Дымовые трубы котельных

Основные проблемы в эксплуатации дымовых труб

Дымовые трубы большой высоты, как и другие высотные сооружения, находятся под непрерывным действием высокотемпературных агрессивных газовых потоков и внешних природных факторов, снижающих расчётный срок службы дымовых труб.

Среди причин, вызывающих накопление дефектов и снижение несущей способности конструкций, кроме естественного старения качества строительного материала, наиболее важными являются много- и малоцикловая усталость, хрупкое разрушение и ползучесть.

Надёжность работы любой производственной системы определяется совокупностью надёжностей составляющих звеньев технологического процесса. Для увеличения надёжности сложных и опасных производств применяют хорошо известные методы, такие как дублирование, резервирование наиболее ответственных звеньев производственного процесса, плановые, предупредительные и капитальные ремонты.

В настоящее время в промышленности используется большое количество промышленных труб предназначенных как для создания тяги, так и для отвода в верхние слои атмосферы и последующего рассеивания вредных газов и газовоздушных смесей.

Промышленные трубы по материалу и конструктивным особенностям делятся, на: кирпичные; монолитные железобетонные; сборные железобетонные; металлические отдельно стоящие трубы и на растяжках; комбинированные (по типу труба в трубе) и вытяжные башни.

Отказ в работе дымовых труб напрямую связан с нарушение режимов при их эксплуатации, практически полным отсутствием технического надзора, недооценкой важности проведения технических диагностических мероприятий.

В тоже время выход из строя дымовых труб может привести не только к остановке производства с большими экономическими потерями. Не редко проводится техническое обследование дымовых труб, находящихся в предаварийном состоянии.

Причём даже в таких случаях промышленные предприятия с трудом решают психологические и экономические проблемы.

Данная статья освещает проблему контроля состояния дымовых труб после внешнего и внутреннего температурного воздействия, разработке и внедрению в практику комплекса методик и мероприятий оперативной оценке износа труб без остановки технологического процесса

Дымовые трубы промышленных предприятий – сложные дорогостоящие высотные инженерные сооружения, которые подвергаются не только значительным ветровым и температурным воздействиям из вне, но и испытывают воздействие агрессивных высокотемпературных газов, движущихся внутри трубы.

Длительность и качество ремонта напрямую зависит от правильно и своевременно проведённой технической диагностики дымовой трубы, обнаружения дефектов, влияющих на её работоспособность, и их устранение.

Проблеме разрушения конструкций и сооружений посвящено большое число работ, и исследования в этой области продолжаются. Однако изучение вопроса в области безопасной эксплуатации и контроля состояния дымовых труб крайне ограничено.

Применение в этих целях традиционных методов обследования и мониторинга строительных объектов нуждается в существенной корректировке и обосновании, связанных со спецификой эксплуатационных условий объекта (низкие температуры наружного воздуха, высокотемпературные, химически агрессивные газовые потоки внутри труб, вибрация и т.д.).

Дань традиции

Кирпичные дымоходы строят одновременно с котельной, ведь под них необходим фундамент. Монтаж может быть внутренним или наружным. В зависимости от места возведения внутри котельной дымовые трубы делятся на коренные, сооружаемые отдельно от отопительного устройства на своём фундаменте; насадные, устанавливаемые на самой печи; стенные, устроенные в капитальных стенах во время кладки.

Коренные дымовые трубы возводят отдельно от отопительных устройств на прочном фундаменте. Они занимают много места в помещении и обходятся дороже, чем насадные или стенные, так как на их сооружение требуется значительное количество кирпича. Используют их лишь в том случае, если нет возможности сделать насадные трубы или стенной дымоход.

Для больших котлов непрерывного действия толщина стенок коренной трубы — один кирпич, оптимальный размер газохода — 135 × 260 мм. Коренная труба может объединять несколько котлов, расположенных на одном этаже, при условии, что в общем канале сделана рассечка — перегородка высотой 750-1000 мм. Это нужно для того, чтобы не получилось встречного движения дымовых газов.

Размер общего дымового канала должен быть не менее 140 × 270 мм.

Все участки дымохода, непосредственно контактирующие с внешней средой, обязательно утепляют, с этой целью трубы снаружи красят или закрывают железобетонными, шлакобетонными плитами, щитами или специальными огнеупорными матами.

Классика и современность

И всё же, как ни утепляй кирпичный дымоход снаружи, это не спасёт его от конденсата, а следовательно, и от разрушения, особенно если он обслуживает современный котёл с низкой температурой отходящих газов. Чтобы избежать негативных явлений и существенно продлить срок службы дымохода, необходимо изолировать трубу от газовых потоков.

Сделать это можно с помощью установленных внутри дымового канала труб из жаростойкой кислотоупорной стали (00×17Н14М2). В таком случае дымоход станет просто «коробом», а в контакте с выхлопом будет находиться лишь стальная труба.

Производители предлагают широкий ассортимент труб разного диаметра (от 1 00 до 300 мм), гибких сегментов, колен (от 0 до 90°), тройников, поворотников, муфт-переходников и других деталей для «модернизации» дымоходов. Готовый дымоход собирают на месте из составных элементов.

Гладкие стенки стальной трубы почти не создают завихрений при движении отработанных газов, что позволяет усилить тягу (в связи с увеличением гидравлического аэродинамического диаметра канала) при том же сечении дымовой трубы.

Продлить срок службы кирпичного дымохода можно также с помощью технологии Furanflex от KOMPOZITOR KFT (Венгрия).

В ней используется трубчатая оболочка из материала Furanflex, который представляет собой композит из искусственных смол, армированный стекловолокнами и твердеющий при высокой температуре.

Конденсат

Конденсат — это не просто сырость, это агрессивный раствор, образующийся при смешивании содержащихся в продуктах сгорания топлива кислот и влаги, выпадающей при охлаждении отходящих газов.

Необходимо заранее продумать, какой дымоход подойдет к выбранному теплогенератору и «впишется» в бюджет, отведенный на обустройство системы отопления. Конденсат разъедает стенки дымохода и, если дымоход был подобран неправильно, то придется его менять, а подобная операция порой требует частичной перестройки.

