Dimnjak, proračun.

Prilikom konstruisanja peći, idealno bi bilo da se ima takav dizajn koji bi automatski davao onoliko vazduha koliko je potrebno za sagorevanje. Na prvi pogled, to se može uraditi sa dimnjak. Zaista, što intenzivnije gori drvo za ogrjev, što više vrućih dimnih plinova treba biti, to bi trebao biti veći potisak (model karburatora). Ali nije. Promaja uopće ne ovisi o količini nastalih vrućih dimnih plinova. Promaja je pad tlaka u cijevi od glave cijevi do ložišta. Određuje se visinom cijevi i temperaturom dimnih plinova, odnosno njihovom gustinom.

Potisak se određuje po formuli:

F \u003d A (p in - p d) h

gdje je F potisak, A je koeficijent, p in je gustina vanjskog zraka, p d je gustina dimnih plinova, h je visina cijevi

Gustina dimnih gasova se izračunava po formuli:

p d \u003d p in (273 + t in) / (273 + t d)

gdje je t in i t d - temperatura u stepenima Celzijusa vanjskog atmosferskog zraka izvan cijevi i dimnih plinova u cijevi.

Brzina dimnih plinova u cijevi (volumenski protok, tj. usisni kapacitet cijevi) G uopće ne ovisi o visini cijevi i određuje se temperaturnom razlikom između dimnih plinova i vanjskog zraka, kao i površinom poprečnog presjeka dimnjaka. Iz ovoga slijedi niz praktičnih zaključaka.

Kao prvo, dimnjaci su napravljeni visoko ne da bi se povećao protok vazduha kroz ložište, već samo da bi se povećala promaja (odnosno pad pritiska u cevi). Ovo je vrlo važno kako bi se spriječilo prevrtanje propuha (dimljenje peći) u slučaju pritiska vjetra (vrijednost potiska uvijek mora premašiti mogući pritisak vjetra).

Drugo, prikladno je regulirati protok zraka uz pomoć uređaja koji mijenjaju površinu slobodnog dijela cijevi, odnosno uz pomoć ventila. S povećanjem površine poprečnog presjeka kanala dimnjaka, na primjer, za faktor dva, može se očekivati ​​približno dvostruko povećanje zapreminskog protoka zraka kroz ložište.

Učinimo to jednostavnim i dobar primjer. Imamo dvije identične pećnice. Kombinujemo ih u jedno. Dobijamo peć dvostruke veličine sa dvostrukom količinom zapaljenih drva, sa dvostrukim protokom zraka i površinom poprečnog presjeka cijevi. Ili (što je isto), ako u ložištu gori sve više drva za ogrjev, onda je potrebno sve više otvarati ventile na cijevi.

Treće Ako peć normalno gori u stacionarnom stanju, a dodatno pustimo mlaz hladnog zraka u ložište pored zapaljenih drva u dimnjak, tada će se dimni plinovi odmah ohladiti, a protok zraka kroz peć će se smanjiti. U isto vrijeme, drva za loženje počet će blijediti. Odnosno, čini se da ne utičemo direktno na ogrevno drvo i usmeravamo dodatni protok pored ogrevnog drveta, ali se ispostavilo da cev može da prođe manje dimnih gasova nego ranije, kada je ovaj dodatni protok vazduha izostao. Sama cijev će smanjiti protok zraka do drva za ogrjev koji je prethodno bio, a osim toga, neće pustiti dodatni protok hladnog zraka. Drugim riječima, dimnjak će biti blokiran.

Zbog toga su tako štetni propuštanje hladnog zraka kroz proreze u dimnjacima, prekomjerno strujanje zraka u ložištu, kao i svaki gubitak topline u dimnjaku koji dovodi do smanjenja temperature dimnih plinova.

Četvrto, što je veći koeficijent gasnodinamičkog otpora dimnjaka, to je manji protok vazduha. Odnosno, poželjno je da zidovi dimnjaka budu što glatkiji, bez turbulencija i bez zavoja.

Peto, što je temperatura dimnih gasova niža, strujanje vazduha se oštrije menja sa fluktuacijama temperature dimnih gasova, što objašnjava situaciju nestabilnosti cevi pri paljenju peći.

Na šestom, at visoke temperature Brzina protoka dimnih gasova je nezavisna od temperature dimnih gasova. To jest, s jakim zagrijavanjem peći, protok zraka prestaje da se povećava i počinje ovisiti samo o poprečnom presjeku cijevi.

Problemi nestabilnosti se javljaju ne samo kada se analiziraju termičke karakteristike cijevi, već i kada se razmatra dinamika tokova plina u cijevi. Zaista, dimnjak je bunar ispunjen laganim dimnim gasom. Ako se ovaj lagani dimni plin ne diže vrlo brzo, postoji mogućnost da teški vanjski zrak jednostavno potone u lagani plin i stvori opadajući tok u cijevi. Ova situacija je posebno vjerovatna kada su zidovi dimnjaka hladni, odnosno za vrijeme paljenja peći.

Rice. 1. Šema kretanja gasova u hladnom dimnjaku: 1 - ložište; 2 - dovod zraka kroz ventilator; 3-dimnjak; 4 - ventil; 5 - zub dimnjaka; 6-dimni plinovi; 7-zastoj hladnog vazduha; 8 - strujanje vazduha izaziva prevrtanje potiska.

a) glatka otvorena vertikalna cijev
b) cijev sa ventilom i zupcem
c) cijev sa gornjim ventilom

Pune strelice pokazuju smjer kretanja lakih vrućih dimnih plinova. Isprekidane strelice pokazuju smjerove silaznih tokova hladnog teškog zraka iz atmosfere.

Na pirinač. 1a shematski je prikazana peć u koju se dovodi zrak 2, a dimni plinovi 6 odvode kroz dimnjak. atmosferski vazduh 7, čak i do ložišta. Ovaj opadajući protok može zamijeniti "običan" protok zraka kroz ventilator 2. Čak i ako je peć zaključana sa svim vratima i svi zaklopke za usis zraka su zatvorene, peć i dalje može izgorjeti zbog zraka koji dolazi odozgo. Inače, upravo to se često dešava kada ugalj izgori zatvorena vrata peći. Može doći i do potpunog prevrtanja propuha: zrak će ući odozgo kroz cijev, a dimni plinovi će izaći kroz vrata.

U stvarnosti, na unutrašnji zid dimnjak uvijek ima neravnina, nakupina, hrapavosti, pri sudaru sa kojim dimni gasovi i nadolazeća hladnoća vazdušne struje kovitlati i mešati jedno s drugim. Istovremeno, hladni silazni tok zraka se istiskuje ili, zagrijavajući, počinje da se diže prema gore pomiješan s vrućim plinovima.

Efekat okretanja silaznih tokova hladnog vazduha prema gore je pojačan u prisustvu delimično otvorenih ventila, kao i tzv. zuba, koji se široko koristi u tehnologiji izrade kamina pirinač. 1b). Zub sprečava dotok hladnog vazduha iz dimnjaka u prostor kamina i na taj način sprečava dimljenje kamina.

Silazni protok zraka u dimnjaku posebno je opasan po maglovitom vremenu: dimni plinovi ne mogu ispariti ni najmanje kapljice vode, hlade se, smanjuje se potisak i može se čak i prevrnuti. U isto vrijeme, peć jako dimi, ne pali.

Iz istog razloga, peći sa vlažnim dimnjacima mnogo puše. Gornji zasuni su posebno efikasni u sprečavanju silaznih tokova ( pirinač. 1c), podesiv ovisno o brzini dimnih plinova u dimnjaku. Međutim, rad takvih ventila je nezgodan.

Rice. Slika 2. Zavisnost koeficijenta viška vazduha a od vremena zagrevanja peći (puna kriva). Isprekidana kriva je potrebna potrošnja zraka G za potpunu oksidaciju produkata sagorijevanja drva za ogrjev (uključujući čađ i isparljive tvari) u dimnim plinovima (u relativnim jedinicama). Isprekidana tačkasta kriva je stvarna potrošnja zraka G cijevi koju osigurava promaja cijevi (u relativnim jedinicama). Koeficijent viška zraka je količnik odvajanja G cijevi po G protoku

Do stabilne i dovoljno jake promaje dolazi tek nakon što se zidovi dimnjaka zagriju, što dugo traje, pa na početku grijanja uvijek nema dovoljno zraka. U ovom slučaju, koeficijent viška zraka manji je od jedinice, a peć dimi ( pirinač. 2). I obrnuto: na kraju grijanja, dimnjak ostaje vruć, promaja ostaje dugo vremena, iako su drva za ogrjev skoro izgorjela (koeficijent viška zraka je veći od jedan). Metalne peći sa dimnjacima izolovanim metalom brzo dostižu režim zbog niskog toplotnog kapaciteta u odnosu na cevi od cigle.

