ISSN 1845-0172

BILTEN AGENCIJE ZA PROSTORE UGROŽENE EKSPLOZIVNOM ATMOSFEROM STRUČNO-ZNANSTVENI ČASOPIS ZA PROTUEKSPLOZIJSKU ZAŠTITU

Godina 40

IZDAVAČKI SAVJET

Glavni i odgovorni urednik Stipo Đerek, dipl. ing. el.,

Pomoćnik glavnog i odgovornog urednika Dr. sc. Ivica Gavranić, dipl. ing. el.,

Članovi izdavačkog Savjeta: (po abecednom redu)

Prof dr. sc. Drago Ban, dipl. ing. el., Fakultet elektrotehnike i računarstva, Zagreb

Prof dr. sc. Ivo Ćala, dipl. ing. stroj., Fakultet strojarstva i brodogradnje, Zagreb

Žarko Katić, dipl. iur., GORUP d.o.o., Lug Zabočki

Neven Katunarić, dipl. ing. el., EL-PRO d.o.o., Zagreb

Mladen Marijan, dipl. ing. el., TEPEx d.o.o., Zagreb

Prof dr. sc. Nenad Marinović, dipl. ing. el.,

Mr. sc. Miroslav Matasović, dipl. ing. el.,

Ivica Orešković, dipl. ing. el., GME d.o.o., Sunja

Prof dr. sc. Igor Zorić, dipl. ing. el., Rudarsko geološki naftni fakultet, Zagreb

UREDNICI RUBRIKA

rešimir Co ek, di l. in . el., Marino Kelava, dipl. ing. el.,

Protueksplozijska zaštita u rudarstvu i nafti Josip Samaržija, ing. el.,

Protueksplozijska zaštita u industriji Dr. sc. Slavko Rumbak, dipl. ing. stroj.,

Održavanje i procjena rizika Prof dr. sc. Ivo Ćala, dipl. ing. stroj.,

Lektorica Lidija Farkaš, prof hrvatskog jezika

Obrada teksta i grafička priprema Domagoj Sarić

Broj 1-2

SADRŽAJ

a)

b)

e) d)

e)

f)

g)

h)

i)

j)

k)

l)

m)

n)

o)

Uvodnik

CERTIFICIRANJE, PROPISI I NORME Pretpostavljeni obujam potencijalno eksplozivne atmosfere u kontekstu norme IEC 60079-1 O-l (Hypothetical volume of potentially explosive atmosphere in the context ofiEC standard 60079-10-1)

Sustav upravljanja kvalitetom kod radova popravka, instaliranja i održavanja Ex-opreme

Certifikacija eksplozivnih tvari za gospodarsku uporabu

Novosti u zaštiti samosigumost "i" IEC 60079-11:2011 Ed. 6.0 i projekt "Power-i"

Vrsta zaštite 's'

PROTUEKSPLOZIJSKA ZAŠTITA OPREME Laboratorij ExLAB-sudjelovanje u poredbenome ispitivanju IECEx PTBExPTP-Test round "i"

Zaštitni sustavi-zaustavljači plamena na kraju linije

PROTUEKSPLOZIJSKA ZAŠTITA U RUDARSTVU I NAFTI Inertizacija kod ugljene prašine

Mogućnost industrijske uporabe grijača "tajfun js 2007"

PROTUEKSPLOZIJSKA ZAŠTITA U INDUSTRIJI Okomite potopne pumpe

Ventilacija plinske kotlovnice - praksa i stvarna potreba

Klasifikacija prostora kod postrojenja za sušenje tekućih premaza

ODRŽA V ANJE I PROCJENA RIZIKA Vibrodijagnostika loma lopatice rotora parne turbine

Primjena ultrazvuka u industriji s eksplozivnom atmosferom

Održavanje i popravak neelektričnih rotacijskih uređaja ugrađenih u prostor ugrožen eksplozivnom atmosferom Rafinerije nafte Sisak

Za članke, crteže i oblikovanja objavljene u ovom časopisu sva su prava pridržana. Nedopuštena je objava, prerada, reproduciranje, umnožavanje, imitacije i drugi način prenošenja bez suglasnosti nakladnika.

