22 января, 2021

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

Важная функция, которую должна исполнять дымовая труба для котельной установки — отводить в атмосферу дымовые газы от котлов и рассеивать их в этом пространстве.

Есть у нее и добавочная функция – создавать естественную тягу, появляющуюся в результате разницы между температурой в камере сгорания и с наружной стороны.

Типы дымовых труб

В больших котельных установок натуральная тяга не способен обеспечить настоящее горение, тут ее создают принудительно с помощью дымовых насосов. Процесс горения и сброс его продуктов в атмосферу должен нести как можно меньше ущерба внешней среде и не вызывать опасных ситуаций в результате появления в камерах сгорания давления, превышающего норму.

Конструкционно трубы для котельных установок очень друг от друга отличаются и по виду несущей конструкции, и по материалу изготовления. По первому признаку подчеркивают несколько видов труб.

Самонесущие трубы котельных установок

Такие конструкции вертикального типа бывают одно- или многоствольными. Они отводят газообразные, жидкие и твердые вещества от котельных установок и котлов. Применяют их это не зависит от вида топлива, но при воплощении отдельных требований:

  1. Температура газов дыма, идущие по самонесущим трубам, не должна быть больше 350 градусов С.
  2. Газообразные, жидкие и твердые вещества не должны быть химически агрессивными.
  3. Хорошая нагрузка снега для самонесущих конструкций – 250 кг на кВ. см, ветровая – 30 кг на кВ. см в условиях II ветрового района.

Устанавливают самонесущую трубу на крыше, а прикрепляют в середине строения. Ее особенности конструкции дают возможность перевозки и процесса установки по месту, т.к. она состоит из определенных секций, собой представляет 3-слойные сандвич-трубы. К фундаменту сооружение крепится с применением анкерных болтов.

В середине трубы находится слой, сделанный из качественной стали, не поддающейся влиянию веществ, выделяемых при горении. Слой снаружи оберегает от воздействий атмосферы.

дымовой, труба, котельная, сечение, технический

Дымовые трубы для больших котельных установок очень часто самонесущие. Данное строение, построенное по индивидуальному проекту и имеющее свою сферу услуг

Параметры дымовых конструкций должны подходить требованиям, изложенным в документах где указаны нормативы. Расчет их построен на подобных факторах, как кол-во котлов, мощность, вид топлива. В первую очередь необходимо обязательно учитывать нормы по выбросам в атмосферу. В большинстве случаев дымовые трубы укомплектовывают площадкой, лестницей, люком для ревизии, световым ограждением.

Колонные дымовые конструкции

Труба данного вида состоит из наружной обечайки из высокоуглеродистой стали и вставленных в нее внутренних стволов разного диаметра из нержавейки для газоотвода. Конструкцию прикрепляют в залитую в фундамент анкерную корзину. Их бывает как 1, так и несколько. Дабы в середине не оседал конденсат, применяют термическую изоляцию.

дымовой, труба, котельная, сечение, технический

Часть колонной трубы. Тут в разрезе видно, что в середине размещено несколько стволов разных диаметров из нержавейки

Положительным качеством подобного конструктивного решения считается большой срок эксплуатации, перспектива подсоединения нескольких котлов. Толщину стали и марку подбирают, отталкиваясь от температуры и агрессивности газообразных, жидких и твердых веществ.

Диаметр каждого ствола достигает полутора метров, а если общий газоход задумывают применять для нескольких котлов, то нужен диаметр около трех метров. Дабы не появлялся конденсат, стволы накрывают термической изоляцией.

Специфики околофасадных и фасадных дымоотводов

Устанавливают околофасадные дымоотводы для котельных установок, пристроенных к дому или вмонтированных. Прикрепляют их к стенке строения с применением спайдерных крепежей. Составляющими дымоотвода являются стволы и рама или анкерные болты. Ствол имеет 3 слоя: в середине нержавейка, потом тепловая изоляция и сталь покрытая слоем цинка. Трубы предназначаются для котельных установок, где котлы работают на газе или жидком топливе.

