Глава X. Отопительные печи и кухонные плиты на газовом топливе [1977 Ковалевский И.И.

В последнее время в промышленных установках и в бытовых печах в качестве топлива широко используют горючий газ. Применение его значительно упрощает эксплуатацию тепловых установок, поскольку при этом почти совсем отпадают заботы по заготовке, транспортированию и хранению топлива. Сжигают газ, применяя несложные приборы-горелки, с помощью которых в топливник подается распыленная струя газа или газо-воздушная смесь.

Большим преимуществом горючего газа является то, что его теплотворная способность значительно выше, чем теплотворная способность твердого топлива (дров, угля и торфа). Это позволяет расходовать газ в меньших количествах для получения одного и того же теплового эффекта. Кроме того, использование газа дает возможность автоматически регулировать процесс горения в бытовых приборах4, а также быстро включать и выключать их.

Недостаток горючего газа - управление процессом горения в бытовых установках требует чрезвычайно внимательного отношения со стороны пользующихся газом и самого строгого соблюдения установленных правил безопасности, так как газ обладает большой взрывной силой и малейшее отступление от этих правил влечет за собой несчастные случаи (взрывы). Кроме того, газ опасен как отравляющее вещество и даже небольшое количество его, содержащееся в воздухе закрытых помещений, может вызвать отравление людей.

§ 26. Газоснабжение жилых домов

Газовое хозяйство должно быть оборудовано в полном соответствии с требованиями утвержденных "Правил устройства и эксплуатации газового оборудования в жилых домах". Монтаж газовых сетей, газового оборудования и бытовых газовых печей жилого дома выполняет специальная организация по утвержденному проекту. В состав проекта входит разработка ввода в здание (дворовые газовые сети), а также газовая разводка внутри дома.

Для бытовых нужд допускается применять газ низкого давления (не свыше 100 мм вод. ст.). Чтобы можно было поддерживать постоянное давление перед приборами (печью, плитой, водонагревателем), устанавливают квартирный регулятор-стабилизатор.

Глубину заложения газопровода на участке, которая колеблется в пределах от 1,2 до 1,7 м, принимают в зависимости от климатического района и глубины промерзания грунта.

Водяные пары, содержащиеся в газе, зимой охлаждаются и создают в газопроводе ледяные пробки, тем самым перекрывая доступ газа к потребителям. Поэтому в проектах дворовых газовых сетей должен быть предусмотрен и правильно решен вопрос с отводом конденсата из сети.

В тех случаях, когда магистральные газовые сети отстоят от поселка на большом расстоянии и нецелесообразно прокладывать транзитные дорогостоящие газопроводы, газоснабжение осуществляется с помощью привозного жидкого газа. В качестве горючего газа применяют продукт вторичной перегонки нефти - пропан-бутан.

Для кухонной плиты, рассчитанной на одну семью, при малых расходах газа необходимо два баллона, из них один - рабочий, другой - запасной. Вместимость баллона 50 или 80 л, что в достаточной мере обеспечивает семью из 4-6 человек на одну неделю. Баллоны устанавливают в специальные металлические шкафы при каждом доме. Газопроводы от шкафов с баллонами до места потребления газа прокладывает специальная организация.

Газовые плиты и таганы устанавливают в кухнях, высота которых не менее 2,2 м. При этом в кухне должны быть вытяжной вентиляционный канал размером 130×130 мм, форточка или открывающаяся фрамуга в окне. В кухнях без окон разрешается устанавливать газовые плиты или таганы при наличии вентиляционного канала и непосредственного выхода в нежилое помещение, в котором есть окно с форточкой или открывающаяся фрамуга. В кухнях при высоте от 2 до 2,2 м, а также в кухнях без окон на каждую конфорку должно приходиться не менее 4 м³ помещений.

Есть в доме нет кухни и под нее невозможно выделить отдельное помещение, допускается установка газовых плит и таганов в коридоре высотой не менее 2,2 м, имеющем окно и вентиляционный канал. В этом случае ширина свободного прохода между устанавливаемой плитой или таганом и противоположной стеной должна быть не менее 1 м.

Внутренний объем кухонь или коридора, оборудованных газовыми плитами или таганами без вытяжных зонтов, должен быть не менее: для плиты или тагана на 2 конфорки - 8 м³, для плиты на 4 конфорки - 16 м³.

