Komin do kotłowni: obliczenia wysokości i przekroju według norm technicznych

Główną funkcją, jaką powinien spełniać komin kotłowni, jest usuwanie gazów spalinowych z kotłów do atmosfery i rozproszenie ich w tej przestrzeni.Pełnią także dodatkową funkcję: muszą wytwarzać naturalny ciąg, wynikający z różnicy temperatur w palenisku i na zewnątrz.

Zapoznamy Cię z rodzajami kanałów dymowych, których klasyfikacja opiera się na cechach konstrukcyjnych i materiale rur. Tutaj dowiesz się jak obliczyć parametry geometryczne na konkretnym przykładzie. Nasze porady pomogą Państwu w podjęciu decyzji o rodzaju i wielkości komina.

Rodzaje kominów

W dużych kotłowniach naturalny ciąg nie może zapewnić całkowitego spalania, tutaj powstaje on na siłę za pomocą pomp dymowych. Proces spalania i odprowadzanie jego produktów do atmosfery powinien w jak najmniejszym stopniu szkodzić środowisku i nie powodować sytuacji awaryjnych na skutek wystąpienia w paleniskach ciśnienia przekraczającego normę.

Formalnie rury do kotłowni Różnią się bardzo od siebie zarówno rodzajem konstrukcji nośnej, jak i materiałem produkcyjnym. Na podstawie pierwszej cechy wyróżnia się kilka rodzajów rur.

Rury kotłowe samonośne

Takie konstrukcje pionowe mogą być jedno- lub wielolufowe. Usuwają produkty spalania z kotłów i kotłów.

Stosuje się je niezależnie od rodzaju paliwa, jednak pod pewnymi warunkami:

1. Temperatura gazów spalinowych przechodzących rurami samonośnymi nie powinna przekraczać 350 stopni C.
2. Produkty spalania nie mogą być agresywne chemicznie.
3. Optymalne obciążenie śniegiem dla konstrukcji samonośnych wynosi 250 kg na kW. cm, wiatr - 30 kg na kW. cm w warunkach II rejonu wiatru.

Rura samonośna montowana jest na dachu i mocowana wewnątrz budynku. Jego cechy konstrukcyjne zapewniają możliwość transportu i instalacji na miejscu, ponieważ składa się z odrębnych sekcji, które są 3-warstwowe rury kanapkowe. Konstrukcję mocuje się do fundamentu za pomocą kotew.

Wewnątrz rury znajduje się warstwa wykonana z wytrzymałej stali, na którą nie mają wpływu substancje wydzielające się podczas spalania. Zewnętrzna warstwa chroni przed wpływami atmosferycznymi.

Kominy dużych kotłowni są najczęściej samonośne. Jest to budynek wybudowany według indywidualnego projektu, posiadający własną infrastrukturę

Parametry konstrukcji dymnych muszą spełniać wymagania określone w dokumentach regulacyjnych. Ich obliczenia opierają się na takich czynnikach, jak liczba kotłów, moc, rodzaj paliwa. Należy wziąć pod uwagę normy emisji do powietrza. W niektórych przypadkach kominy są wyposażone w podest, drabinę, właz inspekcyjny i lekkie ogrodzenie.

Kolumnowe konstrukcje dymne

Rura tego typu składa się z płaszcza zewnętrznego wykonanego ze stali wysokowęglowej oraz wkładanych do niej beczek wewnętrznych o różnych średnicach wykonanych ze stali nierdzewnej w celu usunięcia gazów. Konstrukcję mocuje się w koszu kotwiącym wlewanym do fundamentu. Może być 1 lub kilka. Aby zapobiec osadzaniu się kondensatu wewnątrz, stosuje się izolację termiczną.

Część rury kolumnowej. Tutaj widać na przekroju, że wewnątrz znajduje się kilka beczek ze stali nierdzewnej o różnych średnicach.

Zaletą tego rozwiązania konstrukcyjnego jest długa żywotność i możliwość podłączenia kilku kotłów. Grubość i gatunek stali dobiera się na podstawie temperatury i agresywności produktów spalania.

Średnica każdego pnia może sięgać półtora metra, a jeśli planuje się zastosować wspólny kanał gazowy dla kilku kotłów, wymagana jest średnica około 3 m. Aby zapobiec pojawieniu się kondensacji, pnie są przykryte folią termiczną izolacja.

Cechy kominów przy fasadowych i elewacyjnych

W przypadku kotłowni należy zainstalować kominy przyelewacyjne, przymocowane do domu lub wbudowane. Mocuje się je do ściany budynku za pomocą wsporników. Elementami komina są pnie i rama lub kotwy.