Analiza procesa u dimnjaku se može nastaviti, ali je već sada jasno da koliko god sama peć bila dobra, sve njene prednosti lošim dimnjakom mogu svesti na nulu. Naravno, u idealan dimnjak treba zamijeniti savremeni sistem prisilni izduv dimni plinovi sa električnim ventilatorom sa podesivim protokom i sa predkondenzacijom vlage iz dimnih plinova. Takav sistem bi, između ostalog, mogao da očisti dimne gasove od čađi, ugljen-monoksida i drugih štetnih nečistoća, kao i da ohladi ispuštene dimne gasove i obezbedi povrat toplote.

Ali sve je to u dalekoj budućnosti. Za ljetnog stanovnika i vrtlara, dimnjak ponekad može postati mnogo skuplji od same peći, posebno u slučaju grijanja kuće na više nivoa. Dimnjaci za saune su obično jednostavniji i kraći, ali razina toplinske snage peći može biti vrlo visoka. Takve cijevi su u pravilu vrlo vruće cijelom dužinom, iz njih često izlaze iskre i pepeo, ali kondenzacija i čađa su beznačajni.

Ako za sada planirate koristiti zgradu saune samo kao kupatilo, onda se cijev može napraviti i neizolovanom. Ako o kupatilu razmišljate i kao o mjestu mogućeg boravka (privremeni boravak, noćenje), posebno zimi, onda je svrsishodnije odmah napraviti izolaciju cijevi, a osim toga, kvalitativno, "doživotno". Istovremeno, peći se mogu mijenjati barem svaki dan, dizajn se može odabrati pogodnije i prikladnije, a cijev će biti ista.

By najmanje ako pećnica radi dugo gorenje(ogrevno drvo koje tinja), tada je izolacija cijevi apsolutno neophodna, jer je pri malim snagama (1 - 5 kW) neizolovano metalna cijev postat će potpuno hladno, kondenzat će teći u izobilju, koji u najtežim mrazima može čak i zamrznuti i blokirati cijev ledom. Ovo je posebno opasno u prisustvu rešetke za zaustavljanje varnica i kišobrana sa malim prolaznim prazninama. Odvodniki varnica su korisni za intenzivno grijanje ljeti, a izuzetno opasni za slabe uslove sagorevanja drva zimi. Zbog mogućeg začepljenja cijevi ledom, postavljanje deflektora i suncobrana na dimnjaci zabranjeno je 1991. (i na dimnjacima plinske pećičak i ranije).

Iz istih razloga ne biste se trebali zanositi visinom cijevi - nivo potiska nije toliko važan za nepovrat peć za saunu. Ako se dimi, uvijek možete brzo provjetriti prostoriju. Ali visina iznad slemena krova (najmanje 0,5 m) mora se poštovati kako bi se sprečilo prevrtanje potiska tokom naleta vetra. Na ravnim krovovima cijev bi trebala stršiti iznad snježnog pokrivača. U svakom slučaju, bolje je imati nižu cijev, ali topliju (nego viša, ali hladnija). visoke cijevi zima je uvijek hladna i opasna za rad.

Hladni dimnjaci imaju dosta nedostataka. Istovremeno, neizolovane, ali ne baš dugačke cijevi metalne peći pri paljenju se brzo zagrijavaju (mnogo brže od cijevi od cigle), ostaju vruće pri snažnom zagrijavanju, pa se stoga vrlo široko koriste u kupatilima (i ne samo u kupatilima), pogotovo jer su relativno jeftine. Azbest-cementne cijevi se ne koriste na metalnim pećima, kao što jesu velika težina, a također se uništavaju tijekom pregrijavanja uz raspršivanje fragmenata.

Rice. 3. Najjednostavniji dizajn metalnih dimnjaka: 1 - metalni okrugli dimnjak; 2 - hvatač iskri; 3 - kapa za zaštitu cijevi od padavine; 4 - rogovi; 5 - krovna obloga; 6 - drveni blokovi između rogova (ili greda) za projektovanje protivpožarnog otvora (presecanja) u krovu ili plafonu (ako je potrebno); 7 - sljemen krova; osam - meki krov(krovni materijal, hidrostekloizol, meke pločice, valoviti karton-bitumenski listovi itd.); devet - metalni lim za pokrivanje krovova i pokrivanje otvora (dozvoljena je upotreba ravni list aceida - azbestno-cementna elektroizolaciona ploča); 10 - metalni drenažni jastučić; 11 - azbestno zaptivanje otvora (fuga); 12 - metalna kapa vidra; trinaest - stropne grede(sa punjenjem prostora izolacijom); 14 - stropna obloga; 15 - potkrovlje (ako je potrebno); 16 - metalni lim za sečenje plafona; 17 - metalni uglovi za ojačanje; 18 - metalni poklopac plafonskog reza (ako je potrebno); 19 - nezapaljiva izolacija otporna na toplinu (ekspandirana glina, pijesak, perlit, mineralna vuna); 20 - zaštitni jastučić (metalni lim preko sloja azbestnog kartona debljine 8 mm); 21 - ekran od metalne cijevi.

a) netermički izolirana cijev;
b) toplotno izoliranu zaštićenu cijev s otporom prijenosa topline od najmanje 0,3 m 2 -deg/W (što je ekvivalentno debljini cigle od 130 mm ili debljini izolacije od mineralne vune od 20 mm).

Na pirinač. 3 tipično dijagrame ožičenja neizolovane metalne cevi. Samu cijev treba kupiti od nehrđajućeg čelika debljine najmanje 0,7 mm. Najpopularniji promjer ruske cijevi je 120 mm, a finske 115 mm.

Prema GOST 9817-95, površina poprečnog presjeka višeokretnog dimnjaka treba biti najmanje 8 cm 2 po 1 kW nazivne toplinske snage koja se oslobađa u peći kada se drvo sagorijeva. Ovu snagu ne treba brkati s toplotnom snagom peći koja intenzivno troši toplinu koja se oslobađa izvana. površina od cigle pećnice u prostoriji prema SNiP 2.04.05-91. Ovo je jedan od naših mnogih nesporazuma. normativni dokumenti. Budući da se peći koje intenzivno zagrijavaju obično zagrijavaju samo 2-3 sata dnevno, snaga peći je oko deset puta veća od snage oslobađanja topline s površine peći od cigle.

Sljedeći put ćemo govoriti o karakteristikama ugradnje dimnjaka.

Prilikom rada generatora topline male snage, vrlo veliki značaj ima faktor kao što je pravilno projektovan i pravilno instaliran dimnjak. Naravno, postoji potreba za proračunom. Kao i svaki proračun toplinske tehnike, proračun dimnjaka može biti strukturni i verifikacijski.

Prva od njih je niz ugniježđenih iteracija (odnosno, na početku proračuna postavljamo neke parametre, kao što su visina i materijal dimnjaka, brzina dimnih plinova, itd., a zatim preciziramo ove vrijednosti uzastopnim aproksimacijama).

Međutim, u praksi se mnogo češće morate suočiti s potrebom da provjerite proračun dimnjaka, jer je obično kotao priključen na već postojeći sistem uklanjanje dima. U ovom slučaju već imamo visinu dimnjaka, materijal i površinu dimnjaka itd.

Zadatak je provjeriti kompatibilnost parametara dimnog kanala i generatora topline.

tj neophodno stanje Ispravan rad dimnjaka je višak vlastite promaje nad gubitkom pritiska u dimnjaku za vrijednost minimalno dozvoljenog vakuuma u dimovodnoj cijevi generatora topline. Količina prirodnog potiska ovisi o mnogim faktorima.

