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.