Coș de fum pentru o cameră de cazane: calculul înălțimii și secțiunii transversale conform standardelor tehnice

Funcția principală pe care ar trebui să o îndeplinească un coș de fum din camera cazanelor este eliminarea gazelor de ardere din cazane în atmosferă și dispersarea acestora în acest spațiu.Are si o functie suplimentara: trebuie sa creeze tiraj natural rezultat din diferenta dintre temperatura din focar si cea din exterior.

Vă vom prezenta tipurile de canale de fum, a căror clasificare se bazează pe caracteristicile de proiectare și materialul conductelor. Aici veți învăța cum să calculați parametrii geometrici folosind un exemplu specific. Sfaturile noastre vă vor ajuta să decideți asupra tipului și dimensiunii coșului de fum.

Tipuri de cosuri de fum

În cazanele mari, tirajul natural nu poate asigura arderea completă; aici este creat forțat cu ajutorul pompelor de fum. Procesul de ardere și evacuarea produselor sale în atmosferă trebuie să provoace cât mai puține daune mediului și să nu provoace situații de urgență ca urmare a apariției presiunii în cuptoare care depășește norma.

Structural conducte pentru cazane Ele sunt foarte diferite unele de altele atât în ​​ceea ce privește tipul de structură de susținere, cât și în materialul de fabricație. Pe baza primei caracteristici, se disting mai multe tipuri de țevi.

Conducte autoportante pentru cazan

Astfel de structuri verticale pot fi cu un singur butoi sau mai multe. Îndepărtează produsele de ardere din cazane și cazane.

Sunt utilizate indiferent de tipul de combustibil, dar cu anumite cerințe:

1. Temperatura gazelor de ardere care trec prin țevile autoportante nu trebuie să depășească 350 de grade C.
2. Produsele de ardere nu trebuie să fie agresive chimic.
3. Sarcina optimă de zăpadă pentru structurile autoportante este de 250 kg per kW. cm, vânt - 30 kg per kW. cm în condiţiile regiunii de vânt II.

O țeavă autoportabilă este instalată pe acoperiș și asigurată în interiorul clădirii. Caracteristicile sale de design oferă posibilitatea de transport și instalare la fața locului, deoarece este format din secțiuni separate, care sunt cu 3 straturi conducte sandwich. Structura este atașată de fundație folosind ancore.

In interiorul conductei se afla un strat din otel rezistent care nu este afectat de substantele degajate in timpul arderii. Stratul exterior protejează împotriva influențelor atmosferice.

Coșurile de fum pentru cazane mari sunt cel mai adesea autoportante. Aceasta este o clădire construită după un proiect individual și are infrastructură proprie

Parametrii structurilor de fum trebuie să respecte cerințele stabilite în documentele de reglementare. Calculul lor se bazează pe factori precum numărul de cazane, puterea, tipul de combustibil. Trebuie luate în considerare standardele de emisii în aer. În unele cazuri, coșurile de fum sunt echipate cu o platformă, o scară, o trapă de inspecție și un gard ușor.

Structuri de fum coloane

O țeavă de acest tip constă dintr-o carcasă exterioară din oțel cu conținut ridicat de carbon și butoaie interioare de diferite diametre din oțel inoxidabil introduse în ea pentru a elimina gazele. Structura este fixată într-un coș de ancorare turnat în fundație. Pot fi fie 1, fie mai multe. Pentru a preveni depunerea condensului în interior, se folosește izolație termică.

Parte dintr-o țeavă de coloană. Aici puteți vedea în secțiune transversală că în interior sunt mai multe butoaie din oțel inoxidabil de diferite diametre.

Avantajul acestei soluții de proiectare este o durată lungă de viață și perspectiva conectării mai multor cazane. Grosimea și calitatea oțelului sunt alese în funcție de temperatura și agresivitatea produselor de ardere.

Diametrul fiecărui trunchi poate ajunge la un metru și jumătate, iar dacă se preconizează utilizarea unei conducte de gaz comună pentru mai multe cazane, atunci este necesar un diametru de aproximativ 3 m. Pentru a preveni apariția condensului, trunchiurile sunt acoperite cu termică. izolatie.

Caracteristici ale coșurilor de fum de lângă fațadă și fațadă

Instalați coșuri de fum lângă fațadă pentru încăperile cazanelor atașate la casă sau încorporate. Ele sunt atașate de peretele clădirii cu ajutorul consolelor. Componentele unui coș de fum sunt trunchiuri și un cadru sau ancore.

Butoiul are 3 straturi: interior din otel inoxidabil, apoi termoizolatie si otel galvanizat. Conductele sunt destinate camerelor cazanelor unde cazanele functioneaza pe gaz sau combustibil lichid.

