Димова тръба за котелно помещение: изчисление на височина и сечение по технически нормативи

Основната функция, която димната тръба за котелно трябва да изпълнява, е да отвежда в атмосферата димните газове от котлите и да ги разсейва в това пространство. Тя има и допълнителна функция: трябва да създава естествена тяга, която възниква в резултат на разликата между температурата в горивната камера и навън.

Ще ви запознаем с разновидностите на димните канали, чиято класификация се прави на базата на конструктивните особености и материала на тръбите. При нас ще научите как се прави изчисление на геометричните параметри на конкретен пример. Нашите съвети ще ви помогнат да определите вида и размерите на димохода.

Видове димни тръби

В големите котелни естествената тяга не може да осигури пълноценно горене, тук тя се създава принудително с помощта на димни помпи. Процесът на горене и изхвърлянето на неговите продукти в атмосферата трябва да носи възможно най-малко вреда на околната среда и да не предизвиква аварийни ситуации в резултат на възникване на налягане в горивните камери, което надвишава нормата.

Конструкционно тръбите за котелни много се различават една от друга и по вид на носещата конструкция, и по материал на изработка. По първия признак се отделят няколко типа тръби.

Самоносещи тръби за котелни

Такива вертикални конструкции биват едно- или многостволни. Те отвеждат продуктите на горене от котелни и котли.

Използват се независимо от вида гориво, но при спазване на някои изисквания:

1. Температурата на димните газове, преминаващи през самоносещите тръби, не трябва да надвишава 350 градуса по Целзий.
2. Продуктите на горене не трябва да са химически агресивни.
3. Оптималното снегово натоварване за самоносещи конструкции – 250 кг на кв. см, ветровото – 30 кг на кв. см в условия на II ветрови район.

Самоносещата тръба се монтира на покрива, а се закрепва вътре в сградата. Конструкционните ѝ особености осигуряват възможност за транспортиране и монтаж на място, тъй като се състои от отделни секции, представляващи 3-слойни сандвич тръби. Към фундамента съоръжението се закрепва с помощта на анкери.

Вътре в тръбата се намира слой, изработен от здрава стомана, която не се поддава на въздействието на веществата, отделяни при горене. Външният слой защитава от атмосферни въздействия.

Димоотводните тръби за големи котелни най-често са самоносещи. Това е съоръжение, издигнато по индивидуален проект и имащо собствена инфраструктура.

Параметрите на димоотводните конструкции трябва да съответстват на изискванията, изложени в нормативните документи. Изчислението им се основава на фактори като брой на котлите, мощност, вид гориво. Задължително трябва да се вземат предвид нормите за емисии в атмосферата. В някои случаи димоотводните тръби се комплектоват с площадка, стълба, ревизионен люк, светло ограждение.

Колонни димни конструкции

Тръбата от този вид се състои от външна обечайка от високовъглеродна стомана и вмъкнати в нея вътрешни стволове с различни диаметри от неръждаема стомана за отвеждане на газовете. Конструкцията се закрепва в залят в основата анкерен кош. Те могат да бъдат както 1, така и няколко. За да не се отлага конденз вътре, се използва термоизолация.

Част от колонна тръба. Тук в разрез се вижда, че вътре са разположени няколко ствола с различни диаметри от неръждаема стомана.

Предимство на такова конструктивно решение е дългият експлоатационен срок, перспективата за свързване на няколко котли. Дебелината на стоманата и марката се избират, като се отчитат температурата и агресивността на продуктите на горене.

Диаметърът на всяка тръба може да достигне един и половина метра, а ако общият газоход се планира да се използва за няколко котела, необходимият диаметър е около 3 м. За да не се образува кондензат, тръбите се покриват с топлоизолация.

Особености на околофасадните и фасадните димоходи

Околофасадните димоотводи се монтират за котелни, пристроени към къщата или вградени. Закрепват се към стената на сградата с помощта на конзоли. Съставните части на димоотвода са тръби и рамка или анкерни крепежни елементи.

Тръбата има 3 слоя: отвътре неръждаема стомана, след това топлоизолация и поцинкована стомана. Тръбите са предназначени за котелни, в които котлите работят на газ или течно гориво.

