Havárie teplovodní nízkotlaké elektrokotelny

U elektrického akumulačního teplovodního topení došlo ke zborcení nádoby pod tlakem (vakuem).

Objekt byl vytápěn čtyřmi šestikubíkovými nádržemi. Každá nádrž byla ohřívána 4-mi tělesy o elektrickém příkonu po 300 kW. Při odečtu el. proudu bylo zjištěno, že jedna nádrž se neohřívá. Na místo byl povolán servisní technik, který údajně závadu odstranil. Po dvoudenním provozu se v opravené nádobě začala voda vařit, z pojistného ventilu nádoby vytékala vařící se voda.

Otevřená expanzní nádoba se začala plnit vodou a přetékat. Obsluha si v tomto okamžiku pomohla tak, že vodu čerpala z kotelny ven, tento stav trval zhruba přes noc. Ráno byl telefonem dotázán servisní technik, zda může přijet na opravu. Servisní technik doporučil vypnutí celé kotelny a čekat, až voda vychladne. Obsluha toto provedla. Voda se v rozvodu ochlazovala, ale do parního prostoru „uzavřené zásobní nádrže“ nebyla dostatečně rychle doplňována. V okamžiku zchladnutí páry (pod 100°C) došlo ke kondenzaci páry na vodu. Tento děj byl tak rychlý, že zmenšení objemu páry na vodu vyvolalo i velké snížení tlaku a deformaci nádoby.

V kotelně byla provedena řádná odborná prohlídka kotelny – v daném případě ji prováděl elektrikář. Obsluha kotelny nebyla školena ve smyslu vyhlášky č. 91/1993 Sb. jako obsluhovatel kotle topeného elektrickou energií. Provozní řád kotelny neuváděl, co s kotlem (akumulační nádrží), když teplota otopné vody vystoupí nad 100°C. Systém teplovodní kotelny nebyl jištěn na podtlak v systému ve smyslu ČSN 06 0830. Jako doplňovacího čerpadla z expanzní nádoby do soustavy bylo použito odstředivého čerpadla s oběžným kolem z umělé hmoty (termoplastu). Při čerpání horké vody umělá hmota změkla a pod tlakem v nádobě byla přisátá k výtlačné části čerpadla a vlastně působila jako uzavírající se zpětná klapka. Je s podivem, že trojnásobné elektrické jištění na max. teplotu 85°C (provozní), 90°C a 95°C (havarijní) vypadlo najednou po opravě servisním technikem.

Z uvedeného případu vyplývá, že byly porušeny základní bezpečnostní podmínky provozu kotelny:

• Lze pochybovat o kvalifikaci a znalostech servisního technika
• Obsluha neznala funkci zařízení, neměla kvalifikaci
• Neúplný Místní provozní řád, který nepředepisuje opatření při překročení bodu varu
• Nezajištění nádob proti podtlaku
• Špatná volba čerpadla s oběžným kolem z umělé hmoty
• Neprovádění kontrol proměřením funkčnosti provozních, vypínacích a havarijních termostatů

Výbuch teplovodního kotle provozovaného bez vody

V kotelně byly provozované dva teplovodní kotle ARK 630 o max. výkonu 730 kW, oba rok výroby 1988, jako palivo byl použit dřevní odpad z výroby. V den havárie došlo dvě hodiny po odstavení kotle okolo čtrnácté hodiny k výbuchu. Při výbuchu bohužel zahynul jeden pracovník, který však nebyl obsluha kotelny. Dále došlo k úplnému zničení kotelny. Kotle sloužily i k ohřívání TUV. Výbuchem byly prakticky zničeny oba kotle i budova, střechy, stěny. Technologické zařízení (Rozvaděč otopné vody, sběrač otopné vody, tlakové expanzní nádoby, změkčovací filtr, potrubí, armatury) bylo zasypáno stavební sutí. Příčinou výbuchu kotle byl provoz bez vody a náhlé doplnění vody do kotle. Opět zanedbání povinností obsluhy, selhání technického zabezpečení, neznalost při provozu a doplňování vody do kotle.

Možné příčiny havárií kotlů parních, horkovodních, nízkotlakých a teplovodních, ale též celých kotelen.

Výbuchy lze rozdělit do několika skupin, které mají své specifické příčiny.

1) Kotel je topen bez dostatku vody

V kotli je přehřívající se pára a zbytek vody, pod tzv. žárorysem. Tlakový celek se v místech, která nejsou ponořena do vody ohřeje na cca 500 – 600°C. Ohřátí materiálu způsobí snížení jeho pevnosti (prohnutí plamence, trubky). Dojde-li topičskou chybou, nebo poruchou napájecího zařízení k napájení takto rozpáleného kotle, rozpálené stěny se poměrně prudce ochladí a dojde k náhlým pnutím v ochlazeném materiálu. Pnutí tlakový celek nevydrží a dojde k trhlině v tlakovém celku. Trhlinou v tlakovém celku dojde k výronu páry mimo tlakový celek. Rychlost výronu závisí na velikosti trhliny. Z tohoto pohledu se zdají být bezpečnější kotle vodotrubné, než kotle plamencové. Průřez trubky škrtí protékající páru, nebo horkou vodu. U plamencových kotlů dochází k plošně větším trhlinám a proto následky havárie těchto kotlů bývají horší.

2) Výbuchy nespálených plynů v topeništi a spalinových cestách

Při špatném hoření se z pevného paliva tvoří oxid uhelnatý a lehčí deriváty uhlovodíků. Jak oxid uhelnatý, tak uhlovodíky jsou schopny se vzduchem při určité koncentraci vytvořit výbušnou směs. Topný plyn nebo rozprášený či vypařený topný olej tvoří při určitém směsném poměru výbušnou směs také. Proto je tak důležité před zatápěním topeniště a spalinové cesty kotle řádně provětrat.

U plynných a kapalných paliv je provětrávání dáno automatikou hořáku. U menších kotlů na pevná paliva záleží na topiči. Zejména je třeba mít se na pozoru při roztápění kotle, který byl odstaven do tzv. teplé zálohy. Je nutné nejprve oheň rozfoukat, tím provětrat kotel a potom teprve přikládat. Další důležitou zásadou je topit předepsaným palivem a pro zatápění pevných paliv nepoužívat hořlavé kapaliny.

3) Výbuch hořlavých prachů v kotelně

Zvíření hořlavých prachů v kotelně může způsobit výbuch popsaný v části 2), nebo i průvan, nebo průlet ptáka. Pak následuje zážeh zvířeného prachu např. ohněm v topeništi. Za hořlavý prach může být považován téměř každý organický prach např. uhelný, dřevěný, textilní apod. Samostatnou kapitolu tvoří výbuch topného plynu v topeništi i kotelnách a to v tom případě, že nejsou dodrženy plynařské předpisy a zejména ČSN 07 0703.

Závěrem je nutné připomenout, že při pečlivém dodržení předpisů – vyhl. č. 48/1982 Sb., vyhl. č. 91/1993 Sb., ČSN 07 0710, ČSN 07 0620, ČSN 07 0703, ČSN 06 0830, ČSN 69 0012 by k smutným příhodám, které si vybrali daň i na lidských životech, nedošlo.

Související

Související témata Kotle horkovodní Nehody, úrazy, havárie