Komín, výpočet.

Pri konštrukcii pece by bolo ideálne mať taký dizajn, ktorý by automaticky poskytoval toľko vzduchu, koľko je potrebné na spaľovanie. Na prvý pohľad sa to dá zvládnuť komín. Skutočne, čím intenzívnejšie palivové drevo horí, čím by mali byť horúcejšie spaliny, tým väčší by mal byť ťah (model karburátora). Ale nie je. Ťah vôbec nezávisí od množstva vznikajúcich horúcich spalín. Ťah je pokles tlaku v potrubí od hlavy potrubia po ohnisko. Je určená výškou potrubia a teplotou spalín, respektíve ich hustotou.

Ťah je určený vzorcom:

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

kde F je ťah, A je koeficient, p in je hustota vonkajšieho vzduchu, p d je hustota spalín, h je výška potrubia

Hustota spalín sa vypočíta podľa vzorca:

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

kde t in at d - teplota v stupňoch Celzia vonkajšieho atmosférického vzduchu mimo potrubia a spalín v potrubí.

Rýchlosť spalín v potrubí (objemový prietok, t.j. sacia kapacita potrubia) G vôbec nezávisí od výšky potrubia a je určená teplotným rozdielom medzi spalinami a vonkajším vzduchom, ako aj prierezom komína. Z toho vyplýva množstvo praktických záverov.

Po prvé, komíny sa vyrábajú vysoko nie kvôli zvýšeniu prietoku vzduchu cez ohnisko, ale iba kvôli zvýšeniu ťahu (teda poklesu tlaku v potrubí). Toto je veľmi dôležité, aby sa zabránilo prevráteniu ťahu (dymenie pece) v prípade tlaku vetra (hodnota ťahu musí vždy prevyšovať možný tlak vetra).

Po druhé, je vhodné regulovať prietok vzduchu pomocou zariadení, ktoré menia plochu voľného úseku potrubia, to znamená pomocou ventilov. Pri zväčšení plochy prierezu komínového kanála napríklad o faktor dva možno očakávať približne dvojnásobné zvýšenie objemového prietoku vzduchu cez ohnisko.

Urobme to jednoduché a dobrý príklad. Máme dve rovnaké pece. Spojíme ich do jedného. Získame kachle s dvojitou veľkosťou s dvojnásobným množstvom horiaceho dreva, s dvojnásobným prietokom vzduchu a prierezovou plochou potrubia. Alebo (čo je to isté), ak v ohnisku vzplane stále viac palivového dreva, potom je potrebné stále viac otvárať ventily na potrubí.

Po tretie Ak kachle v ustálenom stave normálne horia a popri horiacom dreve do komína pustíme do ohniska navyše prúd studeného vzduchu, tak sa spaliny okamžite ochladia a zníži sa prúdenie vzduchu cez kachle. Súčasne začne slabnúť horiace palivové drevo. To znamená, že sa nezdá, že by sme priamo ovplyvňovali palivové drevo a nasmerovali dodatočný tok okolo palivového dreva, ale ukázalo sa, že potrubím môže prechádzať menej spalín ako predtým, keď tento dodatočný tok vzduchu chýbal. Samotné potrubie zníži prietok vzduchu do palivového dreva, ktoré bolo predtým, a okrem toho neprepustí ďalší prúd studeného vzduchu. Inými slovami, komín bude upchatý.

Preto je taký škodlivý únik studeného vzduchu cez štrbiny v komínoch, nadmerné prúdenie vzduchu v ohnisku a vlastne akékoľvek tepelné straty v komíne vedúce k zníženiu teploty spalín.

Po štvrté, čím väčší je koeficient plynodynamického odporu komína, tým je prietok vzduchu nižší. To znamená, že je žiaduce, aby boli steny komína čo najhladšie, bez turbulencií a bez zákrut.

Po piate, čím nižšia je teplota spalín, tým prudšie sa mení prúdenie vzduchu s kolísaním teploty spalín, čo vysvetľuje situáciu nestability potrubia pri zapálení pece.

