Типы и расчет параметров для дымовых труб

Правильную работу автономной центральной системы отопления обеспечивает дымовая труба для котельной. Конструкция, смонтированная должным образом, отводит продукты сгорания в атмосферу, рассеивая твердые фракции и газ. Дымоход создает тягу в результате разницы между наружной температурой и нагретым воздухом в топке.

Принцип работы

Процесс горения в котле невозможен без воздуха, поступающего в установку по трубопроводу. Продукты сгорания обязательно выводятся наружу. Движение воздушных масс происходит в процессе тяги. Без правильно спроектированной трубы безопасная эксплуатация котла невозможна.

Принцип работы конструкции основан на методе конвекции. Холодные внешние воздушные массы тяжелее, поэтому они опускаются по трубопроводу вниз. Котел разогревает их. В результате воздух становится легче. Нагретые массы поднимаются вверх, унося с собой газ, продукты горения.

Сила тяги влияет на скорость движения воздуха и дыма внутри канала трубы. Аэродинамические показатели зависят от температуры внутри и снаружи котельной установки, атмосферного давления.

Типы дымовых труб

Монтаж труб возможен из разных материалов. Бывают металлические, кирпичные, керамические, полимерные конструкции. Устанавливают железобетонные, нержавеющие изделия. Я рекомендую выбирать газоотводы, обладающие гладкими поверхностями газового тракта.

Газоотводы из кирпича сегодня практически не монтируют. В кладке обнаруживается большое количество неровностей. В углублениях накапливаются токсичные продукты сгорания, разрушающие кирпич.

По типу конструкции трубы бывают:

• самонесущие;
• мачтовые;
• колонные;
• фасадные и околофасадные;
• фермовые.

Чтобы выбрать оптимальный вариант для дома, следует рассмотреть особенности каждой разновидности.

Самонесущие

Представленная разновидность бывает одно- и многоствольной, что зависит от количества котлов в системе. Трехслойные сэндвич-трубы монтируются из нескольких секций. Газовый тракт изготавливается из нержавеющей стали. Материал не подвержен негативным воздействиям агрессивных химических веществ. Преимуществами самонесущих дымоотводов являются:

• простота сборки и обслуживания;
• возможность дополнения конструкции лестницей, смотровой площадкой, ревизионным люком.

Я рекомендую крепить газоотвод при помощи анкерных болтов и устанавливать ребра жесткости. Укрепление дымоотвода увеличивает устойчивость и срок службы.

Колонные дымовые конструкции

Свободностоящий дымоход колонного типа фиксируется на основании из железобетона при помощи анкерных блоков. Конструкция укрепляется обечайкой диаметром до 3 м.

Это железный кожух, отличающийся высокой прочностью. Внутри допускается установка нескольких стволов из нержавейки. Преимущества конструкции следующие:

• возможно подключение нескольких котельных установок;
• монтируются даже на неохраняемых площадках;
• прочная конструкция защищена от механических повреждений;
• занимает незначительную площадь;
• выглядит эстетично.

При создании колонных конструкций потребуется монтаж теплоизоляции. Базальтовая вата предотвратит скопление конденсата внутри трубы.

Особенности фасадных и околофасадных дымоходов

Ствол изготавливается из сэндвич-трубы, состоящей из нескольких секций. Конструкция фиксируется кронштейнами к фасаду. Ступеньку фундамента делать не потребуется. Среди преимуществ фасадных и околофасадных дымоходных конструкций я могу назвать:

• минимальные затраты на строительство и обслуживание;
• возведение без обустройства фундамента;
• комфорт обслуживания при эксплуатации;
• простой монтаж.

Если потребуется выполнить ремонт, меняется только одна секция. Демонтировать всю конструкцию не нужно.

Трубы фермового вида

Несколько стволов фиксируют на металлической ферме. Каркас требует дополнительной обработки антикоррозионными составами. Продукты горения выводятся по трехслойной металлической трубе с утеплителем.

Конструкция отличается малым весом и высокой устойчивостью к ветровой нагрузке. Наличие каркаса позволяет быстро выполнить ремонт и профилактику.

Мачтовые

В качестве опорной конструкции применяется мачта. К ней монтируют 1-3 газоотвода. Мачту устанавливают на фундамент при помощи анкеров. Дымоходы обладают следующими преимуществами:

• возможность монтажа в сейсмоопасной местности;
• высокая прочность конструкции;
• компактные габариты.

В конструкции применяется утепление. Защитный внешний слой изготовлен из оцинкованной стали.

