Xemeneia per a sala de calderes: càlcul d'alçada i secció segons normes tècniques

La funció principal que ha de realitzar una xemeneia de sala de calderes és eliminar els gasos de combustió de les calderes a l'atmosfera i dispersar-los en aquest espai.També té una funció addicional: han de crear tiratge natural fruit de la diferència entre la temperatura de la caixa de foc i l'exterior.

Us presentarem els tipus de canals de fum, la classificació dels quals es basa en les característiques de disseny i el material de les canonades. Aquí aprendràs a calcular paràmetres geomètrics utilitzant un exemple específic. Els nostres consells us ajudaran a decidir el tipus i la mida de la xemeneia.

Tipus de xemeneies

A les grans calderes, el tir natural no pot garantir la combustió completa; aquí es crea a la força amb l'ajuda de bombes de fum. El procés de combustió i l'abocament dels seus productes a l'atmosfera han de causar el mínim dany possible al medi ambient i no provocar situacions d'emergència com a conseqüència de l'aparició de pressió en els forns que superi la norma.

Estructuralment canonades per a sales de calderes Són molt diferents entre si tant pel tipus d'estructura de suport com pel material de fabricació. A partir de la primera característica, es distingeixen diversos tipus de canonades.

Tubs de caldera autoportants

Aquestes estructures verticals poden ser d'un sol o de diversos barrils. Retiren els productes de la combustió de les calderes i calderes.

S'utilitzen independentment del tipus de combustible, però subjectes a determinats requisits:

1. La temperatura dels gasos de combustió que passen per canonades autoportants no ha de superar els 350 graus C.
2. Els productes de combustió no han de ser químicament agressius.
3. La càrrega de neu òptima per a estructures autoportants és de 250 kg per kW. cm, vent - 30 kg per kW. cm en condicions de la regió de vent II.

S'instal·la una canonada autoportant al terrat i s'assegura a l'interior de l'edifici. Les seves característiques de disseny ofereixen la possibilitat de transport i instal·lació in situ, perquè consta de seccions separades, que són de 3 capes tubs sandvitx. L'estructura s'uneix a la base mitjançant ancoratges.

A l'interior de la canonada hi ha una capa d'acer durador que no es veu afectada per les substàncies alliberades durant la combustió. La capa exterior protegeix de les influències atmosfèriques.

Les xemeneies per a grans calderes solen ser autosuficients. Es tracta d'un edifici construït segons un projecte individual i disposa d'una infraestructura pròpia

Els paràmetres de les estructures de fum han de complir els requisits establerts en els documents normatius. El seu càlcul es basa en factors com el nombre de calderes, la potència, el tipus de combustible. S'han de tenir en compte les normes d'emissions a l'aire. En alguns casos, les xemeneies estan equipades amb una plataforma, una escala, una escotilla d'inspecció i una tanca lleugera.

Estructures de columna de fum

Una canonada d'aquest tipus consisteix en una carcassa exterior feta d'acer d'alt carboni i bótes interiors de diferents diàmetres d'acer inoxidable inserides en ella per eliminar els gasos. L'estructura està subjecta a una cistella d'ancoratge abocada a la base. Hi pot haver 1 o diversos. Per evitar que la condensació s'instal·li a l'interior, s'utilitza un aïllament tèrmic.

Part d'un tub de columna. Aquí podeu veure en la secció transversal que hi ha diversos barrils d'acer inoxidable de diferents diàmetres a l'interior.

L'avantatge d'aquesta solució de disseny és una llarga vida útil i la possibilitat de connectar diverses calderes. El gruix i el grau d'acer es trien en funció de la temperatura i l'agressivitat dels productes de combustió.

El diàmetre de cada tronc pot arribar a un metre i mig, i si es preveu utilitzar un conducte de gas comú per a diverses calderes, cal un diàmetre d'uns 3 m. Per evitar que aparegui condensació, els troncs es cobreixen amb tèrmica. aïllament.

Característiques de les xemeneies properes a la façana i la façana

Instal·leu xemeneies properes a la façana per a sales de calderes adossades a la casa o encastades. S'uneixen a la paret de l'edifici mitjançant suports. Els components d'una xemeneia són troncs i un marc o ancoratges.

El barril té 3 capes: acer inoxidable a l'interior, després aïllament tèrmic i acer galvanitzat. Les canonades estan destinades a sales de calderes on les calderes funcionen amb gas o combustible líquid.

