Основная функция дымовой трубы котельной — удаление дымовых газов от котлов в атмосферу и их рассеивание. Ещё она способствует созданию естественной тяги за счет разницы температур внутри топки и снаружи.
Представляем разновидности дымовых каналов: классификация основана на конструкции и материале труб. Познакомитесь с расчетом геометрических параметров на практичном примере. Советы помогут выбрать вид и размеры дымохода.
Типы дымовых труб
В крупных котельных естественная тяга недостаточна для полноценного горения, поэтому ее создают принудительно с помощью дымовых насосов. Процесс горения и отвод продуктов сгорания в атмосферу должны минимально вредить окружающей среде и исключать аварийные ситуации из-за превышения давления в топках нормативных показателей.
Конструкционно трубы для котельных Трубы различаются по форме конструкции и материалу производства. По первому признаку выделяют несколько их видов.
Самонесущие трубы котельных
Вертикальные конструкции могут быть одноствольные или многоствольные. Они отводят продукты сгорания от котельных и котлов.
Используют независимо от типа топлива, соблюдая определенные требования.
- Температура дымовых газов в самонесущих трубах не должна быть выше 350 градусов Цельсия.
- Продукты горения не должны обладать химической агрессивностью.
- Максимальная допустимая снеговая нагрузка для самонесущих конструкций составляет 250 килограммов на квадратный метр, а ветровая — 30 килограммов на квадратный метр при II категории по ветровой нагрузки.
Трубу устанавливают на крыше, но крепят внутри здания. Конструкция трубы предусматривает транспортировку и монтаж на месте из-за её составления из отдельных секций, которые являются трёхслойными. сандвич-трубыСооружение прикрепляют к фундаменту с помощью анкерных систем.
Внутри трубы расположен слой из прочной стали, устойчивой к веществам, образующимся при горении. Наружный слой предохраняет от влияния атмосферы.
Дымовые конструкции должны соответствовать нормативным документам. Расчет их ведется с учетом количества котлов, мощности и вида топлива. Необходимо соблюдать нормы выбросов в атмосферу. В отдельных случаях к дымовым трубам добавляют площадку, лестницу, люк для осмотра и световое ограждение.
Колонные дымовые конструкции
Труба имеет наружную оболочку из высокоуглеродистой стали и внутренние стволы разных диаметров из нержавеющей стали для отвода газов. Устройство крепят в анкерную корзину, залитую в фундамент. Количество трубок может быть одним или несколькими. Для предотвращения оседания конденсата применяют термоизоляцию.
Такое конструктивное решение отличается большим сроком эксплуатации и возможностью подключения нескольких котлов.
Выбор толщины стали и марки производится исходя из температуры и агрессивности продуктов сгорания.
Каждый ствол может иметь диаметр до полутора метров. При использовании общего газохода для нескольких котлов требуется диаметр примерно три метра. Для предотвращения образования конденсата стволы утепляют.
Особенности околофасадных и фасадных дымоходов
Для котельных, пристроенных или встроенных к дому, устанавливают околофасадные дымоходы. К стене здания крепят их с помощью кронштейнов. Дымоход состоит из стволов и рамы, либо анкерных креплений.
Ствол состоит из трёх слоёв: внутренний слой — нержавеющая сталь, следующий — теплоизоляция, а наружный — оцинкованная сталь. Трубы рассчитаны на применение в котельных с газовыми или жидкотопливными котлами.
Фасадные и околофасадные трубы передают нагрузку от веса через дополнительный нижний фундамент, а ветровую – через крепления с виброизоляцией.
Газоотводящие стволы спроектированы по модульной системе, позволяющей легко заменить изношенные или поврежденные части.
Трубы фермового вида
Металлическая конструкция из труб устанавливается на прочной самонесущей колонне фермового образца. Ферма закрепляется в анкерной корзине, залитой в фундамент. Дымоходы такого типа подходят для регионов с активными землетрясениями.
Чтобы избежать коррозии, газоотводы обрабатывают грунтовкой и красят.
Ствол, предназначенный для отвода газов, собран из модулей, каждый из которых имеет три слоя.
- Внутренняя часть, соприкасающаяся непосредственно с продуктами сгорания и изготовленная из нержавеющей стали особых марок.
