Varaajan räjähdys

[Averell]

Ikävä tapahtuma, mutta mitähän tuolla on oikeasti tapahtunut ja mikähän on ollut laitteiston kokoonpano?

http://www.iltalehti.fi/uutiset/2013032416820757_uu.shtml

[kahe]

Ikävää tosiaan. Paineenalaiset laitteet ovat vaarallisia, Mythbustersien boilerin räjäytys video. Toivottavasti ei ollut kukaan puulämmityksen testailija.

[Pähkäilijä]

Ison omakotitalon pannuhuoneessa räjähti
Julkaistu: 24.3.2013 14:46

Raaseporin Kuninkaantiellä sijaitsevan suuren omakotitalon lämminvesivaraajan räjähdys siirsi talon ulkoseinää lukuisia senttejä.
Lämminvesivaraajan räjähdyksestä ei syntynyt tulipaloa, mutta vesihöyryä purkautui runsaasti. Lisäksi puupannun sammutus aiheutti savuvahinkoja.

Talossa paikalla olleet ihmiset eivät loukkaantuneet, mutta pelastuslaitos luonnehtii räjähdyksen aiheuttamia aineellisia vahinkoja mittaviksi.

Länsi-Uudenmaan päivystävä palomestari arvioi IS:lle, että räjähdys aiheutui lämminvesivaraajan paineentasausventtiilin viasta.
 
IS

Perheen järkytys: Vesivaraajan räjähdys repi seinän
Sunnuntai 24.3.2013 klo 16.41
Lämminvesivaraajan räjähdys repi omakotitalon ulkoseinän liitoksistaan Raaseporissa.

- Siihen tuli viidentoista sentin repeämä. Päivä paistaa läpi, kuvaili paikalla ollut Länsi-Uudenmaan päivystävä palomestari Stig Saarinen Iltalehdelle.

Räjähdys sattui sunnuntaina puoli kahdentoista aikaan Kuninkaantien varressa olevassa puurakenteisessa omakotitalossa. Talossa oli räjähdyksen sattuessa kolme lasta ja yksi aikuinen. Kukaan heistä ei kuitenkaan loukkaantunut, sillä räjähdys sattui kellarissa olevassa pannuhuoneessa.

Räjähdys ei aiheuttanut tulipaloa, mutta kellarissa oli runsaasti vesihöyryä ja rikkoontuneita rakenteita. Paikalle hälytettiin viisi pelastusyksikköä, joiden tehtäväksi jäi lähinnä paikkojen raivaaminen ja vahinkojen kartoitus.

Poliisi tutkii onnettomuuden syytä. Viranomaiset epäilevät, että kyseessä olisi ollut laitevika. Ylipaineventtiilin tulisi estää paineen nouseminen säiliössä liian korkeaksi. Vesivaraaja oli kytkettynä puulämmitteiseen kattilaan.

RISTO KUNNAS
@ILTALEHTI.FI

Lämminvesivaraaja räjähti omakotitalon kellarissa Raaseporissa
KOTIMAA | Turun Sanomat 14:18
Lämminvesivaraajan räjähtäminen pannuhuoneessa vahingoitti omakotitalon kellaria Raaseporin Kuninkaantiellä sunnuntaina kello 11.00 jälkeen. Talossa oli turman aikana ihmisiä, mutta kukaan ei loukkaantunut. Raivaustöissä ollut pelastuslaitoksen työntekijä loukkaantui lievästi.

Pelastuslaitoksen mukaan räjähdys ei aiheuttanut paloa, mutta kellariin levisi runsaasti vesihöyryä.

Aineelliset vahingot ovat melkoiset, sillä esimerkiksi talon ulkoseinä siirtyi useita senttejä paineiskun vaikutuksesta.

Räjähdyksen syyksi epäillään laitevikaa. Poliisi tutkii onnettomuutta.

TS

mitä lie käynyt, latauspumppu jumissa? eiköhän tuosta ajastaan kuule enemmän. Valitettava tapaus...

[Repa]

Joo, ikävä tapaus tosiaan.

Todennäköisesti vajaa täytös on estänyt kierron, jolloin kattila kiehunut kuivaksi ehkä kuitenkin varovenan kautta. Kun varaajasta kuitenkin on tullut viileää vettä tilalle se on nostanut törkyä liikkeelle joka on tukkinut varovenan.

Pelkkä veden ylipaine ei räjäytä kattilaa eikä varaajaa, vaan tapahtuu hitaampi repaeminen. Jotta tuommonen seiniä siirtävä räjähdys tapahtuisi on varaajankin täytynyt olla melko tyhjä vedestä, jolloin höyryn paine ja määrä on ollut melkoinen.

