zawór termostatyczny zabudowany jest na instalacji wodociągowej zasilającej chłodnice kotła. Zawór jest „normalnie zamknięty”, po przekroczeniu temperatury czujnika powyżej wartości progowej, fabrycznie ustawionej na termostatycznym elemencie wykonawczym, np. powyżej 95oC, następuje jego otwarcie. Zawór będzie się znajdował w tym stanie aż do momentu obniżenia temperatury kotła. Zasada działania zabezpieczenia jest prosta, w sytuacji niekontrolowanego wzrostu temperatury w kotle powyżej wartości fabrycznie zadanej na zaworze termostatycznym, następuje otwarcie zaworu i przepływ chłodziwa, w tym przypadku wody wodociągowej przez chłodnicę w kotle i następuje odbiór ciepła przy jednoczesnym obniżeniu temperatury w płaszczu kotła. Przy obniżeniu się temperatury kotła poniżej wartości ustawionej na zaworze, pomniejszonej o histerezę zaworu, następuje zamknięcie zasilania chłodnicy w wodę wodociągową. Zrzut podgrzanej wody wodociągowej następuje zazwyczaj do kanalizacji. Chłodnica kotła ma postać wężownicy z rury miedzianej o użebrowaniu zewnętrznym, co zdecydowanie poprawia wymianę ciepła poprzez rozwinięcie powierzchni wymiany ciepła wymiennika. Użebrowanie ma postać poprzecznych lamel wyciskanych na „zimno”.

Klapa obejścia W kotłach dużej mocy ten sposób schładzania może się okazać niewystarczający za sprawą ograniczonych właściwości chłodzących tego typu wymienników ciepła i dużej ilości energii cieplnej do odprowadzenia. Rozwiązaniem, które się stosuje, jest wykorzystanie tzw. klapy obejścia (by-pass). Powyższa klapa jest otwarta w stanie bez przyłożonego napięcia. Po zasileniu siłownika klapy następuje jej zamknięcie, wyłączenie napięcia zasilającego powoduje jej otwarcie przy pomocy sprężyny zwrotnej. Energia do otwarcia klapy gromadzona jest w sprężynie w trakcie jej zamykania, sprężyna jest napinana w trakcie zamykania klapy za pomocą siłownika elektrycznego. Powyższą klapę stosuje się na ciągu spalinowym pomiędzy komorą spalania a wymiennikiem ciepła w kotle.
Klapa obejścia w stanie otwartym bezpośrednio łączy komorę spalania z czopuchem (króciec odprowadzający spaliny). W stanie normalnej pracy kotła jest podawane napięcie na siłownik klapy obejścia, zwanej klapą bezpieczeństwa, a więc klapa pozostaje zamknięta. Każdy stan awaryjny objawiający się zanikiem napięcia powoduje otwarcie klapy. Klapa może być także otwierana w ramach standardowych procedur bezpieczeństwa z poziomu automatyki kotła. Otwarcie klapy powoduje przejście gorących spalin bezpośrednio do przewodu kominowego z pominięciem wymiennika ciepła kotła. W ten sposób energia cieplna zostaje stracona przez odprowadzenie na zewnątrz, ale kocioł zostaje zabezpieczony przed skutkami niekontrolowanego wzrostu temperatury.

Inne zabezpieczenia W przypadku kotłów małej mocy, które charakteryzują się wysokim wskaźnikiem masy do mocy grzewczej oraz minimalnymi wymiarami komory spalania, jako zabezpieczenie stosuje się bezwładność i pojemność cieplną kotła. Mała pojemność komory spalania oznacza, iż niewiele energii wydzieli się przy dopalaniu zawartości komory spalania przy ograniczonej ilości powietrza bez pracy wentylatora. Przy masie kotła ok. 280 kg i mocy grzewczej ok. 30 kW, przy niekontrolowanym wyłączeniu zasilania, temperatura kotła w związku z dopalaniem się paliwa w komorze spalania wzrośnie zaledwie o kilka stopni, co nie stanowi żadnego zagrożenia, nawet jeśli temperatura kotła w momencie wyłączenia miała wartość maksymalną (w trybie normalnej pracy) i wynosiła 90oC.

Grzegorz Ojczyk

Prenumerata Magazynu Instalatora

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij