Минимальная высота дымовой трубы для котельных

Дымовая труба для котельной: расчет габаритов и проводка молниезащиты

Эффективность работы отопительного котла зависит от тяги, для создания которой сооружается дымовая труба для котельной. Сила естественной тяги, влияющая на процесс сгорания топлива, зависит от температуры атмосферного воздуха, от температуры продуктов горения и уровня барометрического давления, а также от параметров дымохода. Поэтому габариты дымоотводящей трубы рассчитываются с особой точностью. Недостаточная высота дымохода может стать причиной слабой тяги. Исправлять дефект приходится с помощью установки дымососов, обеспечивающих искусственную тягу. Отведение продуктов сгорания топлива в атмосферу не должно ухудшать экологическую обстановку в населенном пункте. Отвод газов и их рассеивание в атмосфере должно происходить на достаточной высоте, превосходящей все имеющиеся постройки в близлежащей зоне.

Определение пропускной способности

Дымотводящие трубы сооружают из кирпича, железобетона, стеклопластика. Набирают популярность модульные дымоходы, изготавливаемые из нержавеющей стали и собирающиеся как конструктор из отдельных частей, подобранных по диаметру и высоте сооружаемой конструкции.

В любом случае монтаж начинают после подготовки проекта и его одобрения соответствующими органами. В проектной документации должен быть представлен аэродинамический расчет дымовой трубы котельной, который в настоящее время выполняют с помощью автоматизированных программ.

Высота дымовой трубы для котельной зависит от количества топлива, сжигаемого в котлах за единицу времени

При выполнении расчетов определяется минимальная величина пропускной способности сооружения дымоотведения, способная обеспечить нормальную работу котельной при эксплуатации оборудования на максимально возможной нагрузке. Если на данном этапе будет допущена ошибка в вычислениях, то в газовоздушном тракте или отопительном котле будут скапливаться газы. Расчет аэродинамических показателей дает наглядное представление о возможном уровне производительности дутьевой и тяговой систем дымовой трубы. Инженерные вычисления высоты и диаметра будущего сооружения должны выполняться техническими специалистами, имеющими соответствующее профильное образование.

Что учитывается при определении высоты?

При проектировании дымовой трубы важно дать экологическое обоснование ее размеров, вычисленных с учетом расчета рассеивания в атмосфере выбросов вредных веществ, образующихся в результате сгорания топлива. Расчет высоты дымовой трубы котельной должен отвечать санитарным нормам, предъявляемым к коммерческим и заводским предприятиям. При этом всегда учитывают фоновую концентрацию опасных веществ в атмосфере, полученную в результате действия других функционирующих источников загрязнения. На данную величину оказывают влияние следующие факторы:

метеорологический режим атмосферы в месте расположения котельной;
скорость потока воздушных масс;
особенности рельефа местности;
температура отводимых газов и др.

Важно! Исходя из разрешенного объема выброса загрязняющих веществ, рассчитывается оптимальная высота дымовой трубы котельной. Так как экологическая обстановка в большинстве густозаселенных пунктов неблагополучная, то сооружение в большинстве случаев возводят выше расчетных показателей, соответствующих минимально возможному уровню. В малозаселенных территориях ориентируются на высоту дымовых труб действующих котельных.

Расчеты прочности и устойчивости конструкции

На тягу влияет не только высота, но и диаметр дымовой трубы котельной, величина которого зависит от количества топлива, сжигаемого за единицу времени.

В зависимости от габаритов дымоотводящего сооружения производится расчет фундамента, а именно определяется:

его конструкция;
необходимая глубина заложения;
достаточная площадь подошвы и пр.

Важно! При вычислении диаметра дымовой трубы принято использовать следующие показатели скорости газов на выходе: 15-20 м/с при естественной тяге (самотяге); 20-30 м/с при искусственной тяге в трубах высотой до 100 м; 35-40 м/с при искусственной тяге в трубах высотой от 100 до 180 м.

Диапазон диаметров дымовых труб, сооружаемых из кирпича и железобетона, варьируется в пределах 1,2 м-9,6 м. Надо отметить, что минимальный диаметр железобетонных труб составляет 3,6 м.

Как обеспечить эффективную молниезащиту?

Объем работы, необходимый для проведения молниезащиты котельной, определяется нормативно-правовым документом РД 34.21.122-87. Выбор оптимального варианта молниезащиты сооружения зависит от конструкции дымовой трубы, а также от материала ее изготовления.

На неметаллические дымовые трубы устанавливают метровые стержневые молниеприемники, количество которых зависит от высоты сооружения. Одного молниеприемника достаточно для трубы, высотой 15-50 м, двух – для сооружения, высотой 50-150 м, трех – для объекта, превышающей отметку в 150 м. В последнем случае молниезащита дымовой трубы котельной может быть выполнена в виде стального кольца, укладываемого по ее верхнему торцу.

Можно использовать активный молниеприемник, но если у вас металлический дымоход, то достаточно грамотно его заземлить и этого хватит

В конструкциях, изготовленных из железобетона, в качестве токоотводов выступают стержни арматуры, которые соединяют в самой верхней части конструкции с помощью сварки или скрутки. Металлические трубы сами являются молниепремниками, потому в установке дополнительных элементов молниезащиты не нуждаются.

Во всех случаях несущую конструкцию дымоотводящего сооружения соединяют с заземлителем молниезащиты с помощью токоотвода, выполненного из круглой стали, диаметр которой составляет 12 мм.

Как видите, расчет габаритов дымовой трубы, а также проектирование элементов ее молниезащиты является сложной задачей, решение которой лучше доверить специализированным фирмам. Монтаж сооружения ведется в соответствии с проектом и принимается в эксплуатацию комиссией, в которую обязательно входит представитель компании, разрабатывающей проект сооружения.

Источник

Форум для экологов

Темы без ответов
Активные темы
Поиск
Персональные данные

Высота трубы котельной

Сообщение opmz » 16 мар 2009, 22:22

Согласно п.4.2 СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03:
«. При наличии в зоне максимального загрязнения от котельных жилых домов повышенной этажности высота дымовой трубы должна быть как минимум на 1,5 м выше конька крыши самого высокого жилого дома.»

«. в зоне максимального загрязнения атмосферного воздуха от котельной (10 — 40 высот трубы котельной). «

Вопрос относительно зоны максимального загрязнения. Она представляет собой кольцо или это окружность с радиусом в интервале от 10 до 40 высот трубы?

Если зона максимального загрязнения все-таки в форме кольца, то отсюда следует что на территории от СЗЗ до 10 высот трубы могут находиться жилые дома выше трубы? [:-00]

И на последок. Я просмотрел несколько томов по охране окружающей среды для котельных (уже согласованных) за 2002 и 2003 год и ни в одном не упоминается, что труба должна быть выше на 1.5 метра крыши дома. Расчет в них ведется для приземных концентраций на высоте 2 метра и ПДК не превышает. Но высота трубы там 30м и на расстоянии 200м стоит жилой массив из многоэтажек в 16 этажек. [:-))((]

Может кто-нибудь просветит что нужно учитывать при расчете высоты трубы котельной? [:-;(]

Re: Высота трубы котельной

Сообщение opmz » 16 мар 2009, 22:22

Теперь понятно, что зона максимальных загрязнений определяется расчетами и на 10 — 40 высот трубы внимание обращать не нужно.

Еще вопрос:
Если максимальная концентрация меньше 0.1 ПДК, то СЗЗ и 1.5 метра не нужны? Т.е. тогда СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 не распространяется?

Re: Высота трубы котельной

Сообщение Вадим Зыков » 16 мар 2009, 22:22

Комментарий НИИ Атмосфера:

«Используя Вашу терминологию: зона максимального загрязнения — это кольцо.
Жилые дома могут находиться между СЗЗ и зоной максимального загрязнения (и в
самой зоне максимального загрязнения), при условии, что расчеты загрязнения
атмосферы, проведенные обязательно с учетом жилой застройки показывают, что
уровни приземных концентраций и на высотах с учетом фона будут меньше
действующих критериев качества атмосферного воздуха.
Что касается величины «1,5 м», приведенной в СанПиНе, то по этому вопросу
надо обратиться к разработчикам СанПиНа.»

