Пожарная безопасность при отоплении твердотопливными котлами

Твердотопливное отопление частного дома – наиболее экономичный вариант после газового, особенно при использовании древесных гранул (пеллет). Впрочем, если сравнивать газовое и твердотопливное оборудование в плане затрат на приобретение и монтаж, то последнее с явным преимуществом выигрывает сравнение. Кроме того, подключение пеллетных и комбинированных котлов в частных домах не имеет строгого регламента и не требует согласования в соответствующих инстанциях.

Пожалуй, единственный недостаток твердотопливных агрегатов – это безопасность. При дилетантской установке и неправильной эксплуатации котла может возникнуть пожар или взрыв. Главную опасность представляют вылетающие из топки искры и перегрев котла во время работы. Чтобы свести возможные риски к нулю, необходимо выполнить профессиональный монтаж/отладку самого агрегата и отопительной системы в целом.

Правила установки твердотопливных котлов

• Помещение. Отопление дома пеллетами требует отдельной топочной, где будет размещен только котел, вспомогательные агрегаты и приборы. Минимальная площадь такого помещения – 7 м2. Этого достаточно, чтобы установить котел в соответствии с заводскими рекомендациями: расстояние от стен сзади и с боков должно составлять не менее 90 см, спереди (со стороны дверцы топки) – 1,5 м. Поверхности помещения следует отделать негорючими материалами (пол – цементная стяжка с облицовочной плиткой, стены и потолок – штукатурка). Котел необходимо устанавливать на бетонный постамент или толстый лист стали. Сзади нужно закрепить теплоотражающий экран.
• Электропроводка. Современные твердотопливные котлы – это электрическое оборудование, питающееся от сети переменного тока напряжением 220 В, поэтому в топочную нужно провести электропроводку. Кроме того, в помещении необходимо организовать освещение, установить розетки для насоса и другого вспомогательного оборудования. Если в вашей системе теплоноситель циркулирует принудительно, рационально установить генератор, иначе остановка насоса вследствие сбоя электроснабжения приведет к перегреву котла и возникновению взрывоопасной ситуации.
• Дымоход. При монтаже котла важно соблюсти соосность агрегата и отверстия под дымоход. В самой дымоходной трубе важно установить заслонки – они позволят оптимизировать тепловые потери и снизить расход пеллет. Также в дымоходе должен присутствовать сборник конденсата и ревизионные люки для чистки сажи. Чтобы обеспечить пожарную безопасность, края выходного отверстия в потолке необходимо закрыть теплоизоляционными материалами, так как температура выходных газов может достигать +500°C.
• Приточно-вытяжная вентиляция. Для эффективного сжигания твердого топлива требуется большое количество кислорода, а во время работы котла в топочную неизбежно попадают продукты сгорания. Правильно спроектированная вентиляция даст стабильный приток кислорода и предотвратит опасную концентрацию углекислого газа. Помимо вентиляционной системы в помещении обязательно монтируется окно.
• Обвязка. Для подключения одной линии отопления необходимо присоединить трубы к подаче и обратке теплоносителя. Система из нескольких крыльев требует установки распределительного коллектора. В любом случае непосредственную обвязку котла нужно выполнять только стальными трубами, так как полипропилен или металлопластик могут не выдержать высокой температуры. Циркуляционный насос лучше монтировать на обратку, а для дополнительной безопасности установить байпас (обводной трубопровод) – это исключит перегрев отопительного агрегата в случае отключения электричества и остановки насоса.

Автоматика для максимальной безопасности котла

Чтобы минимизировать риск перегрева, твердотопливный котел нужно оборудовать датчиками температуры и давления. Датчики самостоятельно отслеживают состояние агрегата, включают автоматы для сброса воздуха и давления, отключают горелку при отсутствии тяги. Большинство производителей выпускают котлы, укомплектованные необходимыми датчиками и автоматами – пользователям нужно только проверить их работоспособность перед запуском отопительного оборудования.

