Продолжая серию публикаций по решению проблемы с падением давления в отопительных системах, переходим от падения давления из-за утечки в магистрали, непосредственно к отопительному котлу. (Первую часть читайте здесь).
Как ведет себя котел при падении давления на манометре? При работе в режиме «Зима», т.е. на отопление, с ростом температуры теплоносителя очень быстро растет давление на манометре котла. Если в системе большой объем воды, то происходит прирост давления до 3 атм, срабатывает подрывной клапан, и часть воды выбрасывается из системы.
Решение состоит в том, чтобы управлять котлом с максимальным расчетным давлением и использовать редукционные клапаны в месте использования там, где это необходимо. В большинстве промышленных паровых систем спрос на пар колеблется в широких пределах. Скорость, с которой происходят эти колебания, может серьезно повлиять на качество пара. Быстрое, кратковременное увеличение потребности в паре всего на 15% может привести к высокому увлечению воды в котле. Увеличение спроса на 15% и более может происходить довольно часто на промышленных предприятиях, когда паровые клапаны открываются сразу при изменениях смены и при запуске периодических процессов.
При выключении горелки и перехода котла в режим ожидания происходит остывание воды в системе, давление падает на минимум, котел выходит в аварию или же просто не включается. Причем часто ни на отопление, ни на горячую воду.
Правда бывают случаи, когда давление падает не слишком низко, и котел еще может работать в одном или двух режимах.
Например, если процесс, при котором потребление пара составляет всего 5% от мощности котла, быстро включается, система может легко увеличиваться на 15% или более, пока процесс не достигнет устойчивого состояния. Когда открывается паровой клапан, в котле возникают две проблемы. Во-первых, давление пара быстро падает. Во-вторых, повышается граница между водой и паром. Это происходит потому, что при мгновенной работе с более низким давлением быстрое производство пузырьков большого объема может буквально псевдоожижать воду.
Уровень воды может легко подняться настолько высоко, что вода буквально всасывается в линию пара. В конце концов, потеря котельной воды может привести к звуку низкого уровня воды. В некоторых случаях эта потеря воды может быть настолько быстрой, что котел отключится при подаче аварийного сигнала низкого уровня. В то же время паровые линии заполняются водой.
Вы заполняете систему до необходимого уровня-это, как правило, 1,2-1,5 bar на манометре. Тут имеет место подпитка котла «на холодную», когда горелка котла выключена. При очередном старте котла возникает та же ситуация, давление растет, клапан срабатывает, котел «плюется», давление падает, котел не включается до следующей подпитки системы.
Компактные котлы могут увеличить проблему. Современные котлы очень эффективны и очень компактны. Несмотря на то, что этот проект имеет свои преимущества, эти компактные котлы имеют небольшое количество пара, чтобы ослабить изменения в потреблении пара. Если использование пара незначительно увеличивается, давление в котле может значительно снизиться. Старые котлы, в то время как намного большие, имеют большее паровое пространство, которое может переносить большие изменения в потреблении пара без серьезных изменений давления пара или уровня воды.
Проблемных мест или причин, из-за которых может происходить падение давления в котле несколько.
Но главная и часто встречающаяся проблема — в расширительном (компенсационном) баке, установленном внутри котла, если это настенный двухконтурный или одноконтурный котел. Или же это может быть расширительный бак, установленный отдельно от котла. Но в нашем случае неважно, где он установлен, а важно, что с ним произошло.
Сигнал низкого уровня воды с высоким уровнем увлечения. В некоторых случаях возрастание спроса на пар настолько разрушительно для работы котла, что страдает котельная, а также качество пара. К тому времени, когда внешний датчик уровня воды в конечном итоге идентифицирует уровень воды с низким уровнем воды и выключит котел, система распределения пара будет загружена водой, а трубы котла могут быть повреждены. Разумеется, завод будет без пара до тех пор, пока котел не будет перезапущен.
Ключом к снижению этой причины низкого качества пара является предотвращение быстрого увеличения потребности в паре. Современные компьютеризированные системы управления могут вместить это решение, измеряя мгновенный поток пара или модулирующий спрос на основе максимально допустимого изменения потока пара.