Poistelkaas taas sitä ilmaa kattiloistanne ja varaajistanne sekä huolehtikaa paissarin esipaineista. Puulämmittäminen ei ole ihan kädettömien hommaa.

[Höyrykattila]

kahe Youtube linkkiin lisää viitaten. Videolla paukahtaa vähä isompi peelari. Valvontakameran kuvassa ei ihan näy räjähdyskohta - Mistä kaikki alkoi.

Toivottavadti näitä ei satu enempää. Pian saattaa joku virkaintoinen keksiä kalliin 'MääräAikaisKatsastuksen'.

 Nuohous on ihan ok. Tiedän useampia typpejä, joilla on korkeanpaikan kammo.

[kahe]

Muistini mukaan, on aikaa kun katsoin tuon Myytinmurtaja jakson, niin saivat kyllä tehdä kaikkensa, että sähkövaraaja oikeasti räjähti. Päästi aina paineet jostain ulos väkisinkin ennemmin kuin räjähti. Oliko vielä vain 300 litran varaaja ja sopiva määrä vettä sisällä. Tuon jakson nähtyään mietti omaakin varaajaa, että olisiko lähtenyt lauteiden alta vaakatasossa ulkoseinästä ulos tai sitten omaa sänkyä kohden, mutta tuskinpa lähtee täysi varaaja mihinkään.

Ilmausyksiköitä pitää lisätä omaan uuteen kattilakytkentäänkin. Nyt ainoa näkyvillä on juuri varo kattilan päällä.

[seppol]

Kyllä räjähdys tapahtuu aina kattilassa. Varaajassa on sama paine ja heikompana se voi haljeta ensin. Mulla on käsitys miten kaikki on tapahtunut. Jos kattila on lähes tyhjä ja vaikka 500 astetta kuuma ja sinne päästetään vettä, varaventtiili ei ehdi tekemään mitään. Se on liian pieni ja putkikin vain ehkä 10 millinen.

[Kohvale]

Miten tällainen tilanne pääsee syntymään, että kattila menee tyhjäksi? Itse olen ollut siinä uskossa, että jos varaajassa on vettä, niin sitä pitäisi olla myös kattilassakin - ellei ole käsin väännetty sulkuja tuosta välistä kiinni?

[lmfmis]

- ellei ole käsin väännetty sulkuja tuosta välistä kiinni?

Noin juuri on luultavasti tehty - lämpenee pata nopeammin, ainakin tuntuu siltä 

[Repa]

Tutkijalautakunnan raporttia varrotessa voimme arvailla ja spekuloida mitä tapauhtui.

Faktoja voisi kerätä ja listata.

1. painetta tätyy olla jotta pamahtaa, joten varovena ei ole tehnyt tehtäväänsä. Oliko tukossa vai eikö vaan kasiteetti riittänyt. Kyllä 10 mm putkesta 3-4 bar paineella melkomoinen määrä "onkaa" läpi virtaa. Varovenan ei pitäisi vikaantua noin päin ettei laskisi ylipainetta ulos, veikkaan edelleen tukosta. Tosin kätevä isäntä tulppaa vuotavan hukka putken jos hellasärö niin vaatii 

2. Kattila tai varaaja ei "räjähdä" jos täytös on 100% vettä täynnä. Se vaan repaa ja valuttaa vedet lattialle jos lämpötila on alle 100 C. Voiko varaaja olla edes osittain yli 100 C?

3. On kai likimain päivänselvä asia että varaaja on se heikompi astia, koska paine vaikuttaa isompaan pinta-alaan. Olisko varaajassa valmistevika tai muuten heikentynyt kohta? kosteus valuma eristeisiin?


4. Jotta räjähdys olisi noinkin voimakas, pitää varaajassa olla paljon kaasutilavutta (höyryä) ja tietysti painetta. Jotta kaasutilavuutta olisi, on veden täytynyt hävitä jo paljon aiemmin. Miksi, minne? Oliko vaan kiehumalla kiehunut höyryksi vai oliko alunperin vajaa?

5. Varaajan on tätynyt olla suht iso, veikkaan 2000 l. Veikkaan myös ettei siinä voinut olla vettä enää jäljellä kuin 200- 600 litraa, muuten ei tota kaasutilaavuutta olisi ollut tarpeeksi, tuottamaan noin kovaa räjähdystä.

