Preventivní opatření pro správnou funkci plynových zařízení III

ZABEZPEČOVACÍ ARMATURY A ZAŘÍZENÍ

Na plynovodech a plynových spotřebičích je používána celá řada zabezpečovacích zařízení. Jedná se o zařízení sledující různé parametry a reagující v případě jejich nedodržení. V následující části budou stručně popsána pouze zařízení, která mají zásadní vliv na bezpečnost daného plynového spotřebiče a o nichž by proto měl mít každý provozovatel nebo uživatel alespoň základní informace o jejich funkci.

Na plynovodech se jedná zejména o následující zařízení, jejichž účelem je:

a) Jištění nastavené hodnoty tlaku plynu

Tato zařízení jsou většinou součástí regulátorů tlaku plynu. Jedná se zejména o pojistné ventily a bezpečnostní rychlouzávěry.

Pojistný ventil je zařízení, které v případě poruchy na regulačním zařízení, při níž dochází k pomalému zvyšování výstupního tlaku, odvede plyn na bezpečné místo. Tato závada se může vyskytnout v případě, kdy regulační prvek regulátoru neuzavře těsně, neboť se mezi něj a sedlo dostane nějaká nečistota. V případě, kdy je nulový nebo velmi malý odběr plynu (např. pouze pro provoz zapalovacích hořáčků), dojde k postupnému natlakování rozvodu plynu za regulátorem. Po dosažení nastavené hodnoty pojistný ventil regulátoru sníží tlak na původní hodnotu odpuštěním odpovídajícího množství plynu. Po zahájení většího odběru plynu je nečistota většinou stržena proudem plynu.

Bezpečnostní rychlouzávěr (klapka) je zařízení, které při dosažení nastavené hodnoty uzavírá ve velmi krátké době přívod plynu k zařízení. Většinou chrání zařízení proti zvýšenému tlaku plynu. Běžné je i jeho použití pro jištění minimálního povoleného tlaku nebo pro jištění obou hodnot. Při použití obou zařízení, tj. pojistného ventilu a bezpečnostního rychlouzávěru, je voleno nastavení hodnot tlaku tak, aby nejprve zareagoval pojistný ventil a teprve potom, kdy se jedná o závažnější závadu (např. protržení membrány v regulátoru tlaku plynu), při níž není pojistný ventil schopen snížit tlak pod nejvyšší povolenou hodnotu, reaguje bezpečnostní rychlouzávěr uzavřením přívodu plynu.

Na obrázku 9 je uvedeno schéma regulátoru s integrovaným pojistným ventilem a bezpečnostním rychlouzávěrem. Jeho funkci plní uzavírací člen na druhém stupni regulace.

Obr. 9 Schéma regulátoru s integrovaným pojistným ventilem a bezpečnostním rychlouzávěrem
1 - Pojistný ventil, 2 - Uzavírací člen, plnící funkci bezpečnostního rychlouzávěru a nadprůtokové pojistky

Na obrázku 10 jsou uvedeny příklady provedení pojistného ventilu a bezpečnostního rychlouzávěru.

a) Pojistný ventil

b) Bezpečnostní rychlouzávěr

Obr. 10 Příklad provedení pojistného ventilu a bezpečnostního rychlouzávěru

b) Uzavření přívodu plynu při zvýšení průtoku plynu

Tuto funkci zajišťují tzv. nadprůtokové pojistky. V některých zemích jsou používány řadu let, v některých případech je jejich použití povinné. Osvědčily se totiž jako spolehlivá a účinná ochrana v případě poškození plynovodu, při němž dochází k masivnímu úniku plynu. Bližší informace o jejich funkci a použití jsou uvedeny v dotazu 48.

c) Uzavření přívodu plynu v případě požáru

K tomuto účelu jsou používány protipožární pojistky. Reagují na zvýšení teploty. Musí být proto instalovány v prostorech, v nichž může dojít k požáru.

Bližší informace o jejich funkci a použití jsou uvedeny v dotazu 48.

U plynových spotřebičů jsou používána zabezpečovací zařízení s pestřejším rozsahem sledovaných a jištěných funkcí, pracujících často na velmi důmyslných principech. Zde popíšeme stručně zařízení pro hlídání plamene a zpětného toku, popř. nadměrného hromadění spalin.

a) Hlídání plamene

Tuto funkci plní pojistky (hlídače) plamene. Jsou to zařízení, která v případě uhasnutí jištěného plamene (zapalovacího, nebo hlavního hořáku) uzavřou přívod plynu k tomuto hořáku. Podle principu, který ke své funkci využívají, se pojistky plamene člení do následujících hlavních skupin:

• bimetalové pojistky
• termoelektrické pojistky
• ionizační pojistky
• UV diody

Bimetalovými pojistkami jsou vybaveny spotřebiče vyráběné před více než deseti lety. Pracují na principu různé roztažnosti dvou rozdílných kovů. Při jejich zahřátí dojde k pohybu pojistky, která otevře přívod plynu k jištěnému hořáku. V případě zhasnutí plamene dojde naopak, po vychladnutí pojistky, k jeho uzavření.