Немного остановимся на конструкции самого бака. Внутри он состоит из двух частей, разделенных каучуковой или резиновой мембраной. В одной части закачан специальный газ под давлением (если не ошибаюсь, около 0,9-1,0 bar), в другой части — теплоноситель. При работе котла происходит нагрев воды системы отопления, она расширяется и давит на мембрану расширительного бака, которая в свою очередь сжимает газ и этим компенсирует возрастающее давление воды.
Но это также может повлиять на качество пара. Эта пена низкой плотности, двухфазная система выпускается и легко увлекается паром, выходящим из воды. По мере того, как быстрые падения давления пара, вызванного увеличением спроса, эта пена может быть втянута в паровую систему, истощая котел воды, прежде чем детектор уровня может идентифицировать проблему, заполняя паровые линии агрессивной водой.
Однако, учитывая неблагоприятный эффект быстрого и прерывистого притока подпиточной воды, предпочтительной будет модульная продувка. Качество пара - это измерение количества воды, поглощенной паром. Это зависит не от эффективности котла, а от способности пара отделяться от кипящей воды, не перенося вместе с ним жидкие частицы воды во всем диапазоне операций котла. Исследования видеокамер внутреннего котла показывают следующие рекомендации по предотвращению низкого качества пара.
Через определенное время эксплуатации системы отопления и котла, происходит утечка газа из расширительного бака через ниппель, аналогичный ниппелю на велосипедных шинах, т.е. бак попросту сдувается. Тогда, при нагреве воды в системе, расширение не компенсируется, и давление растет максимально.
Встречались случаи, когда по незнанию из ниппеля расширительного бака специально стравливали воздух незадачливые мастера или же сами хозяева отопительных котлов.
Если какая-либо из этих рекомендаций не будет соблюдаться, снижение качества пара может быть значительным. Низкое качество пара может повредить паровое оборудование, регулирующие клапаны и теплообменники с помощью гидравлического удара, эрозии и коррозии, что приводит к сокращению срока службы оборудования, паре, низкой эффективности работы и даже к проблемам безопасности.
Низкие водные условия являются основной причиной инцидентов с котлом. Почему такой главный причинный фактор настолько трудно контролировать? Но их можно резюмировать как потерю воды, неспособность заменить воду и неспособность обнаружить ситуацию. Чтобы предотвратить повреждение, котлы оснащены низкими обводнениями. Эти устройства предназначены для обнаружения низкого состояния воды и отключения котла. Горелка остается выключенной до тех пор, пока вода не вернется, тогда горелке разрешено нормально гореть.
Как решить возникшую по этим причинам проблему?
Переходим к практике. Первое что необходимо сделать-отключить котел от питания. Отсечь кранами систему отопления и водопровода от котла. Сбросить всю воду из котла. Это можно сделать через сливной кран в котле, или же, не перекрывая трубу выхода горячей воды из котла, открыть кран подпитки, и открыть ближайший смеситель на горячую воду.
Но следующие факторы могут привести к поломке. Депозиты - Конденсатная вода и новая подпиточная вода, поступающая в котел, могут вносить минералы и твердые частицы. Перемычки. Иногда провода перемычек используются как временное средство для диагностики проблемы или обхода цепи для тестирования.
Возраст. Большинство производителей предлагают периодическую замену механических и электрических компонентов. Если нет, старение может вызвать электрические шорты, утечки и отказ деталей. Но будьте осторожны - неправильная промывка также может привести к повреждению.
Далее находим ниппель на расширительном баке, подсоединяем к нему насос (в идеале — автомобильный с манометром) и начинаем качать. Качаем, до тех пор, пока будет бежать вода из котла. Как только вода бежать перестала, смотрим на манометр, и накачиваем бак до показателя на в 0,9-1,0 bar.
После чего восстанавливаем все соединения системы отопления с котлом, открываем краны, подпитываем систему отопления до показателя 1,2-1,5 bar и включаем котел.