• Oblici poprečnog presjeka dimnjaka (pravougaoni, okrugli, itd.)
• Temperature dimnih plinova na izlazu iz generatora topline
• Materijal za dimnjak ( nehrđajući čelik, cigla, itd.)
• Hrapavost unutrašnje površine dimnjaka
• Propuštanja u gasovodu, na spojevima elemenata (pukotine u premazu itd.)
• Parametri spoljašnjeg vazduha (temperatura, vlažnost)
• Visine iznad nivoa mora
• Parametri ventilacije prostorije u kojoj je kotao instaliran
• Podešavanje kvaliteta generatora toplote - potpunost sagorevanja goriva (odnos gorivo/vazduh).
• Vrsta rada gorionika (modulaciona ili diskretna)
• Stepeni kontaminacije elemenata gasno-vazdušnog puta (kotla i dimnjaka)

Vrijednost samovuče
Kao prva aproksimacija, vrijednost samovlaćenja može se ilustrovati primjerom na sl. jedan .

gdje je hc vrijednost samovlaćenja;
Hd - efektivna visina dimnjaka;
v - gustina vazduha;
g - gustina dimnih gasova.
Kao što se može vidjeti iz formule, glavnu promjenjivu komponentu čine gustine dimnih plinova i zraka, koje su funkcije njihove temperature.

Kako bismo pokazali koliko jako vrijednost vlastitog potiska ovisi o temperaturi dimnih plinova, predstavljamo sljedeći grafikon koji ilustruje ovu zavisnost (vidi sliku 2).


Međutim, u praksi su mnogo češći slučajevi kada se ne mijenja samo temperatura dimnih plinova, već i temperatura zraka. U tab. 1 prikazane su vrijednosti specifične težine po metru visine dimnjaka u zavisnosti od temperature proizvoda izgaranja i zraka.


Naravno, tabela daje vrlo približan rezultat, a za precizniju procjenu (kako bi se izbjegla interpolacija vrijednosti), potrebno je izračunati stvarne vrijednosti gustine produkata sagorijevanja i okolnog zraka.
v - gustina vazduha u radnim uslovima:

gdje toc - temperatura okruženje, °S, prihvaćeno za najgorim uslovima rad opreme - ljetno računanje vremena. U nedostatku podataka, pretpostavlja se 20 °C;
vnu - gustina vazduha u normalnim uslovima - 1,2932 kg/m3.
g - gustina dimnih gasova u radnim uslovima:

gde je hnu gustina produkata sagorevanja u normalnim uslovima, pr= 1,2 za prirodni gas može se prihvatiti - 1,26 kg / m3.

Radi praktičnosti, označavamo a=1/273
onda

gdje je 1 + a x t temperaturna komponenta.
Da bismo pojednostavili operacije, smatraćemo da je gustina dimnih gasova jednaka gustini vazduha i sve vrednosti gustine smanjene na normalnim uslovima u intervalu t = -20 +400 ° C, u tabeli. 2.

Praktičan proračun samo-vuče
Za izračunavanje prirodnog gaza potrebno je navesti prosječnu temperaturu plina u cijevi ϑcp. Temperatura na ulazu u cijev ϑ1 određuje se iz pasoških podataka opreme. Temperatura produkata izgaranja na izlazu iz ušća dimnjaka ϑ2 nalazi se uzimajući u obzir njihovo hlađenje duž dužine cijevi.

Hlađenje plinova u cijevi na 1 metar njene visine određuje se formulom:

gdje je Q nominalni toplotna snaga bojler, kW;
B - koeficijent: 0,85 - neizolirana metalna cijev, 0,34 - izolirana metalna cijev, 0,17 - cijev od cigle sa debljinom zida do 0,5 metara.
Temperatura na izlazu iz cijevi:

gdje je Hd efektivna visina dimnjaka u metrima.

Prosječna temperatura produkata sagorijevanja u dimnjaku:

U praksi se vrijednost samovlačenja izračunava za sljedeće granične uvjete:
1. Za vanjsku temperaturu od 20 °C ( letnji režim rad generatora toplote).
2. Ako se ljetna projektna vanjska temperatura razlikuje za više od 10 °C od 20 °C, tada je projektna temperatura prihvaćena.
3. Ako generator toplote radi samo u zimski period, tada se proračun vrši prema prosječna temperatura za grejnu sezonu.

Na primjer, uzmimo instalaciju sa sljedećim parametrima (slika 3):

• snaga 28 kW;
• temperatura dimnih gasova 125 °S;
• visina dimnjaka 8 m;
• Dimnjak je od cigle.

Hlađenje gasova u cevi na 1 metar njene visine prema:

Temperatura dimnih plinova na izlazu iz cijevi prema:
ϑ2 = 125 - 8 x 1,016 = 117, ° S.
Prosječna temperatura produkata sagorijevanja u dimnjaku prema:
ϑav = (125 + 117)/2 = 121, °S.
Vrijednost samovuče se izračunava na sljedeći način:
hc \u003d 8 (1,2049 - 0,8982) = 2,4536, mm vodenog stupca

proračun optimalno područje poprečni presjek dimnog kanala

1. Prva opcija za određivanje prečnika dimnjaka
Promjer cijevi se uzima ili prema podacima iz pasoša (prema promjeru izlazne cijevi iz kotla) u slučaju ugradnje zasebnog dimnjaka za svaki kotao, ili prema formuli kada se više kotlova spaja u zajednički dimnjak ( ukupna snaga do 755 kW).

Za cilindrične cijevi, promjer se određuje:

r je koeficijent koji zavisi od vrste goriva koje se koristi. Gas: r = 0,016, tečno gorivo: r = 0,024, ugalj: r = 0,030, ogrevno drvo: r = 0,045.

2. Druga opcija za određivanje prečnika dimnjaka (uzimajući u obzir brzinu produkata sagorevanja)
Prema Norma UNI-CTI 9615, površina poprečnog presjeka dimnjaka može se izračunati pomoću formule:

gdje je mg
d - protok mase proizvodi sagorevanja, kg/sat.
Na primjer, razmotrite sljedeći slučaj:

• Visina dimnjaka 7 m;
• Maseni utrošak produkata sagorevanja 81 kg/sat;
• Gustina produkata sagorevanja (pri ϑav =120 °C) g = 0,8982 kg/m3;
• Brzina produkata sagorevanja (u prvoj aproksimaciji) wg = 1,4 m/s.

Određivanjem približne površine poprečnog presjeka dimnog kanala:
F = (0,225 kg/s)/(1,4 m/s x 0,8982) = 0,0178 m2 = 179 cm2.

Odavde izračunavamo prečnik dimnog kanala i biramo najbliži standardni dimnjak: 150 mm.

Na osnovu nove vrijednosti prečnika dimnjaka određujemo površinu kanala dimnjaka i specificiramo brzinu dimnih plinova.

wg = (0,225 kg/s)/(0,8982 kg/m3 x 0,01327 m2) = 1,89 m/s.
Nakon toga provjeravamo da je brzina dimnih plinova u rasponu od 1,5-2,5 m/s.

I kada velika brzina dimnih plinova, hidraulički otpor dimnjaka se povećava, a ako je prenizak, aktivno se stvara kondenzat vodene pare.

Na primjer, izračunavamo i brzinu dimnih plinova za nekoliko najbližih veličina dimnjaka:
Ø 110 mm: wg = 2,64 m/s.
Ø 130 mm: wg = 1,89 m/s.
Ø 150 mm: wg = 1,42 m/s.
Ø 180 mm: wg = 0,98 m/s.
Rezultati su prikazani na sl. 4 . Kao što vidite, iz dobijenih vrednosti dve standardne veličine zadovoljavaju uslove brzine: Ø 130 mm i Ø 150 mm. U principu, možemo odabrati bilo koju od ovih vrijednosti, ali je poželjniji Ø 150 mm, jer će gubitak tlaka u ovom slučaju biti manji.

Za praktičnost odabira standardne veličine dimnjaka, možete koristiti dijagram na sl. 5 .
Na primjer:

• Potrošnja produkata sagorevanja 468 m3/sat; prečnik dimnjaka Ø 300 mm - brzina produkata sagorevanja wg = 1,9 m/s
• Potrošnja produkata sagorevanja 90 m3/sat; prečnik dimnjaka Ø 150 mm - brzina produkata sagorevanja wg = 1,4 m/s

Gubitak pritiska u dimnjaku
Zbir otpora cijevi:

Otpor na trenje:

Gubici u lokalnim otporima:

= 1,0; 0,9; 0,2-1,4 - koeficijenti lokalnog otpora sa izlaznom brzinom (na izlazu iz dimnjaka), na ulazu u dimnjak i u zavojima - krivinama i T-e (koeficijent se bira ovisno o njihovoj konfiguraciji), respektivno.