Ovaj broj časopisa dostavlja se dosadašnjim pretplatnicima besplatno zahvaljujući potpori donatora.

Ex-Bilten 2012. Vol. 40, br. 1-2

Uvodnik

-------------------------------·-

Poštovani čitatelji,

Ponosni smo i zadovoljni što je pred vama novi broj Ex-Biltena koji je pripremljen i objavljen uz veliki angažman autora, recenzenata i lektora, na čemu im se svima zahvaljujemo.

Posebno nas raduje i veseli vaše izvrsno prihvaćanje novoga koncepta i izgleda Ex-Biltena koji je započeo objavom prošloga broja, u prosincu 2011. god. Zahvaljujemo se na svim vašim prijedlozima, komentarima i pohvalama.

U ovom broju Ex-Biltena ističu se tri tematske cjeline koje zaslužuju posebnu pozornost. Prva je svakako niz članaka koji se bavi problematikom klasifikacije prostora ugroženih eksplozivnom atmosferom, od temeljnih fizikalnih postavki pa sve do praktične primjene na specifičnim tehnološkim postrojenjima.

Druga cjelina obrađuje pnmJenu tehničke dijagnostike u "Ex-prostorima". Tako se u ovom broju Ex-Biltena mogu pročitati članci o primjeni vibrodijagnostike, ultrazvuka i sl. , a sve s ciljem poboljšanja održavanja i sigurnosti "Ex-postrojenja".

Treću skupinu čine članci koji donose rezultate laboratorijskih i tehničkih ispitivanja, kao što su poredbena ispitivanja u sklopu međunarodnoga programa IECEx PTBExPTP-a u kojima je uspješno sudjelovao i laboratorij Ex-Agencije, ispitivanja zaustavljača plamena, ispitivanje učinkovitosti inertizacije i sl.

Ovim je člancima postignut temeljni cilj Ex-Biltena, a to je razmjena znanja i iskustava iz područja Ex­zaštite. Poseban je doprinos ovoga broja Ex-Biltena veliki broj članaka čiji su autori stručnjaci koji se bave "primijenjenom" Ex-zaštitom na konkretnim objektima i postrojenjima.

Stjecanje vještina i iskustava "razmjenom znanja" u području tehnike koje nije dovoljno zastupljeno tijekom redovita obrazovanja tehničara i inženjera, a takvo je područje Ex- zaštite, od posebne je važnosti.

Vodena idejom "razmjene znanja" Ex-Agencija je pokrenula i druge izdavačke aktivnosti. Tako je sredinom ove godine objavljen Priručnik Ex-Agencije pod naslovom "Ex oprema i zaštitni sustavi" kao prvi u nizu priručnika Ex-Agencije iz područja Ex-zaštite

(više na www.ex-agencija.hr).

Nadamo se da ćete i u ovom broju Ex-Biltena naći nešto vama zanimljivo i da će vam ovi članci pomoći u rješavanju problema na području Ex-zaštite čime se naš zajednički cilj, poboljšanje sigurnosti ljudi, postrojenja i okoliša, uspješno ostvaruje.

Podupirući objavu zajedničkom cilju Zahvaljujemo se svim objavu Ex-Biltena.

Ex-Biltena doprinosite poboljšanja sigurnosti.

sponzorima koji podupiru

Čitajte nas, javite nam se!

Stipo Đerek, dipl. ing. el. Dr. sc. Ivica Gavranić, dipl. ing. el.

Ex-Bilten 2012. Vol. 40, br. l-2

Tomislav Pavić: Ventilacija plinske kotlovnice- praksa i stvarna potreba (kl- 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 e-mail: 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 co2.

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 C02 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 60079-10-1:2009, 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 proptsa te se u tom kontekstu neće razmatrati strukovni propisi protueksplozijske zaštite kao npr. PRA VILNIK 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 znacaJnO povećavaju troškovi krajnjem korisniku od faze projektiranja do uporabe.

Il. 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 provođena 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

Ex-Bilten 2012. Vol. 40, br. 1-2

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.

