Ventilacija plinske kotlovnice - praksa i stvarna potreba Boiler room ventilation - practice and realistic demand

Transcription

1 Tomislav Pavić:Ventilacija plinske kotlovnice praksa i stvarna potreba (k1 - k9) Ventilacija plinske kotlovnice - praksa i stvarna potreba Boiler room ventilation - practice and realistic demand Tomislav Pavić, dipl. ing. stroj. Energonova d.o.o., Novačka 333, Zagreb tomislav.pavic@energonova.hr Sažetak Članak opisuje tehničke uvjete dimenzioniranja ventilacije kotlovnice koji se provode u praksi i uvjete koji bi trebali biti ukoliko želimo biti dobri gospodari. Iz članka se jasno može vidjeti da trebamo mijenjati pristup projektiranju kotlovnica (ali i drugih postrojenja gdje se koristi prirodni plin). Rezultat promjena bit će znatno smanjenje troškova gradnje i uporabe kotlovnice, povećanje energetske učinkovitosti i očuvanje okoliša smanjenjem emisije CO 2. Pitanje je: "Jesmo li spremni na promjene ili smo tako bogati da se možemo i dalje razbacivati energijom?" Ključne riječi kotlovnica, toplinski generator, prirodni plin, propusnost plina, ugroženi prostor, eksplozivna atmosfera Abstract Article describes the technical requirements for the ventilation size of the boiler room which is implemented in practice and conditions which should be, if we want to be good masters. From the article can be clearly seen that approach design to the boiler room (and other gas plants) we should change NOW. The result of the changes will be a significant reduction in construction costs and the use of the boiler room, but also to increase energy efficiency and protect the environment by reducing CO2 emissions. The question is: "Are we ready to change this or we are so rich that we could continue to waste energy?" Keywords Boiler room, Boiler, Natural gas, Explosive atmosphere, Leakage. I. UVOD U članku su obrađeni tehnički kriteriji koji moraju biti zadovoljeni za ispravan rad plinske kotlovnice u pogledu ventilacije prostora kotlovnice, a sa svrhom osiguranja standardnih radnih uvjeta. Članak se isključivo odnosi na prirodni plin kao gorivo. Strukovni propisi na bazi kojih se projektira, izvodi, nadzire i održava plinska instalacija, osiguravaju takav tehnički stupanj sigurnosti da se prostori kroz koje prolazi plinska instalacija i u kojima se nalaze plinska trošila smatraju neugroženim prostorima*. *U točki 3.4 norme HRN EN :2009, definicija neugroženoga prostora glasi: prostor u kojem se ne očekuje prisutnost eksplozivne plinske atmosfere u količinama koje iziskuju posebne mjere glede konstrukcije, ugradbe i uporabe uređaja Problematika izvedbe i sigurnosti u radu plinskih instalacija te ventilacije prostorija s plinskim trošilima i u kotlovnicama, razmatrat će se isključivo u kontekstu strukovnih propisa te se u tom kontekstu neće razmatrati strukovni propisi protueksplozijske zaštite kao npr. PRAVILNIK o najmanjim zahtjevima sigurnosti i zaštite zdravlja radnika te tehničkom nadgledanju postrojenja, opreme, instalacija i uređaja u prostorima ugroženima eksplozivnom atmosferom, NN 39/2006. Ventilacija prostora kroz koje prolazi plinska cijevna instalacija i prostora s plinskim trošilom ili generatorom topline u kotlovnici, kod nas u praksi nije jasno riješena. Razlog je tomu to što se projektiranjem bavi dio ljudi koji ne poznaju pravila plinske struke pa se prostor kroz koji prolazi plinska instalacija ili u kojem se nalaze plinska trošila, često tretiraju kao ugroženi prostori, a s time se značajno povećavaju troškovi krajnjem korisniku od faze projektiranja do uporabe. II. PLINSKA INSTALACIJA TEHNIČKI KRITERIJI IZVEDBE I NADZORA Kada se govori o plinskoj instalaciji, u ovom se članku isključivo govori o instalaciji prirodnoga plina u širokoj potrošnji koja je projektirana, izvedena i nadzirana u skladu sa propisima plinske struke. Time se prvenstveno podrazumijeva da je ista izvedena tako da ne ugrožava sigurnost korisnika i da se na nju ne primjenjuju propisi protueksplozijske zaštite. A. Osnovna pravila za izradu, održavanje i nadzor plinske instalacije Plin mora biti odoriran, a to znači da mora imati jasno prepoznatljiv miris koji može osjetiti i prepoznati svaka osoba. Odorizacija