- koeficijent otpora trenja:
za cijevi od cigle = 0,05;
za čelične cijevi = 0,02.
g je ubrzanje slobodnog pada jednako 9,81 m/s2.
d - prečnik dimnjaka, m.
wg - brzina produkata izgaranja u cijevi:

Vdg - stvarna zapremina produkata sagorevanja:

BT - potrošnja goriva, uzimajući u obzir kaloričnu vrijednost ovog goriva:

- efikasnost instalacije iz pasoških podataka za opremu (0,9-0,95);
Qnr - neto kalorijska vrijednost (u zavisnosti od sastava goriva), za plin - 8000 kcal/m3;
Vog je teoretska zapremina produkata sagorevanja, za prirodni gas se može uzeti 10,9 m3/m3;
Vov - teoretski potreban iznos vazduha, za sagorevanje 1 m3 prirodnog gasa 8,5-10
m3/m3;
 - koeficijent viška vazduha, za prirodni gas 1,05-1,25.

Test vuče se izvodi prema formuli:

hbar - barometarski pritisak, pretpostavlja se da je 750 mm w.c.
HP - ukupan pad pritiska gasnog puta, mm vodenog stuba, bez uzimanja u obzir otpora i sopstvenog promaja cevi.
1.2 - faktor sigurnosti potiska.
Ukupni pad pritiska duž puta gasa ( opšti oblik formule):

gdje je hT '' vakuum na izlazu iz peći, neophodan da se spriječi izbacivanje plinova, obično 2-5 mm w.c.
AT ovaj slučaj Za provjeru potiska uzima se ukupna razlika tlaka bez uzimanja u obzir ukupnog otpora h i vlastite vučne cijevi hc.
ovako:
HP = hT’’ = 2-5 mm w.c.
Radi jasnoće, prikazaćemo procese koji se dešavaju u dimnom kanalu na dijagramu pritiska (slika 6).

Na horizontalnoj osi ucrtavamo padove pritiska i gubitke pritiska, a na horizontalnoj osi visinu dimnjaka.

Tada će segment DB pokazati vrijednost vlastite promaje, a linija DA - pad tlaka po visini dimnjaka.

Sa druge strane ose AB odlažemo gubitak pritiska u dimnjaku. Grafički, gubitak pritiska duž dužine dimnjaka će simbolizirati segment AC.

Napravimo zrcalnu projekciju segmenta BC i dobijemo tačku C'. Područje zasjenjeno zelenom bojom simbolizira vakuum u dimnom kanalu.

Očigledno, vrijednost prirodnog propuha opada po visini dimnjaka, a gubitak tlaka raste od ušća do osnove dimnjaka.

Primjer ispravne ugradnje dimnjaka i izvod iz DBN.V.2.5-20-2001 "Snabdijevanje plinom"

Prilikom projektiranja i ugradnje dimnjaka neophodno je pridržavati se sljedećih tačaka domaćih normi i pravila:

DBN V.2.5-20-2001 Dodatak G "Uklanjanje produkata sagorevanja".

J.Z. Uklanjanje produkata sagorevanja iz domaćinstva plinski uređaji, peći i ostalo domaćinstvo gasna oprema, čiji dizajn predviđa uklanjanje produkata izgaranja u dimnjak, treba osigurati iz svakog uređaja, jedinice ili peći kroz poseban dimnjak.
U postojećim zgradama dozvoljeno je predvidjeti priključak na jedan dimnjak najviše dva bojlera ili peći za grijanje koji se nalaze na istoj ili različitim spratovima zgrade, pod uslovom da se proizvodi sagorevanja unose u dimnjak na različitim nivoima, ne bliže od 0,5 m jedan od drugog, ili u istoj ravni sa uređajem u dimnjaku, rezanje na visinu od najmanje 0,5 m.

G.6. Površina poprečnog presjeka dimnjaka ne smije biti manje površine dio cijevi plinskog uređaja spojenog na dimnjak. Prilikom spajanja dva aparata, peći i sl. na dimnjak poprečni presjek dimnjaka treba odrediti uzimajući u obzir njihov istovremeni rad. Konstruktivne dimenzije dimnjaka moraju se odrediti proračunom.

G.7. Dimnjaci treba da budu od opeke otporne na mraz (Mrz 125), glinena cigla, toplotno otporni beton za višespratnice i azbestno-cementne cijevi za jednospratne zgrade. Dozvoljeno je osigurati uklanjanje produkata izgaranja kroz čelične dimnjake. Dizajn dimnih kanala može biti i fabrički napravljen, isporučen u kompletu sa plinskom opremom. Prilikom postavljanja azbestno-cementnih i čeličnih cijevi izvan zgrade ili kada prolaze kroz potkrovlje zgrade, one moraju biti toplinski izolirane kako bi se spriječila kondenzacija. Dizajn dimnih kanala u vanjskim zidovima i kanala pričvršćenih za ove zidove također mora osigurati da temperatura plinova na njihovom izlazu bude iznad tačke rose. Zabranjeno je izrađivati ​​kanale od šljake betona i drugih rastresitih ili poroznih materijala.

G.9. Priključak plinske opreme na dimnjake treba biti osiguran spojnim cijevima od krovnog ili pocinčanog čelika debljine najmanje 1,0 mm, fleksibilnim metalnim valovitim cijevima ili objedinjenim elementima koji se isporučuju s opremom. Spojna dimovodna cijev koja povezuje plinski uređaj sa dimnjakom mora imati vertikalni presjek. Dužina vertikalni presek priključna cijev, računajući od dna odvoda dima plinskog uređaja do ose horizontalnog presjeka cijevi, mora biti najmanje 0,5 m. U prostorijama do 2,7 m visine, za uređaje sa stabilizatorima propuha, dozvoljeno je smanjenje dužina vertikalnog presjeka do 0,25 m, bez stabilizatora gaza do 0,15 m. Ukupna dužina horizontalni presjeci priključnih cijevi u novim kućama ne smiju biti veći od 3 m, u postojećim kućama ne više od 6 m. Nagib cijevi treba biti najmanje 0,01 prema plinskom uređaju. Na dimovodnim cijevima dopušteno je osigurati ne više od tri zavoja s polumjerom zakrivljenosti ne manjim od promjera cijevi. Ispod mjesta spajanja dimovodne cijevi od aparata do dimnjaka treba postaviti "džepni" uređaj poprečnog presjeka najmanje poprečnog presjeka dimnjaka i dubine od najmanje 25 cm, sa otvorom za čišćenje. biti obezbeđena. dimovodne cijevi negrijane prostorije, ako je potrebno, mora biti pokriven izolacijom. Polaganje dimovodnih cijevi od aparata i peći kroz dnevne sobe nije dopusteno

G.10. Pretpostavlja se da je udaljenost od priključne cijevi do stropa ili zida od negorivih materijala najmanje 5 cm, a od zapaljivih i sporogorućih materijala - najmanje 25 cm.

G.15. Dimnjaci iz plinskih uređaja u zgradama moraju se ukloniti:
- iznad granice vjetrovitog rukavca, ali ne manje od 0,5 m iznad sljemena krova kada se nalaze (računajući horizontalno) ne dalje od 1,5 m od sljemena;
- u nivou sa slemenom, ako se nalaze na udaljenosti do 3 m od slemena;
- ne niže od ravne linije povučene od sljemena prema dolje pod uglom od 10 ° prema horizontu, s cijevima koje se nalaze na udaljenosti većoj od 3 m od sljemena krova. Zona povratnog vjetra dimnjaka je prostor ispod linije povučene pod uglom od 45° prema horizontu od najviše visoke tačke u blizini zgrada i drveća. U svim slučajevima visina cijevi iznad susjednog dijela krova mora biti najmanje 0,5 m, a za kuće sa kombinovanim krovom (ravni krov) - najmanje 2,0 m. Ugradnja suncobrana i drugih mlaznica na dimnjake nije dozvoljeno.

G.20. Dužina horizontalnog presjeka dimnog kanala od oprema za grijanje sa zatvorenom komorom za sagorevanje pri izlasku vanjski zid prihvatljivo ne više od 3 m.

Zaključak
Kao što pokazuje dugogodišnje iskustvo u radu generatora toplote sa otvorenom komorom za sagorevanje, akumulirano u našoj organizaciji, od pravilno projektovanog i pravilno ugrađenog dimnjaka do u velikoj mjeri zavisi od pouzdanog i stabilan rad postrojenje za proizvodnju toplote (vidi sliku 7).

