Обучение персонала осуществляющего эксплуатацию и техническое обслуживание систем автоматического газового пожаротушения

Умения и навыки.

Безопасность систем газового лучистого отопления

Традиционные системы конвективного отопления имеют ряд особенностей, не позволяющих им эффективно обогревать промышленные и сельскохозяйственные здания, имеющие большую высоту и площадь. При конвективном отоплении нагретый воздух поднимается вверх, образуя «тепловую подушку» под кровлей, что приводит к значительным потерям тепла. Требуются значительные затраты на подготовку и использование промежуточного теплоносителя – воды. Высокие помещения (выше 15 м) невозможно качественно обогреть, используя конвективные методы отопления.

Преодолеть подобные недостатки можно используя для передачи тепла не конвекцию, а тепловое излучение, что успешно реализуется в системах газового лучистого отопления (ГЛО). Главное отличие лучистого отопления от конвективного заключается в обогреве площади, а не объема помещения.

Инфракрасное излучение, испускаемое расположенным в верхней части помещения обогревателем, отдает тепло полу, стенам, оборудованию, которые за счет конвекции нагревают воздух в рабочей зоне.

Основной элемент системы ГЛО – инфракрасный излучатель. Газовые излучатели работают в коротковолновом и средневолновом спектрах. Первые называются «светлыми» – по длине волны они ближе к видимому свету. В средневолновом диапазоне работают темные инфракрасные излучатели с температурой излучающей поверхности до +600 °С. Они излучают преимущественно в невидимом диапазоне.

Преимущества систем ГЛО

К основным преимуществам систем ГЛО можно отнести:

· отсутствие промежуточного теплоносителя, снижение издержек на его подготовку, перекачивание по трубопроводам, а также обслуживание и ремонт теплотрасс;

· возможность обогрева отдельных зон (участков, линий), в том числе расположенных на открытом воздухе;

· безинерционное выполнение функций дежурного отопления в ночное время, праздничные и выходные дни, при вынужденном простое;

· возможность снижения температуры воздуха в рабочей зоне (на 2–5 °С) при сохранении условий теплового комфорта.

Согласно при использовании систем с газовыми инфракрасными излучателями «стоимость энергоресурсов, используемых для отопления производственных помещений, может быть сокращена в 2,5–3 раза. Системы быстро монтируются, бесшумно работают и полностью автоматизированы».

Учитывая вышеизложенные преимущества систем ГЛО, можно предположить, что они будут находить все большее применение. Вместе с тем период активного использования систем ГЛО в России невелик, их безопасность еще недостаточна изучена. Рассматривая вопросы безопасности при использовании лучистого отопления, необходимо выделить отдельные аспекты, относящиеся к проектированию, монтажу и эксплуатации.

Особенности проектирования и монтажа систем ГЛО

При проектировании систем ГЛО необходимо учитывать требования, изложенные в СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование», СП42-101-2003 «Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб», требования промышленной безопасности, содержащиеся в нормативных актах Ростехнадзора.

К особенностям систем ГЛО, которые необходимо учитывать при проектировании, относятся:

· системы ГЛО имеют ограничения по области применения и высоте размещения;

· излучатели оказывают тепловое воздействие на расположенное рядом оборудование;

· продукты сгорания от некоторых излучателей попадают непосредственно в помещение, в котором они установлены.

Системы ГЛО допускается применять «для отопления отдельных производственных помещений или зон категорий В3, В4, Г и Д, для обогрева участков и отдельных рабочих мест в неотапливаемых помещениях, на открытых и полуоткрытых площадках, а также для помещений общественных зданий с непостоянным пребыванием людей… Применение газовых излучателей в подвальных помещениях, а также в зданиях III, IV и V степеней огнестойкости не допускается».

Размещение приборов лучистого отопления с температурой поверхности выше +150 °С следует предусматривать в верхней зоне помещения. Производители систем ГЛО указывают в заводской документации, что излучатели необходимо устанавливать на высоте не менее 3,5–4 м от поверхности пола.

При размещении инфракрасных излучателей необходимо учитывать тепловое воздействие, которое они оказывают на окружающее пространство. Расстояние от горелок инфракрасного излучения до конструкций из горючих и трудногорючих материалов (перекрытий, оконных и дверных коробок и т. п.) должно быть, как правило, не менее 0,5 м при температуре излучающей поверхности до +900 °С и не менее 1,25 м для температуры выше +900 °С при условии защиты или экранирования негорючими материалами. Открытая проводка должна находиться на расстоянии не менее 1 м от излучателей.