Современный дымоход — сложная конструкция, он может быть изготовлен из самых различных материалов: нержавеющей стали, керамики, пластмассы или даже… стекла.

К нему предъявляются совсем не те требования, которые были правомочны в прежние времена.

Раньше топили твердым топливом, которое закладывалось в печь, сегодня — дизельным или газовым, на котором работает большинство современных котлов.

При работе теплогенератора должно обеспечиваться полное сгорание топлива и вывод побочных продуктов сгорания из самого дымохода в виде влаги и сажи. Для этого необходимо наличие «тяги», создающей направленный дымовой поток. Тяга возникает за счет разрежения воздуха при разнице в плотности отходящих газов и наружного воздуха.

Плотность газа зависит от его температуры, поэтому, чем больше разность температур отходящих газов и воздуха, тем лучше тяга.

При использовании сухого твердого топлива отходящие газы имеют высокую температуру, и проблем с тягой, как правило, не возникает.

При использовании газа либо жидкого топлива ситуация совершенно иная: температура отходящих газов намного ниже, к тому же образуется много водяных паров (1,6 л воды на 1 м3 сгорающего газа).

Учитывая, что современные котлы, оснащенные автоматикой, работают дискретно, то дымоход (даже в помещении) порой просто не успевает нагреться — налицо идеальное условие для образования конденсата.

Определим основные критерии, по которым стоит оценивать преимущества и недостатки различных типов дымоходов. Очевидно, что оптимальными для работы в современных отопительных системах являются стальные нержавеющие дымоходы.

Это модульная конструкция из стандартных элементов, соединяемых враструб. Такой дымоход может быть смонтирован внутри кирпичного дымохода либо снаружи, на стене.

По конструктивным особенностям нержавеющие дымоходы могут быть неутепленными и утепленными негорючим базальтовым волокном. Сталь быстро прогревается, а утеплитель предохраняет дымоход от быстрого остывания — идеальное сочетание свойств для того, чтобы дымоход имел хорошую тягу и не истекал конденсатом.

 Утепленные дымоходы (система ТЕРМО) обычно выполняются из нержавеющей стали двух видов: внутренняя труба — из стали марки AISI 316L, толщиной 0,5 мм — для диаметров 130–450 мм, 0,6 или 0,8 мм — для 500–700 мм, соответственно.

Использование более дешевых марок сталей (AISI 304, 430, 409) для газоотводящего ствола, не соответствующих требованиям по кислотостойкости, чревато плачевными результатами. Дымоход в этом случае может выйти из строя через 1,5–2 месяца — его просто «съест» конденсат.

Для изготовления внешней трубы, не соприкасающейся с дымовыми газами, возможно использование нержавеющей стали марки AISI 304L, толщиной 0,5 мм для диаметров 130–450 мм или 0,6 мм для диаметров 500–700 мм.

 В случаях, когда дымоход предназначен для работы при высоких температурах более 450°С (твердотопливные котлы, печи, газотурбинные и газопоршневые энергетические установки), используют жаропрочную сталь AISI 309S толщиной 0,8 мм (применительно к трубам, соприкасающимся с дымовыми газами).

Выбирая дымоход, следует помнить о том, что от его выбора зависит стабильность работы всей отопительной системы дома. Настоящий дымоход обязательно должен иметь полный набор сертификатов: пожарный, гигиенический и соответствия. Дополнительным гарантом качества продукции является наличие зарегистрированной торговой марки.

Не все трубы одинаковые!

О модульных дымоходах из нержавеющей стали…

Каждому котлу и любому отопительному прибору нужен дымоход! От качества работы дымохода зависит эффективность, надежность и экономичность работы отопительного прибора в целом. Дымоход — это важнейшая часть системы отопления, не менее важная, чем сам котёл.

Чего мы ждем от дымохода?

1. Дымоход должен обеспечивать тягу. Традиционные кирпичные дымоходы способны уменьшить КПД даже отличного отопительного устройства с 80 до 40%. Все дело в форме дымового канала. Идеальная геометрия — круг или овал, которая создает лучшие условия для беспрепятственного прохождения продуктов горения, в виду низкого аэродинамического сопротивления.

2. Дымоход должен быть долговечен! Материал дымохода должен быть устойчив к высокой температуре, воздействию агрессивных веществ. Он должен быть механически прочен. Одним из самых стойких материалов по отношению к агрессивным воздействиям топочных газов является нержавеющая сталь.

   Причем, не каждая нержавеющая сталь подходит для таких условий. Нержавеющая сталь для дымоходов — это хромосодержащий сплав.
   Именно хром придает нержавеющей стали противокоррозионные свойства и благородный цвет.

   Сопротивляемость коррозии обеспечивается пленкой из оксидов хрома, образующейся на поверхности металла при взаимодействии его с кислородом воздуха и способной само восстанавливаться после повреждения. Минимальное содержание хрома в нержавеющих сталях составляет 11%.

   Обратите внимание

   Стали этого класса называют ферритными и используются только в мало агрессивных средах или для изготовления столовой посуды и декора. Для производства деталей дымоходов, непосредственно соприкасающихся с дымовыми газами, эти стали не используются ввиду их слабой сопротивляемости коррозии.

   Поэтому для производства современных дымоходов используются хромоникелевые стали, которые содержат не менее 8% никеля и не менее 17% хрома. Они называются аустенитными хромоникелевыми сталями и обладают высокой коррозионной стойкостью при повышенной температуре эксплуатации (до 850° С).

3. Дымоход должен удовлетворять требования пожарной безопасности. Дымоход, например, для котла, работающего на жидком и газообразном топливе может иметь толщину стенки 5 мм. А если же вам необходим дымоход для печки, работающей на дровах или угле, то на начальном участке рекомендуется использовать трубы с толщиной стенки не менее 10 мм.

   Это позволяет гарантировать безопасную эксплуатацию дымохода в течение нескольких десятков лет. Дымоход должен иметь низкий порог конденсатообразования.