Molt sovint, les canonades de façana es troben al llarg de la paret exterior d'un edifici. En triar el grau d'acer i el gruix de la paret del tub, es té en compte la composició química dels gasos d'escapament i la seva temperatura.

Les canonades properes a la façana i la façana transmeten la càrrega de pes a través d'un fonament inferior addicional i la càrrega del vent a través de fixacions que aïllen les vibracions. Aquest tipus de xemeneies, pel que fa als costos de material, és la més econòmica per la manca d'estructures de suport i una base sòlida.

El sistema modular utilitzat per crear els barrils d'escapament de gas permet una fàcil substitució de les peces danyades.

Tubs tipus truss

Aquesta estructura metàl·lica consta de canonades muntades sobre una forta columna autoportant tipus encavalla. L'armadura, al seu torn, s'assegura en una cistella d'ancoratge colada a la base.Les xemeneies tipus truss són adequades per al seu ús en regions amb condicions sismològiques perilloses.

El disseny tipus truss inclou d'1 a 6 troncs. La columna està feta de tub enrotllat. La canonada de perfil pot tenir una secció transversal quadrada o triangular. Depèn del nombre de troncs

Per evitar la corrosió, les sortides de gas es recobreixen amb una imprimació i després es pinten.

El barril d'escapament de gas està format per mòduls formats per 3 capes:

• intern, en contacte directe amb els productes de la combustió i fabricat amb graus especials d'acer inoxidable;
• 5-6 cm de gruix, actuant com a aïllament tèrmic;
• exterior, protegint la capa d'aïllament tèrmic de les influències ambientals negatives.

Per al recobriment anticorrosió, s'utilitzen pintures que contenen un alt percentatge de zinc. En algunes estructures, poden estar presents escales i andanes dins de la columna per facilitar el manteniment. Els elements estructurals de les canonades d'aquest tipus són relativament lleugers i això facilita tant el seu transport com el treball d'instal·lació.

Tubs de pal de xemeneia

L'element central de la canonada del pal és la torre de suport: tres o quatre pals, a les quals s'uneixen les xemeneies. Tots els components estructurals es munten sobre una base en forma de coixinet de formigó, començant per la part inferior i avançant gradualment cap amunt. En muntar, utilitzeu una connexió de reblons o utilitzeu cargols autorroscants.

L'estructura de suport de la canonada del pal està muntada a partir de perfils d'acer connectats entre si mitjançant tirants i angles. La base de la columna descansa sobre la base, i es fixa amb ancoratges

Normalment, els elements individuals es transporten al lloc d'instal·lació i es munten com un conjunt de construcció. Aquest procés requereix molt poc temps: unes poques hores.L'alçada de la xemeneia pot arribar a un màxim de 28,5 m. L'estabilitat de la xemeneia s'aconsegueix mitjançant costelles de rigidesa: cables d'acer amb una secció transversal d'1,6 a 2 cm, que compensen l'efecte de les forces transversals.

Materials per a la construcció de canonades de calderes

Els sistemes d'escapament de fum es construeixen amb diferents materials: maó, acer, ceràmica, polímer. Xemeneia de maó, construït sobre estufes i xemeneies de maó, es caracteritza per una bona resistència mecànica, una excel·lent capacitat calorífica i un grau de seguretat contra incendis força elevat.

Aquestes estructures també tenen molts inconvenients, per això en la construcció moderna les xemeneies completament de maó són cada cop menys habituals. Els documents normatius limiten l'alçada de les canonades de maó a 30-70 m i el diàmetre a 0,6-8 m.

A les parets d'una canonada de maó amb molts ressalts i depressions a l'interior sempre s'hi assenten molts condensats i sutge que contenen òxids de sofre. Aquest últim, en reaccionar amb l'aigua, forma àcids que destrueixen activament els maons.

El desnivell de la superfície i l'estrenyiment del pas com a resultat d'un augment gradual de la capa de sutge provoquen una disminució de la velocitat de pas del fum i empenta d'inclinació al conducte d'escapament de fums.

Més resistent a la condensació i als factors externs xemeneies de ceràmica, tenen una alta resistència al foc. Però aquest sistema té molt pes, perquè A l'interior hi ha barres metàl·liques que li donen una força addicional. Això comporta el requisit de la instal·lació obligatòria d'una base i suports separats, la qual cosa augmenta la complexitat i el cost de la instal·lació.

