Systemy odprowadzania spalin od kotłów na paliwa stałe

Z praktyki rynkowej

Rola komina i wentylacji

Na początku należy sobie wyjaśnić, jaką rolę spełnia komin. Pierwszą w zasadnie jest odprowadzenie gazów na zewnątrz budynku po spaleniu paliwa w palenisku z załadunkiem ręcznym lub palniku automatycznym. Drugą rolą jest doprowadzenie powietrza do spalenia w kotłach niewyposażonych w wentylatory wyciągowe czy też nadmuchowe. Komin zatem wskutek wytworzonego podciśnienia zasysa do komory paleniskowej potrzebne do spalania powietrze. Powietrze w kotle z zasypem ręcznym wpływa poprzez uchyloną w dolnej części kotła klapkę, rozetę lub inne miejsce w zależności od konstrukcji wymiennika kotła. Proces ten będzie oczywiście następował prawidłowo tylko i wyłącznie wtedy, gdy zapewniony będzie dopływ świeżego powierza do kotłowni. Nie trzeba chyba wspominać o obowiązku stosowania instalacji nawiewno-wywiewnej do pomieszczeń, w których zainstalowano piece, kuchenki bądź kotły grzewcze. Instalacja nawiewna do urządzeń o mocy do 25 kW powinna stanowić kanał niezamykalny o powierzchni co najmniej 200 cm2 usytuowany maksymalnie do 1 m nad posadzką pomieszczenia. Instalacją wywiewną dla kotłów o mocy do 25 kW będziemy nazywać kanał o przekroju nie mniejszym niż 14×14 cm2 usytuowany maksymalnie 0,5 m pod sufitem pomieszczenia. Kanał wywiewny i otwór wlotowy do niego nie mogą mieć urządzeń do zamykania. Stosowanie wentylacji wyciągowej mechanicznej jest niedopuszczalne Dla mocy powyżej 25 kW instalacje nawiewno-wywiewne opisano w normie PN-87/B-02411 „Kotłownie wbudowane na paliwo stałe. Wymagania”. Z powyższego wynika, że do prawidłowej pracy komina, a i również samego kotła potrzebna jest instalacja nawiewna. Zatem sam komin należy nazwać elementem systemu, ponieważ jego praca również jest uzależniona od innych czynników. Do nich zaliczyć można między innymi źródło powietrza do spalania (kanał powietrzny), prawidłowo przebiegający proces spalania w kotle oraz konserwacja kanałów spalinowych kotła, inne.

Ciepły komin, czyli o konieczności izolacji

Istnieje wiele rozwiązań przewodów kominowych, w tym można między innymi rozróżnić klasyczne kominy murowane np. z cegły oraz wkłady kominowe z materiałów stalowych w tym kwasoodpornych lub materiałów ceramicznych. Kominy mogą być instalowane wewnątrz budynku lub dostawiane na zewnątrz budynku, co często można spotkać przy halach lub magazynach. Ważne jest, aby komin był zaizolowany od zewnątrz na całej jego długości. Po co? Żeby spaliny odprowadzane z komina nie były nadmiernie wychładzane na odcinku wylotowym komina od kotła do górnej części komina. Dzięki temu zmniejszone jest ryzyko powstawania kondensatu na ściankach przewodu kominowego, który również może spłynąć z powrotem do kotła i gromadzić się np. w czopuchu kotła, powodując korozję, a zarazem skutecznie zmniejszając jego trwałość.

Do wygrzanych ścianek „ocieplonego” komina nie przylegają niedopalone w palenisku spaliny, w tym sadza, co ma miejsce w przypadku kominów nieizolowanych od zewnątrz. W przypadku zastosowania np. kotła retortowego opalanego peletami lub kotła komorowego opalanego drewnem z kominem bez ocieplenia należy zachować szczególną ostrożność podczas eksploatacji kotła, ponieważ w procesie nieprawidłowego spalania może powstać substancja smolista, która będzie przylegać do ścianek murowanego czy nawet nieszczelnego komina. Smołka ta może przenikać przez ścianki komina do ściany budynku, czemu towarzyszy nieprzyjemny zapach wilgotnych spalin. Jest to sytuacja trudna do usunięcia, stąd jako jeden z nielicznych przykładów został przytoczony. Temat głównie dotyczy paliw pochodzenia drzewnego, gdzie następuje proces zgazowania lub gdzie temperatury wylotowe z kotła są niższe niż w przypadku spalania węgla.

Z opisanego powyżej powodu należy przestrzegać zbyt niskiej temperatury wylotowej z kotła, ponieważ może okazać się, że spalimy nieco mniej opału (choć niekoniecznie), ale kosztem uszkodzenia np. komina lub czopucha kotła przez wracający z komina kondensat. Dodatkowo należy wystrzegać się stosowania do spalania mokrego drewna, które również znacząco obniża temperaturę spalin i prowadzi do uszkodzenia nie tylko przewodu kominowego, ale także samego kotła. Spalanie mokrego paliwa zmniejsza ilość ciepła wyprodukowaną przez kocioł, ponieważ część ciepła po spaleniu paliwa musi być oddana na jego osuszenie oraz wytrącenie zawartej wilgoci. W takich sytuacjach mamy do czynienia z nieprawidłowym spalaniem któremu zwykle towarzyszą niskie temperatury wylotowe spalin. Przykład ten również pokazuje, iż palenie mokrym paliwem nie jest dobrym pomysłem, ponieważ moc kotła podczas spalania takich paliw może być niższa nawet o 50%.