Причины пожара при эксплуатации твердотопливного котла

Относительно низкая цена оборудования и выгодная стоимость пеллет для котлов привлекают домовладельцев. А при соблюдении несложных правил к экономичности котла прибавляются такие достоинства, как пожаро- и взрывобезопасность.

Можно выделить несколько основных причин, ведущих к возникновению опасных ситуаций. Это:

• хранение топлива и горючих материалов рядом с котлом;
• наличие деревянных конструкций в помещении топочной;
• негерметичные дверцы камеры сгорания и поддувала;
• неправильный подбор мощности отопительного агрегата;
• непрофессиональная установка котла и вспомогательного оборудования;
• ошибки в устройстве и подключении дымохода.

Чтобы избежать негативных последствий, купите котел надежного производителя, доверьте монтаж и отладку оборудования профессионалам, используйте топливо высокого качества и исключите причины возможного взрыва и возгорания.

Безопасность котлов и оборудования котельных

Опубликовано: 23.04.2015 Рубрика: Статьи Автор: Единый Стандарт

Отопительные приборы в независимости от их предназначения требуют особого контроля со стороны пользователя. В работе таких устройств имеется определённая опасность, поскольку в ней принимает активное участие теплоноситель, разогревающийся до высокой температуры, и определённого типа горючее, обладающее своими физико-химическими особенностями. Кроме того, особого внимания требует высокое давление, которое также является неотъемлемой частью нагревательных приборов.

Применяемое в котлах горючее можно разделить на три вида: газообразное (природный или промышленный газ), жидкое (нефть и нефтепродукты) и твёрдое (уголь, торф, древесина). В зависимости от используемого типа топлива различают несколько теплогенераторов. В России примерно половина эксплуатируемых котлов работает на газе, порядка трети использует дизельное топливо, работа около 10 % приборов основана на электрической энергии, а 5 % отапливают помещения с помощью твёрдого горючего. Поскольку большинство отечественных теплогенераторов функционирует на природном газе, рассмотреть вопросы безопасности использования представляется логичным именно на их примере.

Источники опасности в ходе эксплуатации котла

Широкая востребованность природного газа в качестве топлива легко объясняется доступностью и довольно низкой стоимостью. Тем не менее, физико-химические особенности этого вида горючего материала требуют особого внимания со стороны пользователя к топочному процессу. Среди наиболее распространённых факторов опасности можно выделить взрывы газа и отравление продуктами его сгорания. Вопрос обеспечения безопасности использования газового котла важно рассматривать с точки зрения безопасности всей отопительной системы, в которую также входят насосы, трубопроводы, средства контроля и автоматики, запорно-регулировочные устройства. Надёжность и работоспособность каждого из этих элементов напрямую или опосредованно влияет на общий уровень аварийности всей отопительной системы. Таким образом, котёл – это достаточно сложный прибор, а также источник потенциальной опасности.

В процессе эксплуатации котла одним из наиболее опасных явлений становится затухание горелки, вследствие чего происходит поступление газа в помещение. Причин у этого может быть несколько, например, снижение давления в сети, отсутствие тяги, отключение напряжения, погасание запальника. При возникновении подобных проблем необходимо немедленно прекратить подачу газа к горелке. К счастью, множество современных отопительных котлов оснащены системами автоматического контроля.

Функционирование системы безопасности котла

Система автоматики отопительного прибора в первую очередь должна контролировать наличие пламени горелки. Высокий уровень безопасности котлов достигается за счёт автоматического перекрытия подачи газа при затухании запальной горелки. Для этого используются различные электрические устройства, слаженная работа которых и обеспечивает автоматизм. Безопасность некоторых современных видов котлов обеспечивается ионизационной системой безопасности, принцип работы которой основан на электроприводных свойствах пламени.