При установке вытяжных зонтов над плитами или таганами разрешается уменьшить объем помещения: с плитой на 2 конфорки - до 6 м³, с плитой на 4 конфорки - 12 м³.

Газовые водонагреватели устанавливают в ванных комнатах или объединенных санузлах, внутренний объем которых не менее 7,5 м³, оборудованных вентиляционными каналами и имеющими решетку у пола площадью не менее 0,02 м² или зазор между дверью и полом не менее 3 см для обеспечения притока воздуха. Двери этих помещений должны открываться наружу.

Обогревательные печи и кухонные плиты работают на газе в том случае, если они присоединены к обособленным дымоходам. Устанавливаемые в печах и плитах горелки должны быть эжекционного типа и обеспечивать полное сгорание газа.

Эжекционные горелки обеспечивает (в отличие от диффузионных) за счет энергии струи газа подсос окружающего воздуха внутрь горелки, в результате чего в горелке горит смесь газа и воздуха.

Во вьюшках или задвижках печей, работающих на газе, - должны быть сделаны отверстия диаметром 15, 20 мм для постоянной вытяжки из топливника.

§ 27. Особенности устройства и работы отопительных печей на газовом топливе

Необходимые условия успешного сжигания любого вида топлива в топливниках печей - поддержание высокой температуры в топливнике и достаточный подвод воздуха в зону горения.

Газообразное топливо позволяет путем применения специальных устройств - газовых горелок - легко осуществлять оба указанных условия, особенно последнее - равномерный подвод воздуха. Установлено опытами и подтверждено расчетами, какое количество воздуха следует подавать в топку, чтобы процесс горения газа протекал наиболее совершенно, т. е. чтобы при этом выделялось наибольшее количество тепла. Оказывается, что для разных видов топлива это количество воздуха разное.

Теоретически необходимым называется такое количество воздуха, которое требуется для полного сгорания газа при использовании всего содержащегося в воздухе кислорода. Однако для того, чтобы обеспечить полное сгорание газа, в топливник должно поступать воздуха больше, чем определено теоретическим расчетом. Сравнивая это действительное количество воздуха с теоретически необходимым, можно сделать оценку процесса горения.

Наличие чрезмерно излишнего количества воздуха охлаждает топочное пространство и ведет к тому, что температура в топливнике не достигает нужных пределов, горение* при этом протекает неудовлетворительно. Малое количество воздуха не дает возможности обеспечить содержащимся в нем кислородом все горючие составляющие топлива и происходит неполное сгорание; коэффициент полезного действия топки оказывается невысоким.

Газовая отопительная печь АКХ-14 (рис. 53). Газо-воздушная смесь, подаваемая в топливник 5 под давлением, пронизывает всю толщу факела горения и таким образом достаточно полно обеспечивает подачу кислорода; при этом в топливнике поддерживается необходимая высокая температура. Тепло к стенкам и перекрыше 4 топливника передается интенсивно, что обеспечивает сильный разогрев нижнего пояса печи, где примерно на 4-5-м ряду кирпичной кладки устанавливается горелка 6.

Рис. 53. Газовая отопительная печь АКХ-14: 1 - дверка, 2 - задвижка, 3 - прямоточные дымоходы, 4 - перекрыша топливника, 5 - топливник, 6 - газовая горелка, 7 - регулятор вторичного воздуха

В целях лучшего сгорания газа топливник перекрывают кладкой из кирпича на ребро, оставляя между кирпичами расстояние 30 мм и образуя решетку. Кирпичи перекрыши 4У омываемые раскаленными дымовыми газами, сильно накаляются и отдают значительное количество тепла излучением и теплопроводностью стенкам топливника, что обеспечивает догорание летучих веществ, содержащихся в дымовых газах. Эта же кирпичная решетка содействует равномерному распределению потока горячих газов по всему сечению топливника, вследствие чего в нем устраняются так называемые мертвые зоны.

Перекрыша 4 топливника, выполненная в виде решетки из шамотных кирпичей на ребро, содействует значительному нагреву кирпичей и удержанию тепла в нижней зоне теплоотдающей поверхности печи на уровне топливника. Выше, через четыре ряда кладки, снова укладывают на ребро два ряда кирпичей с сохранением между ними зазоров в 20-25 мм и с интервалом по высоте 140-150 мм.