je osnovna sigurnosna mjera u zaštiti potrošača plina. (U sjevernom dijelu Zagreba, na uzorku od 6 osoba, nekoliko je puta provođeno ispitivanje koncentracije plina koja se može osjetiti njuhom. Mjerenjem je utvrđeno da se njuhom već može osjetiti koncentracija plina u prostoru od 300 ppm (<1% DGE) ). Plinska instalacija mora biti izrađena, ispitana i održavana sukladno strukovnim propisima i pravilima struke. Sva oprema koja se ugrađuje na plinsku instalaciju mora biti izrađena i ispitana u skladu s propisima i normama pri čemu se uz funkcionalnu uporabivost naročita pozornost posvećuje sigurnosti u pogledu propusnosti opreme kod oštećenja ili nakon požara. Razvod plinske instalacije mora se izvesti u dobro ventiliranim prostorima koji se ne smiju naknadno zatvarati ili pregrađivati bez odobrenja stručnjaka za plin. Prostori za boravak ili kretanje ljudi su, prema strukovnim propisima, bez dileme dobro ventilirani prostori. Ovdje se prvenstveno misli na razvod plinske instalacije u oknima, ili iza zidnih ili stropnih obloga gdje postoje zračne šupljine. Zahtjev je da ti prostori

2 Tomislav Pavić:Ventilacija plinske kotlovnice praksa i stvarna potreba (k2 - k9) imaju ventilacijske otvore, a plinska instalacija koja prolazi kroz njih ne smije imati nikakve rastavljive spojeve. Ovlašteni stručnjaci periodički ispituju plinske instalacije u propisanim rokovima i s propisanim kriterijima za ocjenu ispravnosti. Rokovi ispitivanja propisani su u ovisnosti o namjeni i tlačnom području plinske instalacije. 2) Smanjena uporabivost postoji ako je propusnost plina pri pogonskom tlaku između 1 i 5 l/h B. Propusnost plinske instalacije Pri projektiranju plinske instalacije projektanti često "pretpostavljaju" potencijalnu propusnost plina na bazi koje prostor s plinskom instalacijom svrstavaju u ugroženi prostor, sukladno pristupu norme HRN EN , a što nema nikakve veze s pravilima plinske struke. Tehničkim pravilnikom za plinske instalacije, DVGW-TRGI G 600 propisano je da plinska instalacija mora biti nepropusna, a za postojeće instalacije u radu propisan je stupanj uporabivosti s obzirom na razinu propusnosti plinske instalacije. Osnovna sigurnost plinske instalacije u pogledu propusnosti postiže se odorizacijom (dodavanjem jasno prepoznatljiva mirisa koji može osjetiti svaka osoba) čime korisnik instalacije trajno nadzire potencijalnu propusnost. Periodično, u propisanim rokovima, stručnjaci za plin kontroliraju propusnost plinske instalacije. Plinska cijevna instalacija, koja je u radu, razvrstava se prema stupnju uporabivosti: 1) Neograničena uporabivost postoji ako je propusnost plina pri pogonskom tlaku < 1 l/h. Slika 2. Grafički prikaz okolnoga prostora kod propusnosti plina od 5 l/h kada je ukupno propuštanje koncentrirano u jednoj točki. 3) Plinski je cjevovod neuporabiv ako je propusnost plina pri pogonskom tlaku > 5 l/h. Na primjeru propusnosti plina od 10 l/h, kada je ukupno propuštanje koncentrirano u jednoj točki, prikazan je utjecaj propusnosti na okolinu u neposrednoj blizini izvora ispuštanja. Slika 1. Grafički prikaz okolnoga prostora kod propusnosti plina od 1 l/h kada je ukupno propuštanje koncentrirano u jednoj točki Slika 3. Grafički prikaz okolnoga prostora, koncentracija 100% DGE je do 3 cm iznad izvora ispuštanja Strukovnim je propisom definirana ukupna propusnost plinske instalacije, a u grafičkim prikazima u točkama 1. do 3. prikazane su ukupne propusnosti koncentrirane u jednoj točki. Iz grafičkoga prikaza za neograničeno uporabivu i smanjeno uporabivu plinsku instalaciju s maksimalnom propusnošću do 5 l/h u okolnome prostoru oko izvora ispuštanja nema eksplozivne koncentracije plina. Ovdje je važno napomenuti da se to odnosi i na zatvorene