Ведущая причина сбоев котлов
Вся ваша система нуждается в надлежащем обслуживании. Низкое состояние воды в паровом котле - это любая ситуация, при которой вода опускается ниже минимального безопасного рабочего уровня, как это предусмотрено изготовителем. Во время работы внезапные изменения давления пара могут привести к временным падениям ниже этого уровня без каких-либо неблагоприятных эффектов, если все работает должным образом. Однако, если ситуация продолжается без замены воды, металл, обычно охлажденный кипящей водой, должен теперь охлаждаться паром.
Если через некоторое время проблема возникает снова, значит, травит ниппель расширительного бака. Его необходимо заменить, проделав снова все вышеуказанные операции.
Самое плохое, что может случиться с расширительным баком — это разрыв мембраны, что в свою очередь, потребует полной замены расширительного бака. Но как выйти с минимальными потерями из этой ситуации мы, мы расскажем в отдельном посте.
Поскольку передача тепла в пар не так быстро, как кипящая вода, металл становится горячим. Когда металл становится слишком горячим, он теряет механическую прочность и терпит неудачу. Отказы могут варьироваться от кратковременного перегрева с небольшим видимым повреждением, небольшими выпуклостями или деформацией металлических деталей, до катастрофического отказа. Жизнь и имущество подвержены риску, когда котел катастрофически падает под давлением.
Типы устройств для отключения воды
Чтобы предотвратить повреждение и возможные травмы, котлы оснащены низкими обводнениями. Когда это произойдет, горелка остается выключенной, пока оператор не поправит ситуацию вручную и не перезапустит котел. Но даже несмотря на то, что эти устройства в целом надежны, следующие факторы могут привести к поломке.
Обустройство частного дома не считается полноценным без отопительной системы. В настоящее время наиболее распространенным вариантом обогрева жилья является обвязка теплового контура газовым котлом. На сегодняшний день именно газ считается одним из самых дешевых типов топлива, благодаря которому можно обеспечить не только тепло-, но и горячее водоснабжение. Но иногда происходит дестабилизация работы, когда давление падает в системе отопления, или же наоборот, слишком повышается. Почему же это происходит?
Депозиты - Конденсатная вода и новая подпиточная вода, поступающая в котел, приносят минералы и твердые вещества. Когда вода превращается в пар, эти минералы и твердые частицы остаются в котле. Он функционирует так же, как поплавок в унитазе. Либо поплавок не может двигаться вниз надлежащим образом, чтобы обнаружить снижение уровня воды. Или вода попадает в ловушку в миске, ложно указывая на правильный уровень воды. Поплавковая камера и соединительные трубопроводы должны регулярно очищаться в соответствии с рекомендациями производителя, чтобы они были чистыми.
Причины и варианты решения проблемы
Теплоноситель, циркулируя по радиаторам, отдает свое тепло, соответственно, обогрев любой комнаты или помещения осуществляется за счет теплоотдачи радиаторов. Горячая вода движется по системе труб за счет определенного давления, нагнетаемого циркуляционным насосом (пока в расчет естественную гравитацию мы не берем).
Иногда провода перемычек используются в качестве временного средства для диагностики проблемы или для обхода цепи для целей тестирования. Все операторы и техники обслуживания должны быть внимательны к перемычкам. Если после временной ситуации не удаляться, условия для маловодья почти наверняка. Поплавки могут стать поврежденными и протекать. Электрические контакты могут стать сплавленными или выпученными. Электропроводка и изоляция становятся хрупкими от тепла котла. Большинство производителей предлагают замену механических и электрических компонентов периодически.
Когда давление в системе отопления падает, теплоноситель снижает свою скорость, но также интенсивно продолжает отдавать тепло, которое фактически концентрируется только в одной точке. Почему это происходит? Причиной могут быть отключение питания, протечка, проблемы с расширительным бачком и даже материал, из которого изготовлены радиаторы.
Если не заменить, хрупкая проводка или изоляция могут вызвать электрические шорты. Механические уплотнения, такие как сильфоны, могут протекать. Механические соединения, такие как пружины на поплавковой связи, могут не работать. Несмотря на очень высокую надежность, электрические и механические части необходимо периодически заменять.