Schéma bimetalové pojistky plamene je znázorněno na obrázku 11.

Obr. 11 Schéma bimetalové pojistky plamene
1 - zapalovací hořák, 2 - bimetal, 3 - táhlo, 4 - ventil s těsněním, 5 - pružina ventilu

Pro svou jednoduchost je tato pojistka dosud používána v různých zařízeních a přístrojích, např. jako tepelná ochrana elektrických spotřebičů. U nedostatečně udržovaných plynových spotřebičů hrozí velmi často, že se táhlo pojistky nemůže kvůli nečistotám a korozi volně pohybovat a pojistka zůstane otevřená i po uhasnutí plamene.

Termoelektrická pojistka je v současnosti nejběžnější pojistkou u plynových spotřebičů používaných v bytové a komunální sféře. Využívá termoelektrické vlastnosti kovů měnit s teplotou svůj elektrický potenciál. Na styku dvou kovů tak vzniká po zahřátí elektrické napětí, které přitáhne jádro cívky solenoidového ventilu a tím otevře přívod plynu k jištěnému hořáku. Po vychladnutí a ztrátě napětí je přívod plynu uzavřen. Reakční doba této pojistky je kratší než u pojistky bimetalové. Je velice spolehlivá - její špatná funkce bývá způsobena spíše špatným umístěním vůči plamenu než její závadou.

Princip funkce termoelektrické pojistky plamene je znázorněn na obrázku 12.

Obr. 12 Princip termoelektrické pojistky plamene
Legenda: 1 - elektromagnet, 2 - kotva, 3 - termočlánek, 4 - táhlo, 5 - ventil s těsněním, 6 - pružina ventilu

Ionizační pojistky plamene a UV diody jsou používány u plynových spotřebičů s většími výkony, neboť mají velice krátkou reakční dobu.

Ionizační pojistky plamene využívají vodivosti plamene. Při spalování uhlovodíkových plynů vznikají vodivé ionty. Pokud se na dvě elektrody, z nichž jednu tvoří ústí hořáku a druhá je umístěna do prostoru plamene, vloží elektrické napětí, protéká mezi nimi elektrický proud. Po zhasnutí plamene dochází okamžitě k přerušení elektrického obvodu a automatika spotřebiče dává pokyn k uzavření přívodu plynu.

Princip funkce ioniozační pojistky plamene je znázorněn na obrázku 13.

Obr. 13 Princip ionizační pojistky plamene

UV dioda (UV čidlo, fotodioda) je zařízení, v němž ultrafialové zařízení vyvolá elektrický proud. Při zhasnutí dojde k přerušení elektrického obvodu a přes automatiku hořáku k uzavření přívodu plynu.

Příklad UV diody je uveden na obrázku 14.

Obr. 14 Příklad UV diody

b) Hlídání zpětného toku, popř. nadměrného hromadění spalin

Účelem těchto zařízení je prevence před otravami oxidem uhelnatým obsaženým ve spalinách a vznikajícím ve zvýšené míře při zvýšené koncentraci spalin ve spalovacím vzduchu. Jsou jimi vybaveny novější plynové spotřebiče.

Pojistkami proti zpětnému toku spalin jsou vybavovány spotřebiče v provedení B, tj. spotřebiče s odvodem spalin do komína, odebírající vzduch ke spalování z místnosti, v níž jsou instalovány. Jedná se v podstatě většinou o termoelektrickou pojistku, popsanou v předchozím bodu, která dává pokyn k uzavření přívodu plynu k hořáku spotřebiče v případě, kdy je ohřáta na určitou teplotu spalinami proudícími při závadě na odtahu spalin.

U spotřebičů v provedení A, tj. spotřebičů, odebírajících vzduch ke spalování z místnosti, v níž jsou instalovány, a vypouštějící spaliny tamtéž (např. sporáky, vařiče, malé průtokové ohřívače vody) se instalují tzv. oxystopy. Jedná se o zařízení, které způsobuje uhasnutí zapalovacího hořáčku v případě poklesu koncentrace kyslíku v okolí spotřebiče. Své uplatnění nalezly oxystopy především u malých průtokových ohřívačů vody, používaných nad dřezy nebo umývadly v kuchyňkách.