Beczka posiada 3 warstwy: wewnątrz stal nierdzewną, następnie izolację termiczną i stal ocynkowaną. Rury przeznaczone są do kotłowni, w których kotły pracują na paliwie gazowym lub płynnym.

Najczęściej rury elewacyjne układane są wzdłuż zewnętrznej ściany budynku. Przy wyborze gatunku stali i grubości ścianki rury bierze się pod uwagę skład chemiczny spalin i ich temperaturę

Rury przyelewacyjne i elewacyjne przenoszą obciążenie ciężarem poprzez dodatkowy dolny fundament, a obciążenie wiatrem poprzez łączniki izolujące drgania. Ten typ komina pod względem kosztów materiałowych jest najbardziej ekonomiczny ze względu na brak konstrukcji wsporczych i solidny fundament.

Modułowy system zastosowany do wykonania luf wydechowych pozwala na łatwą wymianę uszkodzonych części.

Rury typu kratownicowego

Ta metalowa konstrukcja składa się z rur zamontowanych na mocnej, samonośnej kolumnie kratowej. Kratownica z kolei mocowana jest w koszu kotwiącym wtopionym w fundament.Kominy kratowe nadają się do stosowania w regionach o niebezpiecznych warunkach sejsmologicznych.

Konstrukcja kratownicowa obejmuje od 1 do 6 pni. Kolumna wykonana jest z rury walcowanej. Rura profilowana może mieć przekrój kwadratowy lub trójkątny. To zależy od liczby pni

Aby zapobiec korozji, wyloty gazu są pokrywane podkładem, a następnie malowane.

Beczka wydechowa składa się z modułów składających się z 3 warstw:

• wewnętrzne, mające bezpośredni kontakt z produktami spalania i wykonane ze specjalnych gatunków stali nierdzewnej;
• o grubości 5-6 cm, pełniąc funkcję izolacji termicznej;
• zewnętrzny, chroniący warstwę termoizolacyjną przed negatywnymi wpływami środowiska.

Do powłok antykorozyjnych stosuje się farby zawierające wysoki procent cynku. W niektórych konstrukcjach wewnątrz kolumny mogą znajdować się schody i platformy ułatwiające konserwację. Elementy konstrukcyjne rur tego typu są stosunkowo lekkie, co ułatwia zarówno ich transport, jak i prace instalacyjne.

Rury masztu kominowego

Centralnym elementem rury masztowej jest wieża nośna - trzy lub cztery maszty, do których przymocowane są kominy. Wszystkie elementy konstrukcyjne montowane są na podłożu w postaci płyty betonowej, zaczynając od dołu i stopniowo przesuwając się w górę. Podczas montażu użyj połączenia nitowego lub użyj wkrętów samogwintujących.

Konstrukcja nośna rury masztu składa się z profili stalowych połączonych ze sobą za pomocą zastrzałów i kątowników. Podstawa kolumny opiera się na fundamencie i jest przymocowana za pomocą kotew

Zazwyczaj poszczególne elementy transportowane są na miejsce montażu i montowane niczym zestaw konstrukcyjny. Proces ten zajmuje bardzo mało czasu – kilka godzin.Wysokość komina może osiągnąć maksymalnie 28,5 m. Stabilność komina zapewniają żebra usztywniające - stalowe odciągi o przekroju od 1,6 do 2 cm, które kompensują działanie sił poprzecznych.

Materiały do ​​budowy rur kotłowych

Systemy oddymiania budowane są z różnych materiałów - cegły, stali, ceramiki, polimeru. Komin ceglany, zabudowane na piecach i kominkach murowanych, charakteryzuje się dobrą wytrzymałością mechaniczną, doskonałą pojemnością cieplną i dość wysokim stopniem bezpieczeństwa pożarowego.

Konstrukcje te mają również wiele wad, dlatego we współczesnym budownictwie kominy całkowicie murowane stają się coraz mniej powszechne. Dokumenty regulacyjne ograniczają wysokość rur ceglanych do 30–70 m, a średnicę do 0,6–8 m.

Na ścianach ceglanej rury z wieloma występami i wgłębieniami wewnątrz zawsze osadza się dużo kondensatu i sadzy zawierającej tlenki siarki. Ten ostatni w reakcji z wodą tworzy kwasy, które aktywnie niszczą cegły.

Nierówności powierzchni i zwężenie przejścia w wyniku stopniowego zwiększania się warstwy sadzy powodują zmniejszenie prędkości przejścia dymu i pchnięcie wywrotne w kanale oddymiającym.

Bardziej odporny na kondensację i czynniki zewnętrzne kominy ceramiczne, mają wysoką odporność ogniową. Ale ten system ma dużą wagę, ponieważ Wewnątrz znajdują się metalowe pręty, które dodają mu dodatkowej wytrzymałości. Wiąże się to z wymogiem obowiązkowej instalacji oddzielnego fundamentu i podpór, co zwiększa złożoność i koszt instalacji.