Ответственность

Форум «Форум для экологов» является общедоступным для всех зарегистрированных пользователей и осуществляет свою деятельность с соблюдением действующего законодательства РФ.
Администрация форума не осуществляет контроль и не может отвечать за размещаемую пользователями на форуме «Форум для экологов» информацию.
Вместе с тем, Администрация форума резко отрицательно относится к нарушению авторских прав на территории «Форум для экологов».
Поэтому, если Вы являетесь обладателем исключительных имущественных прав, включая:

— исключительное право на воспроизведение;
— исключительное право на распространение;
— исключительное право на публичный показ;
— исключительное право на доведение до всеобщего сведения

и Ваши права тем или иным образом нарушаются с использованием данного форума, мы просим незамедлительно сообщать нам по электронной почте.
Ваше сообщение в обязательном порядке будет рассмотрено. Вам поступит сообщение о результатах проведенных действий, относительно предполагаемого нарушения исключительных прав.
При получении Вашего сообщения с корректно и максимально полно заполненными данными жалоба будет рассмотрена в срок, не превышающий 5 (пяти) рабочих дней.

Наш email: eco@integral.ru

ВНИМАНИЕ! Мы не осуществляем контроль за действиями пользователей, которые могут повторно размещать ссылки на информацию, являющуюся объектом Вашего исключительного права.
Любая информация на форуме размещается пользователем самостоятельно, без какого-либо контроля с чьей-либо стороны, что соответствует общепринятой мировой практике размещения информации в сети интернет.
Однако мы в любом случае рассмотрим все Ваши корректно сформулированные запросы относительно ссылок на информацию, нарушающую Ваши права.
Запросы на удаление НЕПОСРЕДСТВЕННО информации со сторонних ресурсов, нарушающей права, будут возвращены отправителю.

Источник

Дымовая труба для котельной: расчет высоты и сечения по техническим нормативам

Основная функция, которую должна выполнять дымовая труба для котельной — отводить в атмосферу дымовые газы от котлов и рассеивать их в этом пространстве. Есть у нее и дополнительная функция: они должны создавать естественную тягу, возникающую в результате разницы между температурой в топке и снаружи.

Мы познакомим вас с разновидностями дымовых каналов, классификация которых производится на базе конструктивных особенностей и материала труб. У нас вы узнаете, как производится расчет геометрических параметров на конкретном примере. Наши советы помогут определиться с видом и размерами дымохода.

Типы дымовых труб

В больших котельных естественная тяга не может обеспечить полноценное горение, здесь ее создают принудительно при помощи дымовых насосов. Процесс горения и сброс его продуктов в атмосферу должен приносить как можно меньше вреда окружающей среде и не вызывать аварийных ситуаций в результате возникновения в топках давления, превышающего норму.

Конструкционно трубы для котельных очень отличаются друг от друга и по виду несущей конструкции, и по материалу изготовления. По первому признаку выделяют несколько типов труб.

Самонесущие трубы котельных

Такие вертикальные конструкции бывают одно- или многоствольными. Они отводят продукты сгорания от котельных и котлов.

Используют их независимо от вида топлива, но при соблюдении некоторых требований:

Температура дымовых газов, проходящих по самонесущим трубам, не должна превышать 350 градусов С.
Продукты сгорания не должны быть химически агрессивными.
Оптимальная снеговая нагрузка для самонесущих конструкций – 250 кг на кВ. см, ветровая – 30 кг на кВ. см в условиях II ветрового района.

Устанавливают самонесущую трубу на крыше, а закрепляют внутри здания. Ее конструкционные особенности обеспечивают возможность перевозки и монтажа по месту, т.к. состоит она из отдельных секций, представляющих собой 3-слойные сандвич-трубы. К фундаменту сооружение крепится с использованием анкеров.