Системы обеспечения безопасности предусматривают также защиту котла от перегрева, для чего они оснащаются датчиком давления теплоносителя. Это устройство отключает котёл при блокировке циркулярного насоса. Не меньшую опасность представляет длительное отсутствие эксплуатации котла в зимний период, когда происходит размораживание водяного контура теплогенератора, а также всей системы отопления. Справиться с подобным явлением помогает автоматическая защита от замерзания, которая самостоятельно разжигает котёл при понижении температуры до +5°С.

Нормативные требования по безопасности котлов и оборудования котельных

Действующие сегодня строительные нормы требуют установки газоанализатора в помещении с котлом. Это устройство предназначено для предупреждения об утечке. Кроме того, нормы предусматривают оборудование помещения аварийным электроклапаном, осуществляющим автоматическое отключение подачи газа. В многоквартирных домах с поквартирным отоплением такие требования обязательны, а используемое оборудование необходимо не реже одного раза в год проверять в сервисном центре.

Немаловажным является выбор места установки котла. Требования соответствующей нормативной документации устанавливают минимальную площадь отапливаемого помещения – 4 кв. м. на один котёл, высоту потолков – не менее 2,5 м, а также ширину внешней двери – не менее 80 см. Кроме того, площадь окна естественного помещения должна быть в соотношении 0,3 кв. м окна на каждые 10 кв. м помещения. Существуют и другие требования, касающиеся наличия дымохода и вводно-выводных конструкций.

Требования безопасности при эксплуатации котла

В большинстве случаев источником опасности становятся некорректные действия пользователя в процессе эксплуатации устройства. Важно соблюдать требования безопасности, которые, несмотря на свою простоту, обязательны к выполнению.

• В одном помещении с котлом не должно быть легковоспламеняющихся и взрывоопасных веществ.
• В случае присутствия в помещении запаха газа нужно немедленно закрыть кран на вводе в котёл, обеспечить приток в помещение свежего воздуха.
• Устранить препятствия для подачи воздуха в систему.
• Производить подпитку только охлаждённого котла.
• Не предпринимать никаких действий с датчиком тяги.

Максимально безопасный котёл должен быть оснащён электронной системой самодиагностики, автоматической защитой от блокировки насоса, ионизационным контролем наличия пламени горелки, датчиком тяги, защитным термостатом, предохранительным клапаном в контуре отопления, а также системой снижения накипеобразования. Современные производители систем отопления обеспечивают в своей продукции наличие всех вышеуказанных систем защиты.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Безопасный котел

Неуправляемая система теплоснабжения может стать источником опасности.

Основным ее фактором является топливо, то есть горючие вещества, сжигаемые с целью получения тепла. В соответствии с физическим состоянием топливо разделяют на твердое, жидкое и газообразное. К твердым его видам относят древесину, торф, горючие сланцы, каменный уголь. К жидким в основном — сырую нефть, различные нефтепродукты и мазут. К газообразным — природный, а также различные промышленные газы: доменный, коксовый, генераторный и пр.

Под каждый вид топлива созданы специализированные теплогенераторы (котлы) для систем индивидуального отопления. Статистические данные свидетельствуют о том, что из общего количества эксплуатируемых в России котлов около половины действуют на газе, еще треть — на дизельном топливе, порядка 10% — электрические и не более 5% — твердотопливные.

Также в этом материале мы уделим внимание требованиям к индивидуальным системам отопления, функционирующим на газовом оборудовании.

Потенциальные источники опасности при эксплуатации

Природный газ в силу своей доступности и относительно низкой стоимости наиболее предпочтителен для индивидуального отопления, поскольку обладает чрезвычайно высокими потребительскими качествами. Но физико-химические свойства этого топлива требуют внимательного отношения к организации топочного процесса. Взрывы бытового газа, отравление им или продуктами его сгорания из-за превышения допустимых концентраций в закрытых помещениях — все это реальные опасности, приносящие много бед.

