Številni pogoji lahko privedejo do nenadne in nepričakovane okvare tlačne posode kotla, kar pogosto zahteva popolno razstavitev in zamenjavo kotla.Tem situacijam se je mogoče izogniti, če so vzpostavljeni in dosledno upoštevani preventivni postopki in sistemi.Vendar ni vedno tako.
Vse tukaj obravnavane okvare kotla vključujejo okvaro tlačne posode/toplotnega izmenjevalnika kotla (ti izrazi se pogosto uporabljajo izmenično) bodisi zaradi korozije materiala posode ali mehanske okvare zaradi toplotne obremenitve, ki povzroči razpoke ali ločevanje komponent.Med običajnim delovanjem običajno ni opaznih simptomov.Neuspeh lahko traja leta ali pa se zgodi hitro zaradi nenadnih sprememb pogojev.Redni vzdrževalni pregledi so ključ do preprečevanja neprijetnih presenečenj.Okvara izmenjevalnika toplote pogosto zahteva zamenjavo celotne enote, vendar je pri manjših in novejših kotlih popravilo ali zamenjava samo tlačne posode lahko razumna možnost.
1. Huda korozija na strani vode: Slaba kakovost izvirne napajalne vode bo povzročila nekaj korozije, vendar lahko neustrezen nadzor in prilagoditev kemičnih obdelav povzroči resno neravnovesje pH, ki lahko hitro poškoduje kotel.Material tlačne posode se bo dejansko raztopil in poškodbe bodo velike – popravilo običajno ni mogoče.Posvetovati se je treba s strokovnjakom za kakovost/kemično obdelavo vode, ki razume lokalne vodne razmere in lahko pomaga pri preventivnih ukrepih.Upoštevati morajo številne nianse, saj konstrukcijske značilnosti različnih izmenjevalnikov toplote narekujejo drugačno kemično sestavo tekočine.Tradicionalne posode iz litega železa in črnega jekla zahtevajo drugačno ravnanje kot toplotni izmenjevalniki iz bakra, nerjavečega jekla ali aluminija.Z ognjecevnimi kotli velike zmogljivosti se ravna nekoliko drugače kot z majhnimi vodocevnimi kotli.Parni kotli običajno zahtevajo posebno pozornost zaradi višjih temperatur in večje potrebe po dopolnilni vodi.Proizvajalci kotlov morajo zagotoviti specifikacijo s podrobnostmi o parametrih kakovosti vode, zahtevanih za njihov izdelek, vključno s sprejemljivimi kemikalijami za čiščenje in obdelavo.Te informacije je včasih težko pridobiti, a ker je sprejemljiva kakovost vode vedno stvar garancije, morajo načrtovalci in vzdrževalci zahtevati te informacije, preden oddajo naročilo.Inženirji bi morali preveriti specifikacije vseh drugih komponent sistema, vključno s tesnili črpalk in ventilov, da zagotovijo njihovo združljivost s predlaganimi kemikalijami.Pred končnim polnjenjem sistema je potrebno pod nadzorom tehnologa sistem očistiti, sprati in pasivizirati.Polnilne tekočine je treba testirati in nato obdelati, da ustrezajo specifikacijam kotla.Sita in filtre je treba odstraniti, pregledati in določiti datum za čiščenje.Vzpostaviti bi moral program spremljanja in popravkov, pri čemer bi bilo vzdrževalno osebje usposobljeno za ustrezne postopke, nato pa bi ga nadzorovali procesni tehniki, dokler niso zadovoljni z rezultati.Priporočljivo je, da najamete strokovnjaka za kemično obdelavo za stalno analizo tekočin in kvalifikacijo postopka.
Kotli so zasnovani za zaprte sisteme in ob pravilnem ravnanju lahko prvo polnjenje traja večno.Vendar pa lahko neodkrito puščanje vode in pare povzroči, da neobdelana voda nenehno vstopa v zaprte sisteme, omogoči vstop raztopljenega kisika in mineralov v sistem ter razredči kemikalije za obdelavo, zaradi česar postanejo neučinkovite.Namestitev vodomerov v polnilne vode komunalnih ali vodnjaških kotlov pod tlakom je preprosta strategija za odkrivanje celo majhnih puščanj.Druga možnost je namestitev rezervoarjev za dovod kemikalij/glikola, kjer je polnilo kotla izolirano od sistema pitne vode.Obe nastavitvi lahko vizualno spremlja servisno osebje ali pa se povežeta z BAS za samodejno zaznavanje puščanja tekočine.Periodična analiza tekočine bi morala tudi prepoznati težave in zagotoviti informacije, potrebne za popravljanje ravni kemije.