Внутри трубы находится слой, изготовленный из прочной стали, не поддающейся воздействию веществ, выделяемых при сгорании. Наружный слой защищает от атмосферных воздействий.

Параметры дымовых конструкций должны соответствовать требованиям, изложенным в нормативных документах. Расчет их основан на таких факторах, как количество котлов, мощность, вид топлива. Обязательно должны быть учтены нормы по выбросам в атмосферу. В некоторых случаях дымовые трубы комплектуют площадкой, лестницей, люком для ревизии, световым ограждением.

Колонные дымовые конструкции

Труба этого вида состоит из наружной обечайки из высокоуглеродистой стали и вставленных в нее внутренних стволов разных диаметров из нержавеющей стали для отвода газов. Конструкцию закрепляют в залитую в фундамент анкерную корзину. Их может быть как 1, так и несколько. Чтобы внутри не оседал конденсат, используют термоизоляцию.

Преимуществом такого конструктивного решения является большой эксплуатационный срок, перспектива подключения нескольких котлов. Толщину стали и марку выбирают, отталкиваясь от температуры и агрессивности продуктов сгорания.

Диаметр каждого ствола может достигать полутора метров, а если общий газоход планируют использовать для нескольких котлов, то необходим диаметр около 3 м. Чтобы не появлялся конденсат, стволы покрывают термоизоляцией.

Особенности околофасадных и фасадных дымоходов

Устанавливают околофасадные дымоходы для котельных, пристроенных к дому или встроенных. Крепят их к стене здания с использованием кронштейнов. Составляющими дымохода являются стволы и рама или анкерные крепления.

Ствол имеет 3 слоя: внутри нержавеющая сталь, затем теплоизоляция и оцинкованная сталь. Трубы предназначены для котельных, где котлы работают на газе или жидком топливе.

Околофасадные и фасадные трубы передают весовую нагрузку через дополнительный нижний фундамент и ветровую через виброизолирующие крепления. Этот вид дымоотводов, с точки зрения материальных затрат, самый экономичный из-за отсутствия несущих конструкций и прочного фундамента.

Модульная система, использованная при создании газоотводящих стволов, обеспечивает легкую замену поврежденных частей.

Трубы фермового вида

Такая металлоконструкция состоит из труб, закрепленных на прочной самонесущей колонне фермового типа. Ферма, в свою очередь, закреплена в анкерной корзине, залитой в фундамент. Дымоходы фермового типа подходят для использования в регионах с опасной сейсмологической обстановкой.

Для предотвращения коррозии газоотводы покрывают грунтовкой, затем окрашивают.

Ствол для отвода газов составлен из модулей, состоящих из 3 слоев:

внутреннего, контактирующего непосредственно с продуктами сгорания и выполненного из нержавейки специальных сортов;
толщиной 5-6 см, выполняющего роль теплоизоляции;
наружного, защищающего теплоизолирующий слой от негативных воздействий окружающей среды.

Для антикоррозионного покрытия используют краски, содержащие большой процент цинка. В отдельных конструкциях внутри колонны могут присутствовать лестницы и площадки, облегчающие обслуживание. Конструктивные элементы труб этого типа относительно легкие и это облегчает как их транспортировку, так и работы по монтажу.

Мачтовые трубы дымоходные

Центральным элементом мачтовой трубы является опорная башня – трех- или четырехмачтовая, к которой прикреплены дымоходы. Все узлы конструкции собирают на основе в виде бетонной подушки, начиная снизу и постепенно продвигаясь вверх. Используют при сборке заклепочное соединение или применяют саморезы.

Обычно отдельные элементы перевозят на место монтажа и собирают, как конструктор. Занимает этот процесс совсем немного времени – несколько часов. По высоте дымоход может достигать 28,5 м максимум. Устойчивость дымоходу обеспечивают ребра жесткости – оттяжки стальные с сечением от 1,6 до 2 см. Они компенсируют действие поперечных сил.