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 60079-1 O-l, 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 instalacij e.

Plinska cijevna instalacija, koja je u radu, razvrstava se prema stupnju uporabivosti:

l) Neograničena uporabivost postoji ako je propusnost plina pri pogonskom tlaku < l lih.

" // ........... _______ ......-""'

/ /

l l

l l

Slika l. Grafički prikaz okolnoga prostora kod propusnosti plina od l l/h kada je ukupno propuštanje koncentrirano u jednoj točki

Ex-Bilten 2012. Vol. 40, br. 1-2

2) Smanjena uporabivost postoji ako je propusnost plina pri pogonskom tlaku između l i 5 lih

l

\

l l

\

/ /

/

\ \

" "

___. Too�-- -._

' -- ----�

" "

" \

\ \

Slika 2. Grafički prikaz okolnoga prostora kod propusnosti plina od 5 Vh 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 lih, kada je ukupno propuštanje koncentrirano u jednoj točki, prikazan je utjecaj propusnosti na okolinu u neposrednoj blizini izvora ispuštanja.

� ,. ,.- ... '"' / :z.:IOilYll

/ ' l Hl�-� DGE l / '\

l 1001rTII \ \ l �0�1 OGE l \ L

\. l \ .......... / l

\ /

"' / -....... ..... � .._ --

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 l . 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 1/h u okolnome prostoru oko izvora ispuštanja nema eksplozivne koncentracije plina. Ovdje je važno napomenuti da se to odnosi i na zatvorene

Tomislav Pavić: Ventilacija plinske kotlovnice-praksa i stvarna potreba (ld- k9)

prostore koji su ventilirani sukladno pravilima plinske struke.

Prema tehničkome propisu, propusnost plina između l 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 l O 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 50 - 350 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 l O 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 1987. do 1995. 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 dirnnjači 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 ENERGONOV A d.o.o. 2008. 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.

TABLICA I. TABLIĆNO JE PRIKAZAN BROJ ISPITANIH

INSTALACIJA l OCJENA UPORABIVOSTI INSTALACIJE

Stan i obiteljska Broj Smanjeno

Neuporabiva kuća instalacija

uporabi va instalacija

instalacija

Obiteljske kuće 290 8 (2,7%) l (8 1/h)

Stan u zgradi 425 8 (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 l 0/90 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= l 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 pn stropu suprotna zida odvodni otvor.

Ex-Bilten 2012. Vol. 40, br. 1-2

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 2: l ,6 m3 /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 52190)

Za projektiranje, nadzor i održavanje plinskih kotlovnica u Republici Hrvatskoj već je 22 godine na snazi PRA VILNIK o tehničkim normativima za projektiranje, gradnju, pogon i održavanje plinskih kotlovnica, Sl. list l 0/90 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. J O. ovoga

Ex-Bilten 2012. Vol. 40, br. 1-2

pravilnika, smatra se neugroženim prostorom prema hrvatskoj normi HRN N.S8.007."

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:

l ) za kotlovnice kapaciteta do 1200 kW A0 = 5,8 Q

2) za kotlovnice kapaciteta većeg od 1200 kW Ao = 200 Q0'5

Minimalna efektivna površina odvodnoga otvora iznosi:

At= 1/3 Ao gdje je:

Q - ukupni kapacitet kotlovnice, u kW

Ao - minimalna efektivna površina dovodnoga otvora, u cm2

A1 - minimalna efektivna površina odvodnoga otvora, u cm2

Ovdje je važno napomenuti da je Pravilnik stupio na snagu 1990. god. , a baza za njegovu izradu bili su njemački strukovni propisi DVGW-TRGI 1972 iz 1972. godine i Feuerungsverordung (FeuVO) iz 1975. 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= 300 + 2,5x(Q - 50) cm2

gdje je: A =ukupna površina ventilacijskoga otvora za zrak u cm2

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.

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, 2008. godina

Tehnički pravilnik za plinske instalacije objavljen je 2008. godine i temelji se na najnovijim postignućima u plinskoj tehnici uvažavajući i najnovije građevne zahtjeve uštede energije i smanjenja emisije C02.