Техническое обслуживание. Периодическая замена механических и электрических компонентов является лишь частью необходимого обслуживания, чтобы обеспечить надлежащую работу. Очистка поплавковой камеры и соединительных линий - другая. Неправильная продувка, однако, также может привести к повреждению, особенно в котлах высокого давления. Поток смывает поплавковую камеру и соединительные трубопроводы. Если клапаны открываются слишком быстро, результирующий поток может привести к тому, что поплавок подпрыгнет вниз в поплавковой камере.
Отключение электропитания
Самой распространенной причиной того, что давление в отопительной системе падает, является отключение электропитания. Проще говоря, тепловое оборудование попросту перестает работать и, как следствие, давление в котле отопления начинает снижаться.
Решить такую проблему достаточно просто - нужно прибегнуть к помощи альтернативных источников электропитания. Это могут быть всевозможные бесперебойники, аккумуляторы и т.п. Единственное, о чем стоит позаботиться, так это о том, чтобы эти аппараты всегда были в рабочем и заряженном состоянии. Поэтому не забывайте время от времени проверять их работоспособность и подпитывать до полного заряда.
Это может привести к повреждению как поплавка, так и механических связей. Ваш специалист по техническому обслуживанию или оператор котла должен быть осторожным, чтобы медленно открывать клапан на котле высокого давления. Потеря воды. Низкое состояние воды не может произойти, если вода не покидает котел и систему и не заменяется. Вся ваша система нуждается в надлежащем обслуживании для продолжения надежной работы.
Что происходит в паровом котле высокого давления, когда уровень воды становится слишком низким, а горелка не отключается? Ответ: «Это зависит», может быть удивительно. Низкие водные условия могут привести к ряду повреждений. На одном конце спектра есть кратковременное состояние, которое приводит к незначительному или вообще не видимому повреждению. Показательными признаками обесцвечивания металла могут быть все, что видно. Испытание на твердость в металлургической промышленности может выявить перегретые районы.
Если по каким-либо причинам в котле падает давление, и при этом вы длительное время не предпринимаете никаких мер по его стабилизации, то это может привести к размораживанию радиаторов.
Последствия бездействия могут быть самыми разными, начиная от дорогостоящего ремонта отопительного блока и заканчивая капитальным ремонтом с заменой практически всех его комплектующих.
Умеренная степень повреждения может включать в себя основную трубку печи и огневые трубки в котле с огневой трубой. Они могут слегка провисать или поклониться. В водотрубном котле стены печи могут наклоняться. С другой стороны, это катастрофический отказ котла под давлением. Один из таких неудач произошел несколько лет назад в восточной части Соединенных Штатов. Котел с водяным охладителем для шунтирующего кожуха обеспечивал пар для процесса при давлении около 125 фунтов на квадратный дюйм. Когда это катастрофически закончилось, законы физики лучше всего описывают, как двигался котел.
Протечка трубопровода, радиатора, крана и пр.
Кроме этого, причиной падения давления в системе отопления частного дома может стать протечки тепловой магистрали. В этом случае необходимо тщательно проверить все трубы и радиаторы на предмет обнаружения течи и, при необходимости, выполнить ремонтно-восстановительные работы.
ВИДЕО: Как поднять давление в газовом котле простым способом без специального оборудования.
Этот способ будет полезен, если в системе водопровода маленькое давление или отсутствует вода.
Настройки расширительного бака
Почему еще может падать давление в системе отопления? Если дело не в протечках, то возможно проблема в настройках расширительного бака (экспанзомата). Ведь именно за счет этого конструктивного элемента осуществляется регулировка давления в отопительной системе.
Во время нагрева вода расширяется в объеме (в среднем 0,3% на литр жидкости), что приводит к увеличению давления в тепловой магистрали. Тогда как за счет расширительного бака осуществляется компенсация излишка теплоносителя. При необходимости лишняя жидкость поступает в него или же наоборот, возвращается в контур.
Как определить, что причиной, почему в системе отопления падает давление, является именно сбой в работе компенсатора (расширительного бака)?
Все достаточно просто. Во время прогрева теплоносителя давление будет расти, в результате чего наблюдается его аварийное понижение в экспанзомате при помощи специального клапана. После охлаждения воды в магистрали оно находится на отметке, ниже необходимой.