Материалы для возведения труб котельных

В зависимости от типа материала определяются особенности газоотвода. Сооружения из кирпича сегодня практически не возводятся. Высота конструкции может быть от 30 до 70 м, а диаметр от 60 см до 8 м.

Я рекомендую вместо кирпича выбирать керамические трубы. Конструкции устойчивы к образованию конденсата, неблагоприятным внешним воздействиям. Материал отличается огнеупорностью. Сооружение обладает большим весом, поэтому обязательно обустраивается фундамент.

Если выходной поток котельной не превышает 250°С, например, при установке газовой колонки, рекомендую обратить внимание на дымоотвод из полимерных материалов. Это гибкие, легкие рукава, отличающиеся долговечностью.

Полимерные дымоотводы предназначены исключительно для газового оборудования. Для газовых котлов больше подходят стальные трубы. Даже если строительство здания было завершено, несложно установить подобный дымоотвод. Труба принимает любую конфигурацию.

Модульные сэндвич-конструкции имеют небольшой вес, не требуют обустройства фундамента. Материал устойчив к накапливанию копоти и отложений внутри канала. Газы проходят внутри ствола с большой скоростью. Наличие слоя изоляции внутри дымоотвода предотвращает появление конденсата.

Стальные стволы могут быть высотой больше 30 м. Трубы из стали эксплуатируются в течение 10 лет, если не используется высокосернистое топливо.

Расчет параметров трубы

Перед монтажом системы проводится расчет габаритов газоотвода. Определяют аэродинамические характеристики. Учитывается мощность котельной установки для расчета диаметра газоотвода. Рассчитывается скорость поступления воздуха в канал. Если этот показатель при естественной циркуляции недостаточный, я рекомендую обеспечить нормальную тягу при помощи дымового насоса.

Если циркуляция масс осуществляется за счет специальной техники, высота трубы значения не имеет. Если система обустраивается по принципу самотяги, важно выполнить правильный расчет.

Определение пропускной способности

Расчет и расположение типового газоотвода регламентируется СНиП 41-01-2003, СП 7.13130.2009. Чтобы правильно рассчитать суммарное сопротивление и естественную силу тяги, учитывается несколько параметров. Ствол должен иметь соответствующий диаметр, располагаться на определенной высоте. Чтобы выполнить условие строительных норм, диаметр газоотвода должен быть следующим:

• железобетон — до 10 м;
• кирпич — 0,6-8 м (в зависимости от высоты и мощности установки);
• сталь — 0,4-1 м.

Скорость газов на выходе при естественной тяге составляет 15-20 м/с, а при искусственной — 35-40 м/с. Диаметр рассчитывают по формуле:

Д = РТ / (ПВ * СГ), где РТ — расход топлива в час, ПВ — плотность воздуха, СГ — скорость движения газов в канале.

ПВ = ПВн * 273/273*ТВ, где ПВн — нормальная плотность воздуха (1,293 кг/м³), ТВ — наружная температура воздуха.

Определение высоты

Высота дымоотвода зависит от материала ствола, типа кровли, мощности котельной установки. Придется учесть ряд параметров. В зависимости от материала высота труб может быть:

• кирпич — 30-70 м;
• железобетон — до 300 м;
• сталь — 30-40 м.

До верхней точки трубы от колосников расстояние составляет не менее 5 м. Если кровля плоская, газоотвод должен быть выше 50 см. При наличии конька и ограждения верхняя точка ствола должна быть выше 50 см. От самой высокой точки кровли труба должна отстоять на расстоянии 1,5 м.

При расчете высоты трубы учитывают мощность котельной установки. Если показатель составляет 1100 кВт, высота газоотвода составляет 13 м. Мощные котлы до 12 000 кВт комплектуются трубой высотой 28 м.

Расчеты прочности и устойчивости конструкции

Расчет на прочность проводит специалист. В соответствии с полученными результатами определяется тип дымоотвода и основные характеристики. При самостоятельном расчете непрофессионал допускает ошибки. В ходе выполнения расчетов строится 3D-модель, определяется сбор нагрузок.

Обслуживание и чистка

Чистка канала — обязательная процедура, необходимая для поддержания требуемого уровня КПД котла. Сначала проводится осмотр. Измеряют температуру исходящих газов. Если показатель выше допустимой нормы, пора чистить канал. Применяют следующие способы:

1. Химический. Используется специальный спрей, удаляющий небольшой слой сажи.
2. Механический. Щетки и скребки применяют для широких дымоходов. В процессе чистки в дыхательных путях могут оседать частицы мелкой пыли, что опасно для здоровья.
3. Аппаратный. Применяют гидравлическое или пескоструйное оборудование.