Polimerowe rury kominowe nadają się do stosowania w kotłowniach, w których maksymalna temperatura podczas montażu wynosi 250 stopni C gejzery. Są lekkie, elastyczne i trwałe, ale mają zastosowanie tylko w przypadku urządzeń gazowych.

Urządzenie do usuwania dymu ze stali nierdzewnej to zespół składający się z poszczególnych elementów komina połączonych ze sobą za pomocą kształtek: trójników, rur, deflektorów, trójników, kolanek. Kominy stalowe wyposażone głównie w kotły gazowe.

Montaż takiego komina można przeprowadzić po wybudowaniu budynku w krótkim czasie. Dostępna jest szeroka gama elementów łączących, dzięki czemu rurę można nadać dowolnej konfiguracji.

Komin modułowy można łatwo zdemontować i przenieść w inne miejsce. Zaletą konstrukcji jest niska waga, która pozwala obejść się bez fundamentu, odporność na wilgoć, niewielkie osadzanie się sadzy na ścianach wewnętrznych i duża prędkość przepływu gazów spalinowych.

Normy sanitarne dopuszczają stosowanie rur stalowych do budowy kominów o wysokości większej niż 30 m, wyjątek jest możliwy tylko w przypadku dziennego zużycia mniej niż 5 ton paliwa polipopiołowego. Powodem jest to, że żywotność takich konstrukcji wynosi 10 lat, a w przypadku stosowania paliwa o wysokiej zawartości siarki jest ona znacznie zmniejszona.

Odmiany, których korpus wykonany jest ze stopu stali, obejmują kominy współosiowe, ze specyfiką konstrukcji i funkcjami operacyjnymi, z którymi zalecamy się zapoznać.

Obliczanie parametrów rur

Aby określić wysokość i średnicę komina kotłowni, należy wykonać obliczenia aerodynamiczne. Średnica uzależniona jest od mocy poszczególnych kotłów lub całej kotłowni.

Na spalanie paliwa i skuteczne usuwanie dymu duży wpływ ma ciąg, którego powstanie wymaga stałego dopływu powietrza do paleniska.Osiąga się to zarówno naturalnie, jak i sztucznie.

Jeśli w systemie wbudowana jest pompa dymu, wysokość rury nie jest krytyczna. Parametr ten ma znaczenie głównie przy rozliczaniu emisji szkodliwych substancji do atmosfery. Aby określić ciężar, wymagane jest obowiązkowe obliczenie zarówno wysokości, jak i przekroju rury.

Określanie wysokości rury przy naturalnym ciągu

Aby wytworzyć normalny ciąg naturalny, należy spełnić warunek równości siły ciągu i całkowitego oporu powstającego podczas przepływu spalin przez kanały gazowe kotła i przewód kominowy. Możliwe jest zapewnienie takiej trakcji pod warunkiem małych oporów gazowych, gdy wysokość rury nie przekracza 60 m.

Schemat ten uprości proces obliczania głównych parametrów rury do usuwania produktów spalania dowolnego paliwa w piecach kotłowych

Dokumenty regulacyjne regulujące lokalizację i obliczanie wysokości komina to SNiP41-01-2003, SP 7.13130.2009.

Należy także uwzględnić zalecenia zawarte w instrukcji kotła, a w szczególności ich wymagania:

1. Odległość rusztu od szczytu rury nie powinna być mniejsza niż 5 m.
2. Nad płaskim dachem bez wysokiego płotu rura powinna wznieść się co najmniej 0,5 m.
3. W stosunku do wysokości płotu i kalenicy rura powinna przekraczać ich poziom o 0,5 m, jeśli znajduje się w odległości półtora metra od tych konstrukcji.
4. Po zdjęciu komina z attyki i kalenicy w odległości od 1,5 do 3 m jego górny punkt powinien pokrywać się z ich poziomem wysokości.

Jeśli wysokość komina zostanie obliczona nieprawidłowo, może pojawić się wiele problemów, z których głównymi są turbulencje powietrza lub strefa naporu wiatru. Ogień w piecu można ugasić silnym podmuchem wiatru.

Instalując komin, należy wziąć pod uwagę konstrukcję dachu, grubość ciasta dachowego, odległość od elementów otaczających i kalenicy, zasady bezpieczeństwa przeciwpożarowego (+)

Przestrzeganie przepisów przeciwpożarowych jest również warunkiem koniecznym przy projektowaniu rury do kotłowni. Konieczne jest zaizolowanie konstrukcji sąsiadujących z rurą.