Для регулировки работы экспанзомата, следует воспользоваться инструкцией, которая шла в комплекте с этим оборудованием. Именно в ней указано, каким должно быть давление. После этого следует перенастроить бачок, придерживаясь следующей поэтапной инструкции:
- В первую очередь необходимо перекрыть все краны на входе и выходе нагревательного элемента.
- Дальше, используя сливной штуцер, необходимо полностью спустить жидкость.
- Следующим шагом будет спуск всего воздуха, который находится в экспанзомате. Для этого берем специальный ниппель, который есть в комплекте этого оборудования.
- Теперь нам понадобится автомобильный насос. И если у вас такового нет, то наверняка у одного из ваших соседей этот аппарат уж точно найдется. Подсоединяем насос к расширительному баку и нагнетаем воздух до тех пор, пока показатель на приборе не достигнет отметки в 1,5 бар. Во время этого процесса может наблюдаться вытекание воды из штуцера, но это совсем не говорит о том, что есть какие-либо проблемы. Поэтому переживать по этому поводу не стоит.
- Следующий этап - повторный спуск воздуха.
- Если бак соединен с котлом посредством шланга, то необходимо отсоединить его. Благодаря этому удастся избавиться от лишней жидкости. Как только весь теплоноситель будет удален, подсоединяем шланг обратно.
- Дальше снова берем автомобильный насос и нагнетаем воздух до тех пор, пока показатель на приборе не достигнет той отметки, которая указана в инструкции расширительного бака.
- После этого следует закрыть штуцер, посредством которого выполнялся слив теплоносителя.
- И завершающим этапом будет открытие кранов и заполнение магистрали теплоносителем.
Проведя подобные мероприятия можно включать и проверять работу теплового блока. Если указатель манометра находится в «зеленой» зоне, то это говорит о том, что вы все сделали правильно.
Нередко причиной того, что давление в тепловом контуре падает, может стать неправильно подобранный котел. Так, при расчете необходимой мощности нагревателя берется во внимание площадь отапливаемого сооружения. Этот же параметр необходимо учитывать и при выборе количества обогревательных приборов, для прогрева которых требуется сравнительно небольшой объем теплоносителя. А вот когда домовладелец решает заменить батареи трубами, то он совершенно не думает о том, что на их обогрев требуется уже больше жидкости.
Заменяя обогревательные приборы трубами, стоит произвести повторный расчет мощности нагревателя и, при необходимости, заменить его более мощным.
По такому же принципу выбирается и объем экспанзомата. Так, к примеру, для полноценного функционирования тепловой магистрали, величина теплоносителя в которой составляет 120 литров, достаточно будет восьмилитрового расширительного бака. Сразу же стоит отметить, что тепловая магистраль в этом случае представляет собой совокупность труб и радиаторов. Если устройство отопительного блока будет проводиться без батарей, то объем экспанзомата увеличивается до 15 литров.
Безусловно, выполнить точный расчет количества теплоносителя достаточно трудно. Но вместе с тем все же есть способ вычисления примерного объема воды. Для этого нужно мощность нагревательного элемента умножить на 15. Так, к примеру, если вы приобрели 20 кВт нагреватель, то приблизительное количество воды в магистрали будет: 20 х 15 = 300 литров.
Тогда как вычислить необходимую вместимость экспанзомата будет чуть сложнее. Для этого существует специальная формула:
Получившееся число округляем в большую строну (из примера - 19 литров), и выбираем бак, размер которого максимально приближен к получившемуся значению.
Нередко котлы уже оснащены небольшими регуляторами. Их величина, как правило, меньше, чем требует система, но этот факт нужно обязательно учитывать при покупке дополнительного расширительного бачка.
Например, величина встроенного в нагреватель экспанзомата равна 7 литрам, тогда как для функционирования тепловой магистрали требуется наличие двадцатилитрового расширителя. Из этого следует, что приобрести нужно бак объемом не менее в 13 литров.
Надеемся, из этой публикации вы получили ответы на все интересующие вас вопросы.
ВИДЕО: Как отрегулировать давление воздуха в расширительном баке газового котла
