Дымовые трубы для котельных

Сложная система котельной по отведению газа и смесей, других продуктов сжигания топлива не сможет эффективно работать, если дымовая труба будет не правильно подобрана. Она служит для выведения в атмосферу всех веществ, которые образуются в результате работы котельного оборудования, и способствует их рассеиванию.

Дымовая труба для автономного и центрального отопления служит для создания так же естественной тяги, за счет разницы температур окружающего воздуха и продуктов сгорания. Эффективная и бесперебойная работа всей отопительной системы напрямую зависит от правильности выбора конструкции дымовой трубы.

Проектирование: правила и подходы

Все проектные работы основываются на функциональных требованиях, которые предъявляются к дымовым трубам котельных:

• хорошая проходимость газов, выбросов, с последующим выходом их в атмосферу;
• создание естественной тяги;
• соответствие режимов работы экологическим нормам.
• Обеспечение выполнения этих требования зависит от правильности выбора типа трубы, расчета её высоты, диаметра, аэродинамики. В процессе проектирования делаются вычисления по определению прочности, устойчивости всех частей конструкции, с учетом фундамента и механизмов крепления.

Схема проектирования трубы для котельной состоит из нескольких стадий:

1. определения типа конструкции в зависимости от высоты трубы, технических характеристик котельного оборудования, предполагаемого месторасположения трубы и необходимости в дополнительном креплении;
2. аэродинамический расчет дымовой трубы котельной с учётом естественной ветровой нагрузки, вида тяги (может быть естественная и нагнетаемая искусственно);
3. учет вида и объёма сжигаемого топлива в определении высоты и диаметра;
4. расчёт прочности и устойчивости, определение типа и метода крепления;
5. составление чертежа и сметы, технической документации.

Самостоятельный расчет дымохода для частного строительства возможен, но он не позволит получить паспорт и техническую документацию.

Виды труб для котельных

Выбор типа конструкции дымовой котельной трубы

Этап первый. Отправной фактор для всех дальнейших расчетов – это выбор типа конструкции дымовой котельной трубы. По конструктивным особенностям различают несколько типов конструкций дымоотводов.

1. Колонная – состоит из внешней обейчатки и пакета внутренних стволов предназначенных для отведения газов. Для внутренней части газоотводов используют нержавеющую сталь. Марка стали должна соответствовать агрессивности и температуре выводимых газов. Для предотвращения выпадения конденсата внутри стволов, используется термоизоляция. Преимущества: продолжительный срок эксплуатации, возможность подключения более одного котла.
2. Фермовая – металлическая конструкция, состоящая из одного или нескольких газоотводов, закреплённых в самонесущей фермовой колонне. Ферма фиксируется к анкерной корзине, залитой в фундамент. Для антикоррозийной защиты проводится окраска фермы дымовой трубы котельной после предварительной грунтовки. Преимущества: использование в сейсмоопасных зонах, возможность вывода нескольких газоотводов.
3. Околофасадная – используется в случае, если есть условия для крепежа конструкции к торцу здания. Не требует несущей конструкции и фундамента. Состоит из рамы и газоотводящих стволов. Раму не всегда используют, а заменяют на анкерные крепления. Сами газоотводящие стволы составляются из трёх слоёв: внутренний – нержавеющая сталь марки соответствующей виду топлива, утепление термоизоляцией толщиной до 6 см, внешнее покрытие оцинкованной сталью для защиты от внешних факторов. Преимущества: невысокая цена, удобство монтажа.
4. Мачтовая на растяжках – устойчивость обеспечивается поясами стяжек. Изготавливается из стальных листов вальцеванием, или готовых труб из нержавейки, стали. Для теплоизоляции иногда обшивается оцинкованной сталью, для создания коррозийной защиты – обрабатывается эмалью с огнеупорными свойствами, битумным лаком. Преимущества: использование в зонах с нестабильной сейсмической уктивностью.
5. Самонесущие – состоят из одной или нескольких сэндвич-труб трёхслойных, которые крепятся анкерными соединениями с фундаментом. Внутренний слой делают устойчивым к химически агрессивным продуктам горения. Обычно используют высококачественную сталь толщиной от 1 до 4 мм. Теплоизоляция делает возможным свести образование конденсата и продуктов горения до минимума. Стальная часть наружного слоя толщиной до 6 мм обеспечивает устойчивость от внешних факторов: ветра, механического напряжения. Преимущества: ценовая доступность изготовления и монтажа.

Расчет аэродинамики

Второй этап. Аэродинамический расчет определяет пропускную способность конструкции в минимальном значении. Пропускная способность должна иметь такой показатель, который позволит свободно проходить в дымоотводе, выходить в атмосферу горячих газов и других веществ, при любой, даже максимальной, нагрузке на котельную.

В основу расчетов закладывается среднегодовая ветровая нагрузка, показатели и вид тяги. Любая ошибка на этом этапе приведёт к скоплению газов внутри системы. После этого расчёта даются рекомендации по высоте и диаметру дымовой трубы, оптимизации отдельных участков.