Les canonades de xemeneia de polímer són adequades a les sales de calderes amb una temperatura màxima de 250 graus C, durant la instal·lació. guèisers. Són lleugers, flexibles i duradors, però només són rellevants per a equips de gas.

Un dispositiu per eliminar el fum de l'acer inoxidable és un conjunt format per elements de xemeneia individuals connectats entre si mitjançant peces conformades: tees, canonades, deflectors, tees, corbes. Xemeneies d'acer equipada principalment amb calderes de gas.

La instal·lació d'aquesta xemeneia es pot dur a terme després de la construcció de l'edifici en poc temps. Hi ha una àmplia gamma de peces de connexió, de manera que es pot donar a la canonada qualsevol configuració.

Una xemeneia modular es pot desmuntar i traslladar fàcilment a un altre lloc. L'avantatge del disseny és el seu baix pes, que permet prescindir de la base, la resistència a la humitat, la lleugera deposició de sutge a les parets internes i l'alta velocitat de pas dels gasos de combustió.

Les normes sanitàries permeten l'ús de canonades d'acer per a la construcció de xemeneies amb una alçada superior a 30 m; una excepció només és possible si es consumeixen menys de 5 tones de combustible de policendra al dia. El motiu és que la vida útil d'aquestes estructures és de 10 anys i, si s'utilitza combustible amb alt contingut en sofre, es redueix significativament.

Les varietats el cos de les quals està fet d'aliatge d'acer inclouen xemeneies coaxials, les característiques del disseny i les característiques de funcionament de les quals us recomanem que us familiaritzeu.

Càlcul de paràmetres de canonades

Per determinar l'alçada i el diàmetre de la xemeneia per a la sala de calderes, cal realitzar un càlcul de disseny aerodinàmic. El diàmetre depèn de la potència de les calderes individuals o de tota la sala de calderes.

La combustió del combustible i l'eliminació efectiva del fum estan molt influenciades pel corrent d'aire, la creació del qual requereix un subministrament constant d'aire a la caixa de foc.Això s'aconsegueix tant de manera natural com artificial.

Si hi ha una bomba de fum integrada al sistema, l'alçada de la canonada no és crítica. Aquest paràmetre és important principalment per tenir en compte les emissions nocives a l'atmosfera. Per determinar la gravetat, cal un càlcul obligatori tant de l'alçada com de la secció transversal de la canonada.

Determinació de l'alçada de la canonada amb tiratge natural

Per crear un tiratge natural normal, cal complir la condició d'igualtat de la força de tir i la resistència total que es produeix durant el moviment dels gasos de combustió a través dels canals de gas de la caldera i de la xemeneia. És possible proporcionar aquesta tracció sempre que hi hagi poca resistència al gas, quan l'alçada de la canonada no superi els 60 m.

Aquest diagrama simplificarà el procés de càlcul dels paràmetres principals d'una canonada per eliminar els productes de combustió de qualsevol combustible als forns de la sala de calderes.

Els documents normatius que regulen la ubicació i el càlcul de les altures de la xemeneia són SNiP41-01-2003, SP 7.13130.2009.

També heu de tenir en compte les recomanacions que s'estableixen a les instruccions de la caldera, en particular els requisits següents:

1. La distància des de la reixa fins a la part superior de la canonada no ha de ser inferior a 5 m.
2. Per sobre d'un sostre pla sense una tanca alta, la canonada ha d'elevar almenys 0,5 m.
3. En relació a l'alçada de la tanca i el carener de la coberta, la canonada ha de superar el seu nivell en 0,5 m si es troba a un metre i mig d'aquestes estructures.
4. Quan la xemeneia es retira del parapet i la carena a una distància d'1,5 a 3 m, el seu punt superior ha de coincidir amb el seu nivell d'alçada.

Si l'alçada de la xemeneia es calcula incorrectament, poden sorgir molts problemes, el principal és la turbulència de l'aire o una zona de pressió del vent. El foc del forn es pot apagar amb fortes ratxes de vent.

En instal·lar una xemeneia, cal tenir en compte l'estructura del sostre, el gruix del pastís de la coberta, la distància als elements de tancament i la carena, les normes de seguretat contra incendis (+)

El compliment de les normes de seguretat contra incendis també és un requisit previ a l'hora de dissenyar una canonada de sala de calderes. Cal aïllar les estructures adjacents a la canonada.