O šiestej, o vysoké teploty prietok spalín je nezávislý od teploty spalín. To znamená, že pri silnom ohreve pece sa prietok vzduchu prestáva zvyšovať a začína závisieť iba od prierezu potrubia.

Problémy nestability vznikajú nielen pri analýze tepelných charakteristík potrubia, ale aj pri zvažovaní dynamiky prúdenia plynu v potrubí. Komín je totiž studňa naplnená ľahkými spalinami. Ak tieto ľahké spaliny nestúpajú veľmi rýchlo, potom existuje možnosť, že ťažký vonkajší vzduch jednoducho klesne do ľahkého plynu a vytvorí klesajúci prúd v potrubí smerom nadol. Táto situácia je obzvlášť pravdepodobná, keď sú steny komína studené, to znamená počas zapaľovania pece.

Ryža. 1. Schéma pohybu plynov v studenom komíne: 1 - ohnisko; 2 - prívod vzduchu cez dúchadlo; 3-komínový; 4 - ventil; 5 - komínový zub; 6-splodiny; 7-zlyhajúci studený vzduch; 8 - prúdenie vzduchu spôsobujúce preklápanie ťahu.

a) hladké otvorené vertikálne potrubie
b) potrubie s ventilom a zubom
c) potrubie s horným ventilom

Plné šípky ukazujú smer pohybu ľahkých horúcich spalín. Prerušované šípky ukazujú smer prúdenia studeného ťažkého vzduchu z atmosféry smerom nadol.

Na ryža. 1a je schematicky znázornená pec, do ktorej sa privádza vzduch 2 a spaliny 6 sa odvádzajú komínom. atmosférický vzduch 7, dosahujúci dokonca aj ohnisko. Toto klesajúce prúdenie môže nahradiť „bežný“ prúd vzduchu cez dúchadlo 2. Aj keď sú kachle uzamknuté všetkými dvierkami a všetky klapky nasávania vzduchu sú zatvorené, kachle môžu stále horieť v dôsledku vzduchu prichádzajúceho zhora. Mimochodom, presne to sa často stáva, keď uhlie dohorí zatvorené dvere pece. Môže dokonca dôjsť k úplnému prevráteniu ťahu: vzduch bude vnikať zhora cez potrubie a spaliny budú vychádzať dverami.

V skutočnosti na vnútorná stena komín vždy vznikajú hrbole, výrastky, nerovnosti, pri zrážke s ktorými sú spaliny a prichádzajúce studené vzdušné prúdy krúžiť a navzájom miešať. Súčasne sa prúd studeného vzduchu smerom nadol vytlačí von alebo pri zahrievaní začne stúpať nahor zmiešaný s horúcimi plynmi.

Účinok otáčania prúdov studeného vzduchu smerom nahor sa zvyšuje v prítomnosti čiastočne otvorených klapiek, ako aj takzvaného zuba, ktorý je široko používaný v technológii výroby krbov ( ryža. 1b). Zub bráni prúdeniu studeného vzduchu z komína do priestoru krbu a tým zabraňuje dymeniu krbu.

Spády vzduchu v komíne sú nebezpečné najmä v hmlistom počasí: spaliny nedokážu odpariť najmenšie kvapôčky vody, ochladzujú sa, ťah sa znižuje a môžu sa aj prevrátiť. Kachle zároveň silno dymia, nevzplanú.

Z rovnakého dôvodu kachle s vlhkými komínmi veľa dymia. Horné uzatváracie ventily sú obzvlášť účinné pri zamedzovaní prietoku smerom nadol ( ryža. 1c), nastaviteľná v závislosti od rýchlosti spalín v komíne. Prevádzka takýchto ventilov je však nepohodlná.