3 Tomislav Pavić:Ventilacija plinske kotlovnice praksa i stvarna potreba (k3 - k9) prostore koji su ventilirani sukladno pravilima plinske struke. Prema tehničkome propisu, propusnost plina između 1 i 5 l/h mora se trajno sanirati u roku ne dužem od 30 dana, a izvor povišena propuštanja plina mora se odmah privremeno sanirati. Jedna je od metoda privremene sanacije omatanje propusnoga mjesta tzv. "masnom trakom". C. Rokovi kontrole plinske instalacije Minimalni rokovi kontrole propisani su Zakonom o zapaljivim tekućinama i plinovima, NN 108/95 i 56/10. U zakonu su definirani maksimalni rokovi koji za ispitivanje plinskih instalacija u stanovima iznose 10 godina, a za plinske instalacije u prostorima javne namjene ili gdje se obavlja gospodarska djelatnost 5 godina uz napomenu ako drugim propisom nije određen kraći rok. Za plinske kotlovnice propisani su rokovi kontrole PRAVILNIKOM o tehničkim normativima za projektiranje, gradnju, pogon i održavanje plinskih kotlovnica, SL list 10/90 i 52/90. Rokovi kontrole plinskih kotlovnica iznad 350 kw jednom su godišnje, a za kotlovnice kw nije izrijekom u Pravilniku propisan rok, ali se u praksi primjenjuje jednom u dvije godine. D. Situacija u praksi na distribucijskom području Gradske plinare Zagreb (GPZ) Na distribucijskom području GPZ prema procjeni ima više od 2000 plinskih kotlovnica. Prema podacima GPZ-a u posljednjih 10 godina ni u jednoj kotlovnici nije došlo do bilo kakve nezgode koja bi bila vezana uz propusnost plina na unutarnjoj plinskoj instalaciji. Na bazi iskustva autora članka u periodu od do godine bile su dvije eksplozije u kotlovnicama i to: Eksplozija u kotlovnici u stambenoj zgradi u Vrapču. Eksplozija nije bila na plinskoj instalaciji nego u komori izgaranja toplinskoga generatora, a uzrok je bila upravljačka automatika loše kvalitete koja nije bila odgovarajuća za ugrađeni plamenik. Nije bilo nikakvih posljedica jer je na dimnjači kotla bila ugrađena protueksplozijska klapna putem koje se rasteretio nastali predtlak unutar ložišta. Eksplozija u kotlovnici u stambenoj zgradi u Heinzelovoj ulici u Zagrebu. Eksplozija nije bila na plinskoj instalaciji nego u komori izgaranja toplinskoga generatora, a uzrok je bila krivo ugrađena opruga u elektromagnetskome ventilu prilikom njegova servisiranja. Jasno je vidljivo da propusnost plinske instalacije u kotlovnicama nije uzrokovala havarije na predmetnim promatranim uzorcima. U suradnji s GPZ-om tvrtka ENERGONOVA d.o.o godine bila je nositelj pilot projekta ispitivanja plinskih instalacija u stanovima i kućama na objektima gdje se plinske instalacije nisu ispitivale više od 13 godina. Starost ispitivanih plinskih instalacija kretala se iznad 40 godina. Stan i obiteljska kuća TABLICA I. TABLIČNO JE PRIKAZAN BROJ ISPITANIH INSTALACIJA I OCJENA UPORABIVOSTI INSTALACIJE Broj instalacija Smanjeno uporabiva instalacija Neuporabiva instalacija Obiteljske kuće (2,7%) 1 (8 l/h) Stan u zgradi (1,9%) - Uzroci propusnosti instalacija u kućama isključivo su bile naknadne preinake koje su rađene nestručno. U starijim stanovima u zgradama instalacije su se u pravilu izvodile podžbukno navojnim spojevima brtvljenim kudjeljom što je bilo u redu kada se koristio gradski plin koji je bio vlažan. Prirodni je plin suh i propusnosti koje su uočene na instalacijama u pravilu su uzrokovane načinom brtvljenja. III. TEHNIČKI KRITERIJI ZA ISPRAVNU VENTILACIJU KOTLOVNICE U praksi se prilikom dimenzioniranja ventilacijskih otvora kotlovnica u pravilu primjenjuju dvije metode proračuna: Proračun na bazi n = 5 h -1 u prostoriji kotlovnice Proračun na bazi ukupne snage toplinskih generatora koji mogu istovremeno raditi, što je propisano PRAVILNIKOM o tehničkim normativima za projektiranje, gradnju, pogon i održavanje plinskih kotlovnica, Sl. list 10/90 i 52/90. Metoda proračuna na bazi n = 5 h -1 u prostoriji kotlovnice nema nikakvo uporište u plinskoj struci. Primjerice, kotlovnica može imati mali obujam zraka i instaliran toplinski generator velike snage, te izmjena zraka u prostoru kotlovnice n = 5 h -1 nije dovoljna za normalan rad kotlovnice. Postoji i obrnut primjer kada je obujam kotlovnice velik, a instalirana snaga toplinskoga generatora mala, pri čemu i n = 1 h -1 može biti dovoljan za ispravan i siguran rad. Prostor kotlovnice mora se provjetravati tako da se osigura potrebna količina zraka za izgaranje i održavanje standardnih radnih uvjeta. Pritom se mora osigurati dijagonalno ventiliranje prostora kotlovnice. Poprečno je ventiliranje osigurano tako da je pri podu jednoga zida kotlovnice dovodni otvor za zrak, a pri stropu suprotna zida odvodni otvor.

