Не думай о секундах свысока, или В котельных мелочей не бывает

[fixik_papus]

Как-то раз нас позвали изучить "чужую" котельную на предмет восстановления после аварии и переделки системы управления ("хорошая" работа которой, собственно, к аварии и привела).

Поясню: "чужой" объект - любой, который строила не наша контора. "Авария" - это когда есть разрушения и убытки, но без жертв. Если еще и с жертвами - то это уже катастрофа.

На месте мы увидели что-то вроде такого.
Прошу отметить, что на видео другой объект в другом месте в другое время с другими котлами и вообще паровой, а не водогрейный. Но пейзаж похожий. Заодно можете оценить адъ и израиль, творящийся на подавляющем большинстве старых котельных. Да и слушать лучше не надо: обозвать дутьевой вентилятор дутьевым насосом - я даже не знаю что на это и сказать.... Просто смотрим.

Посмотрели? Теперь пора разобраться в причинах произошедшего.

Итак, в наличии 4шт весьма распространенных котлов Е-1.0-0,9. Они и поныне серийно производятся в Бийске и не только, уж не знаю, зачем. Кроме низкой цены - ничего хорошего в них нет. КПД 83% на газе - это вообще шедевр (водогрейки Loos-Bosch преспокойно выдают 94-95% даже без экономайзера).
Изначально котельная была паровой и мазутной, в начале нулевых ее переделали в водогрейную газовую. Вообще любой паровой котел можно так или иначе переделать в водогрейный. Этим занимается масса разнообразных контор, в каждом регионе хотя бы одна да есть. Делает это каждый - как может. Когда хорошо, а когда и не очень.

Итак, мазутное хозяйство выпилили, газовое - смонтировали. Горелки двухступенчатые, с дутьевым вентилятором, ну и дымосос в наличии.

Еще на пуско-наладке начались проблемы во время перехода с "малого" на "большое" горение. ("Малое" горение - там примерно 40% номинальной тепловой мощности, "большое", очевидно, ровно 100%).
Каждый переход сопровождался хлопками в топке, вплоть до отрыва пламени и аварийной остановки котла. (А розжиг котла Е - это вам не Viesmann какой-нито вражеский, где кнопочку нажал и ушел).
Разнообразные попытки регулировки разнообразными специалистами никак не помогали.

Лирическое отступление: что такое "отрыв пламени"?
Это ситуация, когда скорость распространения горения газовоздушной смеси оказывается меньше скорости подачи смеси в топку. Проще говоря, горящий газ просто "сдувает" от горелки. Если такая ситуация происходит кратковременно - то горелка еще может самостоятельно восстановить работоспособность, хотя без хлопка в топке обычно не обходится. Если постоянно или достаточно долго - факел гаснет.

И вот однажды из-за отказа блока управления - защита по отсутствию пламени в такой ситуации не отработала.
Газовоздушная смесь под давлением продолжила поступать в топку. Через некоторое время в топке произошел самый настоящий объемный взрыв, с разрушением котла и его обвязки, повреждением соседнего и так далее...

Комиссия технадзора в официальном заключении списала все на случайный отказ блока управления. То бишь, "никто ни в чем не виноват".
Я даже догадываюсь, почему: потому что в противном случае, если докопаться до причины - эксплуатацию ВСЕХ котлов нужно немедленно прекратить "до устранения причин". А дело было, как обычно, зимой.

Причину же мы определили мгновенно. Просто посмотрев на работу оставшихся котлов.
Для переключения ступеней в горелке - нужно поменять расход в трех местах: газ, воздух и уходящие газы (котлы Е работают с дымососом). Никаких частотников на вентиляторах там нет и в помине
Для изменения производительности дутьевого вентилятора и дымососа - поставили шиберы с электроприводом.
А для изменения расхода газа - соленоидные клапаны.

На самом деле - это типовая схема управления двухступенчатыми горелками. Ничего криминального в ней нет.
Вот только делать управление нужно по уму. Газовый клапан должен иметь гидравлический замедлитель с регулируемой скоростью открытия-закрытия, а момент его открытия должен быть жестко завязан на актуальное положение воздушной заслонки.
Вот правильный газовый мультиблок (pdf! трафик!). Как видите, штука весьма сложная, но при этом в исполнении от Dungs - супернадежная. Но - дорогая.

А здесь - не оказалось ни денег на нормальное оборудование, ни мозгов для понимания последствий использования ненормального. Все три исполнительных механизма управлялись одной командой с блока управления, без каких-либо проверок актуального состояния их.
Поставили обычный отсечной соленоидный клапан с временем срабатывания меньше секунды. А время перекидывания шибера электроприводом - 6 секунд в теории, а на практике они еще и подклинивают уже.
Скажете - шесть секунд это ерунда? А вот и нет.