После проведения очистки параметры температуры замеряют снова.

Причины разбора дымовых труб и технология

Со временем трубы изнашиваются. В результате повышается риск обрушения, разрушения не только дымоотвода, но и близлежащих строений. Ответственность за рухнувшую конструкцию возлагается исключительно на владельца объекта.

Поэтому при существенном износе проводится демонтаж. Сначала проводится осмотр объекта. Оценивается состояние, выбирается способ проведения последующих работ. Владелец газоотвода получает разрешение на проведение сноса. Выбирают метод сноса:

• направленный взрыв с последующей уборкой завала;
• отбойка по частям и секциям;
• свалка отбиваемых частей внутрь или наружу;
• использование специальных опор.

В момент сноса обеспечивается эвакуация людей с объекта, прилегающих территорий.

Дымовые трубы для котельных

Хотите купить дымовую трубу или проект?

Каждая дымовая труба для котельной или промышленного предприятия разрабатывается в индивидуальном порядке с учетом специфики производства, состава отводимых газов и климатических особенностей района строительства.

Рекомендуем ознакомиться

• Ремонт дымовой трубы
• Нержавеющие дымовые трубы
• Дымовая труба котла
• Стальные дымовые трубы
• Высота дымовой трубы
• Дымовая труба сэндвич
• Металлические дымовые трубы
• Вантовые оттяжки дымовой трубы
• Мачты для дымохода
• Как рассчитать дымоход
• Типовые проекты и чертежи дымовых труб
• Промышленные дымовые трубы
• Расчет дымовой трубы
• Проектирование промышленных дымовых труб

Дымовые трубы для котельных представляют собой конструкции с вертикальным расположением, которые проектируются и возводятся для отвода продуктов, образующихся при сжигании топлива, в атмосферу.

Дымовые котельные трубы – какие задачи они выполняют?

Любая современная котельная установка обязана соответствовать экологическим стандартам, так как при сжигании того или иного типа топлива во внешнюю среду выбрасываются далеко не безобидные продукты его сгорания. Котельные в наши дни работают на твердом, жидком и газообразном топливе, что обуславливает широкий «набор» их вредных отходов, начиная от окислов азота и заканчивая углекислым газом.

Чтобы эффективно рассеять в окружающем воздухе эти и другие токсичные соединения, используются дымовые трубы для котельных, которые, кроме того, отвечают за создание качественной тяги, крайне важной для стабильного функционирования агрегатов в котельных.

Производство дымовых и вентиляционных труб

Серия Д1

• Высота, м 7-15
• Диаметр, мм 150-600
• Кол-во стволов, шт 1-3
• Материал газохода Нерж. сталь

Серия Д2

• Высота, м 7-60
• Диаметр, мм 400-6000
• Кол-во стволов, шт 1
• Материал газохода Нерж./Ст3

Серия Д3

• Высота, м 15-35
• Диаметр, мм 200-1300
• Кол-во стволов, шт 1-3
• Материал газохода Нерж./Ст3

Серия Д4

• Высота, м 15-40
• Диаметр, мм 200-1300
• Кол-во стволов, шт 1-4
• Материал газохода Нерж./Ст3

Серия Д5

• Высота, м 20-60
• Диаметр, мм 400-3000
• Кол-во стволов, шт 1
• Материал газохода Нерж./Ст3

Серия Д6

• Высота, м 40-150
• Диаметр, мм 500-6000
• Кол-во стволов, шт 4
• Материал газохода Нерж./Ст3

В тех ситуациях, когда внутренняя поверхность труб не соответствует техническим требованиям, копоть, сажа, пепел, дым «задерживаются» на стенках дымохода, забивают его и не позволяют в дальнейшем осуществлять эффективный отвод газов из котельных. Избежать данной проблемы можно только при грамотном проектировании трубопроводов и применении дымовых труб для котельных с гладкой и очень ровной внутренней поверхностью, на которой отходы от сгорания топлива не могут «зацепиться».

Ключевыми элементами таких труб являются:

• цоколь;
• фундамент;
• ствол (он предохраняется изнутри футеровкой, выполняемой из специального огнеупорного материала, как правило – кирпича).