- толщиной 5-6 см, выполняющего роль теплоизоляции;
- Слой, изолирующий тепло и защищающий от внешней среды.
Для защиты от коррозии применяют краски с большим содержанием цинка. В отдельных конструкциях внутри колонны могут находиться лестницы и площадки для удобства обслуживания. Элементы труб этого типа сравнительно легкие, что упрощает транспортировку и монтаж.
Мачтовые трубы дымоходные
Ядро мачтовой трубы составляют опорные башни — трех- или четырехмачтовые конструкции с закрепленными дымоходами. Сборка производится поэтапно, начиная с бетонной подушки и двигаясь вверх, используя заклепочное соединение или саморезы.
В процессе монтажа отдельные элементы транспортируются на место и собираются, подобно конструктору. Сборка занимает несколько часов. Максимальная высота дымохода составляет 28,5 метра. Для обеспечения устойчивости дымоходу применяют ребра жесткости – стальные оттяжки сечением от 1,6 до 2 см, которые компенсируют действие поперечных сил.
Материалы для возведения труб котельных
Для систем отведения дыма используют материалы такие как кирпич, сталь, керамика и полимер. Дымоход из кирпичаОтделка, устанавливаемая над кирпичными печами и каминами, демонстрирует высокую прочность, превосходную способность удерживать тепло и достаточную пожарную безопасность.
Эти конструкции имеют ряд недостатков, поэтому в современном строительстве кирпичные дымоходы применяют всё реже. Регламентирующие документы устанавливают ограничения по высоте — от 30 до 70 метров, а по диаметру — от 0,6 до 8 метров.
Внутри кирпичной трубы с выступами и углублениями скапливается конденсат и сажа, богатая оксидами серы. При взаимодействии с водой оксиды серы создают кислоты, которые агрессивно разрушают кирпич.
Неровности поверхности и сужение прохода из-за накапливания сажи замедляют движение дыма. опрокидывания тяги в дымоотводном канале.
Лучше противостоят конденсату и внешним влияниям. дымоходы из керамикиВысокая огнеупорность — преимущество этой системы. Внутри неё расположены металлические стержни, обеспечивающие прочность. В связи с этим, требуется устройство отдельного фундамента и опор, что увеличивает затраты времени и средств на монтаж.
Полимерные дымоотводные трубы подходят для котельных с максимальной температурой 250 градусов Цельсия. газовых колонокЛегкие, гибкие и долговечные, эти изделия применимы лишь к газовому оборудованию.
Изделие из нержавеющей стали для удаления дыма — конструкция из трубчатых сегментов дымохода, скрепленных посредством элементов разного назначения: тройников, патрубков, дефлекторов и отводов. Стальными дымовыми трубами оснащают преимущественно газовые котлы.
Установка подобного дымохода возможна даже после возведения строения за короткое время. Большой выбор переходных элементов позволяет придавать трубам разнообразные формы.
Модульный дымоход легко демонтировать и переместить в другое место. Его конструктивная особенность — небольшой вес, позволяющий обойтись без фундамента, а также устойчивость к воздействию влаги, небольшое отложение копоти на внутренних стенках и высокая скорость прохождения дымовых газов.
Санэпиднормы разрешают использовать стальные трубы для дымоходов выше 30 метров, за исключением случаев с расходом многозольного топлива менее 5 тонн в сутки. Это связано с тем, что срок службы таких конструкций составляет 10 лет, а при использовании высокосернистого топлива этот срок значительно сокращается.
К разновидностям с корпусом из стального сплава относятся. коаксиальные дымоходыПредлагаем изучить конструктивные особенности и специфика эксплуатация данного оборудования.
Расчет параметров трубы
Чтобы вычислить высоту и диаметр дымовой трубы котельной, нужен расчет ее аэродинамики. Diameter труба определяется мощностью каждого котла или всей котельной.
Чтобы топливо горело эффективно и дым хорошо удалялся, нужна тяга, которая поддерживается постоянной подачей воздуха в топку.
При наличии встроенного дымового насоса высота трубы не принципиальна. Важно это значение в первую очередь для оценки вредных выбросов в окружающую среду. Для определения самотяги необходим расчет как высоты, так и сечений трубы.
Расчет высоты дымовой трубы при естественной тяге.