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= 150 + 2(Q + V E/1,6 - 50) cm2 gdje je: A= ukupna površina ventilacijskoga otvora za zrak u cm2

Q = ukupna nazivna toplinska snaga ugrađenih toplinskih generatora koji mogu istovremeno raditi, ovisnih o zraku iz prostorije u kW,

VE = volumenski kapacitet zraka odsisnoga uređaja u m3/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 2009. godine).

A� 150 cm2 + (LQn- 50 kW) x 2 cm2 *)

A� 150cm2't

*Izračunata površina je efektivna

Slika 4. Izvedbe dovoda zraka za izgaranje

0. �

Vrata min. Kotlovnica > 50 k\V EI2 30. koja se V� S nr' otvaraju u H � 2 m smjem izlaza sa samozatva-ranjem

l A;;?;150cmZ <::=?

Knn:d

Kann! ' A'2150cm �

l l

:

V�8 mJ �

-

_CF

Prc."jd.: knnal!l prcmn tlijn_gmmu i7 D\'GW G 600

�

A ?.150cm2

A?.150cm2

Prt'sjek b nala prema di;agramu iz DVGW G 600

=-

'r

\'r.11nmin Fl JO, I.:OJ•l :)>CQI\':JWjUU'lllJ<'fU izlaza sn S:lillOl.fll\"llrrtlljt'lll

Slika 5. Primjeri izvedbe ventilacije prema Feu VO 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 toplinsko ga generatora ne bude veći od 4 Pa.

Brzina strujanja zraka na ventilacijskome otvoru računa se prema formuli:

w = (2xqrerlpr2 Gdje je: w - srednja brzina strujanja zraka na ventilacijskom otvoru,

u m/s

Qrer- tlak zraka koji odgovara srednjoj brzini strujanja zraka, u Pa

(qrer= 4 Pa)

p- gustoća zraka, u kg/m3 (p =1,25 kg/m3)

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

Ex-Bilten 2012. Vol. 40, br. 1-2

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 biti 1,6 m3/kW

dovedenoga zraka treba

Količina dovedenoga zraka za kotlovnicu s toplinskim generatorom snage 900 kW treba biti V = 1,6 x 900 kW= 1.440 m3/h.

e) Površina ventilacijskih otvora

Prema dobivenim podacima u a) i b) izračuna se ukupna površina ventilacijskih otvora koja iznosi:

A= V/(0,36 x w) Gdje je:

A -ukupna površina ventilacijskoga otvora za zrak u cm2

V -potrebna količina dovedenoga zraka u kotlovnicu u m3/h w - srednja brzina strujanja zraka na ventilacijskome otvoru,

u m/s

Površina ventilacijskih otvora treba biti A= 1.440/(0,36x2,2) = 1818 cm2•

B. Proračun prema Pravilniku za plinske kotlovnice

iz 1990. godine

Prema Pravilniku za plinske kotlovnice minimalna efektivna površina dovodnoga otvora za zrak iznosi:

Ao = 5,8 Q = 5,8 x 900 = 5.220 cm2

a odvodnoga otvora iznosi:

A1 = 113 Ao = 113 x 5.220 = 1740 cm2

Ukoliko se radi o toplinskome generatoru s atmosferskim plamenikom, površina odvodnoga otvora treba biti jednaka površini dovodnoga otvora, te iznosi A1 = 5.220 cm2•

Ukupna površina ventilacijskih otvora za: Kotlovnicu s toplinskim generatorom s predtlačnim plamenikom iznosi A = 6.960 cm2

Kotlovnicu s toplinskim generatorom s atmosferskim plamenikom iznosi A = 10.440 cm2

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 1990. godine u konkretnom primjeru predimenzionirane 3 puta za kotlovnice s predtlačnim plamenikom i 5 puta za kotlovnice s atmosferskim plamenikom.