Материалы для возведения труб котельных

Системы для отвода дыма возводят из разных материалов – кирпича, стали, керамики, полимера. Дымоход из кирпича, сооружаемый над кирпичными печами и каминами, отличается хорошей механической прочностью, отличной теплоемкостью, достаточно высокой степенью пожаробезопасности.

Недостатков у этих конструкций тоже немало, поэтому в современном строительстве полностью кирпичные дымоходы встречаются все реже. Нормативные документы ограничивают высоту кирпичных труб 30-70 м, а диаметр 0,6-8 м.

На стенках кирпичной трубы со множеством выступов и углублений внутри, всегда оседает много конденсата, копоти, содержащей оксиды серы. Последние, вступая в реакцию с водой, образует кислоты, активно разрушающие кирпич.

Неровности поверхности, сужение прохода в результате постепенного нарастания слоя сажи, становятся причиной снижения скорости прохода дыма и опрокидывания тяги в дымоотводном канале.

Более устойчивы к конденсату и воздействиям внешних факторов дымоходы из керамики, у них высокая огнеупорность. Но эта система имеет большой вес, т.к. внутри находятся металлические стержни, придающие ей дополнительную прочность. Отсюда вытекают требования по обязательной устройству отдельного фундамента, опор, что повышает трудоемкость и стоимость монтажа.

Полимерные дымоотводные трубы уместны в котельных с максимальной температурой 250 градусов С, при монтаже газовых колонок. Они легкие, гибкие и долговечные, но актуальны только для газового оборудования.

Устройство для отвода дыма из нержавеющей стали – сборка, состоящая из отдельных элементов дымохода, соединенных между собой при помощи фасонных деталей: тройников, патрубков, дефлекторов, тройников, отводов. Стальными дымовыми трубами оснащают преимущественно газовые котлы.

Монтаж такого дымохода может быть выполнен и после постройки здания в короткие сроки. Существует большой ассортимент соединительных деталей, поэтому трубе можно придать любую конфигурацию.

Модульный дымоход можно без особого труда демонтировать и перенести в другое место. Преимуществом конструкции является и ее небольшой вес, что позволяет обойтись без фундамента, устойчивость к воздействию влаги, незначительное отложение копоти на внутренних стенках, высокая скорость прохождения дымовых газов.

Санитарно-технические нормы разрешают применять стальные трубы для сооружения дымоходов высотой более 30 м, исключение возможно только в том случае, когда за сутки расходуется менее 5 т многозольного топлива. Причина в том, что срок службы таких сооружений составляет 10 лет, а если используется высокосернистое топливо, он существенно сокращается.

К разновидностям, корпус которых выполнен из стального сплава, относятся коаксиальные дымоходы, с конструктивной спецификой и особенностями эксплуатации которых рекомендуем ознакомиться.

Расчет параметров трубы

Для определения высоты и диаметра дымовой трубы для котельной необходимо выполнить аэродинамический расчет конструкции. Диаметр зависит от мощности отдельных котлов или в целом котельной.

На горение топлива и эффективное удаление дыма огромное влияние оказывает тяга, для создания которой необходима постоянная подача воздуха в топку. Это обеспечивается как естественным, так и искусственным путем.

Если в систему встроен дымовой насос, то высота трубы решающего значения не имеет. Важен этот параметр в основном для учета вредных выбросов в атмосферу. Чтобы определить самотягу, нужен обязательный расчет и высоты, и сечения трубы.

Определение высоты трубы при естественной тяге

Чтобы создать нормальную естественную тягу необходимо соблюсти условие равенства силы тяги и суммарного сопротивления, которое возникает во время продвижения дымовых газов по газоводным каналам котла и тракту дымовой трубы. Обеспечить такую тягу возможно при условии небольшого газового сопротивления, когда высота трубы не превышает 60 м.

Нормативными документами, регламентирующими расположение и расчет дымовых труб по высоте, являются СНиП41-01-2003, СП 7.13130.2009.

