Расчет дымовой трубы для котельной

Расчет дымовой трубы для котельной

Планировать котельную в частном доме или промышленном помещении необходимо на самом первом этапе строительства, при проектировании объекта. Ведь вся конструкция системы предусматривает вывод продуктов горения. Поэтому важно правильно рассчитать необходимую высоту дымовой трубы, выбрать ее диаметр и сделать другие проектные вычисления. Сразу нужно заметить, что такие расчеты делают профессионалы. Ошибки в подобном проектировании недопустимы. Неважно, планируется ли строительство частного дома или производственного помещения – не выведенные продукты сгорания могут быть опасны для жизни.

Виды дымовых труб

Дымовые трубы или дымоходы выводят продукты сгорания, которые очень вредные для человека, от отопительной системы за пределы помещения. Тяга дымоходов должна происходить естественным образом, без дополнительных устройств. Обычно дымовые трубы производят из таких строительных материалов:

• Из кирпича: для кирпичного дымохода делают фундамент, в соединительную смесь добавляют известь, которая поглощает излишки конденсата.
• Из нескольких слоев нержавеющей стали, так называемые сэндвич трубы. Между слоями металла находится утеплитель, изготовленный из базальта.
• Из керамики. Этот вид дымоходов очень прочный, но дорогой. Поэтому используется чаще всего для промышленных помещений. Поскольку керамические трубы достаточно тяжелые, они, как и кирпичные, требуют прочного фундамента.
• Полимерные дымоходы. Они достаточно легкие, но не могут подвергаться слишком высоким температурам. Поэтому используются чаще всего в частных домах и дачах. Не подходят для промышленных объектов.

Как образуется естественная тяга в дымовой трубе

Как уже говорилось выше, в дымоходах не предусмотрены дополнительные системы поддува. Значит, процессы сгорания и вывода продуктов горения зависят лишь от хорошей естественной тяги в трубе. Чтобы эта тяга была мощной, нужно соблюдать несколько условий:

• Расположение дымовой трубы должно быть обязательно вертикально;
• Внутреннее сечение дымохода должно пропускать весь объем отработанных дымовых газов;
• Стены труб должны быть гладкими, с минимальным количеством швов и стыков;
• В состав труб должны входить вещества, которые поглощают конденсат.

Основные показатели расчета дымоходов

Чтобы правильно рассчитать высоту трубы и ее диаметр, нужно знать основные показатели и технические характеристики отопительного агрегата системы. Для промышленности это очень кропотливый расчет, который производится специалистами по техническому заданию заказчика.

Для частных домов и дач расчеты немного проще. Они основаны на таких правилах:

• Общая длина дымовых труб должна быть больше 5 метров;
• Если дымовые трубы выходят на плоскую крышу, то их высота над поверхностью крыши должна быть еще не менее 500 мм;
• На скатной крыше дымовые трубы выводятся не дальше, чем 1,5 метров от крышного конька. В случае если на крыше присутствуют дополнительные сооружения, то дымоход должен быть на 500 мм выше самой высокой конструкции.
• Нельзя выводить дымовую трубу около мансардных окон, дверей. Искра может попасть в здание, что, в свою очередь, приведет к пожару.

Существуют программы, которые позволят пользователю в режиме онлайн произвести предварительные расчеты высоты дымовой трубы и ее сечения. Но это лишь приблизительные данные. Точный расчет дымохода необходимо делать вместе с экспертами, чтобы включить все полученные параметры в планирование строительства котельной и покупку отопительного оборудования для нее. Правильно рассчитанные показатели дымовых труб помогут заказчику сэкономить средства и, главное, быть уверенным в безопасности отопительной системы дома или предприятия.

Расчет дымовой трубы

Элементарное объяснение явления тяги в котле было дано в предыдущей статье. Если обозначить разность давлений наружного воздуха и горячих газов у корня трубы через Δр, последнее будет равно разности веса двух столбов газа с разными температурами и одинаковой высотой, т. е.

В этой формуле удельный вес воздуха и уходящих газов γ_в и γ_г принят при 0° и 760 мм и сделаны пересчеты, учитывая расчетные температуры и принятое барометрическое давление.