дымовой, труба, котельная, сечение, технический

Очень часто фасадные трубы располагают вдоль стены снаружи постройки. Во время выбора марки стали и толщины стенки трубы берут во внимание химсостав отводимых газов и их температуру

Околофасадные и фасадные трубы передают весовую нагрузку через добавочный нижний фундамент и ветровую через виброизолирующие крепления. Такой вид дымоходов, с точки зрения финансовых затрат, более экономичный из-за отсутствия конструкций несущего типа и крепкого фундамента. Система модулей, примененная при разработке газоотводящих стволов, обеспечивает легкую замену повреждённых частей.

Трубы фермового вида

Подобная металлическая конструкция состоит из труб, закрепленных на прочной самонесущей колонне фермового типа. Ферма, со своей стороны, закреплена в анкерной корзине, залитой в фундамент. Дымоотводы фермового типа подойдут для применения в регионах с опасной сейсмологической обстановкой.

дымовой, труба, котельная, сечение, технический

Конструкция фермового типа включает от 1 до 6 стволов. Колонна сделана из трубного проката. Профильная труба как правило имеет в сечении квадрат или треугольник. Зависит это от численности стволов

Для устранения коррозии газоотводы накрывают грунтовочной смесью, потом красят. Ствол для газоотвода составлен из модулей, которые состоят из 3 слоев:

  • внутреннего, контактирующего конкретно с газообразными, жидкими и твердыми веществами и сделанного из нержавеющей стали специализированных сортов;
  • толщиной 5-6 см, выполняющего роль тепловой изоляции;
  • наружного, защищающего теплоизолирующий слой от негативных воздействий внешней среды.

Для антикоррозионного покрытия применяют краски, которые имеют высокий процент цинка. В индивидуальных конструкциях в середине колонны могут находится лестницы и площадки, облегчающие обслуживание. Конструктивные детали труб данного типа сравнительно легкие и это делает легче как их перевозку, так и работы по процессу установки.

Мачтовые трубы дымоходные

Важным элементом мачтовой трубы считается опорная башня – трех- или четырехмачтовая, к которой прикреплены дымоотводы. Все узлы конструкции собирают на основе в виде бетонной подготовки под фундамент, начиная снизу и потихоньку двигаясь вверх. Применяют при собирании заклепочное соединение или используют самосверлящие шурупы.

дымовой, труба, котельная, сечение, технический

Опорная конструкция мачтовой трубы собрана из профилей из стали, которые соединены между собой раскосами и уголками. Собственным основанием колонна опирается на сам фундамент, а фиксируют ее анкерными креплениями

В большинстве случаев некоторые детали перевозят на место процесса установки и собирают, словно конструктор. Занимает данный процесс очень мало времени – пару часов. По высоте дымотвод достигает 28,5 м максимум. Стойкость дымоотводу дают жесткие ребра – оттяжки стальные с сечением от 1,6 до 2 см. Они восполняют воздействие поперечных сил.

Материалы для строительства труб котельных установок

Системы для дымоотвода строят из тех или иных материалов — кирпича, стали, керамики, полимерного материала. Кирпичный дымоход различается хорошей прочностью к механическим действиям, хорошей теплоемкостью, очень большой степенью пожаробезопасности. Минусов у данных конструкций тоже немало, благодаря этому в нынешнем строительстве полноценно дымоотводы из кирпича встречаются все реже. Технические документы ограничивают высоту кирпичных труб 30-70 м, а диаметр 0,6-8 м.

На стенках кирпичной трубы с большим количеством выступов и углублений в середине, всегда садится много конденсата, копоти, содержащей оксиды серы. Последние, вступая в реакцию с водой, образовывает кислоты, активно разрушающие кирпич. Недостатки имеющиеся на поверхности, сужение прохода в результате постепенного нарастания слоя сажи, становятся основой снижения скорости прохода дыма.