Проблему обеспечения безопасного функционирования газового котла следует рассматривать в рамках эксплуатации индивидуальной системы отопления в целом. В ее состав, помимо теплогенератора, входят: трубопроводы, насосы, запорно-регулировочные устройства, средства автоматики и контроля, включая топочное помещение. Эти элементы прямо или косвенно обеспечивают оптимальные условия надежной и безаварийной работы оборудования.

Необходимо сознавать, что газовый котел — не только сложный с инженерной точки зрения прибор, но и источник потенциальной опасности (см. табл.1), нуждающийся во всесторонней, многоступенчатой защите со стороны автоматики и структурных элементов отопительной системы, организационно представляющих его систему безопасности. Естественно, что к такой автоматике предъявляются особые и весьма строгие требования.

Основное назначение систем безопасности — оградить котел от нештатной работы, а пользователя — от аварий и несчастных случаев. Подобные системы представлены автоматикой защиты, а также структурными элементами: расширительным баком, предохранительным клапаном, воздушным клапаном, датчиком на содержание оксида углерода, датчиком на содержание природного газа и др., служащими для обеспечения оптимальных условий функционирования теплогенератора (без их наличия «умная» котловая автоматика блокирует его работу).

В процессе эксплуатации котла наиболее опасным является самопроизвольное затухание горелки и, как следствие, поступление газа в помещение (аналогичная ситуация — потухшая конфорка газовой плиты при открытом вентиле). Вероятными причинами затухания могут быть:

— падение давления газа в сети ниже допустимого (или кратковременное прекращение подачи газа);

— отсутствие тяги в дымоходе;

— отключение питающего напряжения;

Такие ситуации требуют немедленного прекращения подачи газа к горелке. В современных отопительных котлах эту функцию призван выполнять целый ряд автоматов: датчик контроля наличия пламени, датчик контроля тяги, устройство блокировки котла при отключении газа (снижении давления ниже допустимого), устройство отключения котла при пропадании электропитания, устройство отключения котла при снижении объема теплоносителя. Все они входят в систему безопасности котла.

Принципы действия основных систем обеспечения безопасности

Минимальный набор автоматики должен обеспечить индикацию наличия пламени, тяги в дымоходе и выключение котла при любой аварийной ситуации. Поскольку основным способом обеспечения безопасности является контроль пламени, следует рассмотреть его более подробно. Принцип работы такой автоматики может быть различным. В простейшем виде он осуществляется следующим образом. После открытия клапана подачи газа с помощью пьезозажигания запускается запальная горелка (в современных котлах эта функция выполняется с помощью одной кнопки). При розжиге запальника основная горелка автоматически заблокирована.

Дальнейшее управление газовым клапаном осуществляется либо за счет напряжения, возникающего при нагреве термопары, постоянно находящейся в пламени запальной горелки котла, либо за счет нагрева дополнительного термогенератора (более мощный источник энергии, чем термопара) от пламени основной горелки. И в том, и в другом случаях выработанное этими устройствами напряжение передается на катушку электромагнитного газового клапана. Напряжение, выработанное термопарой (термогенератором), удерживает клапан в открытом состоянии, обеспечивая таким образом поступление газа на запальную и основную горелки. Как только напряжение исчезает (гаснет запальная горелка), клапан немедленно перекрывает подачу газа.

Напряжение, вырабатываемое термогенератором, позволяет регулировать подачу газа, увеличивая или уменьшая температуру теплоносителя. Сегодня в большинстве современных котлов (например, ARISTON АСО или MICROGENUS PLUS) применяется иная, еще более чувствительная система — ионизационная. Принцип ее работы основан на электропроводных свойствах пламени. На нем же построена и система розжига горелки.

Для предотвращения опасности перегрева система отопления оснащается датчиком давления теплоносителя (обязателен к установке в системах с принудительной циркуляцией). Он контролирует работу циркуляционного насоса и отключает котел в случае его блокирования.

Затухание горелки может стать причиной другого негативного явления.

Избежать этого отрицательного явления поможет автоматика защиты от замерзания, которая в случае падения температуры теплоносителя ниже +5°С самостоятельно разжигает котел и отключает его только после того, как температура достигнет +15°С.