Ryža. Obr. 2. Závislosť súčiniteľa prebytočného vzduchu a od času ohrevu pece (plná krivka). Bodkovaná krivka je požadovaná spotreba vzduchu G spotreba na úplnú oxidáciu produktov spaľovania palivového dreva (vrátane sadzí a prchavých látok) v spalinách (v relatívnych jednotkách). Prerušovaná krivka predstavuje skutočnú spotrebu vzduchu G potrubia poskytovanú ťahom potrubia (v relatívnych jednotkách). Koeficient prebytočného vzduchu je podielom oddelenia G potrubia na G prietok

K stabilnému a dostatočne silnému ťahu dochádza až po prehriatí stien komína, čo trvá dlho, preto je na začiatku kúrenia vždy málo vzduchu. V tomto prípade je koeficient prebytočného vzduchu menší ako jedna a pec dymí ( ryža. 2). A naopak: na konci vykurovania zostáva komín horúci, ťah zostáva dlhý čas, hoci palivové drevo takmer vyhorelo (koeficient prebytočného vzduchu je viac ako jeden). Kovové pece s kovovými izolovanými komínmi rýchlejšie dosiahnu režim vďaka nízkej tepelnej kapacite v porovnaní s murovanými komínmi.

V rozbore procesov v komíne sa dá pokračovať, no už teraz je jasné, že nech je samotná piecka akokoľvek dobrá, zlý komín dokáže všetky jej prednosti zredukovať na nulu. Samozrejme, v ideálne komín treba vymeniť moderný systém nútený výfuk spalín pomocou elektrického ventilátora s nastaviteľným prietokom a s predkondenzáciou vlhkosti zo spalín. Takýto systém by okrem iného mohol čistiť spaliny od sadzí, oxidu uhoľnatého a iných škodlivých nečistôt, ako aj ochladzovať odvádzané spaliny a zabezpečovať rekuperáciu tepla.

Ale to všetko je v ďalekej budúcnosti. Pre letného obyvateľa a záhradníka môže byť komín niekedy oveľa drahší ako samotná pec, najmä v prípade vykurovania viacúrovňového domu. Saunové komíny sú zvyčajne jednoduchšie a kratšie, ale úroveň tepelného výkonu kachlí môže byť veľmi vysoká. Takéto potrubia sú spravidla veľmi horúce po celej dĺžke, často z nich vyletujú iskry a popol, ale kondenzácia a sadze sú zanedbateľné.

Ak zatiaľ plánujete používať budovu sauny iba ako kúpeľný dom, potrubie môže byť tiež neizolované. Ak uvažujete aj o kúpeľnom dome ako o mieste možného pobytu (prechodný pobyt, prenocovanie), najmä v zime, potom je vhodnejšie potrubie okamžite izolovať a navyše kvalitatívne „na celý život“. Zároveň sa kachle môžu meniť aspoň každý deň, dizajn môže byť vybraný pohodlnejšie a vhodnejšie a potrubie bude rovnaké.

Autor: najmenej ak je rúra v prevádzke dlhé horenie(tlejúce palivové drevo), potom je izolácia potrubia absolútne nevyhnutná, pretože pri nízkych výkonoch (1 - 5 kW) je neizolovaná kovová rúrkaúplne vychladne, bude hojne tiecť kondenzát, ktorý pri najsilnejších mrazoch môže dokonca zamrznúť a zablokovať potrubie ľadom. Toto je obzvlášť nebezpečné v prítomnosti mriežky na zachytávanie iskier a dáždnikov s malými priechodnými medzerami. Lapače iskier sú užitočné pri intenzívnom vykurovaní v lete a mimoriadne nebezpečné pri slabom spaľovaní dreva v zime. Z dôvodu možného upchatia potrubí ľadom, inštalácia deflektorov a dáždnikov na komíny bol zakázaný v roku 1991 (a na komínoch plynové pece ešte skôr).

Z rovnakých dôvodov by ste sa nemali nechať uniesť výškou potrubia - úroveň ťahu nie je taká dôležitá pre nevrátenie saunová pec. Ak dymí, vždy môžete miestnosť rýchlo vyvetrať. Ale treba dodržať výšku nad hrebeňom strechy (aspoň 0,5 m), aby sa predišlo prevráteniu ťahu pri nárazoch vetra. Na plochých strechách by potrubie malo vyčnievať nad snehovú pokrývku. V každom prípade je lepšie mať nižšie potrubie, ale teplejšie (ako vyššie, ale chladnejšie). vysoké potrubia zima je vždy chladná a jej prevádzka je nebezpečná.