Упрощая в дальнейшем уравнение (267) (приравниваем γ_г = γ_в=1,3 кг/нм 3 , ошибка получается ничтожной), получают

Когда шибер открыт и по трубе проходят газы, то на создание выходной скорости, на преодоление сопротивления трения о стенки трубы, а также в связи с охлаждением ствола трубы придется израсходовать часть теоретической тяги, и у основания расчет дымовой трубы будет наблюдаться разрежение меньшее, равное

По табл. 51 можно определить величину теоретической тяги, зная температуру отходящих газов у основания расчет дымовой трубы, а также задаваясь температурой наружного воздуха. Барометрическое давление и влажность воздуха приняты в таблице отвечающими средним условиям b =750 мм рт. ст. и φ = 70%.

Охлаждение газов в трубе, считая на 1 м высоты, может быть подсчитано по следующим эмпирическим формулам:

а) для железных нефутерованных труб

где D — суммарная максимальная паропроизводительность всех котлов, присоединенных к трубе, в т/час.

Определив таким образом ΔТ, можно в формуле (268) заменить Т_тр значением (Т_тр-ΔТН/2), тогда поправка в формуле (269) на охлаждение трубы исключается.

Обыкновенно в трубах небольшого диаметра скорость по выходе газов из трубы принимается равной 4-6 м/сек, при больших диаметрах (2 м и более) скорость повышается, доходя до 8- 10 м/сек. При дымососах скорость газов по трубе может доходить до 10-15 м/сек, лишь бы обеспечить разрежение в выхлопных газоходах после дымососа во избежание выбивания из них газов.

Площадь выходного сечения трубы подсчитывают, задаваясь скоростями выхода газов:

откуда определяется верхний внутренний диаметр расчет дымовой трубы.

Потеря тяги, связанная с наличием выходной скорости, подсчитывается по формуле

Сопротивление трения определяется по приближенной формуле :

Расчет дымовой трубы для водогрейного котла, так же как и дымосос, рассчитывают на максимальную нагрузку. В отопительно-производственных и модульных котельных максимальная нагрузка совпадает с хорошими условиями тяги (морозные дни). Поэтому, рассчитав трубу по максимальной нагрузке при зимней температуре наружного воздуха, надо произвести поверку для условий летней работы при t_в= 20-30°, когда из-за понижений нагрузки будут меньше газовые сопротивления газоходов, но зато и ухудшится тяга.

Для возможности регулирования тяги в дымовой трубе должен создаваться запас тяги; поэтому сумма газовых сопротивлений обычно увеличивается на 20%.

В соответствии с санитарными нормами проектирования промышленных предприятий, утвержденными Советом Министров СССР 6 января 1951 г., высота дымовых труб принимается по табл. 52.

Радиус санитарно-защитных зон в метрах для промышленных котельных с расходом топлива от 3 т/час и более дан в табл. 53.

Как выполняется расчет дымовой трубы – правила и порядок проведения

Проектирование любой котельной промышленного или бытового назначения предполагает монтаж одной дымоходной трубы для всего оборудования. Самым важным моментом при составлении проекта являются расчеты аэродинамических параметров дымовой трубы.

Трубная конструкция может быть кирпичной, стеклопластиковой или железобетонной. Сталь для ее изготовления используются только в том случае, если подобный выбор оправдывается технической и экономической выгодой.

Основные параметры дымовой трубы промышленного назначения

Составление проектной документации дымовых труб промышленного назначения сопровождается поэтапным выполнением сложных расчетов.

Вычисление аэродинамических показателей

На этом этапе проектирования определяется минимальные показатели пропускной способности конструкции. Этот параметр должен иметь такое значение, которое позволяет беспрепятственно проходить и удаляться в атмосферу продуктам сгорания топлива при работе котельной с максимальными нагрузками.

Неправильные расчеты пропускной способности могут спровоцировать скопление газов в каком-либо котле или в тракте.

Аэродинамические расчеты дымовой трубы, выполненные на профессиональном уровне, позволяют дать объективную оценку эффективности дутьевой, тяговой системы, перепадам давления в воздушном и газовом тракте.