Aby zapobiec spadaniu iskier z otworów wentylacyjnych rury na dach, gdy jest ona wykonana z materiału palnego, wysokość konstrukcji zwiększa się o 0,5 m. Rura kotłowni musi znajdować się w odległości co najmniej 2 m od wysokich budynków i drzew .

Wysokość rury określa się w zależności od konstrukcji dachu. Jeśli dach jest wielopoziomowy, w obliczeniach uwzględniane są różnice wysokości, ale podstawa jest taka sama we wszystkich przypadkach - wysokość kalenicy (+)

Ponieważ ciąg optymalny występuje na skutek różnicy pomiędzy całkowitą gęstością gazów ulatniających się do komina a słupem powietrza na zewnątrz o równej wysokości, obliczenia przeprowadza się według wzoru:

Wysokość kanału dymowego oblicza się niezależnie za pomocą tego wzoru. Wszystkie wartości można zaczerpnąć z dokumentacji dołączonej do urządzenia grzewczego

Obliczenia są dość skomplikowane, lepiej, jeśli wykonują je specjaliści. Parametry wpływające na wysokość rury:

1. Współczynnik A charakteryzuje sytuację meteorologiczną w regionie.
2. Mi jest masą gazów spalinowych przechodzących przez rurę w jednostce czasu.
3. F to prędkość, z jaką osiadają cząstki powstałe podczas spalania.
4. Spdki i Cfi są wskaźnikami stężenia różnych substancji w spalinach.
5. V – objętość gazu.
6. T jest różnicą temperatur powietrza wpływającego i wypływającego z rury.

Jeśli kotłownia znajduje się w przedłużeniu domu, ten ostatni staje się przeszkodą. W takim przypadku konieczne jest umieszczenie głowicy rury powyżej strefy podparcia wiatru.W przeciwnym razie urządzenia grzewcze nie będą mogły normalnie działać.

Aby określić, o ile rura musi zostać zwiększona, znajdź najwyższy punkt domu i poprowadź przez niego linię prostą, tworząc z powierzchnią ziemi kąt 45 stopni. Przestrzeń poniżej tej linii to strefa wsparcia wiatru, a komin powinien znajdować się powyżej niej.

Obliczanie średnicy rury

Aby obliczyć średnicę rury, istnieje wzór:

S = m/(ρr x w),

Tutaj m to zużycie paliwa w ciągu 1 godziny, w to prędkość gazów spalinowych, ρr to gęstość powietrza w warunkach pracy, określa się to wzorem: pв = pBну x 273⁄273 x tос. Gdzie to jest temperaturą powietrza na zewnątrz, pBnu jest gęstością powietrza w normalnych warunkach = 1,2932 kg/m3.

Tabela pomoże określić wartość gęstości powietrza ρg w warunkach pracy bez wykonywania skomplikowanych obliczeń. Dla uproszczenia obliczeń przyjmuje się, że gęstość gazów spalinowych jest równa gęstości powietrza (+)

Niech w kotle spali się 50 kg paliwa stałego na godzinę, wtedy na sekundę będzie to 50: 3600 = 0,013888 kg. Prędkość przemieszczania się gazów spalinowych wynosi 2 m na sekundę. Przy temperaturze powietrza -4 stopni C gęstość powietrza wynosi 0,6881 kg na 1 metr sześcienny. m. Następnie S = 0,013888: (0,6881 x 2) = 0,010092 mkw. m = 92 m2 cm Dla przekroju kołowego d = √4 x 92: 3,14 = 10,83 cm.

Średnicę komina cylindrycznego można obliczyć korzystając ze wzoru: d = 1000/1,163 x (r x Q√H), gdzie r jest współczynnikiem zależnym od rodzaju stosowanego paliwa. Dla węgla wynosi 0,03, dla drewna opałowego 0,045, dla gazu 0,016, paliwa płynnego - 0,024.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Film z wizualną demonstracją procesu obliczania wysokości kanału dymowego w celu aranżacji kotłowni:

Tutaj autor filmu podzielił się własnym doświadczeniem w obliczaniu i montażu komina dla kotła na paliwo stałe:

Kolejny film, który pomoże projektantowi amatorowi:

Nie jest tak istotne, jakim paliwem posługują się kotły w kotłowni. W każdym razie nie można obejść się bez układu odprowadzania spalin. Główne wymagania, jakie muszą spełniać rury kominowe, to dobry ciąg i przepustowość oraz zgodność z normami środowiskowymi.

Chcesz zadać pytanie dotyczące kontrowersyjnego lub niejasnego punktu, który napotkałeś podczas czytania informacji? Czy masz przydatne informacje na temat artykułu, którymi chciałbyś podzielić się z osobami odwiedzającymi witrynę? Proszę pisać komentarze w bloku poniżej.