Системы ГЛО в производственных зданиях устанавливают в верхней части помещения, излучатели оказываются в непосредственной близости от кабелей, светильников, электрооборудования мостовых кранов, лебедок и т. п. Возникающие при проектировании и монтаже проблемы, обусловленные воздействием излучателей на электрооборудование, должны решаться с учетом вышеизложенных требований.

Продукты сгорания излучателей могут удаляться из помещения наружу через дымоходы или попадать в помещение и в дальнейшем удаляться вентиляцией. Газовые излучатели допускается применять при условии удаления продуктов сгорания, обеспечивая ПДК вредных веществ в воздухе рабочей или обслуживаемой зоны ниже допустимых величин. Расчет вентиляции помещений, где предусматривается установка горелок инфракрасного излучения, следует выполнять, руководствуясь нормами предельно допустимых концентраций СО₂и NO_xв воздухе рабочей зоны. Размещение вытяжных устройств следует предусматривать выше излучателей, а приточных устройств – вне зоны излучения горелок.

При проектировании важно помнить об отрицательных явлениях, обусловленных выбросами с продуктами сгорания вредных веществ в атмосферу. Имея преимущества по большинству показателей перед котельными, системы ГЛО уступают им по рассеиванию загрязняющих веществ, создавая более высокие значения приземных концентраций, что может послужить серьезным фактором, затрудняющим прохождение проектной документацией экологической экспертизы.

Особенности эксплуатации систем ГЛО

Во-первых, размещение излучателей на высоте 4 м и более от пола осложняет контроль продуктов сгорания на предмет полноты сгорания газа, контроль работы системы ГЛО в целом. Если в одном из обогревателей процесс горения выйдет за показатели, установленные по результатам режимно-наладочных работ, своевременно обнаружить и устранить неисправность при большом количестве излучателей будет затруднительно. По этим же причинам затруднено выполнение технического обслуживания и текущего ремонта внутренних газопроводов и газового оборудования, которые необходимо производить в соответствии с требованиями.

К следующей группе можно отнести проблемы, связанные с изменением тепловлажностного режима в отапливаемом помещении после пуска в эксплуатацию систем ГЛО. На графике (рис. 1) отображено распределение температуры в помещении по высоте при использовании лучистого и конвективного отопления. Системы ГЛО поддерживают в верхней части здания значительно меньшую температуру, с увеличением высоты эта разность возрастает. В результате отсутствия «тепловой подушки» происходит перераспределение температур по высоте помещения.

 Рисунок 1.

Распределение температур по высоте помещения

Излучатели имеют значительный вес, что приводит к увеличению нагрузки на колонны, стены, фермы, балки, конструкции перекрытий. В случае нового строительства систем отопления с использованием инфракрасных излучателей перечисленные проблемы учитываются при проектировании объекта в целом. Однако при реконструкции здания с заменой конвективного отопления на лучистое подобные вопросы прорабатываются не всегда. Организации, выполняющие экспертизу промышленной безопасности газифицируемых зданий, должны обращать особое внимание на состояние несущих строительных конструкций. Известны случаи, когда для уменьшения издержек производства или вследствие безграмотности некоторые руководители в праздничные и выходные дни полностью отключали лучистое отопление. В результате возможно ослабление несущих конструкций здания вследствие многократных циклов замораживания и оттаивания. Чтобы избежать подобного, необходимо переводить системы ГЛО в режим дежурного или ночного отопления, поддерживая температуру воздуха положительной.Это приводит к увеличению влажности и возможности низкотемпературной коррозии при использовании светлых излучателей, которые выбрасывают продукты сгорания в отапливаемое помещение.

К другой группе негативных явлений при эксплуатации систем ГЛО относятся проблемы, связанные с облучением рабочих мест. Величина облучения нормируется соответствующими санитарными нормами и СНиП 41-01-2003. При лучистом отоплении интенсивность облучения на рабочем месте в обслуживаемой (рабочей) зоне не должна превышать 35 Вт/м²при 50 % и более облучаемой поверхности тела. Особенно в неблагоприятных условиях работает персонал на высоте (машинисты мостовых кранов, лица, обслуживающие оборудование, размещенное в верхней части цехов). Однако на практике измерение интенсивности инфракрасного излучения производится редко, а случаи, когда специалисты наладочной организации выполняют такие измерения и фиксируют их в режимных картах, единичны.

Светлые излучатели имеют меньшие габариты, массу и стоимость. Вместе с тем по санитарно-гигиеническим и пожарным показателям они уступают темным излучателям. Продолжительное и интенсивное коротковолновое излучение оказывает неблагоприятное воздействие на ткани организма, сетчатку глаза и может сопровождаться ухудшением самочувствия (головные боли, нарушение сна, понижение работоспособности). Светлые излучатели имеют острый угол излучения, что приводит к появлению довольно больших необлучаемых площадей. В результате в зоне высокой плотности излучения голова может нагреваться до температуры больше +25 °С, что является максимально допустимой гигиенической нормой, а вне зоны влияния облучения ощущается низкая температура воздуха, не отвечающая требованиям комфорта.