6. Kiinni unohtuneet sulut.
-Jos sekä lähtö että paluu olisi ollut suljettuna, pelkkä kattila olisi kiehunut kuiviin ja sen jälkeen aloittanut "kiinailmiön" eli sulanut
- jos varaajalta paluu olisi olut suljettuna, kattilalta tuleva höyry olisi tiivistynyt vedeksi varaajan yläosassa ja kattla olisi kiehunut kuiviin
- jos kattilalta lähtevä putki olisi ollut suljettuna, niin kattlan paine olisi purkautunut varaajaan alaputkea pitkin ja kattila olisi kuivunut jne.
- noissa siis oletuksena että varovena olisi hoitanut ylipaineen


7. Eikös noi 1,5 bar varaajat koeponnisteta n. 3 bar ? Joten paineen on täytynyt melkopaljon yli tuon.

Kyllä räjähdys tapahtuu aina kattilassa. Varaajassa on sama paine ja heikompana se voi haljeta ensin. Mulla on käsitys miten kaikki on tapahtunut. Jos kattila on lähes tyhjä ja vaikka 500 astetta kuuma ja sinne päästetään vettä, varaventtiili ei ehdi tekemään mitään. Se on liian pieni ja putkikin vain ehkä 10 millinen.

Aika hurjaa lämpötilaa tarjoat, 600 C:ssa alkaa teräs jo punottaa  . Teräksen ominaislämpö on niin pieni ettei kattilan massalla montaa litraa vettä saa höyrystetyksi, toimiva varovena pystyy yllättävän paljon puskemaan ulos, toisaalta varo ei saa liian nopeastikkaan alentaa painetta.

Kommentoikaa lisää!

[syrjaki]

Onhan noissa kattiloissa massaa sen verran, että jos tulikuumaan tyhjään kattilaan lähtee vettä työntämään niin se höyrystyy räjähdysmäisesti ja todennäköisesti kattila räjähtää samantien silmille. Ihmiseltä lähtee taas henki jo pelkästään painevaikutuksesta, jos tuo höyry yhtäkkiä tunkeutuu suljettuun kattilahuoneeseen.

Vaatii kyllä useamman epäonnekkaan käyttäjä-/laitevirheen ennenkuin laitteet silmille räjähtää, mutta valitettavasti näitäkin näköjään tapahtuu.

[seppol]

Otetaampas yksi esmerkki.
Jos lataustermostaatti jää jumiin tai vahakotelo rikkoutuu, se ei aukea ollenkaan. Jousi pitää sen kiinni. Laddomat tyypissä termostaatti estää nimenomaan kylmän veden pääsemisen kattilaan. Se kiertää vain lyhyttä ohituskiertoa ylhäältä alas. Toinen vakava asia on jos latuspumppu ei pyöri. Silloin termostaatti ei lämpiä ollenkaan ja pysyy kiinni.

Kummassakin tapauksessa kattilan lämpötila nousee kiehumispisteeseen. 1,5 bar paineessa se on 125 astetta. Kattiloiden etupesässä on 200 kWh energiavarstoja. Sillä saa keitettyä yli 80 l vettä höyryksi. Höyrynä se on 128 kuutiometriä. Se voi poistua kattilan yläputkea joko höyrynä tai vetenä paineventtiilistä kattilahuoneen lattialle. Siellähän ei ole mitään estettä. Termostaatti on ohitusputkessa. Näin kattila voi kiehua kokonaan tai osittain tyhjäksi. Mitään valvontaahan siellä ei ole.

Jos sitten termostaatti yhtäkkiä aukeaakin, kattilaan pääsee vettä varaajasta. Toinen vaihtoehto on jäähdytysventiili jolla pitäisi estää kattilan kiehuminen päästämällä vettä kattilaan. Vettä höyrystyy joka tapaukseesa suuri määrä. Jokaisesta litrasta tule 1600 l höyryä. Tämä syöksyy yläputkea pitkin varaajaan. Jos varoventtiilissä on vettä, sen kaasun läpäisykyky on huono. Paine voi nousta suureksi. Mitä täydempi varaaja on, sitä nopeammin paine kasvaa.

Suoraseinäinen kantikas varaaja on lopulta aika heikko. Siinä veilä paine taivuttaa kulmia auki ja ne voi helposti ratketa.

[vmj]

Otetaampas yksi esmerkki.
Jos lataustermostaatti jää jumiin tai vahakotelo rikkoutuu, se ei aukea ollenkaan. Jousi pitää sen kiinni. Laddomat tyypissä termostaatti estää nimenomaan kylmän veden pääsemisen kattilaan. Se kiertää vain lyhyttä ohituskiertoa ylhäältä alas. Toinen vakava asia on jos latuspumppu ei pyöri. Silloin termostaatti ei lämpiä ollenkaan ja pysyy kiinni.