Per evitar que les espurnes dels orificis de ventilació de la canonada caiguin sobre el sostre quan està fet de material inflamable, l'alçada de l'estructura s'incrementa en 0,5 m. La canonada de la sala de calderes ha d'estar a una distància mínima de 2 m d'edificis alts i arbres. .

L'alçada de la canonada es determina en funció de l'estructura del sostre. Si el sostre és de diversos nivells, es tenen en compte les diferències d'alçada en el càlcul, però la base és la mateixa en tots els casos: l'alçada de la carena (+)

Com que el tiratge òptim es produeix a causa de la diferència entre la densitat total dels gasos que escapen a la xemeneia i una columna d'aire exterior igual en alçada, el càlcul es realitza mitjançant la fórmula:

L'alçada del canal de fum es calcula de manera independent mitjançant aquesta fórmula. Tots els valors es poden extreure de la documentació subministrada amb l'equip de calefacció

El càlcul és bastant complicat, és millor si el fan especialistes. Paràmetres que afecten l'alçada de la canonada:

1. El coeficient A caracteritza la situació meteorològica de la regió.
2. Mi és la massa de gasos de combustió que travessen la canonada per unitat de temps.
3. F és la velocitat a la qual s'estableixen les partícules formades durant la combustió.
4. Spdki i Cfi són indicadors de la concentració de diverses substàncies en els gasos de combustió.
5. V: volum de gas.
6. T és la diferència entre les temperatures de l'aire que entra i que surt de la canonada.

Si sala de calderes situat en una prolongació de la casa, aquest últim es converteix en un entrebanc. En aquest cas, cal que el capçal de la canonada estigui situat per sobre de la zona de suport del vent.En cas contrari, l'equip de calefacció no podrà funcionar amb normalitat.

Per determinar quant s'ha d'augmentar la canonada, trobeu el punt més alt de la casa i dibuixeu-hi una línia recta, formant un angle de 45 graus amb la superfície de la terra. L'espai per sota d'aquesta línia és la zona de suport del vent, i la xemeneia s'ha de situar a sobre.

Càlcul del diàmetre de la canonada

Per calcular el diàmetre de la canonada hi ha una fórmula:

S = m/(ρr x w),

Aquí m és el consum de combustible durant 1 hora, w és la velocitat dels gasos de combustió, ρr és la densitat de l'aire en condicions de funcionament, es determina per la fórmula: pв = pBну x 273⁄273 x tос. On a és la temperatura de l'aire exterior, pBnu és la densitat de l'aire en condicions normals = 1,2932 kg/m3.

La taula ajudarà a determinar el valor de la densitat de l'aire ρg en condicions de funcionament sense realitzar càlculs complexos. Per simplificar els càlculs, se suposa que la densitat dels gasos de combustió és igual a la densitat de l'aire (+)

Deixeu cremar 50 kg de combustible sòlid a la caldera per hora, llavors per segon serà 50: 3600 = 0,013888 kg. La velocitat de moviment dels gasos de combustió és de 2 m per segon. A una temperatura de l'aire de -4 graus C, la densitat de l'aire és de 0,6881 kg per metre cúbic. m. Aleshores S = 0,013888: (0,6881 x 2) = 0,010092 metres quadrats. m = 92 metres quadrats. cm Per a una secció circular d = √4 x 92: 3,14 = 10,83 cm.

El diàmetre d'una xemeneia cilíndrica es pot calcular mitjançant una altra fórmula: d = 1000/1,163 x (r x Q√H), on r és un coeficient en funció del tipus de combustible utilitzat. Per al carbó és de 0,03, per a la llenya 0,045, per al gas 0,016, combustible líquid - 0,024.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

Un vídeo amb una demostració visual del procés de càlcul de l'alçada del canal de fum per organitzar una sala de calderes:

Aquí l'autor del vídeo va compartir la seva pròpia experiència en el càlcul i la instal·lació d'una xemeneia per a una caldera de combustible sòlid:

Un altre vídeo per ajudar el dissenyador aficionat:

No és tan important quin combustible fan servir les calderes de la sala de calderes. En qualsevol cas, no es pot prescindir d'un sistema d'escapament de gasos de combustió. Els principals requisits que han de complir les canonades de xemeneia són un bon tiratge i rendiment, i el compliment de les normes mediambientals.

Voleu fer una pregunta sobre un punt controvertit o poc clar que heu trobat mentre llegiu la informació? Teniu informació útil sobre el tema de l'article que voleu compartir amb els visitants del lloc? Escriu comentaris al bloc següent.