Таким образом, проход для дымовых газов оказывается вполне достаточным, а направление движения газов совпадает с действием подъемных сил газов. Все это делает газовое сопротивление печи весьма малым и обеспечивает постоянное поддержание в печи нужного разрежения.

Кладку насадки, состоящей из чередующихся рядов кирпича на ребро и на плашку, выполняют из отборного глиняного кирпича.

Дымоходы печи представляют собой ряд узких (шириной 20-25 мм) щелей между кирпичами, поставленными в три яруса один над другим. Так удается получить достаточно развитую теплопоглощающую поверхность для дымовых газов при сравнительно небольшом пути их движения. При этом в печи создается и поддерживается разрежение, не позволяющее газам проникать в помещение даже при неплотной кладке стенок печи. Прямоточные дымоходы 3 вследствие отсутствия опусков в них представляют весьма малое сопротивление движению газов и потому такие печи не дымят даже при самой незначительной тяге.

Печь выкладывают из кирпича. В нижнюю часть топливника на уровне зольника закрепляют горелки 6. В печи может быть установлена горелка периодического действия с расходом газа 1,2-1,6 м³/ч и тогда печь можно топить с перерывами 2-3 раза в сутки, при этом в помещении температура будет колебаться в пределах ±3°С.

При установке горелки АКХ-СМЗ печь может работать и как печь длительного горения; часовой расход топлива составляет 0,6-0,8 м³/ч. Температура теплоотдающих поверхностей печи равна 70-80°С.

Газовая отопительная печь АКХ-СМ2 (рис. 54). Корпусом 9 печи служит круглая асбестоцементная труба. В качестве дымохода 3 используются асбестоцементные трубы внутренним диаметром 100 мм. На первом этаже печь можно устанавливать без фундамента.

Рис. 54. Газовая отопительная печь АКХ-СМ2: 1 - горелка, 2 - отсекатель тяги, 3 - дымоход, 4 - обмазка, 5 - соединительный патрубок, 6 - патрубок в перекрыше печи, 7 - прокладка, 8 - перекрыша, 9 - корпус, 10 - днище

В местах прохождения через перекрытие дымоход изолируют от сгораемых конструкций слоем шлаковаты или войлочных очесов толщиной 50 мм в алебастровом растворе, а на чердаке и выше чердачного помещения дымоход утепляют, заполняя пространство между асбестоцементной трубой и стальным кожухом шлаковатой.

§ 28. Методика и порядок перевода на газ отопительных теплоемких печей

С твердого топлива на газовое можно переводить почти все исправные печи при условии строгого соблюдения правил, изложенных во "Временных технических условиях на перевод отопительных и отопительно-варочных печей на газовое топливо" Главгаза Министерства коммунального хозяйства РСФСР 1962 г.

Опытами, проведенными Академией коммунального хозяйства им. К. Д. Панфилова, было установлено, что в основу перевода на газ отопительных печей могут быть положены следующие соображения. Чтобы печи на газовом топливе работали с высоким коэффициентом полезного действия, равномерно прогревались и в дымовых трубах не появлялся конденсат, необходимо учитывать внутреннюю теплопоглощающую поверхность печи, прогреваемый объем и температуру отходящих газов в дымовой трубе. Температура отходящих газов не должна опускаться ниже точки росы^*, а лучше превышать ее на 15-20°С.

^* (Точкой росы называется температура, при которой содержащиеся в воздухе или газах водяные пары начинают переходить в жидкое состояние.)

Объем кладки печи определяют, умножая площадь основания на активную высоту печи от уровня колосниковой решетки до перекрыши печи. Зная объем прогреваемой кладки (за вычетом объема пустот каналов и камер), устанавливают ее теплопоглощающую способность.

Примерную температуру отходящих газов при входе в дымовую трубу (90-100°С) определяют путем ее измерения при испытании печи (см. § 50).

Таким образом проверяют и устанавливают общие габариты печи и размеры ее основных деталей (оптимальное сечение и протяженность дымоходов), которые могут быть сохранены при переоборудовании печи на газовое топливо.

Порядок работ при переоборудовании печи. Вследствие слабой излучающей способности газового факела горелок, располагаемых, как правило, в нижней части печи, стенки топливников газовых печей прогреваются менее интенсивно, чем у таких же печей на твердом топливе.