   При розжиге печи и во время переходных режимов температура дымовых газов опускается ниже так называемой «точки росы» — 65° С, при этом происходит интенсивное выделение конденсата на внутренних стенках дымохода. Конденсат — это жидкость, состоящая из смеси воды, кислот, смол и т.п.

   Частицы сажи налипают на капли конденсата и задерживаются на стенках дымохода. С течением времени эти вещества могут образовать на внутренних стенках дымохода слой значительной величины. Если такой осадок, накопившийся в трубах, загорится, то происходит «пожар в дымоходе».

   Температура пламени такого пожара достигает 1200° С и ее боятся трубы любых типов. Чтобы предупредить такой пожар, дымоходы подвергают регулярной чистке.

   Чем лучше теплоизоляционные свойства дымовых труб, тем меньше в них накапливается загрязнений и, следовательно, реже требуется чистка дымохода и тем менее вероятность возникновения случайного возгорания сажи в дымоходе. При обустройстве дымохода (т.н. гильзы) в кирпичной шахте (канале), например, когда монтируется дымоход камина, рекомендуется использовать одностенные (одноконтурные) элементы. Если же дымовая труба будет стоять снаружи котельной, то без теплоизолированных элементов дымохода здесь не обойтись.

4. Дымоход должен удовлетворять технико-экономическим факторам. В данном случае, уделяется внимание технологичности соединения деталей дымохода, с минимальным зазором между конструктивными элементами, а также весу дымовой трубы, так как небольшой вес уменьшает транспортные затраты и сокращает время монтажа.

5. Дымоход должен удовлетворять эстетическим требованиям. Здесь важным моментом является привлекательный внешний вид конструктивных элементов и возможность их использования с различными интерьерами.

Стараются применять одноконтурные и теплоизолированные трубы из нержавеющей кислотоупорной и огнестойкой стали с содержанием хрома более 17%. Трубы изолируются базальтовой ватой плотностью 35 кг/м3. Наружная облицовка выполняется из нержавеющей стали, оцинкованной черной стали, латуни, меди, крашенной черной стали — «полиэстра» различных цветов.

Дымоход представляет собой трубу, соединенную из элементов различной конфигурации последовательно вставленных один в другой и называется модульным.

В зависимости от типа подключаемого отопительного оборудования для начального участка дымохода используются трубы с увеличенной толщиной внутренней стенки. Сборка внутренней колонны труб производится «по конденсату», а наружной — «по дождю».

Такие дымоходы используются для отведения продуктов сгорания от котлов, каминов, печей. Простота и надежность монтажа модульного дымохода, возможность прокладки коммуникаций сложной конфигурации позволяет значительно ускорить работы по установке отопительного оборудования в целом.

Фото до эксплуатации дымовой трубы:

Фото до после эксплуатации дымовой трубы:

Фото дымовых труб котельной:

Основные термины (генерируются автоматически): дымоход, AISI, труба, дымовая труба, сталь, газ, нержавеющая сталь, технологический процесс, высокая температура, кирпичный дымоход.

Источник: https://moluch.ru/archive/32/3609/

Последовательность аэродинамического расчёта дымовой трубы: памятка и формулы

Термоизолированная дымовая труба

Расчет дымовой трубы котельной должен учитывать следующие нюансы:

• Учитывая технические характеристики котла, осуществляется определение типа конструкции ствола, а также место, в котором будет располагаться дымоход.
• Рассчитывается прочность и долговечность газоотводящего канала.
• Необходимо также рассчитать высоту дымовой трубы, учитывая как объем сжигаемого топлива, так и вид тяги.
• Расчет турбулизаторов для дымовых труб.
• Максимальная нагрузка на котельную высчитывается посредством определения минимального значения пропускной способности.

• На последнем этапе создается чертеж дымовой трубы с оптимизацией участков.

Аэродинамические вычисления являются необходимыми для определения высоты трубы в случае использования естественной тяги. Тогда следует рассчитать также и скорость распространения выбросов, которая зависит от рельефа территории, температуры газового потока, скорости воздуха.

Определение высоты дымохода для крыш конькового и плоского типа

От мощности котла напрямую зависит высота трубы. Коэффициент загрязнения дымохода не должен превышать 30%.

Формулы для расчёта дымовой трубы при естественной тяге: скачать pdf-файл.

Читатели считают данные материалы полезными:

• Установка керамического дымохода своими руками, советы и рекомендации
• Ставим теплообменник на дымоход самостоятельно

Все нормы проектирования, необходимые при создании котельных установок, прописаны в СНиП ІІ-35-76. Этот документ является основой для осуществления всех необходимых вычислений.

Видео: пример расчета дымовой трубы при естественной тяге

В паспорте на дымовую трубу содержатся не только технические характеристики конструкции, но и информация относительно ее применения и ремонта. Данный документ должен выдаваться непосредственно перед тем, как дымоход будет введен в эксплуатацию.

Природоохранными программами устанавливаются нормативы относительно допустимых концентраций загрязняющих веществ, таких как сернистый газ, окислы азота, зола и т. д. Санитарно-защитной зоной считается территория, расположенная на 200 метров вокруг котельной. Для очистки дымовых газов используются различного рода электрофильтры, золоуловители и т. д.

Вне зависимости от топлива, на котором работает отопительный прибор (уголь, природный газ, дизельное топливо и т. д.), система отвода продуктов сгорания является необходимой. По этой причине, основными требованиями, предъявляемыми к дымовым трубам, являются:

• Наличие достаточной естественной тяги.
• Соответствие установленным экологическим нормам.
• Хорошая пропускная способность.

Виды дымовых труб для котельных

Сегодня существует несколько вариантов дымовых труб, используемых в котельных. У каждого из них имеются свои особенности.