Stoga je potrebno posvetiti veliku pažnju ovom pitanju već u fazi projektovanja sistema za snabdevanje toplotom, a takođe i izvršiti verifikacioni proračuni prilikom popravke, modernizacije i zamjene toplotnih generatora. Nadamo se dati materijal pomoći će širokom krugu čitalaca da se pozabave ovim važnim pitanjem.

7. VLAK PLIN-VAZDUH, DIMNE CIJEVI, ČIŠĆENJE DIMNIH PLINOVA
Put gas-vazduh

7.1. Prilikom projektovanja kotlovnica potrebno je predvidjeti nacrtne instalacije (dimovnici i duvaljke) u skladu sa specifikacije proizvođači. Po pravilu, jedinice za vuču treba obezbediti pojedinačno za svaku kotlovsku jedinicu.

7.2. Grupne (za odvojene grupe kotlova) ili zajedničke (za cijelu kotlarnicu) instalacije s prisilnim promajem mogu se koristiti pri projektovanju novih kotlarnica sa kotlovima kapaciteta do 1 Gcal/h i pri projektovanju rekonstruisanih kotlarnica.

7.3. Grupne ili zajedničke instalacije za vuču treba da budu projektovane sa dva odvoda dima i dva ventilatora. Projektni kapacitet kotlova, za koje su predviđene ove instalacije, obezbeđen je paralelnim radom dva dimovoda i dva puhala.

7.4. Odabir vučnih jedinica treba izvršiti uzimajući u obzir sigurnosne faktore za pritisak i performanse u skladu sa App. 3 ovim pravilima i propisima.

7.5. Prilikom projektovanja postrojenja za vuču za kontrolu njihovog učinka potrebno je predvidjeti vodeće lopatice, indukcijske spojnice i druge uređaje koji obezbjeđuju ekonomične načine regulacije i isporučuje se u kompletu sa opremom.

7.6. Projektiranje plinsko-zračnog puta kotlovnica izvodi se u skladu sa standardnom metodom aerodinamičkog proračuna kotlovskih postrojenja TsKTI im. I.I. Polzunova.

(J) Za ugradne, priključne i krovne kotlove u zidovima treba predvideti otvore za dovod vazduha za sagorevanje, koji se po pravilu nalaze u gornjoj zoni prostorije. Dimenzije otvorenog preseka otvora određuju se na osnovu toga da brzina vazduha u njima ne bude veća od 1 m/s.

7.7. Otpornost na plin serijski proizvedenih kotlova treba uzeti prema podacima proizvođača.

7.8. U zavisnosti od hidrogeoloških uslova i rasporednih rešenja kotlovskih agregata, spoljne gasovode treba predvideti podzemno ili nadzemno. Plinski kanali trebaju biti od cigle ili armiranog betona. Upotreba nadzemnih metalnih plinovoda je dozvoljena, kao izuzetak, ako postoji odgovarajuća studija izvodljivosti.

7.9. Cjevovodi za plin i zrak unutar kotlarnice mogu se projektovati čeličnim, okrugli presjek. Gasovodi pravougaonog presjeka dozvoljeno je na mjestima spajanja pravokutnih elemenata opreme.

7.10. Za dijelove gasovoda gdje je moguće nakupljanje pepela treba predvidjeti uređaje za čišćenje.

7.11. Za kotlove koji rade na kiselo gorivo, ako postoji mogućnost stvaranja kondenzata u gasovodima, treba obezbediti zaštitu od korozije unutrašnjih površina gasovoda u skladu sa građevinski kodovi i pravila za zaštitu građevinske konstrukcije od korozije.

Dimnjaci

7.12. Dimnjake kotlarnica treba graditi prema standardni projekti. Prilikom razvoja individualni projekti dimnjaci moraju biti vođeni tehnička rješenja usvojeno u standardnim projektima.

7.13. Za kotlarnicu je potrebno predvidjeti izgradnju jednog dimnjaka. Dozvoljeno je osigurati dvije ili više cijevi sa odgovarajućim obrazloženjem.

7.14. (K) Visina dimnjaka pod vještačkom propuhom utvrđuje se u skladu sa Smjernicama za proračun disperzije u atmosferi štetne materije sadržane u emisijama preduzeća i Sanitarni standardi dizajn industrijska preduzeća. Visina dimnjaka pod prirodnim vukom utvrđuje se na osnovu rezultata aerodinamičkog proračuna gasno-vazdušnog kanala i proverava se prema uslovima disperzije štetnih materija u atmosferi. Prilikom izračunavanja disperzije štetnih tvari u atmosferi treba uzeti maksimalno dopuštene koncentracije pepela, sumpornih oksida, dušikovog dioksida i ugljičnog monoksida. U ovom slučaju, količina emitovanih štetnih emisija uzima se po pravilu prema podacima proizvođača kotlova, a u nedostatku ovih podataka utvrđuju se proračunom.

Visina otvora dimnjaka za ugradne, priključne i krovne kotlove mora biti iznad granice vjetrovitog rukavca, ali ne manje od 0,5 m iznad krova, a također ne manje od 2 m iznad krova viših dio zgrade ili najviša zgrada u radijusu od 10 m.

7.15. (K) Prečnici izlaznih otvora čeličnih dimnjaka određuju se iz uslova optimalnih brzina gasa na osnovu tehničko-ekonomskih proračuna. Izlazni prečnici od cigle i armirano-betonske cijevi određuju se na osnovu zahtjeva iz tačke 7.16 ovih pravila i propisa.

7.16. Kako bi se spriječilo prodiranje dimnih plinova u debljinu konstrukcija od cigle i armiranobetonskih cijevi, nije dopušten pozitivan statički pritisak na zidove izduvnog šahta. Za to je ispunjen uslov R< 1, где R - определяющий критерий, равный

L - koeficijent otpora trenja;

i - konstantan nagib unutrašnje površine gornji dio cijevi;

Yx - gustina vanjskog zraka u projektnom režimu, kg / m 3;

d0 - prečnik izlaza cevi, m;

h0 - dinamički pritisak plin na izlazu cijevi, kgf / m 2:

W0 - brzina gasa na izlazu cevi, m/s;

g - ubrzanje gravitacije, m 2 / s;

Yr - gustina gasa u projektovanom režimu, kg/m 3 .

Treba napraviti verifikacioni proračun za zimski i ljetni projektni režim rada kotlarnica.

Za R > 1, povećajte promjer cijevi ili koristite cijev posebnog dizajna (sa unutrašnjom plinonepropusnom izlaznom osovinom, s protupritiskom između osovine i obloge).

7.17. Formiranje kondenzata u šahtovima od cigle i armiranobetonskih cijevi koje ispuštaju produkte sagorijevanja plinovitih goriva nije dozvoljeno u svim režimima rada.

7.18. Za kotlovnice koje rade gasovito gorivo, dopuštena je upotreba čeličnih dimnjaka ako nije ekonomski izvodljivo povećati temperaturu dimnih plinova.

(K) Za samostalne kotlarnice, dimnjaci moraju biti plinootporni, izrađeni od metala ili nezapaljivi materijali. Cijevi po pravilu moraju imati vanjski dio toplotna izolacija kako bi se spriječila kondenzacija i otvori za pregled i čišćenje.

7.19. Otvori za plinske kanale u jednom horizontalnom dijelu cijevnog okna ili temeljne čahure moraju biti ravnomjerno raspoređeni po obodu.

Ukupna površina slabljenja u jednoj horizontalnoj sekciji ne bi trebalo da prelazi 40% ukupne površine sekcije za armirano-betonsko okno ili temeljno staklo i 30% za ciglu od cigle.

7.20. Kanali za dovod gasa na spoju sa dimnjakom moraju biti projektovani u obliku pravougaonika.

7.21. Kod konjugacije gasovoda sa dimnjakom potrebno je obezbediti temperaturno taložene šavove ili kompenzatore.

7.22. Potreba za korištenjem obloga i toplinske izolacije za smanjenje toplinskih naprezanja u trupovima cijevi od opeke i armiranog betona određena je proračunom toplinske tehnike.