Это обстоятельство должно быть учтено при переоборудовании печей на газ.

До начала работ по переоборудованию печи на газ печник должен ознакомиться и изучить проект переоборудования. Переоборудовать печи может лишь печник, имеющий удостоверение на право производства таких работ. При этом рекомендуется такой порядок ведения работ:

Удаляют из печи топочную и поддувальную дверки и колосниковую решетку;

Очищают от сажи внутреннюю поверхность дымоходов;

Устанавливают на первом ряду кирпичной кладки регулятор подачи воздуха (поперечное сечение регулятора 70×100 мм); рамку регулятора прочно прикрепляют к стальным полосам, заделываемым в кладку;

Выкладывают канал для прохода воздуха из зольника в топливник;

Устанавливают на два ряда выше рамки регулятора рамку газовой горелки из стальной полосы толщиной не менее 1 мм и шириной 30 мм; стальные полосы закрепляют между горизонтальными рядами кладки;

Выкладывают стенки топливника из огнеупорного или гжельского кирпича, если ширина печи 510 мм (2 кирпича);

Устанавливают в топливнике на высоте 250-300 мм, считая от нижней плоскости горелки, решетку из огнеупорных кирпичей. Решетка, стенки и низ которой сильно нагреваются омывающими их топочными газами, способствует сжиганию газа, а вместе с тем она снижает температуру продуктов сгорания, поступающих в первый дымоход, что предохраняет кирпичные стенки от выгорания;

Проверяют герметичность дверки, расположенной над вьюшкой печи;

Оштукатуривают кирпичную кладку в местах, где она подверглась разрушению.

После окончания всех строительных работ в топливнике устанавливают горелку. Пуск газа в печь и первую растопку печи производят в присутствии представителей треста "Горгаз" и строительно-монтажной организации. При этом представителям треста "Горгаз" предъявляется соответствующая техническая документация (акт о пригодности печи к работе на газе, акт технического состояния дымоходов и проект подводки газопроводов к печи, утвержденный трестом "Горгаз").

Согласно действующей инструкции на газовое топливо разрешается переводить существующие печи, у которых не более пяти оборотов. Это объясняется тем, что печи с большим числом оборотов обладают значительным газовым сопротивлением и в момент растопки, пока не прогрета дымовая труба, часто дымят или совсем не растапливаются.

Перевод большой отопительной печи с твердого топлива на газ. Перевод большой отопительной печи с твердого топлива на газ с разделением ее на две печи с самостоятельными топливниками в том же массиве показан на рис. 55.

Рис. 55. Перевод большой отопительной печи с твердого топлива на газ с разделением ее на две печи с самостоятельными топливниками в том же массиве: а - до перевода, б - после переоборудования; 1 - уширенные швы, 2 - регулятор вторичного воздуха, 3 - газовая горелка, 4 - чистки, 5 - задвижки (вьюшки)

На рисунке даны фасады и вертикальные разрезы печи до и после ее переоборудования, из которых видны изменения, внесенные во внутреннее устройство печи. По оси печи снизу доверху выложена вертикальная разделительная перегородка с устройством в нижней части двух симметрично расположенных топливников на газ, а в верхней части двух симметричных подъемных дымовых каналов. Стрелками показаны направления движения газов в каналах. При переделке печи приходится разбирать и удалять все внутренние ее перегородки, фасадную стенку и перекрышу; остаются нетронутыми три наружные стенки, что позволяет сохранить нетронутым более 50% всего массива старой печи.

Работы по переоборудованию печи ведут в следующем порядке. Разбирают переднюю стенку печи и часть перекрыши. Через полученный проем после разборки и удаления внутренних стенок печи по новому проекту выкладывают стенки, затем восстанавливают перекрышу. Необходимо соблюдать перевязку старой кладки с новой, хотя бы через три-четыре ряда. На пятом-шестом ряду закрепляют газовые горелки. Наружные габариты печи остаются прежние.

§ 29. Правила пользования отопительными и отопительно-варочными печами на газовом топливе

Общие правила. Не разрешается оставлять без присмотра работающие газовые приборы. На ночь, окончив пользование газом, закрывают кран на вводе в квартиру.

Запрещается топить газифицированные печи при закрытой дымовой задвижке дымохода.