Результатом проведенных расчетов становятся профессиональной определение оптимальной высоты и диаметра дымовой трубы, а также наиболее выгодные параметры отдельных участков и элементов на газо-воздушном тракте.

Размер конструкции по высоте

Расчет высоты трубы котельной должен быть экологически обоснован. Этот параметр высчитывается на основании данных, которые показывают рассеивание в атмосферных слоях вредных продуктов, образующийся в процессе сгорания топлива. Читайте также: «Какой должна быть дымовая труба котельной – виды, особенности, стандарты и преимущества вариантов».

Выполнение расчетов высоты дымовой трубы при естественной тяге необходимо проводить с соблюдением определенных Санитарных Норм и Правил для предприятий коммерческого и заводского типа. При этом особое внимание уделяется фоновой концентрации вредных выбросов. Читайте также: «Какая высота дымовой трубы нужна над крышей – нормы и правила».

Последний параметр зависит от следующих факторов:

• Метеорологический режим атмосферы в определенном регионе.
• Скорость движения воздушного потока.
• Рельефные особенности местности.
• Температурные значения отводимого газа.

В процессе проектирования конструкции для отвода вредных продуктов сгорания топлива определяются такие показатели:

• Оптимальный размер трубы по высоте.
• Максимальное допустимое значение объема вредных выбросов в атмосферный слой.

Показатели прочности и устойчивости трубы

Совет: Используйте наши строительные калькуляторы онлайн, и вы выполните расчеты строительных материалов или конструкций быстро и точно.

Конструкция трубы также определяется соответствующими расчетами, которые предусматривают комплексное вычисление оптимальной устойчивости и прочности конструкции.

Эти расчеты необходимо проводить для того, чтобы определить способность дымовой трубы противостоять воздействию следующих факторов:

• Сейсмическая активность.
• Поведение почвы.
• Нагрузки от ветра и снега.

Во внимание принимаются и другие функциональные особенности трубы:

• Масса конструкции.
• Колебание оборудования динамического характера.
• Расширение под воздействием определенной температуры.

Определение прочностных характеристик позволяют сделать правильный выбор конструкции и формы дымовой трубы. В соответствии с поведенными вычислениями выполняют расчет основания под возводимое сооружение: определяется его конструкция, величина заглубления и площадь подошвы.

Тепловые расчеты

Теплотехнические расчеты проводятся с определенной целью:

• Определить показатели расширения исходного материала под воздействием определенной температуры.
• Установить температуру наружной оболочки.
• Выбрать тип и толщину утеплительного материала.

Расчет размеров бытовой дымовой трубы

Важный параметр бытового устройства для отвода вредных продуктов сгорания топлива – это диаметр устья дымовой трубы, то есть размер ее верхней части. Для определения значений этого показателя не нужно выполнять сложных расчетов, достаточно учесть некоторые данные и выполнить расчеты по несложной схеме.

При известном количестве сжигаемого топлива по специальной формуле можно определить объем входящих в трубу газов.

Зная, с какой скоростью газы передвигаются по трубе, можно вычислить площадь ее сечения. А воспользовавшись формулой определения площади круга, несложно найти наружный диаметр трубы.

Основное значение имеет мощность котла, другими словами, какое количество топлива может сгорать за час в определенном устройстве. Такие данные обязательно указывает производитель в паспорте оборудования.

Другие данные для бытовых конструкций, необходимые для выполнения расчетов, имеют примерно одинаковое значение:

• Температурные показатели входящих в трубу газов – 150-200 0 С.
• Скорость движения газов по дымоходу – 2 м/с и более.
• Размер по высоте дымовой трубы на бытовой котельной должен быть не менее 5 метров от колосника. Эта величина контролируется Санитарными Нормами и Правилами.
• Естественный напор отводимого газа – не менее 4 Па на 1 метр.

В некоторых случаях возникает необходимость произведение расчета тяги дымовой трубы. Эта величина определяется произведением высоты сооружения на разность между плотностью воздуха и аналогичным параметром дымового газа.

Зная количество сжигаемого топлива, рассчитывается мощность котла или другого оборудования.

Принимая во внимание определенное значение теплового коэффициента, высчитывают тепловые потери трубы на 1 метр.