7.23. U cijevima predviđenim za odvođenje dimnih plinova iz sagorijevanja kiselog goriva, u slučaju stvaranja kondenzata (bez obzira na postotak sadržaja sumpora), po cijeloj visini okna treba predvidjeti oblogu od materijala otpornih na kiseline. U nedostatku kondenzata na unutrašnjoj površini odvodne cijevi dimnih plinova, u svim režimima rada, dopušteno je koristiti obloge od glinene cigle za dimnjake ili glinene obične opeke od plastične prešane klase od najmanje 100 sa upijanje vode ne više od 15% na glineno-cementnom ili složenom mortu od najmanje 50.

7.24. Proračun visine dimnjaka i izbor dizajna za zaštitu unutrašnje površine njegovog okna od agresivnih uticaja okoline treba izvršiti na osnovu uslova sagorevanja glavnog i rezervnog goriva.

7.25. Visinu i lokaciju dimnjaka potrebno je dogovoriti sa lokalnom kancelarijom Ministarstva civilnog vazduhoplovstva. Svjetlosna zaštita dimnjaka i bojenje vanjskih oznaka moraju biti u skladu sa zahtjevima Priručnika o službi aerodroma u civilnom zrakoplovstvu SSSR-a.

7.26. Dizajn treba da obezbedi spoljnu zaštitu od korozije čelične konstrukcije cigle i armirano betonske dimnjake, kao i površine čeličnih cijevi.

7.27. Na dnu dimnjaka ili temelja treba predvidjeti šahtove za pregled dimnjaka, a u neophodnim slučajevima- uređaji koji omogućavaju uklanjanje kondenzata.

Čišćenje dimnih gasova

7.28. Kotlovi projektovani za rad na čvrsta goriva (ugalj, treset, uljni škriljci i drvni otpad) moraju biti opremljeni jedinicama za čišćenje dimnih gasova od pepela u slučajevima kada

A p B>5000 (3)

B- maksimalna satna potrošnja goriva, kg.

Bilješka. Pri korištenju čvrstog goriva kao hitnog slučaja nije potrebna ugradnja sakupljača pepela.

7.29. Izbor tipa kolektora pepela vrši se u zavisnosti od zapremine gasova za čišćenje, potrebnog stepena prečišćavanja i mogućnosti rasporeda na osnovu tehničkog i ekonomskog poređenja mogućnosti ugradnje pepelnika različitih tipova.

Kao uređaje za sakupljanje pepela treba uzeti:

• blokovi ciklona TsKTI ili NIIOGAZ - sa zapreminom dimnih gasova od 6000 do 20000 m 3 / h;
• baterijski cikloni - sa zapreminom dimnih gasova od 15.000 do 150.000 m 3 / h;
• akumulatorski cikloni sa recirkulacijskim i elektrofilterima - sa zapreminom dimnih gasova preko 100.000 m 3 / h.

"Mokri" kolektori pepela sa niskotlačnim Venturi cijevima s eliminatorima kapljica mogu se koristiti u prisustvu hidrauličnog sistema za uklanjanje pepela i šljake i uređaja koji isključuju ispuštanje štetnih tvari sadržanih u pepelu i šljaci u vodena tijela.

Zapremine gasova se uzimaju na njihovoj radnoj temperaturi.

7.30. Koeficijenti za čišćenje uređaja za sakupljanje pepela uzimaju se obračunski i moraju biti u granicama utvrđenim App. 4 ovim pravilima i propisima.

7.31. Ugradnja pepelnika mora biti predviđena na usisnoj strani dimovoda, po pravilu, na otvorenim prostorima.

Uz odgovarajuće obrazloženje, dozvoljena je ugradnja sakupljača pepela u zatvorenom prostoru.

7.32. Sakupljači pepela su obezbeđeni pojedinačno za svaki kotlovski agregat. U nekim slučajevima je dozvoljeno da se obezbedi grupa sakupljača pepela ili jedan sekcioni uređaj za više kotlova.

7.33. Prilikom rada kotlovnice na čvrsto gorivo, pojedinačni kolektori pepela ne bi trebali imati obilazne plinske kanale.

7.34. Forma i unutrašnja površina Bunker za hvatanje pepela mora osigurati potpuno ispuštanje pepela gravitacijom, dok se ugao nagiba stijenki bunkera prema horizontu pretpostavlja 60°, au opravdanim slučajevima dozvoljeno je najmanje 55°.

Hvatači pepela moraju imati hermetičke zaptivke.

7.35. Brzina gasova u ulaznom gasnom kanalu biljke za sakupljanje pepela treba uzeti najmanje 12 m/s.

7.36. "Mokri" odvodniki varnica treba da se koriste u kotlarnicama predviđenim za rad na drvnom otpadu, u slučajevima kada A p B<5000 После золоуловителей искрогасители не устанавливаются.

Doktor tehničkih nauka I.I. Strykha, profesor, glavni istraživač,
RUE "BelTEI", Minsk, Republika Bjelorusija

Uvod

Za postizanje visoke efikasnosti kotlovskih postrojenja potrebno je smanjiti temperaturu dimnih gasova. Međutim, nivo njegovog smanjenja ograničen je uslovima za osiguranje pouzdanog rada dimnjaka.

U kotlarnicama se široko koriste dimnjaci s nosivom osovinom i oblogom od opeke. Za takve cijevi faktori koji određuju njihovu pouzdanost i izdržljivost su temperaturno stanje površine obloge i cijevi, kao i sastav izduvnih plinova. Prijelaz kotlova na ne-projektne vrste goriva ili odstupanje njihovih načina rada od projektnih vrijednosti mora biti popraćeno odgovarajućim proračunima kako bi se stvorili uvjeti koji osiguravaju pouzdan rad dimnjaka.

Uzroci oštećenja

U početnom periodu masovne izgradnje dimnjaka od cigle, kotlovnice su po pravilu radile na čvrsta i tečna goriva sa temperaturom izduvnih gasova iz kotlova od 200-250 °C. To nije dovelo do oštećenja elemenata cijevi, izrađene od obične glinene cigle M-100. Zazor između obloge i okna ispunjenog toplotnoizolacionim materijalom, a pri odgovarajućim temperaturama dimnih gasova i klimatskim uslovima i bez punjenja, omogućio je održavanje potrebnih temperaturnih razlika u elementima dimnjaka i obezbedio njihov dovoljno dug rad.

Iskustvo eksploatacije dimnjaka različitih izvedbi u termoelektranama i kotlovnicama pokazuje da su se prelaskom kotlova sa čvrstih i tekućih goriva na gori prirodni plin počela češće uočavati oštećenja na elementima dimnjaka. Vek trajanja obloge, u zavisnosti od klimatskih uslova i temperature izduvnih gasova na nizu objekata, ne prelazi 3-4 godine. U južnim krajevima bivšeg SSSR-a, pri temperaturi ispuštenih produkata sagorijevanja prirodnog plina (zimi) od 80-130 °C, nije uočeno stvaranje kondenzata na površini elemenata dimnjaka i nije bilo oštećenja na njima.

Istovremeno, cigleni dimnjaci koji se nalaze u centralnim regijama bivšeg SSSR-a oštećuju se kada kotlovi na plin rade pri djelomičnim opterećenjima i temperaturama dimnih plinova do 100 °C zimi. Potonji se pojačavaju pri malim brzinama dimnih plinova na ušću cijevi (do 2 m/s) i na podzemnoj lokaciji svinja. U isto vrijeme, podzemne vode, ulazeći u plinski put, ubrzavaju proces uništavanja cijevi. U radu su date informacije o nezadovoljavajućem stanju dimnjaka kotlovnica kada kotlovi rade na gas sa temperaturom ispuštenih produkata sagorevanja zimi od 70-100°C i njihovom izlaznom brzinom od 1,5-6,5 m/s. Uvidom u stanje ove cijevi utvrđeno je da je zid mokar, cigle su lokalno oljuštene itd. Slična situacija je zabilježena i za dimnjak od cigle kada kotlovi rade na plin i njihov pražnjenje s temperaturom od 40-60°C unutar okna i brzinom od 1-2 m/s. Gornji dio cijevi (do 12 m) bio je prekriven ledom, cigla se oljuštila i raspala. Prelaskom na temperaturu dimnih plinova od 150 °C ovi nedostaci su u potpunosti otklonjeni.