Расширительный бак вступает в работу, когда нагретый в отопительной системе теплоноситель увеличивается в объеме. Без этого важного элемента могут потечь трубы и даже лопнуть обечайка котла. Бачок открытого типа устанавливают, как правило, на чердаке и утепляют. Более современные расширительные устройства закрытого типа, выполненные в виде капсулы шарообразной или овальной формы, могут размещаться рядом с теплогенератором. Такой бак разделен внутри герметичной мембраной на две части — воздушную и жидкостную. При увеличении объема теплоносителя в системе отопления мембрана растягивается в сторону воздушной части (воздух сжимается), позволяя жидкости занять освободившееся пространство.

При снижении температуры уровень воды в системе восстанавливается, воздух выдавливает излишки теплоносителя назад в систему, и мембрана занимает первоначальное положение. Бачок закрытого типа обладает рядом преимуществ по отношению к «открытым» аналогам: в нем не происходит соприкосновения теплоносителя с воздухом, жидкость не испаряется и не окисляется кислородом (продукты взаимодействия не разъедают внутреннюю поверхность теплообменника, трубопроводов и радиаторов), кроме того, такой бак можно разместить в любой точке системы.

Перед запуском котла полагается стравливать скопившийся или попавший при заполнении системы отопления теплоносителем воздух, однако в процессе нагрева он появляется вновь (растворимость газа в жидкости с ростом температуры падает). Образовавшиеся пузырьки создают воздушную пробку, которая мешает прохождению жидкости по трубам и радиаторам, препятствуя циркуляции теплоносителя. Наличие воздушного клапана позволяет автоматически выводить воздух из системы (клапан может устанавливаться отдельно или присутствовать в конструкции циркуляционного насоса).

Требования нормативных документов по оборудованию котельных и безопасной эксплуатации котлов

Сегодня, по действующим строительным нормам, в помещении, оснащенном котлом, рекомендуется устанавливать газоанализатор, предупреждающий об утечке, и аварийный электроклапан для экстренного отключения подачи газа. В домах, где применяется поквартирное отопление, эти требования являются обязательными для каждой квартиры. Кроме того, все оборудование подлежит ежегодному обслуживанию специалистами сервиса, что позволяет снизить риск нештатных ситуаций до минимума.

При выборе места для котла (на этапе проектирования) следует руководствоваться требованиями СниП II-35-76 «Котельные установки» и сводом Правил по проектированию СП 41-104-2000, которые предусматривают четкие нормы обустройства таких систем:

• площадь помещения — не менее 4 м² на один котел;
• высота потолков — не менее 2,5 м;
• внешняя дверь — шириной не менее 80 см;
• окно естественного освещения (на каждые 10 м³ помещения — 0,3 м² окна);
• отверстие для притока наружного воздуха — не менее 8 см² на 1 кВт номинальной мощности котла, или 30 см² на 1 кВт — в случае притока воздуха изнутри здания;
• при проектировании и строительстве дымоходов для обеспечения достаточной тяги и отсутствия задувания (возникновения обратной тяги) целесообразно выводить верхний срез дымохода выше конька крыши. В любом случае верхний срез дымохода должен быть не ниже условной поверхности обратного конуса 1:3;
• дымоход (или дымоходы — при установке двух котлов) должен иметь сечение, соответствующее устанавливаемому оборудованию (для котла с открытой камерой сгорания, до 30 кВт достаточно трубы диаметром 130 мм, для 40 кВт — 170 мм). В любом случае площадь сечения дымохода не должна быть меньше площади выходного сечения дымохода котла;
• в каждом дымоходе должно быть ревизионное отверстие, расположенное ниже входного отверстия дымохода не менее чем на 25 см;
• канал естественной вентиляции в верхней части помещения;
• введенные прямая и обратная трубы системы отопления;
• ввод трубопровода холодного водоснабжения;
• введенная труба внутренней разводки горячей (бытовой воды);
• канализационный сток;
• источник электропитания, размещенный на отдельном АЗС (автомате защиты сети) вводного щитка 220В, 20А;
• введенный проводник домового контура заземления.