Следует учитывать также рекомендации, изложенные в инструкции к котлу, в частности, следующие их требования:

От колосников до верхней точки трубы не должно быть меньше 5 м.
Над плоской кровлей без высокого ограждения труба должна возвышаться не менее чем 0,5 м.
По отношению к высоте ограждения и конька крыши труба должна превышать их уровень на 0.5 м, если она находится в пределах полутора м от этих конструкций.
Когда дымоход удален от парапета и конька на расстояние от 1,5 до 3 м, его верхняя точка должна совпадать с их уровнем по высоте.

При неправильно подсчитанной высоте дымохода может возникнуть много проблем и главная – воздушные завихрения или зона ветрового подпора. Огонь в топке могут погасить сильные порывы ветра.

Выполнение правил пожарной безопасности также обязательное условие при проектировании трубы котельной. Необходимо изолировать конструкции, прилегающие к трубе.

Чтобы искры из вентиляционных отверстий на трубе не попадали на кровлю в случае, когда она выполнена из горючего материала, высоту конструкции увеличивают на 0,5 м. Труба котельной должна быть удалена от высоких построек и деревьев минимум на 2 м.

Так как оптимальная тяга возникает за счет разности между суммарной плотностью газов, уходящих в дымоход и столбом воздуха снаружи равным по высоте, расчет выполняется по формуле:

Расчет довольно сложный, лучше, если его выполнят специалисты. Параметры, влияющие на высоту трубы:

Коэффициент А характеризует метеорологическую обстановку региона.
Мi – масса дымовых газов, которые проходят через трубу за единицу времени.
F – скорость с которой оседают частицы, образующиеся во время горения.
Спдкi и Сфi – показатели концентрации разных веществ в дымовом газе.
V – объем газа.
T – разница между температурами воздуха, поступающего в трубу и выходящего из нее.

Если котельная расположена в пристройке к дому, последний становится помехой. Необходимо, чтобы в этом случае оголовок трубы располагался выше зоны ветрового подпора. В противном случае функционировать нормально отопительное оборудование не сможет.

Чтобы определить, на какую величину нужно нарасти трубу, находят самую высокую точку на доме, проводят через нее прямую образовывающую угол 45 градусов с поверхностью земли. Пространство под этой линией – зона ветрового подпора, а дымоход должен располагаться над ней.

Вычисление диаметра трубы

Для расчета диаметра трубы существует формула:

S = m/(ρr х w),

Здесь m – расход топлива за 1 час, w – скорость движения дымовых газов, ρr — плотность воздуха в условиях работы, определяют его по формуле: pв = pBну х 273⁄273 х tос. Где tо – температура воздуха снаружи, pBну – плотность воздуха в нормальных условиях = 1,2932 кг/м3.

Пусть в котле сгорает 50 кг твердого топлива за час, тогда за секунду это будет 50 : 3600 = 0,013888 кг. Скорость движения дымовых газов – 2 м за сек. При температуре воздуха -4 градуса С плотность воздуха равна 0,6881кг на 1 куб. м. 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 рассчитать и по другой формуле: d = 1000/1,163 x (r x Q√H), где r — коэффициент, зависящий от вида используемого топлива. Для угля это 0,03, для дров 0,045, для газа 0,016, жидкого топлива — 0,024.

Выводы и полезное видео по теме

Ролик с наглядной демонстрацией процесса расчета высоты дымового канала для обустройства котельной:

Здесь автор видео поделился собственным опытом расчета и монтажа дымохода для котла на твердом топливе:

Еще одно видео в помощь проектировщику-любителю:

Не столь важно, на каком топливе работают котлы в котельной. В любом случае не обойтись без системы отвода дымовых газов. Главные требования, которым должны соответствовать дымоходные трубы — хорошая тяга и пропускная способность, выдержанные нормы экологии.

Хотите задать вопрос по спорному или неясному моменту, который встретили при ознакомлении с информацией? Есть полезные сведения по теме статьи, которыми желаете поделиться с посетителями сайта? Пишите, пожалуйста, комментарии в находящемся ниже блоке.

Источник