Cel mai adesea, țevile de fațadă sunt situate de-a lungul peretelui exterior al unei clădiri. Atunci când alegeți calitatea de oțel și grosimea peretelui țevii, se ia în considerare compoziția chimică a gazelor de eșapament și temperatura acestora.

Conductele de lângă fațadă și fațadă transmit sarcina de greutate printr-o fundație suplimentară inferioară și sarcina de vânt prin elemente de fixare izolatoare de vibrații. Acest tip de cos, din punct de vedere al costurilor materialelor, este cel mai economic din cauza lipsei structurilor de sustinere si a unei fundatii solide.

Sistemul modular utilizat pentru a crea butoaiele de evacuare a gazelor permite înlocuirea ușoară a pieselor deteriorate.

Conducte tip truss

Această structură metalică constă din țevi montate pe o coloană puternică, autoportabilă, tip ferme. La rândul său, fermecata este fixată într-un coș de ancorare turnat în fundație.Coșurile de fum de tip truss sunt potrivite pentru utilizare în regiuni cu condiții seismologice periculoase.

Designul tip truss include de la 1 la 6 trunchiuri. Coloana este realizată din țeavă laminată. Conducta de profil poate avea o secțiune transversală pătrată sau triunghiulară. Depinde de numărul de trunchiuri

Pentru a preveni coroziunea, ieșirile de gaz sunt acoperite cu un grund și apoi vopsite.

Butoiul de evacuare a gazelor este alcătuit din module formate din 3 straturi:

• interioare, în contact direct cu produsele de ardere și realizate din clase speciale de oțel inoxidabil;
• 5-6 cm grosime, acționând ca izolație termică;
• extern, protejând stratul termoizolant de influențele negative ale mediului.

Pentru acoperirea anticorozivă se folosesc vopsele care conțin un procent ridicat de zinc. În unele structuri, în interiorul coloanei pot fi prezente scări și platforme pentru a facilita întreținerea. Elementele structurale ale conductelor de acest tip sunt relativ ușoare și acest lucru facilitează atât transportul, cât și munca lor de instalare.

Conducte de catarg de horn

Elementul central al conductei de catarg este turnul de susținere - trei sau patru catarge, de care sunt atașate coșurile de fum. Toate componentele structurale sunt asamblate pe o bază sub forma unei plăci de beton, începând de jos și treptat în sus. La asamblare, utilizați o conexiune cu nituri sau folosiți șuruburi autofiletante.

Structura de susținere a țevii catargului este asamblată din profile de oțel legate între ele prin bretele și colțuri. Baza coloanei se sprijină pe fundație și este fixată cu ancore

De obicei, elementele individuale sunt transportate la locul de instalare și asamblate ca un set de construcție. Acest proces durează foarte puțin timp - câteva ore.Inaltimea cosului de fum poate atinge maxim 28,5 m. Stabilitatea coșului este asigurată de nervuri de rigidizare - fire de oțel cu o secțiune transversală de 1,6 până la 2 cm. Acestea compensează efectul forțelor transversale.

Materiale pentru constructia tevilor cazanului

Sistemele de evacuare a fumului sunt construite din diferite materiale - cărămidă, oțel, ceramică, polimer. Coș de fum din cărămidă, construit peste sobe si seminee din caramida, se caracterizeaza printr-o buna rezistenta mecanica, o capacitate termica excelenta si un grad destul de ridicat de siguranta la foc.

Aceste structuri au și multe dezavantaje, motiv pentru care în construcția modernă coșurile de fum din cărămidă sunt din ce în ce mai puțin frecvente. Documentele de reglementare limitează înălțimea țevilor de cărămidă la 30-70 m, iar diametrul la 0,6-8 m.

Pe pereții unei țevi de cărămidă cu multe proeminențe și depresiuni în interior, se depun întotdeauna mult condens și funingine care conțin oxizi de sulf. Acesta din urmă, reacționând cu apa, formează acizi care distrug activ cărămizile.

Neuniformitatea suprafeței și îngustarea pasajului ca urmare a creșterii treptate a stratului de funingine provoacă o scădere a vitezei de trecere a fumului și împingere răsturnată în conducta de evacuare a fumului.

Mai rezistent la condens și factori externi cosuri de fum ceramice, au rezistenta mare la foc. Dar acest sistem are multă greutate, pentru că In interior sunt tije metalice care ii confera o rezistenta suplimentara. Acest lucru implică necesitatea instalării obligatorii a unei fundații și suporturi separate, ceea ce crește complexitatea și costul instalării.