Най-често фасадните тръби се разполагат по протежение на външната стена на сградата. При избора на марка стомана и дебелина на стената на тръбата се взема предвид химичният състав на отвежданите газове и тяхната температура.

Околофасадните и фасадните тръби предават тегловното натоварване чрез допълнителен долен фундамент, а ветровото – чрез виброизолиращи крепежни елементи. Този вид димоотводи, от гледна точка на материалните разходи, е най-икономичен поради липсата на носещи конструкции и здрав фундамент.

Модулната система, използвана при създаването на газоотвеждащите тръби, осигурява лесна смяна на повредените части.

Тръби от фермов тип

Тази метална конструкция се състои от тръби, закрепени върху здрава самоносеща колона от фермов тип. Фермата от своя страна е закрепена в анкерна кошница, залята във фундамента. Димоотводите от фермов тип са подходящи за използване в райони с опасна сеизмологична обстановка.

Конструкцията от фермов тип включва от 1 до 6 тръби. Колоната е изработена от тръбен валцуван материал. Профилната тръба може да има сечение на квадрат или триъгълник. Това зависи от броя на тръбите.

За предотвратяване на корозия газоотводите се покриват с грунд, след което се боядисват.

Тръбата за отвеждане на газове е съставена от модули, състоящи се от 3 слоя:

• вътрешен, който контактува директно с продуктите на горенето и е изработен от неръждаема стомана от специални видове;
• с дебелина 5-6 см, който служи като топлоизолация;
• външен, който защитава топлоизолиращия слой от негативните въздействия на околната среда.

За антикорозионно покритие се използват бои, съдържащи голям процент цинк. В отделни конструкции вътре в колоната може да има стълби и площадки, които улесняват обслужването. Конструктивните елементи на тръбите от този тип са относително леки и това улеснява както транспортирането им, така и монтажните работи.

Мачтови димни тръби

Централният елемент на мачтовата тръба е опорната кула – три- или четиримачтова, към която са прикрепени димоотводите. Всички възли на конструкцията се сглобяват върху основа във вид на бетонна възглавница, като се започне отдолу и постепенно се движи нагоре. При сглобяването се използва нитово съединение или самонарезни винтове.

Опорната конструкция на мачтовата тръба е сглобена от стоманени профили, свързани помежду си с подпори и ъглови елементи. С основата си колоната се опира на фундамент, а се фиксира с анкерни закрепвания.

Обикновено отделните елементи се транспортират до мястото на монтаж и се сглобяват като конструктор. Този процес отнема съвсем малко време – няколко часа. По височина димоотводът може да достигне най-много 28,5 м. Устойчивостта на димоотвода се осигурява от усилващи ребра – стоманени обтегачи с напречно сечение от 1,6 до 2 см. Те компенсират действието на напречните сили.

Материали за изграждане на тръби за котелни

Системите за отвеждане на дим се изграждат от различни материали – тухла, стомана, керамика, полимер. Тухлен димоотвод, изграден над тухлени пещи и камини, се отличава с добра механична якост, отлична топлоемкост и доста висока степен на пожарна безопасност.

Недостатъците на тези конструкции също не са малко, поради което в съвременното строителство изцяло тухлените димоотводи се срещат все по-рядко. Нормативните документи ограничават височината на тухлените тръби до 30-70 м, а диаметъра до 0,6-8 м.

По стените на тухлената тръба с множество издатини и вдлъбнатини отвътре винаги се отлага много конденз, сажди, съдържащи серни оксиди. Последните, влизайки в реакция с водата, образуват киселини, които активно разрушават тухлата.

Неравностите на повърхността, стесняването на прохода в резултат на постепенното нарастване на слоя сажди, стават причина за намаляване на скоростта на преминаване на дима и преобръщане на тягата в димоотводния канал.

По-устойчиви на конденз и въздействия на външни фактори са керамичните димоотводи, те имат висока огнеупорност. Но тази система има голямо тегло, тъй като отвътре има метални пръти, които ѝ придават допълнителна здравина. Оттук произтичат изисквания за задължително изграждане на отделен фундамент, опори, което повишава трудоемкостта и цената на монтажа.