Дымоотводы из керамики достаточно устойчивые к конденсату и влияниям факторов извне, у них высокая огнеупорность. Но данная система имеет очень приличный вес, т.к. в середине находятся пироны, придающие ей добавочную надёжность. Отсюда вытекают требования по обязательной устройству отдельного фундамента, опор, что увеличивает сложность и цена монтажных работ.

Полимерные дымоотводные трубы уместны в котельных установках с самой большой температурой 250 градусов С, при установке колонок работающих на газу. Они легкие, эластичные и долговечные, но важны исключительно для оборудования которое работает на газу.

Приспособление для дымоотвода из нержавейки – сборка, которая состоит из индивидуальных элементов дымоотвода, которые соединены между собой с помощью фасонных деталей: тройников, патрубков, дефлекторов, тройников, отводов. Монтаж подобного дымоотвода может быть сделан и после постройки строения в сжатые сроки. Предствлен огромный ассортимент деталей для соединения, благодаря этому трубе придать можно любую конфигурацию.

Модульный дымотвод можно без большого труда демонтировать и перенести в иное место. Положительным качеством конструкции считается и ее маленький вес, что дает возможность обойтись без фундамента, стойкость к действию влаги, небольшое отложение копоти на стенках внутри, большая скорость прохождения газов дыма.

Санитарно-технические нормы позволяют использовать трубы профильные для строения дымоотводов высотой более тридцати метров, исключение возможно исключительно в случае, когда за день тратится менее 5 т многозольного топлива. Проблема в том, что служебный срок подобных строений составляет 10 лет, а если применяется высокосернистое горючее, он значительно уменьшается.

Расчет показателей трубы

Для определения высоты и диаметра дымовой трубы для котельной установки нужно сделать аэродинамический расчет конструкции. Диаметр зависит от мощности индивидуальных котлов или в общем котельной установки. На горение топлива и эффективное убирание дыма большое воздействие оказывает тяга, для создания которой нужна систематическая подача воздуха в топочную камеру. Это обеспечивается как настоящим, так и искусственным методом.

Если в систему вмонтирован дымовой насос, то высота трубы важного не имеет значения. Важен такой параметр как правило для учета вредных выбросов в атмосферу. Чтобы узнать самотягу, необходим обязательный расчет и высоты, и сечения трубы.

Расчет высоты трубы при естественной тяге

Дабы создать нормальную естественную тягу нужно исполнить требование равенства силы тяги и суммарного сопротивления, которое появляется во время продвижения газов дыма по газоводным каналам котла и тракту дымовой трубы. Обеспечить такую тягу возможно при условиях маленького газового сопротивления, когда высота трубы не превышает 60 м.

дымовой, труба, котельная, сечение, технический

Эта схема упростит процесс расчета важных параметров отводные трубы газообразных, жидких и твердых веществ любого топлива в камерах сгорания котельной установки

Нормами, регламентирующими размещение и расчет дымовых труб по высоте, являются СНиП41-01-2003, СП 7.13130.2009, рекомендации изложенные в инструкции к котлу, например, следующие их требования:

  1. От колосников до верхней точки трубы не должно быть меньше пяти метров.
  2. Над мягкой кровлей без высокого заграждения труба должна возвышаться не меньше чем 0,5 м.
  3. В отношении к высоте ограждения и конька крыши труба должна превосходить их уровень на 0.5 м, если она находится в границах полутора м от данных конструкций.
  4. Когда дымотвод удалён от парапета и конька на расстояние от 1,5 до трех метров, его верхняя точка должна совпадать с их уровнем по высоте.

При неверно подсчитанной высоте дымоотвода может появиться много проблем и главная – воздушные завихрения или территория ветрового подпора. Огонь в камере сгорания могут потушить большие порывы ветра.