Заключение

Учет особенностей систем ГЛО при проектировании, монтаже и эксплуатации позволяет избежать возникновения аварийных ситуаций. Особенно важным является процесс эксплуатации, мало отраженный в нормативно-технических документах. Инструкции для лиц, обслуживающих системы ГЛО, пишутся на основании заводских указаний с учетом имеющегося опыта. Важным шагом, повышающим безопасность эксплуатации, может стать разработка типовой инструкции с рекомендациями для работников, ответственных за эксплуатацию систем лучистого отопления.

Газолучистое отопление: технология систем

Технология (ГЛО) газо-лучистых систем обогрева представляет собой механизм передачи тепловой энергии от нагретых тел к мене нагретым при помощи физических свойств инфракрасного излучения. Оно очень активно поглощается твердыми и жидкими телами, если данные волны находятся в правильном, настроенном диапазоне, при этом происходит процесс их преобразования в тепловую энергию.

Технически данный процесс можно описать следующим образом:

· Продукты сгорания газа подаются с помощью вентилятора в полость газоизлучателя (трубы обработанной специальным огнеупорным, усиливающим излучение составом). Именно покрытие, обладающее высокой степенью черноты 0,92-0,97, позволяет смещать тепловое излучение, образующееся при нагреве труб, в инфракрасное.

· Поскольку трубы рассеивают излучение по всей своей площади, помимо них в системе ГЛО используется рефлектор, который концентрирует излучение на отапливаемой области (над оборудованием или рабочим пространством) – это позволяет наиболее рационально использовать обогрев и затрачиваемую энергию, ведь не на всех производствах и в помещениях непроизводственного назначения требуется отапливать пространство полностью.

Системы ГЛО работают на бутане, пропане и бытовом газе – это обеспечивает доступность данного вида отопления для любых типов производств. Особенно оно выгодно для крупных промышленных объектов удаленных от городов и каких-либо населенных пунктов.

Практически сгорание газа происходит подковообразной трубе, в которую при помощи вентилятора нагнетается и растягивается пламя от горелки, поддерживаемое рассчитанными дозами газовоздушной смеси, после чего происходит процесс газоудаления через вентиляцию или специально выведенные трубы. Таким образом, продукты горения не попадают в отапливаемое помещение. Нагретая труба излучает в инфракрасном спектре, а рефлектор направляет это излучение в выделенную зону.

КПД инфракрасного длинноволнового излучения, в зависимости от типа оборудования и его физических характеристик составляет от 92 до 95%. ГЛО системы абсолютно безопасны как для человека, так и для окружающей среды, ведь продукты горения (CO2) сгорают в трубе почти полностью, отводится совсем незначительный процент, который просто не способен нанести какой-либо вред.

Система, обеспечивающая процесс сгорания газа состоит из двух частей: газогорелочного блока и системы управления (настраиваемой вручную или дистанционно). Весь процесс от пьезорозжига до образования и подачи газовоздушной смеси контролируется автоматически – это исключает возможные перегрузки, перерасход топлива и проблемы с безопасностью.

Действие лучистого отопления на примере солнечной энергии

Одним из наилучших способов обогрева помещения, с точки зрения многих факторов, являетсялучистое отопление. Такой вид нагрева помещений используется в отопительных приборах, которые называются газовыми инфракрасными излучателями или инфракрасными газовыми обогревателями. Эти устройства системы лучистого отопления работают с помощью инфракрасного излучения, которое обладает рядом преимуществ.

Наглядным примером, объясняющим принцип распространения энергии инфракрасного излучения, является Солнце. Значительная часть энергии Солнца поступает на Землю преимущественно в виде инфракрасного излучения. Газовые излучатели - пример, когда природные явления ложатся в основу прорывных технологических решений.

Аналогично с распространением энергии Солнца действует созданное искусственно инфракрасное излучение. Оно используется при лучистом отоплении помещения.

· 

· 

С помощью лучистого отопления уровень теплового комфорта человека достигается быстрее. Понятие теплового комфорта означает, что степень теплоты окружающей среды является удовлетворительной для нормальной жизни. Однако зачастую температура окружающей среды недостаточна, а человек все равно чувствует себя уютно, комфортно. В качестве наглядного примера проведем аналогию с принципом воздействия Солнца на человека.