2. Močno onesnaženje/kalcifikacija na vodni strani: neprekinjeno dovajanje sveže dopolnilne vode zaradi puščanja vode ali pare lahko hitro povzroči nastanek trdega sloja vodnega kamna na komponentah toplotnega izmenjevalnika na vodni strani, kar bo povzročilo kovina izolacijskega sloja se pregreje, kar povzroči razpoke pod napetostjo.Nekateri vodni viri lahko vsebujejo dovolj raztopljenih mineralov, tako da lahko celo začetno polnjenje razsutega sistema povzroči kopičenje mineralov in odpoved vroče točke izmenjevalnika toplote.Poleg tega lahko neustrezno čiščenje in izpiranje novih in obstoječih sistemov ter neuspešno filtriranje trdnih delcev iz polnilne vode povzročijo umazanijo tuljave in umazanijo.Pogosto (vendar ne vedno) ti pogoji povzročijo hrup kotla med delovanjem gorilnika, kar opozori vzdrževalno osebje na težavo.Dobra novica je, da če je kalcifikacija notranje površine odkrita dovolj zgodaj, se lahko izvede program čiščenja, da se toplotni izmenjevalnik povrne v skoraj novo stanje.Vse točke prejšnje točke o angažiranju strokovnjakov za kakovost vode so učinkovito preprečile nastanek teh težav.
3. Močna korozija na strani vžiga: kisli kondenzat iz katerega koli goriva se bo oblikoval na površinah izmenjevalnika toplote, ko je površinska temperatura pod rosiščem določenega goriva.Kotli, zasnovani za kondenzacijsko delovanje, uporabljajo v toplotnih izmenjevalnikih materiale, odporne na kisline, kot sta nerjavno jeklo in aluminij, in so zasnovani za odvajanje kondenzata.Kotli, ki niso zasnovani za kondenzacijsko delovanje, zahtevajo, da so dimni plini stalno nad rosiščem, tako da kondenz sploh ne bo nastajal ali pa bo po kratkem času ogrevanja hitro izhlapel.Parni kotli so večinoma imuni na to težavo, saj običajno delujejo pri temperaturah precej nad rosiščem.Uvedba na vremenske razmere občutljivih zunanjih nadzorov praznjenja, nizkotemperaturno cikliranje in nočne strategije izklopa so prispevale k razvoju toplovodnih kondenzacijskih kotlov.Na žalost operaterji, ki ne razumejo posledic dodajanja teh funkcij obstoječemu visokotemperaturnemu sistemu, številne tradicionalne toplovodne kotle obsojajo na zgodnjo odpoved – pridobljena lekcija.Razvijalci uporabljajo naprave, kot so mešalni ventili in ločevalne črpalke, ter strategije krmiljenja za zaščito visokotemperaturnih kotlov med delovanjem nizkotemperaturnega sistema.Paziti je treba, da te naprave dobro delujejo in da so krmilni elementi pravilno nastavljeni, da se prepreči nastajanje kondenzacije v kotlu.To je začetna odgovornost projektanta in agenta za zagon, čemur sledi program rednega vzdrževanja.Pomembno je omeniti, da se nizkotemperaturni omejevalniki in alarmi pogosto uporabljajo z zaščitno opremo kot zavarovanje.Upravljavci morajo biti usposobljeni, kako se izogniti napakam pri prilagajanju krmilnega sistema, ki bi lahko sprožile te varnostne naprave.
Umazan toplotni izmenjevalec kurišča lahko povzroči tudi uničujočo korozijo.Onesnaževala prihajajo samo iz dveh virov: goriva ali zraka za zgorevanje.Raziskati je treba morebitno onesnaženje z gorivom, zlasti kurilnim oljem in utekočinjenim naftnim plinom, čeprav je bila oskrba s plinom občasno prizadeta.»Slabo« gorivo vsebuje žveplo in druge onesnaževalce nad sprejemljivo mejo.Sodobni standardi so zasnovani tako, da zagotavljajo čistost oskrbe z gorivom, vendar lahko podstandardno gorivo še vedno pride v kotlovnico.Gorivo samo je težko nadzorovati in analizirati, vendar lahko pogosti pregledi tabornega ognja razkrijejo težave z usedanjem onesnaževal, preden pride do resne škode.Ti onesnaževalci so lahko zelo kisli in jih je treba takoj očistiti in izplakniti iz izmenjevalnika toplote, če jih zaznate.Vzpostaviti je treba neprekinjene intervale preverjanja.Posvetovati se je treba z dobaviteljem goriva.