Выполнение экологических требований к дымоотводу

Третий этап. Аэродинамические расчеты ложатся в основу определения высоты трубы при естественной тяге. Это число проверяется по показателю скорости рассеивания вредных веществ в атмосфере. Эта величина зависит от скорости потока воздушных масс, метеорологических особенностей местности, её рельефа, температуры отводимых газов.

В санитарных нормах высота дымохода прямо пропорционально зависит от числового значения расхода топлива в единицу времени, зольности и содержания серы в нём. На определение высоты трубы влияет вид материала, из которого она изготовлена.

Для промышленных котельных существует стандарт соответствия материала, из которого изготовлена труба, высоты, диаметра выходного отверстия:

Величина диаметра напрямую зависит от массы топлива, которое сжигается за определённый промежуток времени. При его вычислении учитывают значение скорости газов на выходе. Этот показатель варьируется от 15-20 при самотяговой системе, от 20-30 до 35-40 м/с при искусственной тяге.

Чтобы суммарный коэффициент загрязнения от работы промышленной котельной не превышал 30%, необходимо учитывать мощность котельной при расчете . Например, для котельной с мощностью 1100 кВт оптимальная высота – 13 м, а для 12000 кВт котельной – 28м.

Определение показателей устойчивости и прочности

Этап четвёртый. Оптимальная устойчивость и прочность вычисляется с учетом нескольких факторов. разделённых на две категории:

• внешние (сейсмическая активность, устойчивость грунта, количество и сила осадков, роза ветров);
• эксплуатационные (масса конструкции, колебания от работы оборудования, температурное расширение).

На основании этих расчётов подбирают конструкцию и форму ствола, а так же конструктивные особенности, площадь подошвы фундамент, глубину, на которую он заложен.

Техническая документация

Этап пятый. На этом этапе готовятся чертежи и рассчитывается стоимость работ, оборудования, материалов. Вся техническая документация регламентируется СНиП ІІ-35-76 «Нормы проектирования. Котельные установки», Указаниями по расчёту в атмосфере вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий, Санитарными нормами проектирования промышленных предприятий.

Вся информация о технических и эксплуатационных данных содержится в паспорте на дымовую трубу котельную. Паспорт составляется и выдаётся перед вводом дымовыводящей системы в эксплатацию монтажно-строительной организацией.

Правила эксплуатации дымовых труб котельных металлических регламентируются инструкцией РД-34.0-21.562-93, железобетонных - РД34.21.562-93. В этих инструкциях определён порядок ввода в эксплуатацию, аттестации, осмотров, установлены требования к физическим параметрам, конструктивным особенностям, маркировке и документации. Отдельно выделены общие правила безопасной эксплуатации.

Для обеспечения безаварийной работы, согласно СП 13-101-99 «Правил надзора, обследования, проведения технического обслуживания и ремонта промышленных дымовых и вентиляционных труб» регулярно проводятся производственные обследования. Итоги этих обследований являются основой для акта, в котором оценивается техническое состояние трубы. а так же даются рекомендации по устранению обнаруженных дефектов.

Монтажно-ремонтные работы

Строительные нормы регламентируют составные элементы трубы для котельной. Она состоит из фундамента, цокольной части, ствола. Монтаж начинается с нижней части, то есть с установки фундамента. Нормы для общей высоты дымохода различны для промышленных и бытовых котельных.

Для промышленной котельной она должна быть выше самого высокого здания в окружающей местности на 25 м, для бытовой – возвышаться над крышей на 5 м. Отличаются показатели высоты и для видов материала, из которого изготовлены газоотводящие стволы. Кирпичная дымовая труба котельной достигает в высоту 70 м, металлическая – не более 30 м.

Дымовая труба газовой котельной может быть кирпичной, керамической, пластиковой, асбестовой, но наиболее выгодно сточки зрения эксплуатационных показателей использовать стальную.

Важно при монтаже учитывать, что бы дымоотвод обеспечивал необходимую тягу. Правильное устройство дымовой трубы котельной позволит избежать факторов, которые снижают тягу, а значит и всю эффективность работы системы.

Выполнение требований безопасности являются обязательными для любого вида дымохода. Основой риск связан с высотой выводящих конструкций, которые становятся прекрасными проводниками электричества. Выполняется защита от попадания молнии согласно требованиям РД 34.21.122-87.

Конструктивные особенности молниеотвода определяются в соответствии с конструкцией дымоотводной системы и материала самих газоотводящих стволов. Длина молниеотвода для неметаллического дымоотвода – 1 м. От высоты зависит их количество: на каждые 50 м длины – один молниеотвод. При количестве молниеприёмников более 3-х, можно сконструировать стальную кольцевую защиту.

Не требуют специальной защиты металлические дымоходы – они сами являются прекрасными токоотводами. У железобетонных конструкций арматурные стрежни соединяются в верхней части и становятся токоотводами.

Любые изолирующие конструкции должны быть заземлены, применяют для заземления сталь с круглым сечением диаметром 12 мм.