Безопасность котлов обеспечивается рядом мероприятий, как технических, так и организационных. Но, наиболее эффективным решением является снижение исходных факторов опасности. Во многих случаях начаильные факторы опасности можно полностью устранить или существенно снизить.
Что создаёт опасность взрыва? Ответ – внутренний сосредоточенный водяной объем котла. Для котлов одинаковой мощности, более опасным будет котел с большим внутренним объемом сосредоточенном в одном сосуде (барабане). При этом, различные конструкции котлов существенно отличаются этим параметром.
Опасность взрыва для паровых котлов
Показатели водяного объема для паровых котлов мощностью 4-5 МВт
| Производитель и модель котла | Мощность, МВт | Водяной объем, л | Удельный объем, л/МВт |
|---|---|---|---|
| Жаротрубный паровой котел Vitomax 200 HS | 4,5 | 13400 | 2978 |
| 0 | 0 | ||
| Водотрубный барабанный котел ДКВР-6,5 | 4,03 | 6800 | 1690 |
| 10350 | 2568 | ||
| Водотрубный прямоточный котел Clayton E-504 | 4,905 | 0 | 0 |
| 1495 | 305 |
В числителе (жирным) – водяной объем сосудов (барабанов)
В знаменателе – общий водяной объем котла с котловыми трубами
Анализ показателей водяного объема для паровых котлов различной конструкции
Жаротрубные паровые котлы имеют наибольший сосредоточенный объем и наибольшую потенциальную опасность внутренней энергии воды.
Водотрубные барабанные котлы имеют общий водяной объем несколько меньший чем у жаротрубных котлов, при этом, большая часть воды находится в котловых трубах, а барабаны котлов не испытывают повышенных термических нагрузок, что несколько уменьшает возможные последствия аварии и опасность внутренней энергии воды.
Водотрубные прямоточные котлы на примере парового котла Clayton Industries имеют минимальные показатели водяного объема. При этом, котлы такой конструкции не имеют обогреваемых объемов (барабанов), превышение внутреннего давления в которых может привести к взрыву. С точки зрения возможности парового взрыва самого котла, эти котлы не представляют опасности.
Опасность взрыва для водогрейных котлов
Жаротрубные водогрейные котлы, с точки зрения безопасности, существенно проигрывают котлам любой другой конструкции, так как конструктивно не отличаются от жаротрубных паровых котлов. И, если, для паровых котлов барабан необходим для создания зеркала испарения и парового объема, то для водогрейных котлов барабан не является конструктивной необходимостью. Водотрубные водогрейные котлы любой конструкции будут иметь существенно меньший водяной объем, который, кроме того, не централизован, а распределен по котловым трубам. Соответственно, любые водотрубные котлы будут гораздо безопасней жаротрубных.
Следует заметить, что бытовые отопительные котлы со стальным теплообменником имеют дымогарную конструкцию. С точки зрения безопасности, котлы такой конструкции также представляют повышенную опасность. При этом, зачастую они вовсе не оборудованные приборами безопасности. Достаточно часты случаи паровых взрывов малометражных котлов, особенно в периоды максимального зимнего похолодания.
И, напоследок, немного из литературных источников, времен, когда индустриализация набирала свои обороты.
“Молох”, А. И. Куприн, 1896 г.
Доктор подошел к краю кочегарки.
– Вот так преисподняя! – воскликнул он, заглянув вниз. – Сколько каждый такой самоварчик должен весить? Пудов восемьсот, я думаю?..
– Нет, побольше. Тысячи полторы.
– Ой, ой, ой… А ну как такая штучка вздумает того… лопнуть? Эффектное выйдет зрелище? А?
– Очень эффектное, доктор. Наверно, от всех этих зданий не останется камня на камне…
Гольдберг покачал головой и многозначительно свистнул.
– Отчего же это может случиться?
– Причины разные бывают… но чаще всего это случается таким образом: когда в котле остается очень мало воды, то его стенки раскаляются все больше и больше, чуть не докрасна. Если в это время пустить в котел воду, то сразу получается громадное количество паров, стенки не выдерживают давления, и котел разрывается.
– Так что это можно сделать нарочно?
– Сколько угодно. Не хотите ли попробовать? Когда вода совсем упадет в водомере, нужно только повернуть вентиль… видите, маленький круглый рычажок… И все тут.
Бобров шутил, но голос его был странно серьезен, а глаза смотрели сурово и печально. “Черт его знает, – подумал доктор, – милый он человек, а все-таки… психопат…”