4 Tomislav Pavić:Ventilacija plinske kotlovnice praksa i stvarna potreba (k4 - k9) Ventilacijom prostora kotlovnice mora se osigurati: Dobava zraka za izgaranje Odvođenje viška topline nastale zagrijavanjem instalirane opreme u kotlovnice Propisana kvaliteta zraka u prostoru Sigurnost u slučaju eventualne propusnosti prirodnoga plina. A. Opće pravilo za ispravan dovod zraka do toplinskoga generatora Prethodno navedeni zahtjevi za ventilaciju kotlovnice i dobavu zraka za izgaranje bit će ispunjeni ako su osigurani sljedeći uvjeti: Dovod zraka u kotlovnicu, za vrijeme rada toplinskoga generatora 1,6 m 3 /kw nazivne snage toplinskih generatora koji mogu istovremeno raditi. Podtlak u prostoriji za vrijeme rada toplinskoga generatora nije veći od 4 Pa u odnosu na vanjski tlak. Opće je pravilo za ispravan dovod zraka do toplinskoga generatora propisano Tehničkim pravilnikom za plinske instalacije, DVGW-TRGI G 600 i primjenjivo je za sve prostore u kojima se nalaze plinska trošila koja uzimaju zrak za izgaranje iz prostorije s trošilom. Na bazi navedenih kriterija trebale bi biti propisane veličine ventilacijskih otvora plinskih kotlovnica. B. Dobava zraka za izgaranje propisana Pravilnikom za plinske kotlovnice (Sl. list 10/90 i 52/90) Za projektiranje, nadzor i održavanje plinskih kotlovnica u Republici Hrvatskoj već je 22 godine na snazi PRAVILNIK o tehničkim normativima za projektiranje, gradnju, pogon i održavanje plinskih kotlovnica, Sl. list 10/90 i 52/90 (U daljnjem tekstu: Pravilnik za kotlovnice). Za dovod zraka za izgaranje i ventilaciju kotlovnice ovim su pravilnikom propisani tehnički uvjeti koji moraju biti zadovoljeni za siguran rad. Posebno je bitan članak kojim se definira ventilacija kotlovnice: Članak 22. Prostor kotlovnice mora se provjetravati tako da se osigura potrebna količina zraka za izgaranje i održavanje standardnih radnih uvjeta. Provjetravanje mora biti prvenstveno prirodno, a ako to nije moguće, moraju se stvoriti tehnički uvjeti za prisilnu ventilaciju. Kotlovnice s atmosferskim plamenicima moraju imati isključivo prirodnu ventilaciju. Pri radu kotlovnice prostor kotlovnice čija ventilacija udovoljava odredbama čl. 22. do 34. ovoga pravilnika, uz uvjet da su spojevi na cjevovodima plina kvalitetno izvedeni i da kvaliteta održavanja i eksploatacije odgovara zahtjevima poglavlja 9. i 10. ovoga pravilnika, smatra se neugroženim prostorom prema hrvatskoj normi HRN N.S Važećim Pravilnikom za kotlovnice propisane su veličine ventilacijskih otvora kotlovnica za sljedeće situacije: Zrak za izgaranje uzima se direktno iz prostorije kotlovnice, Zrak za izgaranje uzima se izravno izvana, a ne iz prostora kotlovnice, Kotlovnica se izvodi s prisilnom ventilacijom. U ovom se članku razmatra najčešće primijenjen slučaj gdje se zrak za izgaranje uzima direktno iz prostora kotlovnice. Minimalna efektivna površina dovodnoga otvora za ventilaciju i zraka za izgaranje iznosi: 1) za kotlovnice kapaciteta do 1200 kw A o = 5,8 Q 2) za kotlovnice kapaciteta većeg od 1200 kw A o = 200 Q 0,5 Minimalna efektivna površina odvodnoga otvora iznosi: A 1 = 1/3 A o gdje je: Q - ukupni kapacitet kotlovnice, u kw A o - minimalna efektivna površina dovodnoga otvora, u cm 2 A 1 - minimalna efektivna površina odvodnoga otvora, u cm 2 Ovdje je važno napomenuti da je Pravilnik stupio na snagu god., a baza za njegovu izradu bili su njemački strukovni propisi DVGW-TRGI 1972 iz godine i Feuerungsverordung (FeuVO) iz godine. Od toga vremena do danas napravljeni su značajni koraci u povećanju kvalitete i sigurnosti opreme te povećanju energetske učinkovitosti. Međutim, u izvornim propisima koji su bili podloga za izradu Pravilnika za kotlovnice, definicija veličine ventilacijskih otvora značajno odstupa od one koja je primijenjena u Pravilniku. Proračun ukupne površine efektivnih otvora prema izvornim strukovnim propisima računao se po formuli: A= ,5 (Q - 50) cm 2 gdje je: A = ukupna površina ventilacijskoga otvora za zrak u cm 2 Q = ukupna nazivna toplinska snaga ugrađenih toplinskih generatora koji mogu istovremeno raditi, ovisnih o zraku iz prostorije u kw. Već od početka primjene Pravilnika za kotlovnice ventilacijski su otvori bili predimenzionirani 2 do 3 puta u odnosu na izvorne strukovne propise.