Действие лучистого отопления схоже по ощущениям с прогулкой в зимний солнечный день. На улице минусовая температура, воздух по-зимнему холоден. Однако, человек чувствует себя уютно, потому что начинает припекать солнышко.

Принцип работы лучистого отопления

При традиционных системах отопления или при использовании системы воздушного отопления, в отличие от систем обогрева газовыми инфракрасными излучателями, теплый воздух уходит вверх. Напомним, что конвекция – это перемещение воздушной массы или движение в объеме любого газа или жидкости. То есть, нагретые и более легкие слои воздуха вытесняются холодными и более тяжелыми. Теплый слой воздуха также поднимается вверх, уступая место более холодному слою воздуха.

Попробуем проследить отличия лучистой системы отопления от традиционной, или конвекционной. Традиционная система нагрева помещений с помощью батарей, как промежуточного источника тепла, хорошо знакома нам с детства. В отоплении такого типа используется принцип конвекции. Чтобы эффект конвекции сработал, батареи должны располагаться внизу, а не вверху. Это нужно сделать именно по причине физического явления. Дело в том, что теплые слои воздуха вытесняются холодными из нижней частипомещения. Если поместить нагревательный элемент вверху, этого явления не произойдет. Таким образом, для того, чтобы полностью прогреть помещение, нужно достаточно большое количество времени. Газовые инфракрасныеизлучатели решают эту проблему, поскольку с лучистым отоплением все обстоит иначе. Теплый воздух практически не накапливается вверху помещения. С небольшими потерями, электромагнитная энергия преобразуется в тепло в нижней части помещения.

Газовые инфракрасные излучатели в лучистом отоплении

Искусственное лучистое отоплениереализуется на практике с помощью таких приборов, как газовые инфракрасныеизлучатели. Такая отопительная система представляет собой тепловые устройства, расположенные в верхней части помещения. Когда отопление начинает работать, приборы излучают в пространство электромагнитные волны.

Газовые инфракрасные излучатели используют в помещениях с высото йпотолков не менее 4 метров. Тепло при лучистой системе отопления не поднимается вверх, а, наоборот, распределяется внизу помещения, что немаловажно для создания комфортных условий в рабочей зоне [на уровне 2,5 м от пола].

Виды газовых инфракрасных излучателей

· Газовые излучатели «светлого» типа чаще всего используются для отопления промышленных помещений, особенность которых – высокие потолки. Такие части пространства обладают большим воздухообменом, поэтому использование конвекционных систем отопления в них нецелесообразно. В помещениях с высокими потолками лучистое отопление с газовыми излучателями «светлого» типа – наиболее эффективный способ обогрева.
«Светлые» газовые излучатели работают на природном или сжиженном газе. При горении газовоздушной смеси в отверстиях керамической плитки, температура на поверхности прибора достигает 950^оС. Степень излучения достаточно высока, поэтому теплоотдача происходит за очень короткие сроки. Для корпуса устройства используются специальные антикоррозийные материалы, значительно продлевающие срок работы газового излучателя.

· Газовые излучатели «темного» типа. Излучающим элементом в таких излучателях являются металлические трубы. Температура на поверхности таких излучателей достигает в среднем 400^оС. Особенность приборов такого типа в том, что для их эксплуатации обязателен отвод продуктов сгорания с помощью воздуховодов.

Лучистое отопление– достижение современной науки, которым можно и нужно пользоваться. Мы приведем в пример несколько неоспоримых достоинств этого вида отопления для того, чтобы окончательно развеять все сомнения.

Итак, к несомненным плюсам лучистого отопления можно отнести:

· Отсутствие конвекции способствует тому, что пыль и другие летучие вещества не витают в воздухе. Данный факт немаловажен для людей, чувствительных к аллергенам.

· Значительная экономия средств по причине низких затрат и небольшой стоимости газового топлива.

· При эксплуатации газовых излучателей количество выделяющихся продуктов сгорания не нарушает пределы допустимой санитарной нормы, поэтому лучистое отопление можно по праву назватьэкологически чистым и безопасным.

Грубо говоря, Солнце можно назвать существующим в природелучистым отоплением, обеспечивающим тепловой комфорт. Ощущение теплового комфорта немаловажно в рабочих условиях, поэтому используют газовые инфракрасные излучатели.Наукой доказано: находящийся в зоне теплового комфорта человек показывает значительно лучшие результаты работы, чем тот, кто замерзает на рабочем месте. Это неудивительно. Организм устроен так, что, когда человеку холодно, затрачивается больше килокалорий. У человека, затрачивающего силы на то, чтобы согреться, большая часть энергии используется не для работы. Это пагубно влияет на производительность труда. Цель руководителей предприятия – выбрать оптимальную систему отопления для обеспечения комфортных условий производства.