Wkłady kominowe czy komin murowany?

Biorąc pod uwagę porównanie murowanych prostokątnych kominów a owalnych lub okrągłych wkładów kominowych należy stwierdzić, iż kominy okrągłe charakteryzują się mniejszymi stratami oporu miejscowymi oraz liniowymi przepływających spalin. Podciśnienie więc wytwarzane przez takie kominy jest wyższe, dzięki czemu komin można obniżyć w porównaniu do komina murowanego, przy wytworzeniu w obu kominach takiego samego podciśnienia. Do prawidłowej pracy kotła wymagane jest osiągnięcie podanego przez producenta kotła podciśnienia komina zwanego ciągiem kominowym. Informacja taka powinna się znaleźć w instrukcji obsługi kotła. Wartość wymaganego ciągu uzależniona jest od mocy urządzenia oraz budowy wymiennika ciepła oraz jego oporów wewnętrznych podczas przepływu spalin przez kocioł.

Jak określić wartość ciągu komina?

Należy go zmierzyć. Można tego dokonać przy użyciu miernika różnicy ciśnień, który w dowolnych jednostkach pokaże żądaną wartość. Pomiar trzeba prowadzić, zachowując pewne warunki. Przede wszystkim komin musi być wygrzany (pomiar czynny), czyli powinniśmy dokonać pomiaru przy podłączonym do komina pracującym kotle. Pomiar należy robić na odcinku od kotła do komina przy wyłączonym w czasie pomiaru wentylatorze w kotle, jeżeli taki jest, oraz szczelnie zamkniętej wyczystce komina. W praktyce przyjmuje się wartości ciągów dla kotłów o mocy do 15-25 kW w przedziale 14-20 Pa. Wartość ciągu kominowego została ujęta również w normie kotłowej PN EN 303-5:2012, w której określono go jaki maksymalny dopuszczalny w stosunku do mocy kotła.

Zbyt niski ciąg kominowy powodować może nieprawidłowe odprowadzanie spalin oraz niecałkowite oraz niezupełne spalanie paliwa.
Nadmierny ciąg powodować będzie „wyrywanie” spalin z kotła, czyli brak odpowiedniego czasu na wymianę ciepła od spalin do wody w kotle oraz obniżenie sprawności kotła.

Aby uzyskać najlepsze rezultaty spalania oraz sprawności kotła należy zapewnić poprawny ciąg potwierdzony pomiarem.

W sytuacji, gdy ciąg jest większy niż wymagany trzeba go ograniczyć np. stosując regulator ciągu  typu klapowego. Jest to element wyposażony w odważnik zainstalowany na klapie regulującej dopływu powierza z kotłowni. Poprzez odważnik ruchoma klapa ustawia się w pewnej pozycji, która utrzymuje żądane podciśnienie na odcinku od kotła do regulatora ciągu. Istnieje kilka możliwości usytuowania omawianego regulatora ciągu. Jednak najskuteczniejsze działanie jest wtedy, gdy jest on zainstalowany na rurze dymowej od kotła do komina lub na samym kominie na odcinku za kotłem. Producenci tych urządzeń często dopuszczają montaż regulatora ciągu w wyczystce komina, lecz działanie samego regulatora nie jest wtedy tak dokładne. Stanowi jednak pewną alternatywę. Działanie regulatora ciągu jest bardzo proste. Poprzez uchyloną klapę regulatora do komina wprowadzamy powietrze w ilości, której komin nie będzie wysysał z kotła. Uchylna klapa regulatora ciągu będzie stale w ruchu, ponieważ podciśnienie komina jest zmienne oraz uzależnione od chwilowej temperatury spalin kotła oraz warunków panujących na zewnątrz budynku.

Spalanie: niecałkowite i niezupełne 

Komin ma bezpośredni wpływ na jakość spalania paliwa w kotle, w tym również na niecałkowite oraz niezupełne spalanie. Niecałkowitym spalaniem będziemy nazywać to, co zostanie nieopalone i spadnie do popielnika. Niezupełnym spalaniem nazywać będziemy brak pełnego spalania gazów na wylocie z kotła. Jeżeli niecałkowite spalanie jesteśmy w stanie mniej więcej oszacować wizualnie, tak do skontrolowania ilości nieopalonych gazów potrzebny nam będzie analizator spalin. Wykorzystując do regulacji procesu spalania analizator spalin, pamiętać należy, aby nie dopuścić do wpływu do kotła fałszywego powietrza, które będzie rzutować na nieprawidłowy odczyt. Należy więc podczas pomiaru skontrolować szczelność drzwiczek kotła, stan sznurów uszczelniających na drzwiczkach kotła oraz podłączenie do komina. Fałszywe powietrze zmniejszać będzie wartość CO2, spaliny będą wtedy rozrzedzone, a sam kocioł od nadmiaru powietrza będzie wychładzany. Będzie więc tracił moc i sprawność. Poprawnie wyregulowany za pomocą analizatora spalin kocioł zapewni najlepszą sprawność pracy oraz czyste spalanie, niewpływające niekorzystnie na układ odprowadzania spalin.

 

 

Instalnews - bezpłatny biuletyn e-czasopisma InstalReporter 4/2017 6/2016 2/2016