Laddomatissa on vapaakiertoventtiili, joka pysyy kiinni vain pumpun tuottaman paineen avulla. Jos pumpulla ei ole vettä pumpattavaksi, ei ole painetta mikä pitäisi vapaakiertoventtiilin kiinni ja tällöin vapaakiertoventtiili aukeaa ja päästää kattilan alaosaan varaajasta vettä. Ongelmatilanteessa tämä tulisi eteen siinä tapauksessa, että kattila olisi kiehunut jo sen verran paljon, että varaajan yläosaan menevä putki olisi vedetön ja myös pumpulle tuleva pystyputki olisi ajan oloon tyhjentynyt kun pumppu painaisi vettä kattilaan kiehumisen edelleen jatkuessa ja termostaatin jumittaessa. Tai jos latauspumppu muuten vain pysähtyisi kesken kaiken. Kiehumisen tapauksessa olisi kattilan oma varoventtiili huutanut jo pidemmän aikaa, ja mahdollinen ylipaine olisi jo todennäköisesti hajottanut varaajan, mutta (höyry)räjähdykseen en usko, pikemminkin repeämiseen.

Toinen vaihtoehto on jäähdytysventiili jolla pitäisi estää kattilan kiehuminen päästämällä vettä kattilaan. Vettä höyrystyy joka tapaukseesa suuri määrä. Jokaisesta litrasta tule 1600 l höyryä. Tämä syöksyy yläputkea pitkin varaajaan. Jos varoventtiilissä on vettä, sen kaasun läpäisykyky on huono. Paine voi nousta suureksi. Mitä täydempi varaaja on, sitä nopeammin paine kasvaa.

Useimmiten jäähdytysventtiilit liitetään kattilan omaan, suljettuun jäähdytyspiiriin. Sen vesitila ei ole yhteydessä kattilan vesitilaan. Ratkaisu on käytössä yleisesti käänteispalokattiloissa, joskin esim. Econaturessa tätä ei ole sillä valmistajan mukaan sitä ei tarvita. Lisäksi näiden jäähdytysventtiilien avautumislämpötila on 95 astetta, eli kattilassa oleva vesi ei edes pääse normaalipaineen kiehumislämpötilaan, 100 asteeseen, ennen jäähdytysventtiilin avautumista.

[Pähkäilijä]

Jäähdytysventtiilisä kattiloita ei liene kovinkaan paljoa käytössä. Yleensä edes käänteispaloisiakaan ei tuntunut tulevan vastaan yhdelläkään nokisutarilla kun siitä oli jossain toisessa ketjussa tarinaa.

Mikäli kattila on kuiva ja vaikka perinteinen yläpaloinen pari sataa kiloa painava rautakasa, siinä 40 kW nuotio sisällä lämmittää pannua (29 wh/aste) tunnissa lähes 1400 astetta, tai no ei kun liekki ei ole niin kuuma mutta kauniin punainen se sisäpuolelta olisi...

[Repa]

Noin karkeasti arvioiden, niin 200 kiloisen kattilan sisäpuolen massa ( tulipinnat) vois olla vaikkapa 100 kg niin energia sisältö 200 asteessa olis n. 9 000 kJ, joka riittäis hörystämään n. 4 kg vettä ja senkin vain sillä nopeudella millä vettä tulee kosketuksiin kuumanpinnan kanssa. Tuossa valossa tuntuu kaupunkitarinalta se että kiuhuva kattila räjähtäisi jos sinne syöttää kylmää vettä?

Kattilan etupesässä voi hyvinkin olla 200 kWh energiaa mutta 40 kW:n teholla kestää 5 tuntia ennen kuin se on palanut, ei ainakaan ekaan lähtöön kaikki kerkiä mukaan. 40 kW höyrystää n. 18 grammaa vettä sekunnissa. Täysin mahdollista että kattila on jo palanut 5 tuntia ennen pamausta?

Jos kattilan vesitila olis 100 kg vetä ,sen höyrystämiseen tarvii n. 63 kWh eli 40 kW:n teholla n. 1,5 tunnin polttoa.
Noissa laskin vain höyrystymisen, en vähentänyt veden kuumenemista 100 c:een enkä rautakasan kuumentamista.

(Tässä ei nyt mun sepon höyryn ja energian määrät täsmää, jompikumpi laskee väärin, täytyy tarkistaa laskut )

Mutta palataan tohon räjähdykseen, artikkelissa sanottiinkin että varoventtiilin vika aiheutti räjähdyksen. Se ei kuitenkaan riitä yksistään selittämään itse räjähdystä ja sen voimaa, eikä pelkkä kattilan kiehuminenkaan.

Samalla paineella se kantikaskin varaaja täytyy koeponnistaa, joten rakenteen on oltava yhtävahva kuin pyöreällä. Kantikkaissa onkin sisällä melkoinen tukitanko viidakko pitämässä seinämiä suorassa.