Полимерните димоотводни тръби са уместни в котелни с максимална температура 250 градуса С, при монтаж на газови колонки. Те са леки, гъвкави и издръжливи, но са актуални само за газово оборудване.

Устройство за отвеждане на дим от неръждаема стомана – възел, състоящ се от отделни елементи на димоотвода, свързани помежду си с помощта на фасонни части: тройници, патрубки, дефлектори, тройници, отклонения. Стоманени димоотводни тръби оборудват предимно газови котли.

Монтажът на такъв димоотвод може да бъде извършен и след построяване на сградата в кратки срокове. Съществува голям асортимент от свързващи части, поради което на тръбата може да се придаде всякаква конфигурация.

Модулният комин може без особено затруднение да се демонтира и пренесе на друго място. Предимство на конструкцията е и нейното малко тегло, което позволява да се мине без фундамент, устойчивост на влага, незначително отлагане на сажда по вътрешните стени, висока скорост на преминаване на димните газове.

Санитарно-техническите норми разрешават да се прилагат стоманени тръби за изграждане на комини с височина над 30 m, изключение е възможно само в случай, че за денонощие се изразходва по-малко от 5 t многозолно гориво. Причината е, че срокът на експлоатация на такива съоръжения е 10 години, а ако се използва високосернисто гориво, той значително се намалява.

Към разновидностите, чийто корпус е изработен от стоманена сплав, спадат коаксиалните комини, с чиито конструктивни специфики и особености на експлоатация препоръчваме да се запознаете.

Изчисление на параметрите на тръбата

За определяне на височината и диаметъра на димната тръба за котелното помещение е необходимо да се извърши аеродинамично изчисление на конструкцията. Диаметърът зависи от мощността на отделните котли или на цялото котелно помещение.

Върху горенето на горивото и ефективното отстраняване на дима огромно влияние оказва тягата, за създаването на която е необходима постоянна подава на въздух в горивната камера. Това се осигурява както по естествен, така и по изкуствен начин.

Ако в системата е вградена димна помпа, то височината на тръбата няма решаващо значение. Този параметър е важен основно за отчитане на вредните емисии в атмосферата. За да се определи самотягата, е необходимо задължително изчисление и на височината, и на сечението на тръбата.

Определяне на височината на тръбата при естествена тяга

За да се създаде нормална естествена тяга, е необходимо да се спази условието за равенство на силата на тягата и общото съпротивление, което възниква по време на придвижването на димните газове по газоводните канали на котела и трасето на димната тръба. Осигуряването на такава тяга е възможно при условие на малко газово съпротивление, когато височината на тръбата не надвишава 60 m.

Тази схема ще опрости процеса на изчисляване на основните параметри на тръбата за отвеждане на продуктите от изгарянето на всяко гориво в горивните камери на котелното помещение.

Нормативните документи, регламентиращи разположението и изчисляването на димните тръби по височина, са СНиП41-01-2003, СП 7.13130.2009.

Следва да се вземат предвид и препоръките, изложени в инструкцията към котела, по-специално следните техни изисквания:

1. От решетката до горната точка на тръбата не трябва да има по-малко от 5 m.
2. Над плоския покрив без високо ограждение тръбата трябва да се извисява не по-малко от 0,5 m.
3. По отношение на височината на ограждението и билото на покрива, тръбата трябва да надвишава тяхното ниво с 0,5 m, ако се намира в рамките на един и половина метра от тези конструкции.
4. Когато коминът е отдалечен от парапета и билото на разстояние от 1,5 до 3 m, неговата горна точка трябва да съвпада с тяхното ниво по височина.

При неправилно изчислена височина на комина могат да възникнат много проблеми, а основният – въздушни завихряния или зона на вятърен подпор. Огънят в горивната камера могат да угасят силни пориви на вятъра.

При изграждането на димоотводна тръба е необходимо да се вземе предвид конструкцията на покрива, дебелината на покривната конструкция, разстоянието до ограждащите елементи и билото, правилата за пожарна безопасност (+)

Спазването на правилата за пожарна безопасност също е задължително условие при проектиране на тръбата на котелното помещение. Необходимо е да се изолират конструкциите, прилежащи към тръбата.