5 Tomislav Pavić:Ventilacija plinske kotlovnice praksa i stvarna potreba (k5 - k9) C. Dobava zraka za izgaranje propisana Tehničkim pravilnikom za plinske instalacije, DVGW-TRGI G 600, godina Tehnički pravilnik za plinske instalacije objavljen je godine i temelji se na najnovijim postignućima u plinskoj tehnici uvažavajući i najnovije građevne zahtjeve uštede energije i smanjenja emisije CO 2. Ovim je pravilnikom propisano da se ventilacijski otvori i otvori za dovod zraka za izgaranje moraju tako dimenzionirati da kod najvećega mogućeg strujanja zraka u prostoriji s toplinskim generatorom, ne može nastati podtlak veći od 4 Pa. Proračun ukupne površine efektivnih otvora računa se po formuli: A= (Q + V E /1,6-50) cm 2 gdje je: A = ukupna površina ventilacijskoga otvora za zrak u cm 2 Q = ukupna nazivna toplinska snaga ugrađenih toplinskih generatora koji mogu istovremeno raditi, ovisnih o zraku iz prostorije u kw, V E = volumenski kapacitet zraka odsisnoga uređaja u m 3 /h. Ovom su formulom obuhvaćeni toplinski generatori, ali i eventualno postojeći odsisni ventilatori koji mogu istovremeno raditi i s toplinskim generatorima. Otvore treba izvesti u donjoj i gornjoj zoni prostorije pri čemu je površina jednoga otvora A/2. Ako se za odvod zraka iz prostorije koristi odsisni ventilator, onda ukupna površina otvora za dovod zraka treba biti A. U Republici Sloveniji tehnička je regulativa za projektiranje plinskih kotlovnica u fazi donošenja (Smjernice SZPV 407 Požarna varnost pri načrtovanju, vgradnji in rabi kurilnih in dimovodnih naprav) i usklađuje se s njemačkom regulativom (Feuerungsverordnung FeuVO, izdanje godine). A 150 cm 2 + (ΣQ n 50 kw) x 2 cm 2 *) *Izračunata površina je efektivna Slika 4. Izvedbe dovoda zraka za izgaranje Slika 5. Primjeri izvedbe ventilacije prema FeuVO odnosno SZPV 407 IV. DIMENZIONIRANJE VENTILACIJSKIH OTVORA KOTLOVNICE U nastavku je prikazana usporedba dimenzioniranja ventilacijskih otvora kotlovnice prema tehničkim kriterijima za ispravnu ventilaciju kotlovnice koji su navedeni u prethodnome poglavlju. Za primjer je uzeta kotlovnica s toplinskim generatorom nazivne snage 900 kw. Cilj je ovog proračuna da se prikažu ukupne površine ventilacijskih otvora i usporede međusobna odstupanja. A. Proračun prema općem pravilu za ispravan dovod zraka a) Podtlak u prostoriji ne smije biti veći od 4 Pa. Efektivna površina ventilacijskoga otvora, uključivo i sve otpore na rešetki i u dovodnome kanalu treba biti takva da podtlak u prostoriji za vrijeme rada toplinskoga generatora ne bude veći od 4 Pa. Brzina strujanja zraka na ventilacijskome otvoru računa se prema formuli: w = (2 q ref / ) -2 Gdje je: w srednja brzina strujanja zraka na ventilacijskom otvoru, u m/s q ref tlak zraka koji odgovara srednjoj brzini strujanja zraka, u Pa (q ref = 4 Pa) gustoća zraka, u kg/m 3 (ρ=1,25 kg/m 3 ) Proračunom po prethodnoj formuli maksimalna teorijska brzina strujanja zraka na ventilacijskome otvoru ne smije biti veća od 2,5 m/s. Uzevši u obzir da je gustoća zraka zimi veća, te dodatni faktor sigurnosti, maksimalna brzina strujanja

6 Tomislav Pavić:Ventilacija plinske kotlovnice praksa i stvarna potreba (k6 - k9) zraka na ventilacijskome otvoru kotlovnice u kojoj je ugrađen toplinski generator, ne smije biti veća od 2,2 m/s. b) Količina dovedenoga zraka treba biti 1,6 m 3 /kw Količina dovedenoga zraka za kotlovnicu s toplinskim generatorom snage 900 kw treba biti V = 1,6 900 kw = m 3 /h. c) Površina ventilacijskih otvora Prema dobivenim podacima u a) i b) izračuna se ukupna površina ventilacijskih otvora koja iznosi: A= V/(0,36 w) Gdje je: A - ukupna površina ventilacijskoga otvora za zrak u cm 2 V potrebna količina dovedenoga zraka u kotlovnicu u m 3 /h w srednja brzina strujanja zraka na ventilacijskome otvoru, u m/s Površina ventilacijskih otvora treba biti A = 1.440/(0,36 2,2) = 1818 cm 2. B. Proračun prema Pravilniku za plinske kotlovnice iz godine Prema