Соответственно, при каждом переключении - эти самые несколько секунд стехиометрический состав газовоздушной смеси весьма далек от оптимального. А скорость распространения горения от состава зависит ну очень сильно. Кому интересно - можете ознакомиться подробнее.

Также лучи поноса отправляются разработчикам блока управления котлом (а их ныне тоже делают все, кому не лень. Как могут, так и делают). Датчик контроля пламени в наличии, а вот проверки его исправности - нету.
Хотя проверяется это элементарно. Как? Нужно всего лишь убедиться не только в наличии сигнала пламени при работающей горелке, но и в отсутствии его, когда горелка выключена. Если таковой вдруг присутствует - розжиг должен быть заблокирован, подача топлива - запрещена.

Тут есть еще нюанс: ничто не мешает схеме контроля пламени сломаться при работающей горелке. А работать горелка может и месяцы напролет. В Европе на эту тему есть обязательное требование: всякая горелка должна останавливаться хотя бы раз в сутки, именно для самодиагностики приборов безопасности (не только датчика пламени). У нас такого требования в нормативной документации нет. Но я это всегда прописывал в каскадный контроллер котельной, совмещая с логикой выравнивания наработки, ничего в этом хитрого-сложного нету, потребители тепла этого и не замечают.

Как обычно, с одним "ляпом" жить плохо, но можно. Два - хорошо, что обошлось только разрушениями, без жертв.

Что мы там сделали?
Ни-че-го.
Почему?
А у заказчика денег нет. Они предложили концессию: делать все "за свои", а потом собирать деньги от потребителей за тепло. Но у нас начальство уже ученое, на такие фокусы не соглашалось никогда и в принципе.
Потому что на неплательщиков за коммуналку в лице населения и бюджетных организаций - повлиять невозможно никак вообще.

Возникает вопрос: почему же такие объекты до сих пор эксплуатируются "на авось", и регулярно взрываются?
Все просто: если по-честному исследовать состояние объектов теплоснабжения ЖКХ - в моем регионе не меньше трех четвертей их нужно не то что "доводить до ума", а просто сносить, причем немедленно.
Кто и за какие шиши будет это делать? Никто, потому что "шишей нету ни шиша".

Хотя, насчет трех четвертей - это я загнул. Оптимист я, однако.
Вот, можете ознакомиться с теплогенерацией в одном райцентре моего региона.
Из 25 котельных более-менее современных - 2 (две). Или 8%.
А остальные 23 - нужно сносить вот прям сейчас, и бегом строить новые.

Да и те две новых - с борисоглебскими чугунными котлами "Факел" (КВа) и старорусскими горелками. Ни то, ни другое долговечностью не отличается, к сожалению (отдельное "спасибо" от наладчиков за пластмассовые кулачки, которые через пару лет самопроизвольно поворачиваются на оси, куда им хочется). Отдельный вопрос: нафига ж в 21 веке вообще делать газовый котел с вентиляторной горелкой и дымососом одновременно?
Ой, да они там до сих пор котлы "Универсал-5" делают...
Технологии 21 века...



Тут, похоже, нужно начинать со сноса котельного завода и строительства нового (pdf! трафик!).
Делающего что-то вот такое.



Размечтался, ага.

Comments

[von-hoffmann.livejournal.com]

Нет ничего надёжнее в плане безопасности, чем котёл на твёрдом топливе с ручной подачей. Такие кочегарки работают с VIII века и никто не жаловался. Правда, котлы и тогда взрывались, но это потому, что рассчитывать их толком не умели.
И вентиляторы, дымососы тоже нафиг не нужны. Не на корабле, чай. Установка котельная стационарная? Тогда трубу и повыше. :)

[fixik-papus.livejournal.com]

"Нет ничего надёжнее в плане безопасности, чем котёл на твёрдом топливе с ручной подачей"
Да щаз.
Наиболее надежны именно высокоавтоматизированные котлоагрегаты.

[von-hoffmann.livejournal.com]

Они работают на газообразном или жидком топливе, которое В ПРИНЦИПЕ может давать утечку. Автоматическая подача твёрдого топлива (в пылевом виде) тоже может дать взрыв. А вот кусковой уголь, который кочегар дядя Вася забрасывает лопатой, в принципе взорваться не может. Дядя Вася может упустить воду, а потом пустить её в пустой котёл - это да. Но на такой случай автоматика и существует.

[fixik-papus.livejournal.com]

Кусковой уголь умеет еще и самовозгораться



Так что - ЛЮБОЕ топливо требует правильного обращения

[borodemon (from livejournal.com)]

Ну да. А дядя Вася может вообще уснуть, а предохранительный клапан - заклинит. И тогда не избежать взрыва уже самого котла. Плавали, знаем...