дымовой, труба, котельная, сечение, технический

При устройстве дымовой трубы нужно брать во внимание кровельную конструкцию, толщину пирога кровли, расстояние до ограждающих компонентов и конька, правила пожбезопасности (+)

Соблюдение правил пожарной безопасности также необходимое условие во время проектирования трубы котельной установки. Следует изолировать конструкции, прилегающие к трубе. Дабы искры из отверстий вентиляции на трубе не попадали на кровлю на случай, когда она сделана из горючего материала, высоту конструкции делают больше на 0,5 м. Труба котельной установки обязана быть удалена от больших строений и деревьев минимум на 2 м.

дымовой, труба, котельная, сечение, технический

Высоту трубы определяют в зависимости от конструкции крыши. Если кровля многоярусная, в расчете берут во внимание перепады высот, но база в любых ситуациях одна – высота конька (+)

Так как хорошая тяга появляется за счёт разности между суммарной плотностью газов, уходящих в дымотвод и столбом воздуха с наружной стороны равным по высоте, расчет исполняется по формуле:

дымовой, труба, котельная, сечение, технический

Высоту дымового канала собственными силами вычисляют по этой формуле. Все значения можно взять из документации, прилагаемой к теплообменному оборудованию

Расчет сложный, идеально, если его сделают профессионалы. Параметры, которые влияют на высоту трубы:

  1. Показатель А определяет метеорологическую обстановку региона.
  2. Мi – масса газов дыма, которые проходят через трубу за единицу времени.
  3. F – скорость с которой оседают частицы, образовывающиеся во время горения.
  4. Спдкi и Сфi – показатели концентрации различных веществ в дымовом газе.
  5. V – объем газа.
  6. T – разница между температурами воздуха, поступающего в трубу и выходящего из нее.

Если котельная установка размещена в пристройке к дому, последний становится помехой. Нужно, дабы в данном варианте оголовок трубы располагался выше зоны ветрового подпора. В другом случае работать хорошо оборудование для отопления не сумеет.

Чтобы узнать, на какую величину необходимо нарасти трубу, находят максимальную точку на доме, проводят через нее прямую образовывающую угол 45 градусов с поверхностью земли. Пространство под этой линией – территория ветрового подпора, а дымотвод должен находиться над ней.

Расчет трубного диаметра

Для расчета трубного диаметра есть формула: S = m/(?r х w). Тут m – топливный расход за 1 час, w – скорость движения газов дыма, ?r — плотность воздуха в условиях работы, определяют его по формуле: pв = pBну х 273?273 х tос. Где tо – температура окружающей среды с наружной стороны, pBну – плотность воздуха в нормальных условиях = 1,2932 кг/м3.

дымовой, труба, котельная, сечение, технический

Таблица поможет найти значение плотности воздуха ?г в условиях для работы без выполнения непростых вычислений. Значение плотности газов дыма для упрощения расчетов принимают равной плотности воздуха (+)

Пускай в котле горит 50 кг твёрдого топлива за час, тогда за секунду это будет 50 : 3600 = 0,013888 кг. Скорость движения газов дыма – 2 м за сек. При температуре воздуха -4 градуса С плотность воздуха равна 0,6881кг на 1 куб. м. Тогда S = 0,013888 : (0,6881 х 2) = 0,010092 кв. м = 92 кв. см. Для круглого сечения d = v4 x 92 : 3,14 = 10,83 см.

Диаметр цилиндрического дымоотвода можно высчитать и по другой формуле: d = 1000/1,163 x (r x QvH), где r — показатель, зависящий от варианта потребляемого топлива. Для угля это 0,03, для дров 0,045, для газа 0,016, топлива на жидкой основе — 0,024.

Нужное видео по теме

Ролик с наглядной демонстрацией процесса расчета высоты дымового канала для обустраивания котельной установки:

Тут автор видео поделился своим опытом расчета и процесса установки дымоотвода для твердотопливного котла:

Еще одно видео в помощь проектировщику-любителю:

Не очень важно, на каком топливе работают котлы в котельной установке. При любых обстоятельствах вряд ли можно обойтись без системы отвода газов дыма. Основные требования, которым должны подходить трубы для дымохода — хорошая тяга и пропускная способность, выдержанные нормы экологии.

Добавить комментарий