За да не попадат искри от вентилационните отвори на тръбата върху покрива в случай, че той е изработен от горим материал, височината на конструкцията се увеличава с 0,5 м. Тръбата на котелното помещение трябва да бъде отдалечена от високи сгради и дървета най-малко с 2 м.

Височината на тръбата се определя в зависимост от конструкцията на покрива. Ако покривът е многостепенен, в изчислението се вземат предвид разликите във височините, но основата във всички случаи е една – височината на билото (+)

Тъй като оптималната тяга възниква поради разликата между общата плътност на газовете, които излизат в димохода, и стълба външен въздух, равен по височина, изчислението се извършва по формулата:

Височината на димоотводния канал се изчислява самостоятелно по тази формула. Всички стойности могат да се вземат от документацията, приложена към отоплителното оборудване

Изчислението е доста сложно, по-добре е да го извършат специалисти. Параметрите, влияещи на височината на тръбата:

1. Коефициент А характеризира метеорологичната обстановка на региона.
2. Мi – маса на димоотводните газове, които преминават през тръбата за единица време.
3. F – скорост, с която се утаяват частиците, образувани по време на горенето.
4. Спдки и Сфи – показатели на концентрация на различни вещества в димоотводния газ.
5. V – обем на газа.
6. T – разлика между температурите на въздуха, постъпващ в тръбата и излизащ от нея.

Ако котелното помещение е разположено в пристройка към къщата, последната става препятствие. Необходимо е в този случай оглавникът на тръбата да се намира над зоната на вятърния подпор. В противен случай отоплителното оборудване няма да може да функционира нормално.

За да се определи с колко трябва да се увеличи тръбата, се намира най-високата точка на къщата, през която се прекарва права линия, образуваща ъгъл от 45 градуса със земната повърхност. Пространството под тази линия е зона на вятърния подпор, а димоотводът трябва да се намира над нея.

Изчисление на диаметъра на тръбата

За изчисляване на диаметъра на тръбата съществува формула:

S = m/(ρr х w),

Тук m – разход на гориво за 1 час, w – скорост на движение на димоотводните газове, ρr – плътност на въздуха в работни условия, определя се по формулата: pв = pBну х 273⁄273 х тос. Където tо – температура на въздуха отвън, pBну – плътност на въздуха при нормални условия = 1,2932 кг/м3.

Таблицата ще помогне да се определи стойността на плътността на въздуха ρг в работни условия, без да се извършват сложни изчисления. Стойността на плътността на димните газове за опростяване на изчисленията се приема равна на плътността на въздуха (+)

Нека в котела изгарят 50 kg твърдо гориво за час, тогава за секунда това ще бъде 50 : 3600 = 0,013888 kg. Скоростта на движение на димните газове – 2 m в сек. При температура на въздуха -4 градуса C плътността на въздуха е равна на 0,6881 kg на 1 куб. m. Тогава S = 0,013888 : (0,6881 х 2) = 0,010092 кв. m = 92 кв. cm. За кръгло сечение d = √4 x 92 : 3,14 = 10,83 cm.

Диаметърът на цилиндричния комин може да се изчисли и по друга формула: d = 1000/1,163 x (r x Q√H), където r — коефициент, зависещ от вида на използваното гориво. За въглища това е 0,03, за дърва 0,045, за газ 0,016, за течно гориво — 0,024.

Изводи и полезно видео по темата

Видео с нагледна демонстрация на процеса на изчисляване на височината на димния канал за обзавеждане на котелна:

Тук авторът на видеото сподели собствен опит за изчисление и монтаж на комин за котел на твърдо гориво:

Още едно видео в помощ на проектанта любител:

Не е толкова важно на какво гориво работят котлите в котелната. Във всеки случай не може да се мине без система за отвеждане на димните газове. Основните изисквания, на които трябва да отговарят коминните тръби, са добра тяга и пропускателна способност, спазени норми на екологията.

Искате ли да зададете въпрос по спорен или неясен момент, който сте срещнали при запознаване с информацията? Имате ли полезни сведения по темата на статията, които желаете да споделите с посетителите на сайта? Пишете, моля, коментари в блока по-долу.