Țevile de coș din polimer sunt adecvate în încăperile cazanelor cu o temperatură maximă de 250 de grade C, în timpul instalării gheizere. Sunt ușoare, flexibile și durabile, dar sunt relevante doar pentru echipamentele cu gaz.

Un dispozitiv pentru îndepărtarea fumului din oțel inoxidabil este un ansamblu format din elemente de coș individuale conectate între ele folosind piese modelate: teuri, țevi, deflectoare, teuri, coturi. Coșuri de fum din oțel prevazut in principal cu cazane pe gaz.

Instalarea unui astfel de coș de fum poate fi efectuată după construcția clădirii într-un timp scurt. Există o gamă largă de piese de conectare, astfel încât conductei i se poate da orice configurație.

Un coș de fum modular poate fi ușor demontat și mutat în altă locație. Avantajul designului este greutatea sa redusă, care vă permite să faceți fără fundație, rezistență la umiditate, depunere ușoară de funingine pe pereții interni și viteza mare de trecere a gazelor de ardere.

Standardele sanitare permit utilizarea țevilor de oțel pentru construcția coșurilor de fum cu o înălțime mai mare de 30 m; o excepție este posibilă numai dacă se consumă mai puțin de 5 tone de combustibil poliash pe zi. Motivul este că durata de viață a unor astfel de structuri este de 10 ani, iar dacă se utilizează combustibil cu conținut ridicat de sulf, aceasta este redusă semnificativ.

Varietățile al căror corp este realizat din aliaj de oțel includ coșuri coaxiale, cu specificul designului și caracteristicile de funcționare cu care vă recomandăm să vă familiarizați.

Calculul parametrilor conductei

Pentru a determina înălțimea și diametrul coșului de fum pentru camera cazanului, este necesar să se efectueze un calcul de proiectare aerodinamică. Diametrul depinde de puterea cazanelor individuale sau a întregii cazane.

Arderea combustibilului și îndepărtarea eficientă a fumului sunt influențate în mare măsură de tiraj, a cărui creare necesită o alimentare constantă cu aer a focarului.Acest lucru se realizează atât în ​​mod natural, cât și artificial.

Dacă în sistem este încorporată o pompă de fum, atunci înălțimea țevii nu este critică. Acest parametru este important în principal pentru contabilizarea emisiilor nocive în atmosferă. Pentru a determina gravitația, este necesar un calcul obligatoriu atât al înălțimii, cât și al secțiunii transversale a conductei.

Determinarea înălțimii țevii cu tiraj natural

Pentru a crea tiraj natural normal, este necesar să se respecte condiția de egalitate a forței de tiraj și rezistența totală care apare în timpul mișcării gazelor de ardere prin canalele de gaze ale cazanului și ale tractului de coș. Este posibil să se asigure o astfel de tracțiune cu condiția să existe o rezistență redusă la gaz, atunci când înălțimea țevii nu depășește 60 m.

Această diagramă va simplifica procesul de calcul al parametrilor principali ai unei conducte pentru îndepărtarea produselor de ardere a oricărui combustibil din cuptoarele din camera cazanului.

Documentele de reglementare care reglementează amplasarea și calculul înălțimii coșurilor de fum sunt SNiP41-01-2003, SP 7.13130.2009.

De asemenea, ar trebui să țineți cont de recomandările prevăzute în instrucțiunile pentru cazan, în special de următoarele cerințe:

1. Distanța de la grătar până la vârful țevii nu trebuie să fie mai mică de 5 m.
2. Deasupra unui acoperiș plat fără gard înalt, conducta trebuie să se ridice cu cel puțin 0,5 m.
3. În raport cu înălțimea gardului și a coamei acoperișului, conducta ar trebui să depășească nivelul acestora cu 0,5 m dacă se află la un metru și jumătate de aceste structuri.
4. Când coșul de fum este scos de pe parapet și creastă la o distanță de 1,5 până la 3 m, punctul său de sus ar trebui să coincidă cu nivelul lor în înălțime.

Dacă înălțimea coșului de fum este calculată incorect, pot apărea multe probleme, principala fiind turbulența aerului sau o zonă de presiune a vântului. Focul din cuptor poate fi stins prin rafale puternice de vânt.

La instalarea unui coș de fum, este necesar să se țină cont de structura acoperișului, grosimea plăcintei de acoperiș, distanța până la elementele de închidere și coamă, regulile de siguranță la incendiu (+)

Respectarea regulilor de siguranță la incendiu este, de asemenea, o condiție prealabilă atunci când se proiectează o conductă de cazan. Este necesară izolarea structurilor adiacente conductei.