C. Proračun prema Tehničkom pravilniku za plinske

instalacije iz 2008. godine

Za kotlovnicu s toplinskim generatorom nazivne snage 900 kW te s prirodnom ventilacijom ukupna površina otvora za zrak iznosi:

A= 150 + 2x(900- 50) = 1850 cm2

Iz ovog je primjera vidljivo da se novim Tehničkim pravilnikom za plinske instalacije iz 2008. godine

Ex-Bilten 2012. Vol. 40, br. 1-2

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 ENERGONOV A ispituje plinske instalacije.

A. Primjer l. - Dimenzioniranja ventilacijskih otvora

industrijske kotlovnice prema različitim kriterijima

Samostojeća industrijska kotlovnica snage 1690 kW smještena je u prostoriji obujma 607 m3• Osni razmak ventilacijskih otvora je 7,8 m.

Dimenzioniranje ventilacijskih otvora izrađeno je usporedno prema kriterijima koje navode:

Pravilnik za plinske kotlovnice, Sl. list l 0/90 i 52/90 Tehnički pravilnik za plinske instalacije, DVGW-TRGI G 600, 2008. g Uvjet n = 5 h1 i �t = 3 °C (razlika temperatura zraka u kotlovnici i van nje koja se do sada uobičajeno koristila u proračunima).

Slika 6. Presjek samostojeće kotlovnice snage 1690 kW

Tomislav Pavić: Ventilacija plinske kotlovnice- praksa i stvarna potreba (k7- k9)

U konkretnu je pnmJeru ventilacija kotlovnice izrađena prema Pravilniku za kotlovnice. Da se radila prema DVGW-TRGI G 600, uštedjelo bi se godišnje do l 000 m3 prirodnoga plina i smanjila bi se emisija C02 za 2.000 kg/a.

Da se ventilacija kotlovnica radila prema uvjetu n = 5 hl, emisija C02 povećala bi se za 9.400 kg/a i potrošilo bi se 5.000 m3/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. TABLJČNO JE PRIKAZANA USPOREDBA VELIČINA VENTILACIJSKIH

OTVORA, UTROŠKA ENERGIJE ZA POKRIĆE VENTILACIJSKJH GUBITAKA l EMISIJAC02.

Tehnički

Pravilnik za pravilnik za

kotlovnice, plinske

Uvjet Sl. list 10/90

instalacije, n= 5 h1

i 52/90 DVGW-

TRG! G 600, 2008.g

Ukupna površina otvora 10.963 3.430 26.250*

cm2

Broj izmjena zraka kod 1,4 0,65 5

I'>T=3°C

Procijenjena srednja temperaturna razlika u sezoni grijanja I'>T=7 °C**

Broj izmjena zraka kod 2,14 l 7,64

I'>T=7°C

Količina odvedenoga zraka ventilacijom m3/h 1.299 606 4.636

kod t>T=7 °C

Energija za pokriće ventilacijskih gubitaka 15.582 7.269 55.600

kWh/a kod I'>T=7 °C

Procijenjena potrošnja plina za pokriće

1.900 900 6.900 ventilacijskih gubitaka m3/a

Emisija C02, kg/a 3.677 1.716 13.124

* Dimenzioniranje ventilacijskih otvora izrađeno je na bazi n= 5 h-1 (pet izmjena zraka na sat) i s !::.t= 3 °C (razlika temperatura zraka u kotlovnici i izvan nje). ** Na lokaciji kotlovnice srednja temperatura vanjskoga zraka u sezoni grijanja je 5,3 °C, a pretpostavljena temperatura u prostoriji kotlovnice 12 °C.

B. Primjer 2. - Izvedeno rješenje ventilacije jedne TOPLANE

U kotlovnici je ugrađen toplinski generator nazivne snage 58.000 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 kot/avnici" (citat iz projekta).

a) Proračunski rezultati i odabrano rješenje:

Obujam kotlovnice V= 2.790 m3, faktor zapunjenosti f = 0,8, Ver= 2.232 m3 . Efektivna površina ventilacijskoga otvora za dovod odvod zraka l O, 18 m2 svaki. Visinska razlika osi ventilacijskih otvora, H= 6 m Proračunska temperatura za dimenzioniranje ventilacijskih otvora �t = 3 °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 - l O puta".