Pravilniku za plinske kotlovnice minimalna efektivna površina dovodnoga otvora za zrak iznosi: A o = 5,8 Q = 5,8 900 = cm 2 a odvodnoga otvora iznosi: A 1 = 1/3 A o = 1/ = 1740 cm 2 Ukoliko se radi o toplinskome generatoru s atmosferskim plamenikom, površina odvodnoga otvora treba biti jednaka površini dovodnoga otvora, te iznosi A 1 = cm 2. Ukupna površina ventilacijskih otvora za: Kotlovnicu s toplinskim generatorom s predtlačnim plamenikom iznosi A = cm 2 Kotlovnicu s toplinskim generatorom s atmosferskim plamenikom iznosi A = cm 2 Usporedivši površine ventilacijskih otvora iz točke "A" s rezultatima dobivenim u točki "B" očigledno je da su površine ventilacijskih otvora propisane Pravilnikom za plinske kotlovnice iz godine u konkretnom primjeru predimenzionirane 3 puta za kotlovnice s predtlačnim plamenikom i 5 puta za kotlovnice s atmosferskim plamenikom. uvažavaju opća pravila za ispravan dovod zraka te su odstupanja izračunatih površina neznatna. V. PRIMJERI IZ PRAKSE U poglavlju III. navedeno je da se u praksi pri dimenzioniranju kotlovnica projektanti opredjeljuju za dvije metode proračuna: Proračun na bazi n = 5 h -1 u prostoriji kotlovnice Proračun na bazi Pravilnika za kotlovnice Često se zna raditi kombinacija ovih dviju metoda, a dimenzioniranje otvora izvodi se prema nepovoljnijem kriteriju. U nastavku su prikazana dva konkretna primjera iz prakse gdje tvrtka ENERGONOVA ispituje plinske instalacije. A. Primjer 1. - Dimenzioniranja ventilacijskih otvora industrijske kotlovnice prema različitim kriterijima Samostojeća industrijska kotlovnica snage 1690 kw smještena je u prostoriji obujma 607 m 3. Osni razmak ventilacijskih otvora je 7,8 m. Dimenzioniranje ventilacijskih otvora izrađeno je usporedno prema kriterijima koje navode: - Pravilnik za plinske kotlovnice, Sl. list 10/90 i 52/90 - Tehnički pravilnik za plinske instalacije, DVGW-TRGI G 600, g - Uvjet n = 5 h 1 i Δt = 3 0 C (razlika temperatura zraka u kotlovnici i van nje koja se do sada uobičajeno koristila u proračunima). C. Proračun prema Tehničkom pravilniku za plinske instalacije iz godine Za kotlovnicu s toplinskim generatorom nazivne snage 900 kw te s prirodnom ventilacijom ukupna površina otvora za zrak iznosi: A= (900-50) = 1850 cm 2 Iz ovog je primjera vidljivo da se novim Tehničkim pravilnikom za plinske instalacije iz godine Slika 6. Presjek samostojeće kotlovnice snage 1690 kw

7 Tomislav Pavić:Ventilacija plinske kotlovnice praksa i stvarna potreba (k7 - k9) U konkretnu je primjeru ventilacija kotlovnice izrađena prema Pravilniku za kotlovnice. Da se radila prema DVGW-TRGI G 600, uštedjelo bi se godišnje do 1000 m 3 prirodnoga plina i smanjila bi se emisija CO2 za kg/a. Da se ventilacija kotlovnica radila prema uvjetu n = 5 h1, emisija CO2 povećala bi se za kg/a i potrošilo bi se m 3 /a plina. Ovo se ne može uzeti kao pravilo jer je svaka kotlovnica specifična. Kako bi se uštedila energija, svakom bi slučaju trebalo pristupati posebno. TABLICA II. TABLIČNO JE PRIKAZANA USPOREDBA VELIČINA VENTILACIJSKIH OTVORA, UTROŠKA ENERGIJE ZA POKRIĆE VENTILACIJSKIH GUBITAKA I EMISIJA CO 2. Pravilnik za kotlovnice, Sl. list 10/90 i 52/90 Tehnički pravilnik za plinske instalacije, DVGW- TRGI G 600, g Uvjet n = 5 h 1 Ukupna površina otvora cm * Broj izmjena zraka kod T=3 0 C 1,4 0,65 5 Procijenjena srednja temperaturna razlika u sezoni grijanja T=7 0 C** Broj izmjena zraka kod T=7 0 C Količina odvedenoga zraka ventilacijom m 3 /h kod T=7 0 C Energija za pokriće ventilacijskih gubitaka kwh/a kod T=7 0 C Procijenjena potrošnja plina za pokriće ventilacijskih gubitaka m 3 /a 2,14 1 7, Emisija CO 2, kg/a * Dimenzioniranje ventilacijskih otvora izrađeno je na bazi n = 5 h -1 (pet izmjena zraka na sat) i s t = 3 0 C (razlika temperatura zraka u kotlovnici i izvan nje). ** Na lokaciji kotlovnice srednja temperatura vanjskoga zraka u sezoni grijanja je 5,3 0 C, a pretpostavljena temperatura u prostoriji kotlovnice 12 