Металлические трубы для котельных

Виды металлических дымоходов. Каждый тип труб должен отвечать экологическим стандартам а) одномачтовая, б) двухмачтовая, в) четырёхмачтовая, г) настенного крепления

Являются очень популярным вариантом ввиду следующих особенностей:

• легкость сборки;
• благодаря гладкой внутренней поверхности, конструкции не склонны к засорению сажей, а потому способны обеспечить отличную тягу;
• быстрота монтажа;
• если присутствует необходимость, такая труба может быть установлена с небольшим уклоном.

Советуем изучить как производится расчёт высоты дымовой трубы на нашем сайте.

Кирпичные трубы

В течение длительного времени не имели конкурентов среди дымоходов. В настоящее время сложность в установке таких конструкций заключается в необходимости поиска опытного печника и значительных финансовых затратах на покупку необходимых материалов.

При правильном обустройстве конструкции и грамотной топке, в таких дымоходах практически не наблюдается образования сажи. В случае, если такую конструкцию устанавливал профессионал, то служить она будет очень долго.

Дымовая труба, изготовленная из кирпича

Очень важной является проверка как внутренней, так и наружной кладки на правильность стыков и углов. Для улучшения тяги осуществляется напуск вверху трубы, а для того, чтобы предупредить задымление при наличии ветра используется прочный стационарный колпак.

Этот материал отлично дополнят следующие публикации:

• Обзор дымоходов для печи из различных материалов
• Правила установки дымоходов: выводим дымоходную трубу через стену

Дымовой канал может быть как расположен на отопительном оборудовании, так и стоять отдельно, примыкая к котлу или печи. Труба должна на 50 см превышать высоту крыши. Размер дымохода в сечении высчитывается относительно мощности котельной и особенностей ее конструкции.

Основными конструкционными элементами трубы являются:

• газоотводящий ствол;
• теплоизоляция;
• антикоррозионная защита;
• фундамент и опора;
• конструкция, предназначенная для ввода газоходов.

Схема устройства котельной установки современного типа

Поначалу дымовой газ попадает в скруббер, представляющий собой очистительное устройство. Здесь температура дыма снижается до 60 градусов по Цельсию. После этого, минуя абсорберы, газ очищается и только после этого происходит его выброс в окружающую среду.

Типы дымоходов

В современных котельных электростанциях используются различные виды дымоотводов. Каждый из них имеет свои особенности:

• Колонный. Состоит из внутреннего ствола, изготовленного из нержавейки и внешней обечайки. Для предотвращения образования конденсата здесь предусмотрена теплоизоляция.
• Околофасадный. Крепится к фасаду здания. Конструкция представлена в виде рамы, имеющей газоотводящие трубы. В некоторых случаях специалисты могут обойтись и без рамы, но тогда используется крепление на анкерных болтах и применяются сэндвич-трубы, внешний канал которых сделан из оцинкованной стали, внутренний — из нержавеющей, а между ними располагается уплотнитель, толщиной 6 см.

Конструкция околофасадного промышленного дымохода

• Фермовый. Может состоять как из одной, так и нескольких бетонных труб. Ферма устанавливается на анкерной корзине, закрепленной на основании. Конструкция может быть использована в сейсмоопасных районах. Для предотвращения коррозии используется окраска и грунтование.
• Мачтовый. Такая труба имеет стяжки, а потому считается более устойчивой. Антикоррозионная защита реализована здесь в виде теплоизоляционного слоя и огнеупорной эмали. Может использоваться в зонах с повышенной сейсмоопасностью.
• Самонесущие. Это трубы типа «сэндвич», которые крепятся к основанию посредством анкерных болтов. Им свойственна повышенная прочность, что позволяет конструкциям с легкостью выдерживать любые погодные условия.

Заключение

Аэродинамический расчет дымовой трубы необходим для правильной работы котельной установки. Этот процесс включает в себя множество нюансов, начиная от мощности агрегата, и заканчивая материалом изготовления дымохода, а потому должен осуществляться исключительно опытным специалистом.

Источник: https://kamin-maker.ru/dymokhody/aerodinamicheskiy-raschet-dymovoy-truby-kotelnyh-u/

Дымовая труба для котельной: расчет высоты и сечения по техническим нормативам

В промышленных котельных для отвода продуктов сгорания топлива от нагревательных агрегатов могут использоваться трубы кирпичные, стальные очень сложной конструкции, бетонные и т.д. Расчеты дымоходов в данном случае производятся исключительно специалистами с применением сложных формул.

В котельных частных домов, конечно же, устанавливаются гораздо более простые трубы из стали или керамики. Рассчитать высоту и диаметр таких дымоходов при необходимости можно и самостоятельно.

Дымоходы в загородных жилых зданиях могут использоваться для отвода продуктов сгорания топлива в нагревательных агрегатах:

• газовых;
• твердотопливных;
• жидкотопливных.

Не устанавливаются дымоходы, таким образом, в частных домах только для электрических котлов.

Чаще всего в бытовых котельных монтируется всего одна отводящая газы труба. Чтобы дымоход в последующем выполнял свои функции максимально эффективно, при его проектировании для таких помещений обязательно следует определиться:

• с общей высотой трубы;
• ее сечением:
• толщиной теплоизолятора (для «сэндвич»-трубы).

Также, конечно же, нужно выбрать наиболее подходящий способ прокладки дымохода по конструкциям здания.

При проектировании отводной трубы домашней котельной, помимо всего прочего, следует принимать во внимание и то, что, согласно нормативам СНиП:

• для нагревательного агрегата с теплоотдачей меньше 3000 юсал/ч оптимальным вариантом считается дымоход диаметром 140х140 мм;
• при большей теплоотдаче следует использовать трубы не менее чем на 140х270 мм;
• минимальное сечение отводящей трубы бытовой котельной в любом случае — 10 см.

Наличия каких-либо сужений на всей длине дымохода нормативы не допускают.

Устанавливаться трубы, отводящие отработанные газы от оборудования домашних котельных, должны строго вертикально. СНиП допускает не более двух отклонений по высоте дымохода на угол максимум в 30° с относом до 1 м.