Для формирования естественной тяги нужно уравновесить силу тяги с общим сопротивлением, возникающим при движении дымовых газов по газовым каналам котла и дымовой трубе. Такая тяга возможна при небольшом сопротивлении газа, если высота трубы не превышает 60 метров.
Расположение и расчет дымовых труб по высоте регулируются нормативными документами СНиП41-01-2003 и СП 7.13130.2009.
Обращайте внимание на рекомендации, указанные в инструкции к котлу, особенно на его требования.
- Расстояние от колосников до верхней точки трубы должно составлять минимум пять метров.
- Труба над плоской крышей без высокого парапета должна выступать минимум на полметра.
- Высота трубы должна быть на полметра больше высоты ограждения и конька крыши, если она расположена ближе чем на полтора метра к этим конструкциям.
- Если дымоход расположен вдали от парапета и конька на метр с половиной до трёх метров, вершина его должна находиться на одном уровне с ними.
Неправильно рассчитанная высота дымохода может привести к различным проблемам, главным из которых являются воздушные завихрения и зона ветрового подпора. Сильные порывы ветра способны погасить огонь в топке.
При проектировании трубы котельной соблюдение норм пожарной безопасности – обязательное требование. Необходимо изолировать конструкции, граничащие с трубой.
Чтобы искры из отверстий трубы не падали на крышу при изготовлении её из горючих материалов, высоту конструкции увеличивают на полметра. Трубу котельной следует размещать подальше от высотных зданий и деревьев как минимум на два метра.
Оптимальную тягу определяют по разнице плотностей газа в трубе и воздуха вне ее при одинаковой высоте.
Расчёт непрост, целесообразно доверить его профессионалам. Значения, определяющие высоту трубы:
- Коэффициент А отражает метеорологические условия региона.
- Массой выбросов являются дымовые газы, проходящие через трубу в течение одного периода времени.
- Скорость оседания частиц, образующихся при горении.
- СПДК и СФИ – это показатель концентрации различных веществ в выхлопных газах.
- V – объем газа.
- Т — разность температур воздуха, подаваемого в трубу, и воздуха, выходящего из неё.
Если котельная Пристройка к дому мешает установке. Труба должна быть расположена выше зоны ветрового подпора. Иначе система отопления работать полноценно не сможет.
Для вычисления роста трубы определяют самую высокую точку на доме, проводят через неё прямую линию, образующую угол 45 градусов с землёй. Пространство под этой линией – зона ветрового подпора, а дымоход должен находиться выше её.
Вычисление диаметра трубы
Формула для расчета диаметра трубы такова:
S = m/(ρr х w),
Расход топлива за час (m), скорость движения дымовых газов (w) и плотность воздуха при работе (ρr) определяют по формуле: pв = pBну х 273⁄273 х tос. Где tо – температура воздуха снаружи, pBну – плотность воздуха в нормальных условиях (1,2932 кг/м3).
Если в котле сгорает 50 кг твердого топлива за час, то за секунду – 0,013888 кг. Скорость движения дымовых газов составляет 2 м за сек. При температуре воздуха -4 градуса Цельсия плотность воздуха равна 0,6881 кг на 1 куб. метр. Тогда S = 0,013888 : (0,6881 х 2) = 0,010092 кв. м = 92 кв. см. Для круглого сечения d = √(4 x 92) / 3,14 = 10,83 см.
Диаметр цилиндрического дымохода можно определить по формуле: d = 1000/1,163 x (r x Q√H), где r — коэффициент, зависящий от вида используемого топлива. Для угля — 0,03, для дров — 0,045, для газа — 0,016, жидкого топлива — 0,024.
Выводы и полезное видео по теме
Видео, где показано расчет высоты дымохода для котла.
В этом видео автор рассказывает о том, как рассчитал и установил дымоход для печного отопительного оборудования.
Еще одно видео в помощь проектировщику-любителю:
Важнее всего – правильное устройство системы отвода дымовых газов, независимо от используемого топлива в котлах котельной. Дымоходные трубы должны обладать хорошей тягой и достаточной пропускной способностью, а также соответствовать экологическим нормам.
Возникли вопросы по материалу? Хотите внести свой вклад и поделиться информацией? Комментарии жду здесь.