0 C. B. Primjer 2. - Izvedeno rješenje ventilacije jedne TOPLANE U kotlovnici je ugrađen toplinski generator nazivne snage kw koji zrak za izgaranje uzima direktno iz vanjske atmosfere (neovisan je o zraku iz prostorije). Projektant je prirodnu ventilaciju kotlovnice dimenzionirao tako da se "onemogući stvaranje eksplozivne atmosfere u kotlovnici" (citat iz projekta). a) Proračunski rezultati i odabrano rješenje: Obujam kotlovnice V = m 3, faktor zapunjenosti f = 0,8, V ef = m 3. Efektivna površina ventilacijskoga otvora za dovod i odvod zraka 10,18 m 2 svaki. Visinska razlika osi ventilacijskih otvora, H = 6 m Proračunska temperatura za dimenzioniranje ventilacijskih otvora Δt = 3 0 C (razlika temperatura zraka u kotlovnici i izvan nje) Proračunski je dobiveno n = 8,86 h -1 uz zaključak projektanta zadovoljava jer se prihvatljiva izmjena zraka u kotlovnicama kreće u granicama 5-10 puta. Na bazi proračuna projektant se opredijelio za: ventilacijski otvor za dovod zraka efektivne površine 11,1 m 2 ventilacijski otvor za odvod zraka efektivne površine 13,3 m 2 Primjenom proračunske metode iz projekta, za odabrane ventilacijske otvore, n = 10,58 h -1, odnosno unutar kotlovnice treba osigurati m 3 /h svježeg zraka za osiguranje od eventualne propusnosti plina. b) Procjena troškova zbog povišenih ventilacijskih gubitaka Za kotlovnicu obujma m 3 zbog potencijalne propusnosti plina nije potrebno izvoditi nikakve ventilacijske otvore što obrađuje poglavlje II. Plinska instalacija tehnički kriteriji izvedbe i nadzora. Ukoliko se za proračun ventilacijskih gubitaka promatra samo ogrjevna sezona kao u primjeru A. uz procijenjenu razliku temperature zraka T = 7 0 C u kotlovnici i izvan nje rezultat je sljedeći: srednji broj izmjena zraka, n = 16,73 h -1 količina odvedenoga zraka u atmosferu m 3 /h potrošnja plina oko m 3 /a emisija CO kg/a financijski gubitak oko kn/a bez PDV-a Kao rezervno gorivo koristi se teško loživo ulje (mazut), pri čemu emisija CO 2 za pokriće nepotrebnih ventilacijskih gubitaka u sezoni grijanja iznosi kg/a. Trenutno stanje u kotlovnici - Najveći dio ventilacijskih otvora zatvoren kartonima jer je nemoguće boraviti u kotlovnici, a ovakvih primjera u praksi ima puno. C. Primjer 3. Ventilacija kotlovnice i zaštita od smrzavanja Kotlovnica snage 1930 kw ima izvedene ventilacijske otvore ukupne efektivne površine cm 2. Kotlovnica se nalazi u regiji gdje temperature zimi znaju pasti ispod 20 0 C. Korisnici kotlovnice imaju problem u zimskom periodu jer kod vanjske

8 Tomislav Pavić:Ventilacija plinske kotlovnice praksa i stvarna potreba (k8 - k9) temperature od 15 0 C, izmjerena je temperatura zraka u prostoriji ispod 0 0 C te postoji opasnost od smrzavanja. Slika 7. Projektantsko tehničko rješenje protiv pothlađivanja kotlovnice Za prethodnu sliku komentar je suvišan, međutim, tehnički propis prema kojemu je ventilacija konkretne kotlovnica trebala biti napravljena, definira: "Članak 79. Trošila moraju imati osiguran dovoljan dovod zraka za izgaranje. Dovod zraka za izgaranje dovoljan je ako u prostor dotiče prirodnim putem ili drugim mjerama 1,6 m 3 /h zraka za izgaranje na 1 kw zajedničke toplinske snage trošila ukupna nazivnog učinka svih trošila koja su ovisna o zraku u prostoriji, ako pri izmjeni zraka za izgaranje iz prostora podtlak u prostoru u odnosu na vanjski tlak nije veći od 0,04 mbar." Prema propisanu tehničkome kriteriju efektivna površina ventilacijskih otvora treba biti cm 2 što je 4,8 puta manje od izvedenog. VI. DOKAZ ISPRAVNOSTI DOVODA ZRAKA Dokaz ispravnosti dovoda zraka, ukoliko postoji sumnja u izvedeno tehničko rješenje, ostvaren je postupkom mjerenja 4-Pa-Testom koji je propisan strukovnom smjernicom MJERNO-TEHNIČKO dokazivanje dovoljne opskrbe zrakom za izgaranje (DVGW G 625, izdanja g. i 2010.g.). Druga je metoda ispitivanja koja se može promijeniti, mjerenje zrakonepropusnosti (Blower door test) kojom se dokazuje broj izmjena zraka u