Wybuchy w kotle

Fuka­nie, strze­la­nie — jak zwał, wybu­chy w kotle węglo­wym nie są niczym przy­jem­nym, a mogą też być do pew­nego stop­nia nie­bez­pieczne. Na szczę­ście nie jest to dopust boży i można się tego pro­blemu cał­ko­wi­cie pozbyć, bez wymiany kotła czy paliwa, rzecz jasna.

Wybu­chy w kotle a wybuch kotła

Na począ­tek jedną sprawę sobie wyja­śnijmy: nie można mylić wybu­chów w kotle z wybu­chem kotła. Brzmi podob­nie, ale to dwie osobne sprawy o róż­nych przy­czy­nach i skutkach:

  • Wybuch kotła to roze­rwa­nie płasz­cza wod­nego przez wodę, która zamie­nia się w parę na sku­tek prze­grza­nia insta­la­cji i gwał­tow­nie a nie­ubła­ga­nie zwięk­sza swoją obję­tość, nie gorzej niż mate­riał wybu­chowy. Powie­dzieć, że to jest groźne, to nic nie powie­dzieć. Wybuch kotła potrafi poprze­sta­wiać ściany nośne budynku (nie ma w tym cie­nia prze­sady, tutaj można obej­rzeć skutki), nie mówiąc o szan­sach prze­ży­cia ludzi w bez­po­śred­nim zasięgu. Ale żeby kocioł wybuchł, trzeba total­nie pogwał­cić prze­pisy i sztukę wyko­na­nia insta­la­cji bądź np. dopu­ścić do zamar­z­nię­cia rur, czyli zro­bić z kotła zamkniętą puszkę z wodą pozba­wioną chłodzenia.
  • Wybuch w kotle to nagły zapłon mie­szanki pal­nego gazu i powie­trza wewnątrz kotła. Może wystra­szyć, może pozba­wić rzęs, w skraj­nym przy­padku wyrwie wyczystkę komi­nową, ale nie więcej.

Przy­czyny

Wydzie­la­nie się pal­nych gazów to natu­ralny etap spa­la­nia węgla i drewna. Jeśli wszystko idzie dobrze, gazy te płoną poma­rań­czo­wymi i żół­tymi dłu­gimi pło­mie­niami natych­miast po uwol­nie­niu z paliwa.

Długie świecące płomienie to nic innego jak płonące palne gazy z drewna/węgla (fot. andrew_j_w, flickr)

Dłu­gie świe­cące pło­mie­nie to nic innego jak pło­nące palne gazy z drewna/węgla (fot. andrew_j_w, flickr)

Palne gazy z drewna i węgla do zapłonu potrze­bują powie­trza oraz wyso­kiej tem­pe­ra­tury. Jak tylko zabrak­nie jed­nej z tych rze­czy, zazwy­czaj przez przy­du­sze­nie dopływu powie­trza — pło­mie­nie zni­kają i zaczy­nają się wydzie­lać mniej lub bar­dziej palne gazy. Ich ilość też zależy od tego, jak inten­syw­nie prze­bie­gało spalanie.

Zanik pło­mie­nia to dopiero począ­tek, nie zna­czy, że auto­ma­tycz­nie kocioł zacznie fukać. Potrzebne są jesz­cze dwie rzeczy:

  • powie­trze nad zasy­pem — nor­mal­nie nad zasy­pem nie ma wiele tlenu. Ale może się on tam dostać przez nie­szczel­no­ści kotła lub… po pro­stu, legal­nie, wlo­tem powie­trza wtór­nego. Gdy już powie­trze wla­tuje nad zasyp, mie­sza się z pal­nym gazem. Wybuch w kotle wła­śnie dla­tego jest tak gwał­towny (tech­niczne rzecz bio­rąc jest to deto­na­cja, czyli zapłon z pręd­ko­ścią nad­dźwię­kową), że docho­dzi do zapłonu mie­szanki pal­nego gazu z powietrzem.
  • wysoka tem­pe­ra­tura — o wybuch naj­ła­twiej krótko po nagłym zdła­wie­niu dopływu powie­trza do kotła, gdy w pale­ni­sku wciąż panuje wysoka tem­pe­ra­tura. Bez niej nie doj­dzie do zapłonu.

Warto tu wspo­mnieć rolę powie­trza wtór­nego w powo­do­wa­niu wybu­chów. W mnie­ma­niu wielu ludzi wlot powie­trza wtór­nego to albo wizjer do pod­glądu ognia, albo jakiś dziwny luf­cik, w każ­dym razie nie wia­domo po co on tam jest, bo tylko przez niego ogień bucha. Fak­tycz­nie poda­wa­nie powie­trza wtór­nego sprzyja wybu­chom. Zapewne dla­tego z wielu kotłów pozni­kały wloty powie­trza wtór­nego. Owszem, to roz­wią­zało pro­blem wybu­chów, ale w jaki spo­sób? Teraz cała ta palna mie­szanka leci pro­sto w komin! Pozby­cie się wlotu powie­trza wtór­nego nie jest roz­wią­za­niem przy­czyny wybu­chów w kotle, a jedy­nie masko­wa­niem objawów.

Jak zapo­bie­gać

Żeby kocioł prze­stał “fukać”, wystar­czy trzy­mać się jed­nej zasady: uni­kać sytu­acji, w któ­rej znika pło­mień, a pale­ni­sko wypeł­nia się pal­nymi gazami. Czyli:

  • nie dorzu­cać na żar dużych ilo­ści paliwa, które zadu­szą ogień
  • nigdy nie odci­nać gwał­tow­nie dopływu powie­trza do kotła w cza­sie gdy paliwo jesz­cze odga­zo­wuje — taką sytu­ację powo­dują przede wszyst­kim naj­prost­sze dwu­sta­nowe ste­row­niki w kotłach z nadmu­chem. W kotłach mia­ło­wych prze­waż­nie zastą­piono ste­ro­wa­nie dwu­sta­nowe algo­ryt­mami typu PID, które regu­lują nadmuch w spo­sób płynny, bo tam eks­plo­zje gazów były szcze­gól­nie uciąż­liwe. Jed­nak ste­row­niki dwu­sta­nowe wciąż wystę­pują nagmin­nie w kotłach z nadmu­chem “na wszystko”. Wszystko jest od nich lep­sze: ste­row­nik z PID, miar­kow­nik mecha­niczny, klapka uchy­lona na śrubie.