Glavni razlog za uništavanje obloge i potpornog trupa dimnjaka tokom rada kotlova na prirodni plin je odstupanje od projektnih vrijednosti temperaturno-vlažnog i aerodinamičkog režima dimnjaka. Kao što je poznato, temperatura tačke rose produkata sagorevanja prirodnog gasa je 55-60 °C. Sa smanjenjem brzine dimnih plinova u cijevi i smanjenjem temperature plinova na 100 ° C, temperatura unutrašnje površine obloge cijevi opada do točke rosišta produkata izgaranja i ispod. Koeficijent prolaza toplote na gasnoj strani je smanjen na 2-6 W/(m2.K) umjesto na 35 W/(m2.K) za projektne uslove sa nazivnim parametrima kotlova priključenih na cijev. Kondenzat iz dimnih plinova ulazi na površinu obloge, a zatim se filtrira u ciglu kroz šavove u njoj i zidanje okna, a pri negativnoj vanjskoj temperaturi ovaj kondenzat se smrzava, a kao rezultat, cigla i šavovi u zidovima su uništeni.

Kada se brzina dimnih gasova smanji na odgovarajući nivo, nastaju uslovi za ulazak hladnog vazduha u cev, što dovodi do hlađenja zida u njegovom gornjem delu. Preporučljivo je uzeti brzinu na izlazu iz cijevi oko 6 m/s, tj. 1,3-1,5 puta veću brzinu vjetra kako biste izbjegli hladan zrak.

Pri velikim brzinama dimnih plinova može se stvoriti prevelik statički pritisak u cijevi. U tom slučaju dimni plinovi kroz šavove obloge prodiru u zonu s temperaturom materijala ispod temperature rosišta, gdje dolazi do kondenzacije, što dovodi do uništenja zida. Vrijednost statičkog tlaka ovisi o brzini dimnih plinova, obliku i visini cijevi, temperaturi dimnih plinova i vanjskog zraka. Optimalna brzina za dimnjake od cigle je 6-18 m/s na izlazu iz dimnjaka, što se mora potvrditi proračunom.

Slična oštećenja na dimnjacima nastaju prilikom rada kotlova na sumporno lož ulje. Istovremeno, situacija se pogoršava prisustvom sumpornih jedinjenja (sumpornog gasa i sumpornog anhidrida) u dimnim gasovima i zbog toga temperatura njihove tačke rose raste na 120-150 °C. Dodatno dolazi do procesa sulfatizacije silikatnih materijala i oštećenja od korozije. Oštećenja materijala cijevi također nastaju zbog neravnomjernog skupljanja temelja i drugih uzroka koji nisu povezani s temperaturom, vlažnošću i aerodinamičkim uvjetima.

Prilikom rada dimnjaka u uslovima kondenzacije korozivnih komponenti na površini obloge izduvnog okna, kao i kada uslovi temperature i vlažnosti odstupaju od projektovanih vrednosti, potrebno ga je zaštititi od niskotemperaturne korozije i uništenje. U inostranstvu se poslednjih godina kao odvodni kanali dimnjaka koriste metalne cevi, kao i cevi od keramike, stakla i sintetičkih materijala. Potonji, ovisno o svom sastavu, mogu biti dizajnirani za različite temperature izduvnih plinova: do 80, 120, 160 °C i više.

Među najvažnijim uzrocima oštećenja dimnjaka termoelektrana mogu se izdvojiti:

Preopterećenje plinom povezano s priključenjem dodatnih izvora na njih;

Samoobvijanje glave cijevi, koje se javlja pri određenim omjerima brzina dimnih plinova i zraka;

Promjenjivi uvjeti opterećenja i temperature;

Povećanje sadržaja korozivnih agenasa u izduvnim gasovima u odnosu na izračunate vrednosti.

Zbog smanjenja opterećenja kotlova spojenih na dimnjake, potonji su podložni ubrzanom trošenju. U takvim uvjetima, uz nedovoljnu plinopropusnost obloge u toplinskoj izolaciji i betonu noseće osovine, neizbježno se stvara i akumulira kondenzat, što dovodi do smanjenja nosivosti cijevi uslijed ispiranja i odmrzavanja betona. Obloge od kiselootporne cigle i betona podložne su sulfatnoj koroziji, koja za manje od 10 godina može onesposobiti armiranobetonski dimnjak koji je predviđen za duži vijek trajanja (najmanje 50 godina).

Η Mnogi dimnjaci kotlova rade sa odstupanjima od projektnih uslova i bez odgovarajućeg praćenja trenutnog stanja. To dovodi do činjenice da njihov popravak postaje složeniji, a rad dimnjaka se nastavlja s djelomično uništenom oblogom.

Posebno mjesto zauzimaju pitanja usklađenosti sa zahtjevima projekata prilikom izgradnje dimnjaka. Kvaliteta izgradnje ovakvih kritičnih objekata često ne zadovoljava njihovu svrhu. Najčešća odstupanja od projekata su: nepropusna mjesta gdje se plinski kanali graniče sa dimnjakom, podcjenjivanje kvalitete betona, prisustvo školjki i šupljina itd.

U radnim uslovima dolazi do odstupanja unutrašnjeg dela cevi (obloge) od vertikale. Glavni razlog ovakvih odstupanja je neujednačenost temperatura površine obloge po obodu. Toplotni efekat dimnih gasova sa neujednačenom distribucijom temperature izaziva različita naprezanja, proširenja i kontrakcije pri promenama temperature usled pokretanja, zaustavljanja i drugih promena u režimima rada kotlova. Sa smanjenim opterećenjem kotlova priključenih na dimnjak, moguće je dodatno ovlaživanje dimnih plinova, što uzrokuje pojavu hidrata u materijalu obloge dimnjaka, koji imaju svojstvo nepovratnog širenja i dovode do bubrenja ovih materijala. Ovakvi uslovi su preduslov i jedan od razloga odstupanja gasnog izlaznog okna od vertikale i njegovog uništenja.

Mjere za osiguranje dugotrajnog rada

Komitet Ruske Federacije za metalurgiju je 1993. godine izdao „Smernice za rad industrijskih dimnjaka i ventilacionih cevi“, koje je razvio Moskovski institut za građevinarstvo uz učešće VNIPITeploproekt instituta i drugih organizacija. Ovaj priručnik, po svojoj prirodi i sadržaju, može se koristiti u različitim industrijama. Pruža informacije o uvjetima normalnog rada industrijskih dimnjaka i ventilacijskih cijevi, uključujući cijevi s izduvnim šahtom za plin ili s plastičnom oblogom (za izduvne plinove s temperaturom od oko 90 ° C). Godine 2004. izdat je priručnik u kojem se ističu različiti aspekti niza pitanja vezanih za osiguranje uslova za siguran rad dimnjaka i identificiraju područja za dalja istraživanja.

U skladu sa regulatornim dokumentima, dimnjaci od cigle i armirane cigle trebaju imati vijek trajanja od 70-100 godina, armirani beton - najmanje 50 godina, metal - 20-30 godina, cijevi sa izlaznim šahtom i plastičnom oblogom - 15-20 godina. godine.

Spisak uslova koji obezbeđuju dugotrajan rad dimnjaka sadrži zahteve za usklađenost sa projektnim uslovima temperature i vlažnosti i sastava izduvnih gasova. Jedan od najvažnijih uslova je sistematski tehnički nadzor, pregledi i odgovarajuće popravke. Skreće se pažnja na uslove za sprječavanje neravnomjernog slijeganja temelja za temelje dimnjaka.

Nedavno su postale široko rasprostranjene moderne metode ispitivanja dimnjaka uz korištenje najnovijih kontrolnih alata, posebno termografija pomoću metode termičke slike koja ne zahtijeva zaustavljanje dimnjaka. Pored toga, delokrug rada na kontroli tehničkog stanja dimnjaka obuhvata:

Proučavanje procesa prijenosa topline i mase;

Proračun aerodinamičkih karakteristika;

Mjerenje koncentracija štetnih emisija;

Određivanje čvrstoće betona ultrazvučnim i sklerometrijskim metodama.

Treba napomenuti da je provjera tehničkog stanja dimnjaka odgovorna mjera iu njenu realizaciju treba da se uključe specijalizovane organizacije koje imaju dovoljno iskustva u ovoj oblasti i posjeduju odgovarajuće instrumente.