prostoru prema HRN EN Tvrtka ENERGONOVA d.o.o. uz to što se bavi ispitivanjem plinskih instalacija može izvoditi i prethodno navedena ispitivanja za dokazivanje ispravnosti dovoda zraka u kotlovnicu. VII. ZAKLJUČAK U prvom dijelu članka opisani su kriteriji izvedbe, nadzora i održavanja plinske instalacije sukladno strukovnim propisima koji se primjenjuju na distribucijskim područjima prirodnoga plina u Hrvatskoj. Primjena strukovnih propisa osigurava tehnički stupanj sigurnosti da se prostori kroz koje prolazi plinska cijevna instalacija i u kojima se nalaze plinska trošila, smatraju neugroženim prostorima sukladno HRN EN U nastavku članka opisani su tehnički uvjeti dimenzioniranja ventilacije kotlovnice koji se provode u praksi i uvjeti koji bi trebali biti, ukoliko želimo biti dobri gospodari. Iz članka se jasno može vidjeti da trebamo MIJENJATI pristup projektiranju kotlovnica (ali i drugih postrojenja gdje se koristi prirodni plin). S tim ćemo znatno smanjit troškove u gradnji i uporabi kotlovnica, ali isto tako dati veliki doprinos u očuvanju okoliša smanjenjem emisije CO 2. Na žalost kod nas u praksi često vlada stav: PLIN = OPASNOST A posljedica je toga da se rade besmislena tehnička rješenja kojima se osiguravamo od vlastita neznanja: Prekomjerna ventilacija (prirodna i prisilna) Prisilna ventilacija prostorije kotlovnice prije svakog paljenja toplinskoga generatora (pomiješani pojmovi prostorije kotlovnice s komorom izgaranja) Postavljanje zona opasnosti gdje ne postoje Ugradnja senzora za detekciju plina na neprimjerenim mjestima i na mjestima gdje nisu uopće potrebni Za manje od godinu dana trebali bismo ući u Europsku uniju te smo svoje zakonodavstvo prilagodili zakonodavstvu Europske unije. Učinimo jedan mali korak i postojeći PRAVILNIK o tehničkim normativima za projektiranje, gradnju, pogon i održavanje plinskih kotlovnica (Sl. list 10/90 i 52/90) zamijenimo s europskom praksom. Ne moramo tražiti daleko jer je susjedna Slovenija u fazi donošenja Smjernica SZPV 407 Požarna varnost pri načrtovanju, vgradnji in rabi kurilnih in dimovodnih naprav (u prijevodu: Sigurnost od požara u projektiranju, izgradnji i korištenju toplinskih generatora i dimovodnih naprava). Na kraju si svatko od nas mora postaviti pitanje: Jesmo li spremni na promjene ili smo tako bogati da se možemo i dalje razbacivati energijom? Ako smo spremni na promjene, koja će interesna skupina ili institucija pokrenutu te promjene?

9 Tomislav Pavić:Ventilacija plinske kotlovnice praksa i stvarna potreba (k9 - k9) LITERATURA [1] PRAVILNIK o najmanjim zahtjevima sigurnosti i zaštite zdravlja radnika te tehničkom nadgledanju postrojenja, opreme, instalacija i uređaja u prostorima ugroženim eksplozivnom atmosferom, NN 39/2006. [2] PRAVILNIK o tehničkim normativima za projektiranje, gradnju, pogon i održavanje plinskih kotlovnica, SL list 10/90 i 52/90. [3] Tehnički pravilnikom za plinske instalacije, DVGW-TRGI G 600, izdanja 1972., 1986.,1996. i Godine [4] Tumačenje Tehničkoga pravilnika za plinske instalacije, DVGW- TRGI G 600, izdanja Godine [5] Mjerno-tehnički dokaz dovoljne opskrbe zrakom za sagorijevanje, DVGW G-625, 1992.i godina [6] Naknadno ispitivanje plinskih instalacija, DVGW G 624, godina [7] Uređaj za podešavanje i složeni uređaj za podešavanje za plinovita goriva, DIN 3391/79 (HRN M.E3.573) - EN 126/95 [8] Energonova: Propuštanje plinskih instalacija, stručni rad 2008 g. Tomislav Pavić, Željko Krklec, Hrvoje Pešut (Objavljeno na 23. Međunarodni znanstveni stručni susret stručnjaka za plin, Opatija 2008.) [9] Smjernice SZPV 407 Požarna varnost pri načrtovanju, vgradnji in rabi kurilnih in dimovodnih naprav - u donošenju [10] Feuerungsverordnung FeuVO, izdanje godina [11] Feuerungsverordnung ( FeuVO) mit Kommentar, godina [12] Gas+FeuVO, Die praktische Anwendung, Krämer, godina [13] HRN EN : Eksplozivne atmosfere - Dio 10-1: Klasifikacija ugroženih prostora - Eksplozivne atmosfere plinova