Минимальная высота отводящей газы трубы рассчитывается в зависимости от высоты здания. В том случае, если дымоход выходит из ската на расстоянии до 1.5 м от конька кровли, для измерения его общей длины используется следующая формула:

Нд — высота жилого здания с котельной, Нт — искомая длина трубы. Вычисления по этой формуле выполнить очень просто. К примеру, если высота частного здания до конька равна 5 м, необходимой общей длиной дымохода будут 5 + 0.

Если труба находится от конька здания в 1.5-3 метрах, для расчета ее высоты никаких формул обычно не используется. В данном случае необходимая длина дымохода будет равна высоте здания (но не меньше 5 м).

Если труба отстоит от конька на расстоянии более чем в 3 м, для расчета ее высоты применяется такая формула:

Здесь D — ближайшее расстояние от конька до дымохода, 0.1763 — тангенс угла 10°. Таким образом, к примеру, при высоте жилого дома в 10 м и расположении трубы на расстоянии в 3.5 м от конька ее высота будет равна:

Приведенные выше расчеты будут правильными только тогда, когда рядом с домом не растет никаких очень высоких деревьев и не расположено больших зданий. В этом случае дымоход высотой менее 10.5 м может попасть в зону так называемого «ветрового подпора».

Чтобы такого не произошло, отводную трубу котельной частного дома, расположенного в таком месте, стоит нарастить. При этом, чтобы выбрать оптимальный вариант высоты трубы, следует:

• найти самую высокую точку расположенного рядом большого здания;
• провести от нее вниз условную линию под углом 45° до самой земли.

В конечном итоге верхний край собранного дымохода должен располагаться выше найденной таким образом линии. В любом случае проектировать загородное здание следует таким образом, чтобы отводящая отработанные газы труба котельной в дальнейшем располагалась не ближе двух метров к высоким деревьям и соседним зданиям.

Увеличивают высоту дымохода обычно и в том случае, если кровля дома обшита горючим материалом. В таких зданиях отводящую трубу чаще всего наращивают еще на полметра.

Этот показатель очень важен для котлов, работающих на твердом топливе. Минимальную необходимую высоту дымохода для создания нормальной естественной тяги производители такого оборудования обычно указывают в инструкции по его монтажу. Однако в случае необходимости расчет высоты дымохода по тяге можно выполнить и самостоятельно.

Использовать для этого нужно такую формулу:

Плотность воздуха для расчета по этой методике определяется так:

• pв =273/(273 + t)*1.2932, где

1.2932 — плотность воздуха при принятых стандартных условиях, а t — температура в котельной (обычно +20 С°).

Параметр ρг же из формулы определяется по специальным таблицам с использованием такой формулы:

Y1 — t угарных газов на входе в дымоход, согласно технологической документации, а Y2 — t газов на выходе из трубы. Последний параметр определяется по следующей формуле:

• θ2=θ1 — НВ/√(Q/1000), где

Q — мощность нагревательного агрегата, а коэффициент В имеет значение:

• для «сэндвич»-трубы оцинкованной — 0.85;
• для обычной стальной — 0.34;
• для кирпичной — 0.17.

Минимальным сечением для отводящих отработанные газы из бытовых котельных труб, таким образом, являются 10 мм. Однако в большинстве случаев котлы отопительных систем загородных домов оснащаются дымоходами большего сечения.

Расчет диаметра дымовой трубы домашней котельной выполняется с использованием двух формул:

m — расход отработанных газов за час, w — скорость движения CO, D — искомый диаметр.

Конечно же, приведенные выше формулы позволяют рассчитать сечение дымохода с высокой точностью. Однако для небольшой котельной вычисления можно сделать и по упрощенной схеме. В этом случае сечение трубопровода определяется просто с учетом размеров топки.

Считается, что сечение прямоугольных отводящих труб в маленьких котельных должно быть равно 1/15 объема топки котла. Для круглых дымоходов этот показатель будет составлять 1/10.

В любом случае диаметр отводящей трубы по нормативам не может быть меньше диаметра того патрубка котла, к которому она присоединяется. При этом, согласно СНиП, котлы, оборудованные верхним патрубком, должны присоединяться к дымоходу вертикальным отрезком трубы длиной не менее 25 см;

Зачатую для отвода отработанных газов котлы оснащаются не обычными одностенными дымоходами, а моделям «сэндвич». Производители предлагают в основном два вида подобных труб:

• с толщиной утеплителя 5 см;
• с утеплителем на 10 см.

Выбор дымохода в данном случае будет зависеть от того, в каком регионе располагается дом с котельной.

Считается, что в большинстве районов России достаточно использовать отводные «сэндвич»-трубы с толщиной утеплителя на 5 см.

Дымоходы, изолированные десятисантиметровой базальтовой ватой, устанавливаются при сборке системы отопления обычно только в домах, расположенных в северных регионах страны.

Источники:

• Диаметр дымохода
• Высота и диаметр дымохода для твердотопливных котлов
• Аэродинамический расчет параметров дымовой трубы котельной

Источник: https://www.kakprosto.ru/kak-946265-dymovaya-truba-dlya-kotelnoy-raschet-vysoty-i-secheniya-po-tehnicheskim-normativam

Дымовые трубы

Газовик — промышленное газовое оборудование Продукция Статьи

В процессе эксплуатации котельных, работающих на газе или жидком топливе, образуются продукты сгорания, отвод которых производится по газоходам в дымовые трубы. Проектирование дымовых труб и газоходов требует соблюдение некоторых правил и требований.

Заводы-изготовители часто рекомендуют установку одной дымовой трубы на один котел. Однако, не всегда целесообразен такой отвод продуктов сгорания. И если необходимо подсоединение нескольких котлов к одной трубе, следует руководствоваться следующими правилами:

• подсоединение газоходов от разных котлов в трубу должен быть осуществлен на разных высотах: расстояние между входами не должно быть меньше трех диаметров газохода, но при этом не менее 0,75 м;
• в соответствии с ПБ 12-529-03 «Правила безопасности систем газораспределения и газопотребления» на газоходы следует установить регулируемые шибера диаметром не менее 50 мм;
• в соответствии с СП 42-101-2003 «Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб» в нижей части дымовой трубы должен осущетствляться контроль разряжения. Сигнал должен быть выведен на автоматические системы безопасности котлов;
• наличие самотяги обязательно для котлов, работающих на максимальных и минимальных нагрузках. При этом самотяга должна быть больше сопротивления в газоходе не менее 20% при максимальной нагрузке.

