База знаний
02.04.2021

О совершенствовании систем автоматики безопасности газоиспользующего оборудования

А. В. Бирюков, А. О. Хомутов

Согласно информации, размещаемой службами МЧС в СМИ, за период с января 2014 г. по октябрь 2018 г. наблюдается рост отравлений продуктами горения (угарным газом), связанный с нарушениями работы автоматики безопасности бытового газоиспользующего оборудования с организованным отводом продуктов горения (рис. 1).

Рис. 1. Количество пострадавших от отравления угарным газом с 2014 по 2018 г

На рис. 2 представлены случаи отравления угарным газом за три месяца 2018 г. по категориям потребителей.

Рис. 2. Случаи отравления угарным газом за три месяца 2018 г. по категориям потребителей

На рис. 3 наглядно отражены причины возникновения происшествий, связанных с отравлением угарным газом при использовании газа в быту. Данные представлены газораспределительными организациями Российской Федерации за период с 1 января по 30 сентября 2018 г.

Рис. 3. Причины происшествий, связанных с отравлением граждан продуктами горения газа, за девять месяцев 2018 г

Анализ полученных статистических данных показал, что 78% происшествий, связанных с использованием газа в быту, произошло из-за отсутствия или неисправности автоматики безопасности газоиспользующего оборудования. При этом в 16% случаев причиной отравления угарным газом стало возникновение обратной тяги в дымоходах от газоиспользующего оборудования.

Под обратной тягой (опрокидыванием тяги) понимают отсутствие тяги (разрежения) в дымовом или вентиляционном канале, препятствующее удалению продуктов горения от работающего газоиспользующего оборудования с организованным отводом продуктов горения (печь, камин, котел, колонка и др.) или удалению воздуха из помещения в атмосферу.

К факторам риска или причинам возникновения обратной тяги могут быть отнесены:

Внутри и снаружи любого помещения действуют те же законы движения газов, что и в дымоотводящей системе. Поэтому проблемы с циркуляцией воздуха могут возникать и в помещении, где размещено газоиспользующее оборудование. Так, в помещениях, оказывающихся в зоне ветрового подпора с наветренной стороны, создается повышенное давление, а в помещениях, расположенных с заветренной стороны, создается разрежение. Очевидно, что дымоход от газоиспользующего оборудования, находящийся в помещении с заветренной стороны, может работать на приток, т.е. создаются условия для возникновения обратной тяги.

Вариант размещения дымоходов вне зоны ветрового подпора приведены на рис. 4.

Рис. 4. Вариант размещения дымоходов вне зоны ветрового подпора

С целью установления единых обязательных для применения и исполнения требований к газоиспользующему оборудованию, выпускаемому в обращение на единой таможенной территории Таможенного союза, для обеспечения его свободного перемещения комиссией Таможенного союза Евразийского экономического сообщества был принят технический регламент [1].

Технический регламент [1] предусматривает требования безопасности (ст. 4), в том числе к безопасной работе дымоходов, отводящих продукты горения от газоиспользующего оборудования, а именно:

Требования к обеспечению прекращения подачи газа при отсутствии тяги в дымоходе также содержатся в [2–5].

С целью выполнения данного требования в конструкции газоиспользующего оборудования, изготавливаемого в соответствии с вышеуказанными стандартами, предусматриваются датчики тяги.

Датчик тяги — это устройство для определения наличия и интенсивности тяги в дымоходе газоиспользующего оборудования. Его основная функция — подача своевременного сигнала на предохранительный клапан в блоке автоматики для его автоматического отключения в случае недопустимой величины тяги или ее отсутствия.

В газоиспользующем оборудовании с естественной тягой (открытой камерой горения) нашли применение датчики тяги на основе биметаллического элемента. Такой датчик представляет собой пластину определенных размеров с закрепленным на ней контактом, устанавливаемую в газовом тракте агрегата и реагирующую на изменение температуры. В случае достаточной тяги температура будет низкой. При падении интенсивности тяги температура начнет расти и вызовет расширение металла пластины. Материал пластины подобран таким образом, чтобы при достижении критической температуры контакт разъединялся, что приводило бы к закрытию газового клапана. Критическую температуру устанавливает завод-изготовитель газоиспользующего оборудования, и она может находиться в диапазоне 75–150 °С (это указывается в эксплуатационной документации).

Конструктивно датчики тяги отличаются друг от друга. Например, в конструкции емкостных водонагревателей АГВ-80 автоматика по тяге состоит из датчика тяги, установленного под колпаком АГВ-80, и трубки, соединяющей датчик с тройником на электромагнитном клапане. Датчик тяги представляет собой биметаллическую пластину, на конце которой установлен клапан с уплотнением, и кронштейн, который крепится к корпусу водонагревателя.

При отсутствии тяги продукты горения, выходя из-под колпака, нагревают биметаллическую пластину, которая деформируется (разгибается), разрывая контакт, и клапан с уплотнением отходит от конусного окончания штуцера. На рис. 5 показан вариант крепления биметаллической пластины и присоединения ее к клапану.

Рис. 5. Вариант крепления биметаллической пластины и присоединения ее к клапану:
1 — биметаллическая пластина; 2 — клапан

Несмотря на различия в конструктивных особенностях датчиков тяги, принцип их работы основан на изменении температуры в газовом тракте газоиспользующего оборудования. При возникновении обратной тяги, за счет поступления воздуха снаружи здания через дымоход, может произойти охлаждение биметаллической пластины датчика и, как следствие, возникает невозможность его срабатывания. В результате дымовые газы начинают поступать в помещение, и возникает опасность отравления угарным газом, содержащемся в дымовых газах. Следовательно, для систем автоматики безопасности применение датчиков тяги, принцип работы которых основан только на изменении температуры, явно недостаточно, т.к. в случаях возникновения обратной тяги они не всегда гарантируют срабатывание механизма прекращения подачи газа к горелке.

Таким образом, чтобы исключить риск отравления угарным газом в результате попадания продуктов горения в помещение при опрокидывании тяги, актуально определение дополнительных критериев срабатывания автоматики безопасности газоиспользующего оборудования (например, на разрежение в дымоходе, концентрацию угарного газа и т.д.).

Технический регламент Таможенного союза «ТР ТС 016/2011 «О безопасности аппаратов, работающих на газообразном топливе» (принят решением комиссии Таможенного союза Евразийского экономического сообщества от 09.12.2011 г. № 875).

Список литературы

  1. ГОСТ 31856-2012 «Водонагреватели газовые мгновенного действия с атмосферными горелками для производства горячей воды коммунально-бытового назначения».
  2. ГОСТ 11032-97 «Аппараты водонагревательные емкостные газовые бытовые».
  3. ГОСТ Р 54821-2001 (ЕН 89:1999) «Водонагреватели газовые емкостные для приготовления бытовой горячей воды».
  4. ГОСТ 20219-74 «Аппараты отопительные газовые бытовые с водяным контуром».
Добавить в закладки
Поделиться
Читайте также
Проект, реализованный в АО «Газпром газораспределение Нальчик», прошел в полуфинал конкурса «Лидеры интернет-коммуникаций»
Сотрудники региональных подразделений «Газпром Межрегионгаз» проходят добровольную вакцинацию от COVID-19
Тверь-городок, Петербурга уголок
Лучший брянский сварщик выступил на национальном конкурсе профмастерства «Строймастер»