Следует регулярно следить за исправным состоянием вытяжной вентиляции в кухне и ванной; систематически проверять состояние дымоходов газифицированных отопительных приборов и ванных колонок и не допускать образования сквозных трещин в стенках печей и дымоходов.

Категорически запрещается входить в подвалы газифицированных домов с открытым огнем. Подвальные помещения должны быть оборудованы вентиляцией и электроосвещением.

Если в квартире чувствуется запах газа, следует закрыть газовый кран на вводе, проветрить помещение и сообщить в аварийную службу "Горгаза".

До устранения обнаруженной утечки газа воспрещается пользоваться открытым огнем, курить, включать и выключать свет, пользоваться приборами.

Воспрещается спать в помещениях, где установлены газовые приборы, за исключением отопительных и отопительно-варочных печей, работающих на газе; пользоваться газовыми приборами при отсутствии тяги или неисправной вентиляции.

Обслуживание газифицированных отопительных и отопительно-варочных печей разрешается лицам, прошедшим техминимум и имеющим удостоверения на право пользования отопительными и отопительно-варочными печами, переведенными на газ.

Отопительная и отопительно-варочная печь должна быть исправна, не иметь трещин. В отопительной печи не должно быть духовки, плит и конфорок. Дымоходы должны быть обособлены, очищены от сажи и завалов и не должны иметь трещин. Дымоходы отопительных печей проверяет служба добровольного пожарного общества один раз в год перед отопительным сезоном.

Дымоходы отопительно-варочных печей проверяют 3 раза в год с обязательным составлением актов и с указанием пригодности к дальнейшей эксплуатации.

Нормальным считается топка печи два раз в день по 1,5-2 ч, не допуская перегрева.

Подготовка к розжигу печи. Перед розжигом газовых горелок печей необходимо: провентилировать помещение в течение 10-15 мин через форточку или двери и проверить работу существующих вентиляционных каналов и отдушин; убедиться в том, что все отключающие устройства у печей закрыты; открыть шибер печи, а также смотровое отверстие и дверцу поддувала; проверить тягу в топке печи, для чего поднести полоску тонкой бумаги к смотровому отверстию.

При наличии тяги бумажка должна прилипать к смотровому отверстию и втягиваться внутрь его. Категорически запрещается разжигать печь, если бумага не прилипает к смотровому отверстию.

Розжиг печи. Провентилировать в течение 10 мин топочную камеру и дымоход, для чего полностью открыть шибер, топочную дверку и поддувало.

Открыть кран у счетчика и на газопроводе у печи.

Поднести зажженную лучину через смотровое отверстие к запальнику и нажать кнопку клапана.

Если сжигание газа происходит нормально и пламя не отрывается от горелки, закрыть топочную дверку и открыть отверстие для подсоса воздуха. Горение газа в топке печи регулируют краном на газопроводе и заслонкой, установленной в отверстии для подсоса воздуха. При полном сгорании газа цвет пламени должен быть прозрачным с голубоватым оттенком.

При обнаружении проскока пламени внутрь горелки или в случае потухания пламени необходимо немедленно закрыть кран, провентилировать топку в течение 10-15 мин, после чего зажигание производить заново.

Правила выключения горелок. Закрыть кран перед горелками и кран на газопроводе у печи.

Закрыть шибер и дверку поддувала; на ночь или при уходе из квартиры закрыть кран у счетчика.

Категорически запрещается: оставлять на ночь включенную в работу печь; обслуживать печь лицам, не знающим правил ее эксплуатации; производить розжиг горелок без предварительной вентиляции помещений, топочных камер и проверки наличия тяги в дымоходах; проверять тягу огнем; при наличии запаха газа в помещении производить зажигание горелок, а также пользоваться открытым огнем, включать электрические приборы и электроосвещение; пользоваться неисправным газовым оборудованием и неисправной печью, т. е. с наличием трещин, негерметичностью и пр.; вносить самостоятельно какие-либо изменения в газовую разводку и конструкцию печи.

При обнаружении запаха газа необходимо: установить место утечки газа, не пользуясь при этом открытым огнем или электроприборами; проверить, закрыты ли краны на газопроводе; проветрить помещение через форточку или дверь; при авариях, а также если после вентиляции помещения запах газа не исчезает, звонить в аварийную службу треста "Горгаз".