В качестве предохранительного устройства должы использоваться взрывные клапаны для предотвращения разрушения газохода и трубы из-за взрыва газа. Необходимые характеристики взрывных клапанов:

• площадь клапана должна быть не меньше 0,05 м2;
• взрывной клапан должен пропускать 1,67 м3 газовоздушной смеси.

Общие правила проектирования дымовых труб:

• диаметр газохода и дымовой трубы определяется аэродинамическими расчетами;
• скорость движения газов — 5-10 м/с: при такой скорости отсутствует опасность задувания и опрокидывания тяги;
• в соответствии со СНиП 2-35-76 «Строительные нормы и правила. Котельные установки» высота дымовой трубы должна быть выше границы ветрового подпона не менее 0,5 м и не ниже высоты конька крыши зданий в радиусе 10 м.

Материал дымовых труб:

• металлические трубы используются для котельных мощностью до 20 мВт;
• пластиковые трубы используются для конденсационных котлов, где температура продуктов сгорания меньше 700С.

Правила расчета самотяги в дымовой трубе.

• для подсчета самотяги в случае, если котельная устанавливается выше нулевой отметки по Балтийской системе координат (т.е. давление ниже 760 мм рт.ст), используется коэффициент по формуле: Рбар: 760, где Рбар — фактическое давление на месте;
• коэффициент сопротивления принимается 0,3, т.к. сечения газоходов обычно круглые и имеют плавные повороты (т.е. R/d >0,9);
• при расчете температуры газов учитываются естественные потери;
• расчет выполняется на максимально холодные и теплые температуры окружающей среды.

Дополнительное технологическое и эксплуатационное оборудование для дымовых труб:

• люки для выполнения ремонтных и диагностических работ;
• взрывные клапаны;
• молниеприемник толщиной не менее 0,8-1,0 мм;
• световые автоматические огни Эола, которые размещаются ниже устья трубы на 1,5-3,0 м. Световые огни устанавливают в случае нахождения котельной в зоне полета самолетов, а так же если высота дымовой трубы больше 3,0 м. Летательный аппарат должен видеть не менее 2-х заградительных огней. Они должны включаться в темное время дня и при плохой видимости.

Статья написана на основании информации, содержащейся в книге Е. Л.Палей. «Котельные. Нормативные требования и практические рекомендации при проектировании. Справочное пособие».

Источник: https://gazovik-gas.ru/katalog/articles/dymovye_truby/

Дымовая труба для котельной: расчет высоты и диаметра + молниезащита

Эффективность работы отопительного котла зависит от тяги, для  создания которой сооружается дымовая труба для котельной.

Сила естественной тяги, влияющая на процесс сгорания топлива, зависит от температуры атмосферного воздуха, от температуры продуктов горения и уровня барометрического давления, а также от параметров дымохода.

Отведение продуктов сгорания топлива в атмосферу не должно ухудшать экологическую обстановку в населенном пункте. Отвод газов и их рассеивание в атмосфере должно происходить на достаточной высоте, превосходящей все имеющиеся постройки в близлежащей зоне.

Определение пропускной способности

Дымотводящие трубы сооружают из кирпича, железобетона, стеклопластика. Набирают популярность модульные дымоходы, изготавливаемые из нержавеющей стали и собирающиеся как конструктор из отдельных частей, подобранных по диаметру и высоте сооружаемой конструкции.

В любом случае монтаж начинают после подготовки проекта и его одобрения соответствующими органами. В проектной документации должен быть представлен аэродинамический расчет дымовой трубы котельной, который в настоящее время выполняют с помощью автоматизированных программ.

Высота дымовой трубы для котельной зависит от количества топлива, сжигаемого в котлах за единицу времени

Если на данном этапе будет допущена ошибка в вычислениях, то в газовоздушном тракте или отопительном котле будут скапливаться газы. Расчет аэродинамических показателей дает наглядное представление о возможном уровне производительности дутьевой и тяговой систем дымовой трубы.

Инженерные вычисления высоты и диаметра будущего сооружения должны выполняться техническими специалистами, имеющими соответствующее профильное образование.

Что учитывается при определении высоты?

При проектировании дымовой трубы важно дать экологическое обоснование ее размеров, вычисленных с учетом расчета рассеивания в атмосфере выбросов вредных веществ, образующихся в результате сгорания топлива.

Расчет высоты дымовой трубы котельной должен отвечать санитарным нормам, предъявляемым к коммерческим и заводским предприятиям.

При этом всегда учитывают фоновую концентрацию опасных веществ в атмосфере, полученную в результате действия других функционирующих источников загрязнения. На данную величину оказывают влияние следующие факторы:

• метеорологический режим атмосферы в месте расположения котельной;
• скорость потока воздушных масс;
• особенности рельефа местности;
• температура отводимых газов и др.

Расчеты прочности и устойчивости конструкции

На тягу влияет не только высота, но и диаметр дымовой трубы котельной, величина которого зависит от количества топлива, сжигаемого за единицу времени.

В зависимости от габаритов дымоотводящего сооружения производится расчет фундамента, а именно определяется:

• его конструкция;
• необходимая глубина заложения;
• достаточная площадь подошвы и пр.

Диапазон диаметров дымовых труб, сооружаемых из кирпича и железобетона, варьируется в пределах 1,2 м-9,6 м. Надо отметить, что минимальный диаметр железобетонных труб составляет 3,6 м.

Как обеспечить эффективную молниезащиту?

Объем работы, необходимый для проведения молниезащиты котельной, определяется нормативно-правовым документом РД 34.21.122-87. Выбор оптимального варианта молниезащиты сооружения зависит от конструкции дымовой трубы, а также от материала ее изготовления.