Pentru a preveni ca scânteile din orificiile de ventilație de pe conductă să cadă pe acoperiș atunci când aceasta este din material inflamabil, înălțimea structurii este mărită cu 0,5 m. Conducta camerei cazanului trebuie să fie la cel puțin 2 m distanță de clădirile înalte și de copaci. .

Înălțimea țevii este determinată în funcție de structura acoperișului. Dacă acoperișul este pe mai multe niveluri, diferențele de înălțime sunt luate în considerare în calcul, dar baza este aceeași în toate cazurile - înălțimea crestei (+)

Deoarece tirajul optim are loc datorită diferenței dintre densitatea totală a gazelor care ies în coș și o coloană de aer în exterior egală în înălțime, calculul se efectuează folosind formula:

Înălțimea canalului de fum este calculată independent folosind această formulă. Toate valorile pot fi preluate din documentația furnizată cu echipamentul de încălzire

Calculul este destul de complicat, este mai bine dacă este efectuat de specialiști. Parametrii care afectează înălțimea țevii:

1. Coeficientul A caracterizează situația meteorologică din regiune.
2. Mi este masa gazelor de ardere care trec prin conductă pe unitatea de timp.
3. F este viteza cu care particulele formate în timpul arderii se depun.
4. Spdki și Cfi sunt indicatori ai concentrației diferitelor substanțe din gazele de ardere.
5. V – volumul de gaz.
6. T este diferența dintre temperaturile aerului care intră și iese din conductă.

Dacă camera cazanelor situat într-o prelungire a casei, aceasta din urmă devine o piedică. În acest caz, este necesar ca capul țevii să fie situat deasupra zonei de susținere a vântului.În caz contrar, echipamentul de încălzire nu va putea funcționa normal.

Pentru a determina cât de mult trebuie mărită conducta, găsiți cel mai înalt punct al casei și trageți o linie dreaptă prin el, formând un unghi de 45 de grade cu suprafața pământului. Spațiul de sub această linie este zona de susținere a vântului, iar coșul de fum ar trebui să fie situat deasupra acestuia.

Calculul diametrului conductei

Pentru a calcula diametrul țevii există o formulă:

S = m/(ρr x w),

Aici m este consumul de combustibil pentru 1 oră, w este viteza gazelor de ardere, ρr este densitatea aerului în condiții de funcționare, este determinată de formula: pв = pBну x 273⁄273 x tос. Unde este temperatura aerului exterior, pBnu este densitatea aerului în condiții normale = 1,2932 kg/m3.

Tabelul va ajuta la determinarea valorii densității aerului ρg în condiții de funcționare fără a efectua calcule complexe. Pentru a simplifica calculele, se presupune că densitatea gazelor de ardere este egală cu densitatea aerului (+)

Lăsați 50 kg de combustibil solid să ardă în cazan pe oră, apoi pe secundă va fi 50: 3600 = 0,013888 kg. Viteza de mișcare a gazelor de ardere este de 2 m pe secundă. La o temperatură a aerului de -4 grade C, densitatea aerului este de 0,6881 kg pe 1 metru cub. m. Atunci S = 0,013888: (0,6881 x 2) = 0,010092 sq. m = 92 mp. cm. Pentru o secțiune circulară d = √4 x 92: 3,14 = 10,83 cm.

Diametrul unui coș de fum cilindric poate fi calculat folosind o altă formulă: d = 1000/1,163 x (r x Q√H), unde r este un coeficient în funcție de tipul de combustibil utilizat. Pentru cărbune este 0,03, pentru lemn de foc 0,045, pentru gaz 0,016, combustibil lichid - 0,024.

Concluzii și video util pe această temă

Un videoclip cu o demonstrație vizuală a procesului de calcul al înălțimii canalului de fum pentru amenajarea unei camere de cazane:

Aici autorul videoclipului și-a împărtășit propria experiență în calcularea și instalarea unui coș de fum pentru un cazan cu combustibil solid:

Un alt videoclip pentru a ajuta designerul amator:

Nu este atât de important ce combustibil folosesc cazanele din camera cazanelor. În orice caz, nu te poți lipsi de un sistem de evacuare a gazelor arse. Principalele cerințe pe care trebuie să le îndeplinească conductele de coș sunt tirajul și debitul bun și respectarea standardelor de mediu.

Doriți să puneți o întrebare despre un punct controversat sau neclar pe care l-ați întâlnit în timp ce citiți informațiile? Aveți informații utile despre subiectul articolului pe care ați dori să le împărtășiți vizitatorilor site-ului? Vă rugăm să scrieți comentarii în blocul de mai jos.