[fixik-papus.livejournal.com]

Предохранительные клапаны на паровых котлах проверяются "подрывом" (то бишь дернуть за ручечку на нем) ежесменно.
Кто этого не делает - тот сам себе злобный Буратино.

[denis lobko (from livejournal.com)]

А предохранительные клапаны на котлах по одному стоят? По идее, если от него так зависит безопасность, то надо их ставить 2-3 в разных местах, то есть с избыточностью

[qkowlew.livejournal.com]

Кстати, лично видел клапан, который забило НАКИПЬЮ. Очень способствует... :)

[davels.livejournal.com]

нафиг центральное отопление. по буржуйке в каждую комнату и прибудет счастье.
она ведь твердотопливная.

[fixik-papus.livejournal.com]

Да-да
изучайте последствия

[davels.livejournal.com]

это мелочи. главное, что твердотопливное оборудование, как рекомендует von_hoffmann

[fixik-papus.livejournal.com]

Самовозгорание твердого топлива (угля) в вагоне

[ikaktys.livejournal.com]

в Европпе в бахатых домах, дабы прислуга рожами не смущщала господ печки топились из стены, т.е. стены делали метр "толщиной", туда и выводились топки печек, прислуга как тараканы шуршали внтури стен и топили оттуда, а у барина в комнате были только красивые израсцы и ноль грязи, мусора и рож.

[von-hoffmann.livejournal.com]

Невыгодно. В моём доме изначально было печное отопление (почти самый центр Москвы), печи во многих квартирах сохранились до сих пор (дом 7-этажный, 1895 года постройки). Так печи эти были кирпичные, очень экономичные, их топить нужно было раз в два-три дня. Там внутри целый лабиринт дымооборотов, горячие газы несколько раз меняли направление движения, отдавая своё тепло кирпичу. А потом нагретый кирпич грел комнаты 2-3 суток. И всё равно, даже при такой изощрённой системе печного отопления, центральное (оно до сих пор паровое, радиаторы как поставили в 1912, так никто не менял) выгоднее по расходу топлива. При печном отоплении весь подвал был забит дровами (там специальные кладовки для хранения дров были построены одновременно с домом), но всё равно их не хватало на всю зиму - приходилось два-три раза докупать. А когда построили котельную - завезли один раз с осени большую кучу угля, так её хватало до мая.
Родители рассказывали, что зимой 1978-1979 гг, когда навернулась система центрального отопления всея Москвы, печки топили - спустя столько лет они исправно работали.

[fixik-papus.livejournal.com]

КПД наилучшей кирпичной печи-голландки - в районе 82...85%
КПД водогрейного котла Loos - 94-95% без конденсатного экономайзера и >105% с таковым

[von-hoffmann.livejournal.com]

ЛОЛ. Не может быть КПД больше 100%, иначе закон сохранения энергии нарушается. Получается что котёл отдаёт энергии больше, чем получается от сгорания топлива. Откуда? Нобелевку создателям котла, как авторам первого работающего "вечного двигателя"!

[antontsau.livejournal.com]

нууууу, сравнил. Дрова и уголь. Если те же печки топить углем, то как раз та же куча и уйдет. Если, конечно, эти печки от такого не передохнут, некоторые только на дровах и могут, а то лопаются нафиг с перегрева.

[qkowlew.livejournal.com]

Главная фишка всё-таки в температуре горения и в стойкости кирпича в топке. С дровами можно обойтись и сравнительно обычным кирпичом. А вот для угля - вынь да положь в топку огнеупорный.
Иначе долго не прослужит никак. Потому исходно дровяную печь углём топить - сдохнет.

[antontsau.livejournal.com]

тут должна быть любая картинка с взорвавшимся паровозом. Ну вот такая например

[zhytie.livejournal.com]

А ШО ЭТО из него во все стороны торчит??

[antontsau.livejournal.com]

А как еще эта шайтан-арба может сама ездить, если только не силой заключенного в ней какого-нибудь Ктулху?

Трубы котельные. Если у котла вырвало переднюю стенку, то это все вперед и полетело. Редкий случай, обычно топку разворачивает - там температура выше и конструкция похитрее, а давление понятно ровно такое же.

[zhytie.livejournal.com]

Вот уж, никогда бы не подумал, что у него (в паровозе) так много трубофф! :))

[niosniahn.livejournal.com]

Вот раньше крестьяне говорили, что в паровозах черт колеса крутит, а оказалось, что не черт, а Летающий Макаронный Монстр.

[fixik-papus.livejournal.com]

Почему же тогда паровозы не летают?

[qkowlew.livejournal.com]

Макароны не той системы