На неметаллические дымовые трубы устанавливают метровые стержневые молниеприемники, количество которых зависит от высоты сооружения.

Одного молниеприемника достаточно для трубы, высотой 15-50 м, двух – для сооружения, высотой 50-150 м, трех – для объекта, превышающей отметку в 150 м.

Можно использовать активный молниеприемник, но если у вас металлический дымоход, то достаточно грамотно его заземлить и этого хватит

В конструкциях, изготовленных из железобетона, в качестве токоотводов выступают стержни арматуры, которые соединяют в самой верхней части конструкции с помощью сварки или скрутки. Металлические трубы сами являются молниепремниками, потому в установке дополнительных элементов молниезащиты не нуждаются.

Во всех случаях несущую  конструкцию дымоотводящего сооружения соединяют с заземлителем молниезащиты с помощью токоотвода, выполненного из круглой стали, диаметр которой составляет 12 мм.

Как видите, расчет габаритов дымовой трубы, а также проектирование элементов ее молниезащиты является сложной задачей, решение которой лучше доверить специализированным фирмам. Монтаж сооружения ведется в соответствии с проектом и принимается в эксплуатацию комиссией, в которую обязательно входит представитель компании, разрабатывающей проект сооружения.

Источник: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/kotelnaya/dymovaya-truba-dlya-kotelnoj.html

Дымовая труба для котельной: как рассчитать высоту

Чтобы приступить к процессу обустройства дымовой трубы для котельной, необходимо изучить определенные строительные нормы, в которых четко указан регламент процесса и характеристики для ее возведения.

Важно знать, что независимо от типа дымовой трубы (бытовая или промышленная), в ее состав входят такие элементы, как ствол дымохода, фундамент и цокольная часть.

Разумеется, что сам процесс постройки реализуется поэтапно. Сначала устанавливают фундамент, потом цокольную часть и в конце сам дымоход. Некоторые изменяют порядок сооружения, однако этого делать не рекомендуется, так как можно нарушить функциональность системы.

Так, например, промышленные дымоходы, должны быть выше наиболее высокого здания по округу на 25м. Если речь идет о бытовых дымовых трубах котельной, то их оптимальная высота – выше 5 метров относительно крыши.

Лучше не вмешиваться в данные параметры, так как от них зависят показатели системы отопления.

На габариты дымохода, особым образом, влияет материал, из которого он сделан. Поэтому:

• кирпичный дымоход не должен быть ниже 30м., не выше 70м., с диаметром не меньше 60 см., и не больше 8м.;
• железобетонный дымоход не может быть выше 300м., а его максимальный диаметр составляет 10м.
• стальные конструкции достигают до 30м., с максимальным диаметром до 1м.

Если превысить данные значения, это повлечет потерю жесткости дымоходной трубы и затруднит процесс горения топлива.

Прежде, чем приступить к сооружению данной конструкции требуется подготовить ее проект. Трубы дымовые для котельных проектируются по такой схеме:

1. Определяют тип конструкции. Он напрямую зависит от следующих факторов:
   • объем сжигаемого топлива;
   • расположение дымоходной трубы относительно фасада;
   • высота конструкции;
   • наличие дополнительных элементов для крепежа.
2. Рассчитывают аэродинамику дымохода исходя из среднегодовой ветровой нагрузки. На нее влияет тяга, нагнетаемая естественным или же искусственным путем.
3. Рассчитывают геометрические параметры дымохода – высота и диаметр, исходя из объемов и вида сжигаемого топлива.
4. Рассчитывают внешний диаметр и толщину стенок дымохода, основываясь на габариты внутреннего сечения и высоты. Согласно этим характеристикам, конструкция обретет устойчивость и прочность.
5. Приступают к оптимизации всех характеристик дымохода. Этап актуальный в том случае, если дымовая труба котельной усилена армирующими элементами, типа силового каркаса, растяжек и т.д.
6. Производят визуализацию расчетной части путем составления сметной документации и чертежей.

Расчетная часть крайне важна. Самостоятельная постройка дымохода без сопровождающей документации запрещена.

Как мы уже говорили выше, очень важно знать тип конструкции. На сегодняшний день, к основным разновидностям относят:

• Дымовые трубы котельной классические. Выглядит как колона из стали, чей цоколь залит в фундамент конструкции. Встречается чаще всего, в силу своей простой установки.
• Усиленные дымоходы котельной, с крупногабаритными фермовыми трубами – относятся к промышленности и есть практически в каждом городе. Характерны своим усиленным фундаментом за счет самонесущей фермы, которая стыкуется с анкерной корзиной.
• Упрощенный вариант – состоит из боровка и дымохода. Можно увидеть в населенных пунктах без центральной отопительной системы.
• Мачтовый тип – сложная конструкция, в которой трубы крепятся к каркасной колоне с усиленными растяжками.
• Дымоходная труба котельной как элемент фасада. Служат для обустройства камины или печных труб. Крепят с помощью кронштейнов к каркасу.

Помимо всего выше перечисленного, встречаются как одноствольные, так и двуствольные трубы дымовые для котельных.

Источник: https://ogodom.ru/dyimovaya-truba-dlya-kotelnoy-vse-chto-nado-znat.html

Аэродинамический расчет дымовой трубы котельной

Централизованные или локальные котельные установки вырабатывают тепловую энергию, используемую для обогрева. Вывод продуктов сгорания топлива – основное назначение газоотводящей трубы. Дымовые трубы котельных создают тягу благодаря разнице температур внутри канала и во внешней среде.

Дымовые трубы для котельных

Металлические

Такие трубы популярны благодаря следующим особенностям:

• быстрота монтажа, легкость сборки;
• гладкая внутренняя поверхность не склонна к засорению сажей и способствует отличной тяге;
• при необходимости можно выполнить небольшое отклонение от вертикали.

Недостаток стальных труб: через 20 лет эксплуатации внутренний слой утеплителя перестает выполнять функцию теплоизоляции, и под действием конденсата дымоход разрушается.