Onesnaženost zraka zaradi zgorevanja je pogostejša in je lahko zelo agresivna.Obstaja veliko pogosto uporabljenih kemikalij, ki v kombinaciji z zrakom, gorivom in toploto iz procesov zgorevanja tvorijo močno kisle spojine.Nekatere razvpite spojine vključujejo hlape iz tekočin za kemično čiščenje, barve in odstranjevalce barv, različne fluoroogljikovodike, klor in drugo.Celo izpušni plini na videz neškodljivih snovi, kot je sol za mehčanje vode, lahko povzročijo težave.Ni nujno, da so koncentracije teh kemikalij visoke, da bi povzročile škodo, njihove prisotnosti pa pogosto ni mogoče zaznati brez posebne opreme.Upravljavci stavb bi si morali prizadevati odstraniti vire kemikalij v kotlovnici in okoli nje ter onesnaževalce, ki jih lahko vnese zunanji vir zraka za zgorevanje.Kemikalije, ki jih ne smete shranjevati v kotlovnici, kot so detergenti za shranjevanje, je treba prestaviti na drugo mesto.
4. Toplotni udar/obremenitev: Zasnova, material in velikost ohišja kotla določajo, kako občutljiv je kotel na toplotni udar in obremenitev.Toplotno obremenitev lahko opredelimo kot stalno upogibanje materiala tlačne posode med tipičnim delovanjem zgorevalne komore, bodisi zaradi delovnih temperaturnih razlik ali večjih temperaturnih sprememb med zagonom ali okrevanjem po stagnaciji.V obeh primerih se kotel postopoma segreva ali ohlaja, pri čemer ohranja konstantno temperaturno razliko (delta T) med dovodom in povratkom tlačne posode.Kotel je zasnovan za največjo delta T in med ogrevanjem ali hlajenjem ne bi smelo biti nobenih poškodb, razen če je ta vrednost presežena.Višja vrednost Delta T bo povzročila, da se bo material posode upognil čez projektne parametre in utrujenost kovine bo začela poškodovati material.Nadaljnja zloraba skozi čas bo povzročila razpoke in puščanje.Druge težave se lahko pojavijo pri komponentah, ki so zaprte s tesnili, ki lahko začnejo puščati ali celo razpadejo.Proizvajalec kotla mora imeti specifikacijo za največjo dovoljeno vrednost Delta T, ki projektantu zagotavlja informacije, potrebne za zagotovitev ustreznega pretoka tekočine v vsakem trenutku.Veliki ognjecevni kotli so zelo občutljivi na delta-T in jih je treba strogo nadzorovati, da se prepreči neenakomerno širjenje in upogibanje ovoja pod tlakom, kar lahko poškoduje tesnila na cevnih ploščah.Resnost stanja neposredno vpliva na življenjsko dobo toplotnega izmenjevalnika, a če lahko upravljavec nadzoruje Delta T, je težavo pogosto mogoče odpraviti, preden pride do resne škode.Najbolje je konfigurirati BAS tako, da izda opozorilo, ko je presežena največja vrednost Delta T.
Toplotni šok je resnejši problem in lahko v trenutku uniči toplotne izmenjevalce.Od prvega dne nadgradnje sistema nočnega varčevanja z energijo je mogoče povedati veliko tragičnih zgodb.Nekateri kotli se med obdobjem hlajenja vzdržujejo na vroči delovni točki, medtem ko je glavni regulacijski ventil sistema zaprt, da se omogoči ohlajanje zgradbe, vseh komponent vodovodne napeljave in radiatorjev.Ob določenem času se odpre regulacijski ventil, ki omogoča, da se voda sobne temperature vrne nazaj v zelo vroč kotel.Mnogi od teh kotlov niso preživeli prvega termičnega šoka.Operaterji so hitro spoznali, da lahko iste zaščite, ki se uporabljajo za preprečevanje kondenzacije, ščitijo tudi pred toplotnim šokom, če so pravilno upravljane.Termični šok nima nobene zveze s temperaturo kotla, nastane, ko se temperatura nenadoma in sunkovito spremeni.Nekateri kondenzacijski kotli precej uspešno delujejo pri visokih temperaturah, medtem ko skozi njihove izmenjevalce toplote kroži tekočina proti zmrzovanju.Ko se pustijo ogrevati in hladiti pri nadzorovani temperaturni razliki, lahko ti kotli neposredno oskrbujejo sisteme za taljenje snega ali toplotne izmenjevalnike bazenov brez vmesnih mešalnih naprav in brez stranskih učinkov.Vendar pa je zelo pomembno pridobiti dovoljenje proizvajalca vsakega kotla, preden ga uporabite v tako ekstremnih pogojih.
Roy Kollver ima več kot 40 let izkušenj v industriji HVAC.Specializiran je za hidroenergijo, s poudarkom na tehnologiji kotlov, nadzoru plina in zgorevanju.Poleg pisanja člankov in poučevanja o temah, povezanih s HVAC, dela na področju upravljanja gradnje za inženirska podjetja.
Čas objave: 17. januarja 2023