На основании постоянных значений и полученных результатов вычисляют значение естественного напора выходящего газа.

Исходя из выше сказанного, можно сделать вывод, что методика расчета дымовой трубы и бытового, и промышленного назначения позволяет определить важные параметры возводимой конструкции.

Аэродинамический расчёт дымовых труб

Важный этап проектирования промышленных дымовых труб – аэродинамический расчёт. По результатам вычислений определяют параметры дымохода. От них будет зависеть эффективность работы всей энергоустановки.

Один из этапов проектирования промышленных дымовых труб – аэродинамический расчёт. Это точные математические вычисления по заданным формулам на основе собранных исходных данных. По их результатам определяются необходимые параметры дымохода: высота, сечение, общая геометрия и выходной диаметр. От них будет зависеть эффективность работы газоотводящего тракта и нормальная работа всей энергоустановки.

Зачем нужен аэродинамический расчёт дымовых труб

Дымовая труба применяется в первую очередь для отведения продуктов горения на промышленных производственных предприятиях. Комбинированные модификации одновременно обеспечивают приток атмосферного воздуха к котельному оборудованию. Если на этапе проектирования расчёты не были проведены должным образом или в них были допущены ошибки, это может привести к следующим негативным последствиям:

• снижение эффективности работы котлов (КПД) по причине недостаточно высокой пропускной способности труб;
• ускоренное загрязнение внутренних поверхностей промышленных дымоходов;
• недостаточная тяга для удаления продуктов горения естественным путем;
• ухудшение тяги в зависимости от атмосферных явлений – влажности и температуры воздуха, силы и направления ветра;
• повышение пожароопасности и рисков возгорания смол, накапливающихся внутри дымовых труб;
• риски возникновения обратной тяги, невозможность применения котельного оборудования и других сопряженных систем;
• неспособность конструкции противостоять ветровым и сейсмическим нагрузкам, риски обрушения.

Поэтому аэродинамический расчёт труб – это один из наиболее важных подготовительных этапов, и эти работы выполняют сотрудники высокой квалификации с большим опытом.

Исходные данные для аэродинамического расчёта дымовой трубы

Расчёт выполняется на основе точных исходных данных, которые инженеры собирают в ходе предварительного опроса, получают из ТЗ и непосредственно на объекте. К ним относятся:

• Тип котельной:
  • отдельно стоящая (в здании, в контейнере),
  • пристроенная,
  • встроенная,
  • крышная.
  • ферменная,
  • самонесущая,
  • на оттяжках,
  • колонная,
  • фасадного типа.
  • внутренний диаметр;
  • толщина и материал стенок;
  • толщина и материал теплоизоляции.
  • изготовитель;
  • наименование и тип;
  • вид топлива (с указанием температуры точки росы, °С);
  • номинальная производительность, кВт;
  • тепловая мощность топки, кВт;
  • содержание СО₂%;
  • массовый (или объемный) поток отходящего газа, г/сек;
  • температура отходящего газа, °С;
  • внутренний диаметр и толщина стенки патрубка котла, мм.

  Дополнительно инженеры учитывают сейсмические особенности, рельеф региона, расчётные показатели ветровых и снеговых нагрузок. На основе собранных данных по формуле выполняется расчёт, по результатам которого получаются основные параметры дымовых труб:

  • потребность котельной в воздухе для поддержания горения,
  • средние температуры дымовых газов,
  • скорость движения газов,
  • сила возникающего сопротивления газового тракта,
  • потери давления,
  • самотяга,
  • необходимый диаметр, высоту и другие параметры.

  Оставьте заявку и менеджеры свяжутся с вами в удобное для вас время Оставить заявку

  ООО «Штольф» Производство промышленных систем удаления продуктов сгорания и подачи воздуха. 2024
  г. Москва, Каширское шоссе, дом 3, корп.2, стр. 2, помещение 1, 6 этаж, офис 651/8/WP Политика конфиденциальности Сайт сделан в Prominado

  Похожие публикации:

  1. Как выделить подпись в фотошопе и перенести ее на прозрачный фон
  2. Масштабная линейка в автокаде как сделать
  3. Минимальная толщина несущей стены из кирпича
  4. Сумма длин в автокаде