Дымовые трубы для котельной должны отвечать экологическим стандартам

Кирпичные

Долгое время у кирпичных дымоходов не было конкурентов. Сейчас они не требуют больших финансовых затрат на приобретение необходимых материалов, но найти опытного печника не просто.

Каждый мастер выкладывает печь и трубу по-своему, поэтому одинаковых кирпичных дымоходов не существует. При правильной топке в них практически не образуется сажа. Если монтаж такой дымоходной конструкции производит профессионал, кирпичный газоотвод прослужит очень долго.

Важно проверять внутреннюю и наружную кладку на правильность углов и стыков. Напуск вверху трубы улучшает тягу, а стационарный прочный колпак предупреждает задымление в ветреную погоду. При правильном режиме топки цвет пламени — светло-желтый, а дым – бесцветный.

Видео-совет: правила построения кирпичного дымохода

Дымовые трубы котельной электростанции

Устройство

Дымовой канал может быть отдельно стоящим, примыкающим к печи или котлу, а может располагаться непосредственно на отопительном оборудовании. Высота трубы должна быть на 50 см выше конька крыши. Размер сечения трубы зависит от мощности и конструкции котельной.

При сгорании вещества расходуется кислород воздуха. Зола и дым устремляются вверх по газоотводящей трубе, так как обладают высокой температурой, гораздо большей, чем температура среды (возникает естественная тяга).

Газоотводящий ствол, вантовые оттяжки, теплоизоляция, защита от коррозии, конструкция ввода газоходов, опора и фундамент – основные элементы конструкции.

Сначала дымовой газ поступает в очистительное устройство (скруббер), где его температура снижается до 60°. Затем газ минует абсорберы, в которых улавливаются примеси вредных веществ. После дымовой очищенный газ выбрасывается в окружающую среду. Скорость газа в канале – важный параметр, влияющий на эффективность работы конструкции.

Устройство дымохода. Работу дымовой трубы нельзя рассматривать изолированно, ведь эксплуатируется газоотводящий ствол вместе с печью или котлом

Типы дымоотводов

1. Колонный. Собирается из внутреннего ствола из нержавейки и внешней обечайки. Содержит термоизоляцию во избежание появления конденсата.
2. Фермовый. Состоит из нескольких или одной трубы. Ферма крепится к анкерной корзине, установленной в основание.

   Может использоваться в сейсмоопасных районах. Средством борьбы с коррозией служит грунтование и окраска.

3. Околофасадный подразумевает крепеж к фасаду здания. Представляет собой раму с газоотводящими трубами.

   Иногда обходятся и без рамы – применяют анкерные болты и используют сэндвич-трубы (внутренний канал – нержавеющая сталь, внешний – оцинкованная сталь, между ними – 6-ти сантиметровый утеплитель).

4. Мачтовая. Более устойчива благодаря стяжкам.

   Имеет антикоррозионную защиту в виде огнеупорной эмали и теплоизоляционный слой. Можно использовать в сейсмоопасных зонах.

5. Самонесущие. Сэндвич-трубы, закрепленные анкерными болтами с основанием. Имеют повышенную прочность, благодаря чему легко выдерживают неблагоприятные погодные условия.

Сажа может накапливаться внутри трубы и самовозгораться при взаимодействии с горячими дымовыми газами. Чтобы этого не произошло, трубу нужно очищать от продуктов сгорания

Правила эксплуатации

1. Работа дымовой трубы должна осуществляться:
   • при пуске, при работе на минимальной загрузке и остановке котла;
   • при нормальной загрузке котла и проектной характеристике дымовых газов,
   • при понижении температуры внутри ниже точки росы.

2. Должен производиться контроль влажности, температуры, скорости дымовых газов и должна определяться точка росы.
3. Необходимо следить за состоянием:
   • защитного покрытия газоотводящего ствола,
   • сварных соединений дымохода;
   • фланцевых соединений и узлов крепления.

Технологическое отверстие, которое служит для проверки и чистки трубы, обычно находится со стороны жерла

Аэродинамические вычисления

Расчет дымовой трубы котельной

1. Определяют тип конструкции ствола и месторасположение будущего дымохода (по техническим характеристикам котла).
2. Проводят расчет высоты дымовой трубы котельной с учетом вида тяги и объема сжигаемого топлива.
3. Газоотводящий канал рассчитывают на прочность и долговечность.

4. Определив минимальное значение пропускной способности, можно узнать максимальную нагрузку на котельную. При расчетах необходимо также знать значение тяги и ветровую нагрузку.
5. После этого составляют чертеж дымовой трубы котельной и оптимизируют участки.

Аэродинамические вычисления необходимы для определения высоты трубы в случае, если будет использоваться естественная тяга. Здесь же вычисляется скорость распространения выбросов (она зависит от скорости воздушных масс, рельефа местности, температуры газового потока).

Коэффициент загрязнения дымоходной трубы не должен быть больше 30%. Мощность котла влияет на выбор высоты трубы.

Расчет высоты дымовой трубы для плоской и коньковой крыши

Нормативные документы

СНиП ІІ-35-76 «Нормы проектирования. Котельные установки» – документ, на основании которого проводят все вычисления. Паспорт на дымовую трубу содержит технические характеристики и информацию по ее использованию и ремонту. Этот документ выдается перед вводом дымохода в эксплуатацию. Ремонт дымовых труб – опасная работа, требующая специальных знаний и опыта.

В рамках природоохранных программ существуют нормативы предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ (окислов азота, сернистого газа и золы). Санитарно-защитная зона около котельной – 200 м. При этом считается, что дымовая смесь очищена от золы и твердых частиц. Установки для очистки дымовых газов — различные золоуловители, электрофильтры и т. п.

Не важно, на каком топливе работает отопительный прибор: природном газе, угле или дизтопливе, без системы отвода продуктов сгорания не обойтись. Основные требования к дымовым трубам – достаточная естественная тяга, хорошая пропускная способность канала и соблюдение экологических норм.

Источник: https://trubsovet.ru/nazn/dym/raschet-dymovoj-truby-kotelnoj.html