Na bazi proračuna projektant se opredijelio za: ventilacijski otvor za dovod zraka efektivne površine 11,1 m2

ventilacijski otvor za odvod zraka efektivne površine 13,3 m2

Primjenom proračunske metode iz projekta, za odabrane ventilacijske otvore, n = 10,58 h-1 , odnosno unutar kotlovnice treba osigurati 23.614 m3/h svježeg zraka za osiguranje od eventualne propusnosti plina.

b) Procjena troškova zbog povišenih ventilacijskih gubitaka

Za kotlovnicu obujma 2.790 m3 zbog potencijalne propusnosti plina nije potrebno izvoditi nikakve ventilacijske otvore što obraduje 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>T = 7 °C u kotlqvnici i izvan nje rezultat je sljedeći: srednji broj izmjena zraka , n= 16,73 h-1

količina odvedenoga zraka u atmosferu 37.350 m3/h potrošnja plina oko 54.000 m3/a emisija C02 105.000 kg/a financijski gubitak oko 180.000 kn/a bez PDV-a

Kao rezervno gorivo koristi se teško loživo ulje (mazut), pri čemu emisija C02 za pokriće nepotrebnih ventilacijskih gubitaka u sezoni grijanja iznosi 149.000 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 18.720 cm2. Kotlovnica se nalazi u regiji gdje temperature zimi znaju pasti ispod - 20 °C. Korisnici kotlovnice imaju problem u zimskom periodu jer kod vanjske

Ex-Bilten 2012. Vol. 40, br. 1-2

Tomislav Pavić: Ventilacija plinske kotlovnice- praksa i stvarna potreba (k8- k9)

temperature od- 15 °C, izmjerena je temperatura zraka u prostoriji ispod O °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 m3/h zraka za izgaranje na l 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 O, 04 mbar. "

Prema propisanu tehničkome kriteriju efektivna površina ventilacijskih otvora treba biti 3.910 cm2 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 1992. 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 13 829.

Tvrtka ENERGONOV A d. o. o. uz to što se bavi ispitivanjem plinskih instalacija može izvoditi i prethodno navedena ispitivanja za dokazivanje ispravnosti dovoda zraka u kotlovnicu.

Ex-Bilten 2012. Vol. 40, br. 1-2

VII. ZAKLJUČAK

U prvom dijelu članka opisani su kriteriji izvedbe, nadzora i održavanja plinske instalacije sukladno strukovnim proptstma 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 60079-10-1.

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 C02.

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 PRA VILNIK 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?

Tomislav Pavić: Ventilacija plinske kotlovnice- praksa i stvarna potreba

LITERATURA [l] PRA VILNIK 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] PRA VILNIK o tehničkim normativima za projektiranje, gradnju, pogon i održavanje plinskih kotlovnica, SL list l 0/90 i 52/90.

[3] Tehnički pravilnikom za plinske instalacije, DVGW-TRGI G 600, izdanja 1972., 1986.,1996. i 2008. Godine

[4] Tumačenje Tehničkoga pravilnika za plinske instalacije, DVGW­TRGI G 600, izdanja 2008. Godine

[5] Mjerno-tehnički dokaz dovoljne opskrbe zrakom za sagorijevanje, DVGW G-625, 1992.i 2010. godina

[6] Naknadno ispitivanje plinskih instalacija, DVGW G 624, 1998. 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: "Pro12uštanje plinskih instalacija", stručni rad 2008 g. Tomislav Pavić, Zeljko 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 kuri ln ih in dimovodnih naprav - u donošenju

[l O] Feuerungsverordnung-Feu VO, izdanje 2009. godina

[ll] Feuerungsverordnung (Feu VO) mit Kommentar, 1997. godina

[12] Gas+FeuVO, Die praktische Anwendung, Kramer, 1978. godina [13] HRN EN 60079-10-1:2009 - Eksplozivne atmosfere - Dio 10-1:

Klasifikacija ugroženih prostora - Eksplozivne atmosfere plinova

(k9 - k9)

Ex-Bilten 2012. Vol. 40, br. 1-2