Rezultati ankete

Kao rezultat ispitivanja tehničkog stanja dimnjaka, za sve su utvrđeni najkarakterističniji tipovi kvarova, kao i opšti nedostaci u organizaciji rada:

■ ne postoje instrumenti i alarmna sredstva za praćenje parametara temperature i vlažnosti toka gasa na odgovarajućim kotama cijevi;

■ na spoju gasovoda od kotlova do zajedničkih gasovoda i na mestima njihovog spajanja na dimnjake često dolazi do curenja, pukotina po celom obodu, što dovodi do dodatnog hlađenja i vlaženja izduvnih gasova i naknadnog negativnog uticaja na stanje elemenata dimnjaka;

■ dolazi do odvajanja betona od uzdužne i poprečne armature, koja je korodirana po cijeloj visini;

■ pokrivne ploče se uništavaju na odvojenim mestima gasovoda;

■ na spojevima karika cijevnih obloga uništavaju se cigle, zidanje zaobljenih dijelova plinovoda ima mjesta korozije maltera za zidanje;

■ u gredama otvora dimnjaka dolazi do uništenja zaštitnog sloja betona, usled čega dolazi do izlaganja armature;

■ postoje brojna oteklina na zidu obloge cijevi;

■ dolazi do pomeranja elemenata poklopca od livenog gvožđa zbog bubrenja obloge gornjeg bubnja.

U većini dimnjaka, uništavanje glavnog materijala obloge (cigle otporne na kiselinu) zbog korozije na niskim temperaturama događa se rijetko, uglavnom se bilježi uništavanje materijala šavova i antikorozivnih premaza obloge. U nekim slučajevima došlo je do lokalnog bubrenja spojeva opeke zbog izlaganja dimnim plinovima koji sadrže spojeve sumpora.

Η Na osnovu rezultata istraživanja koje su sprovele različite organizacije, može se smatrati da je glavni razlog najvećeg razaranja cijevnih obloga pojava pukotina u njima i u betonu osovine ležaja (u skladu sa tehnološkim standardima za konstrukcija cijevi) je odstupanje od projektnih parametara temperaturno-vlažnih uvjeta rada i nastanak zbog toga prihvatljivih toplinskih naprezanja u pojedinim elementima cijevi.

Da bi se poboljšala pouzdanost rada dimnjaka i gasovoda, kao prioritetne mjere treba poduzeti sljedeće:

U slučaju djelomičnog ili potpunog uništenja obloge dimnjaka od opeke, obnovite je od cigle otporne na kiseline ili predvidite ugradnju ispušne cijevi od stakloplastike ili metala. Glava cijevi se preporučuje da bude izrađena od lijevanog željeza ili od otopine otporne na kiseline;

Prilikom restauracije zidova plinovoda od cigle i armiranog betona koristite unutarnju oblogu mlaznim-silikatnim polimerom ili ciglom otpornom na kiseline na andezitnom kitu; pri zamjeni podnih ploča i obloga plinovoda treba ih napraviti od silikatno-polimer betona, isključujući upotrebu šupljih ploča;

Za vraćanje nosivosti armiranobetonskih osovina koristite armiranobetonske obujmice;

Ne dozvolite usisavanje vanjskog zraka u plinske kanale i dimnjake;

Uvesti u praksu tehničkog ispitivanja stanja dimnjaka korištenje termovizijske metode koja ne zahtijeva zaustavljanje dimnjaka i omogućava brzo određivanje lokacije oštećenja.

Treba napomenuti da je u dimnjaku sa staklom ojačanom plastičnom dimovodnom oblogom, noseća armiranobetonska ili ciglana osovina pouzdano zaštićena od utjecaja dimnih plinova i kondenzata, te kao rezultat toga, korozije njihovih materijala. Dimnjaci od stakloplastike su 10-20 puta lakši od opeke, imaju povećanu propusnost i visoku otpornost na koroziju na agresivne dimne plinove i, shodno tome, duži vijek trajanja. GRP snopovi se mogu proizvesti u fabrici kao pojedinačne fioke ili segmenti spremni za montažu.

nalazi

Smanjenje pouzdanosti dimnjaka najvećim je dijelom posljedica nepoštivanja pravila rada, što se izražava u odstupanju operativnih vrijednosti temperature, vlažnosti i aerodinamičkih parametara od onih preporučenih projektom. Negustoće u vanjskim plinovodima, kao i uništavanje njihove toplinske izolacije, dovode do hlađenja dimnih plinova i njihovog razrjeđivanja zrakom. Kao rezultat, povećava se kondenzacija korozivnih sredstava na površini obloge, što uzrokuje koroziju njenog materijala i šavova. Osim toga, do uništenja obloge, posebno materijala zidanih spojeva, dolazi zbog toplinskih deformacija uzrokovanih neprihvatljivim toplinskim naprezanjima zbog viška standardnih vrijednosti temperaturnih razlika po debljini materijala.

Moraju se poduzeti odgovarajuće mjere kako bi se osigurao dugotrajan i pouzdan rad dimnjaka. Najvažniji od njih su navedeni u nastavku.

1. Osigurati održavanje proizvodne i tehničke dokumentacije za dimnjake.

Takva dokumentacija prvenstveno treba da sadrži:

Pasoš utvrđenog obrasca;

Dnevnici zapažanja režima rada (temperatura, pritisak, itd.);

Uputstva za rad sa odrazom kontrolisanih parametara i njihovih graničnih vrijednosti, redoslijeda istraživanja i dr.;

Komplet dokumentacije za sprovođenje tehničkog nadzora nad popravkom dimnjaka i gasovoda (trupci za izradu radova, uključujući antikorozivne, termoizolacione, obloge itd.; sertifikati i rezultati ispitivanja za uzorke upotrebljenih materijala; akti o prijemu obavljenog posla).

2. Ne dozvoliti, bez dogovora sa projektantskom organizacijom, promjene indikatora predviđenih projektom temperaturno-vlažnog i aerodinamičkog režima cijevi.

3. Uspostaviti kontrolu nad pojavom kondenzata u dimnjaku i organizovati njegovo uklanjanje izvan temelja dimnjaka.

Kada temperatura izduvnih gasova padne ispod minimalno dozvoljenog nivoa (naročito kada kotlovi rade na prirodni gas), potrebno je preduzeti mere za njeno povećanje, prvenstveno jačanjem toplotne izolacije susednih gasovoda i dimovoda, otklanjanjem curenja vazduha i, po potrebi ugradnjom dodatne hidroizolacije obloge.

4. Prilikom promene uslova rada dimnjaka potrebno je izvršiti verifikacione proračune za određivanje optimalnih vrednosti ​​indikatora termičkog stanja i aerodinamičkih parametara dimovodnog šahta u odsustvu samoobvijanja glave cevi. .

5. Periodično, prilikom svakog od pregleda tehničkog stanja dimnjaka (najmanje jednom u 5 godina), uzimati uzorke obloge, a po potrebi i noseće osovine, kako bi se utvrdio stepen njihove sulfatizacije i uništenja. , kao i za utvrđivanje promjena njihovih karakteristika čvrstoće i proračuna preostalog radnog vijeka ili obrazloženja za promjenu uslova rada.

6. Prilikom izvođenja remontnih radova na djelimičnoj zamjeni obloga dimnjaka i gasovoda koriste se samo oni materijali koji su preporučeni projektom i imaju odgovarajuće ateste, odnosno materijali koji su prošli prethodna ispitivanja u odgovarajućim korozivnim sredinama koji ispunjavaju uslove iz treba koristiti uslove temperature i vlažnosti za rad dimnjaka.

7. Organizovati sistematsko instrumentalno praćenje ujednačenosti slijeganja podloga za temelje i vertikalnog nosećeg vratila dimnjaka i periodično provjeravati njihovu stabilnost.

Gore navedeni popis mjera za osiguranje pouzdanog rada dimnjaka nije konačan. S obzirom na specifične uslove rada, ova lista se može proširiti i dopuniti drugim mjerama.

Književnost

1. Šiškov I.A., Lebedev V.G., Beljajev D.S. Dimnjaci elektrana. M.: Energy, 1976. 176 str.

2. Richter L.A. Termoelektrane i zaštita atmosfere. M.: Energy, 1975. 312 str.

3. Industrijske cijevi za dim i ventilaciju: Referentna knjiga / F.P. Duzhikh, V.P. Osolovsky, M.G. Lada-gichev; Pod generalnim uredništvom. F.P. Duzhikh. M.: Teplotehnika, 2004. 464 str.

4. SP 13-101-99. Pravila za nadzor, pregled, održavanje i popravku industrijskih dimnjaka i ventilacijskih cijevi.