Высота дымовой конструкции в соответствии с российскими СНиП обязана быть на 5 и более метров выше высоты конька на кровле любого строения, находящегося в радиусе 25 метров от котельной. На практике длина дымовой трубы подбирается с учетом зольности используемого топлива, содержания в нем серы и объема расхода горючего за один час.

Дымовые котельные трубы имеют стандартизированные показатели сечения выходного отверстия и высоты:

• 0,6–8 м (сечение), 30–70 м (высота) для изделий из кирпича;
• 0,4–1 м и 30–40 м для труб из стальных листов от 3 до 15 мм толщиной.

На крупных промышленных объектах диаметр дымовых конструкций может достигать величины в 10 метров, а их высота зачастую приближается к показателю 300 метров. Трубы, чья высота меньше 30 метров, допускается строить исключительно на тех котельных, где в течение одних суток сжигается до пяти тонн многозольного топлива. Если на таких объектах применять топливо с большим содержанием серы, срок эксплуатации трубы будет крайне малым (около 5–7 лет).

Какие конструкции имеют дымовые трубы для котельных?

Ко всем без исключения дымовым изделиям, предназначенным для создания тяги и отвода вредных веществ, предъявляются стандартные требования. Они должны иметь:

• хорошие теплоизоляционные характеристики, которые предупреждают риск формирования на внутренней поверхности конструкции конденсата, увеличивают срок эксплуатации трубы, не дают ей быстро остывать, а также гарантируют качественную тягу;
• сечение, полностью соответствующее максимальному расчетному количеству отводимых газов (проверка правильности подбора диаметра производится по качеству рассеивания вредных элементов в воздухе и на базе аэродинамического расчета тракта газовоздушного);
• надежное крепление (для разных вариантов труб, отводящих дым, следует использовать различные виды крепления);
• возможность доступа к конструкции с целью проведения ее технического обслуживания и периодических обследований состояния трубы (достигается это за счет обустройства площадок, специальных лестниц и смотровых люков);
• качественный и подходящий материал для изготовления конструкции, обеспечивающий противодействие коррозии и жаропрочность внутренней ее поверхности, и морозоустойчивость наружной поверхности.

Исходя из вышеозначенных требований, осуществляется подбор конкретного типа дымовых труб для котельных:

• промышленных фермовых: их крепят на надежной и максимально прочной ферме самонесущего вида, которая соединяется с помещаемой в фундамент анкерной корзиной;
• колонных: свободностоящие самостоятельные конструкции с обечайкой, выполняющей функцию несущего элемента (ее делают из сталей с высоким содержанием углерода);
• самонесущих бескаркасных: крепятся внутри помещения, а устанавливаются на крыше строения;
• фасадных и околофасадных: имеют виброизолирующие детали, через которые передают на фасад ветровые нагрузки, их устанавливают при помощи кронштейнов на стене, околофасадная конструкция для передачи весовой нагрузки располагает, кроме того, нижним фундаментом;
• мачтовых свободностоящих на растяжках: в подобных случаях газоходы прикрепляются к колонне прочными хомутами.

Стоит добавить, что для котельных строятся и многоствольные трубы, а не только конструкции с одним стволом.

Производство модульных дымоходов

Проектирование дымовых труб для котельных – сложный многоэтапный процесс

Проектирование описываемых нами конструкций для котельных состоит из нескольких стадий:

• выбор типа сооружения;
• проведение расчетов газового тракта и аэродинамики трубы;
• подбор такой высоты трубы, которая бы идеально отвечала всем требованиям СНиП;
• расчет диаметра конструкции;
• расчет (и последующее сравнение с рекомендованными показателями) скорости газов в трубе;
• установление показателей самотяги дымового изделия;
• выполнение вычислений на устойчивость и прочность сооружения;
• подготовка технического задания на обустройство фундамента;
• определение вида и способа крепления конструкции;
• теплотехнические расчеты.

География выполненных проектов

Трубы для установки в котельных сейчас изготавливают из горячекатаных листов (диаметры получающихся изделий колеблются в пределах 57—219 мм) и холоднокатаных листов (диаметр готовой продукции в этом случае равняется 10—76 мм). При этом допускается и производство дымовых труб с иными сечениями, если их заказчик выдвигает такие требования. Изготавливаются они чаще всего из сталей 20-й и 10-й марок, нередко применяется и нержавеющая сталь. Готовая продукция обязательно подвергается проверкам на ударную вязкость и неразрушающему контролю.

На последних этапах создаются чертежи трубы, а также выполняется точная смета средств, которые потребуется затратить на ее сооружение.