Следует иметь в виду, что полное сгорание газа возможно при определенном соотношении «воздух-топливо», поэтому одним из условий является наличие притока воздуха к камере сгорания котла. Поскольку необходимый для сгорания газа воздух берется в том же помещении, где и установлен котел (исключение — котлы с закрытой камерой сгорания), то оно должно обеспечивать приток воздуха снаружи в пределах 30 м³/час. Именно такое количество требуется для полного сгорания 2,5 м³/час газа, чтобы получить среднее значение тепловой мощности ≈20 000 ккал/час или 23,3 кВт.

Владельцу необходимо знать, что при недостатке воздуха топливо не сгорает полностью и в результате образуется оксид углерода (СО, «угарный газ» — вещество без цвета и запаха). Пребывание человека в помещении с концентрацией СО 1% в течение 15 минут может привести к смертельному исходу. Кроме того, горение газа с недостатком воздуха повышает его потребление и, следовательно, затраты энергоносителя на нагрев. В данной ситуации владелец должен обеспечить беспрепятственный доступ воздуха в помещение с работающим котельным оборудованием.

Требования мер безопасности достаточно просты, но обязательны для выполнения:

— нельзя хранить в помещении, где установлен котел, взрывоопасные и легковоспламеняющиеся материалы (бензин, краски, растворители, бумага и т.д.);

— при запахе газа закрыть кран на вводе в котел и не производить каких-либо действий, способных вызвать воспламенение или искру (включать/выключать электроприборы или освещение); открыть окно и обеспечить приток воздуха в помещение;

— не прислоняться и не прислонять предметы к корпусу работающего котла (минимальное расстояние — 20 см);

— не допускать наличия препятствий на линии подачи воздуха к отопительному котлу;

— периодически проверять давление воды в системе;

— во избежание возникновения термических напряжений и повреждения теплообменника производить подпитку только охлажденного котла;

— защитную крышку на смотровом окошке котла держать закрытой во избежание выхода отходящих газов;

— не производить самостоятельных действий с датчиком тяги.

Чему отдать предпочтение

Очевидно, что в идеальном варианте современный котел индивидуальной системы отопления должен иметь следующий комплект устройств контроля и безопасности:

• электронная система самодиагностики;
• ионизационный контроль наличия пламени;
• система защиты от блокировки насоса (включается каждые 24 часа);
• защитный термостат от перегрева воды в первичном теплообменнике;
• датчик тяги для контроля за безопасным удалением продуктов сгорания (пневмореле — для моделей с закрытой камерой сгорания, термостат — для моделей с открытой камерой);
• прессостат в системе отопления (срабатывает при недостатке давления воды или при блокировке насоса);
• предохранительный клапан в контуре отопления (3 атм.);
• система защиты от замерзания в контуре отопления (срабатывает при понижении температуры теплоносителя до 5°С);
• система снижения накипеобразования.

Сегодня большинство мировых производителей котельного оборудования оснащают свою технику всеми вышеперечисленными устройствами. Например, газовые котлы ARISTON UNO, TХ, Genia Maxi, Microgenus Plus System снабжены электронным розжигом с ионизационным контролем пламени в режиме отопления и ГВС, электронным управлением, системами защиты циркуляционного насоса от блокировки, контролем за удалением продуктов сгорания и автоматической диагностикой, а также защитой от недостаточного давления в системе, замерзания и образования накипи. При дополнительном подключении к любому из этих теплогенераторов цифрового программатора Clima Manager у владельца появляется возможность не только дистанционно управлять процессом отопления, но и автоматически диагностировать узлы системы и определять неисправности с отображением информации на дисплее, что также повышает безопасность эксплуатации системы, а, следовательно, жилища в целом.