Studené komíny majú veľa nevýhod. V rovnakej dobe, non-izolované, ale nie príliš dlhé potrubia na kovové pece pri podpaľovaní sa rýchlo zohrejú (oveľa rýchlejšie ako tehlové rúry), pri silnom zahrievaní zostávajú horúce, a preto sa veľmi široko používajú v kúpeľoch (a nielen v kúpeľoch), najmä preto, že sú relatívne lacné. Azbestocementové rúry sa nepoužívajú na kovové pece, ako tomu bolo doteraz veľká váha, a sú tiež zničené pri prehriatí s rozptylom úlomkov.

Ryža. 3. Najjednoduchšie konštrukcie kovových komínov: 1 - kovový okrúhly komín; 2 - lapač iskier; 3 - uzáver na ochranu potrubia pred zrážok; 4 - krokvy; 5 - strešný plášť; 6 - drevené kocky medzi krokvy (alebo trámy) navrhnúť požiarny otvor (prerezanie) v streche alebo strope (ak je to potrebné); 7 - hrebeň strechy; osem - mäkká strecha(strešný materiál, hydrostekloizol, mäkké dlaždice, bitúmenové dosky z vlnitej lepenky atď.); deväť - plech na zastrešenie a zakrytie otvoru (je povolené použiť plochý list aceida - azbestocementová elektrická izolačná doska); 10 - kovová drenážna podložka; 11 - azbestové tesnenie medzery (škáry); 12 - kovová čiapka-vydra; trinásť - stropné trámy(s vyplnením priestoru izoláciou); 14 - obloženie stropu; 15 - podkrovie (ak je to potrebné); 16 - kovový plech na rezanie stropu; 17 - kovové výstužné rohy; 18 - kovový kryt stropného rezu (ak je to potrebné); 19 - nehorľavá tepelne odolná izolácia (expandovaná hlina, piesok, perlit, minerálna vlna); 20 - ochranná podložka (kovový plech na vrstve azbestovej lepenky s hrúbkou 8 mm); 21 - sito z kovových rúrok.

a) netepelne izolované potrubie;
b) tepelne izolovaná tienená rúra s odporom prestupu tepla najmenej 0,3 m 2 -deg/W (čo zodpovedá hrúbke tehly 130 mm alebo hrúbke izolácie z minerálnej vlny 20 mm).

Na ryža. 3 typický schémy zapojenia neizolované kovové rúry. Samotné potrubie by malo byť zakúpené z nehrdzavejúcej ocele s hrúbkou najmenej 0,7 mm. Najpopulárnejší priemer ruskej rúry je 120 mm, fínska je 115 mm.

Podľa GOST 9817-95 by mala byť plocha prierezu viacotáčkového komína najmenej 8 cm2 na 1 kW menovitého tepelného výkonu uvoľneného v peci pri spaľovaní dreva. Tento výkon by sa nemal zamieňať s tepelným výkonom tepelne náročnej pece uvoľneným zvonku. tehlový povrch pece v miestnosti podľa SNiP 2.04.05-91. Toto je jedno z mnohých našich nedorozumení. normatívne dokumenty. Keďže tepelne náročné pece sú vykurované zvyčajne len 2-3 hodiny denne, výkon v peci je asi desaťkrát väčší ako výkon uvoľňovania tepla z povrchu tehlovej pece.

Nabudúce si povieme niečo o vlastnostiach inštalácie komínov.

Pri prevádzke nízkoenergetických generátorov tepla veľmi veľký význam má taký faktor ako správne navrhnutý a správne nainštalovaný komín. Prirodzene, existuje potreba výpočtu. Ako každý tepelnotechnický výpočet, aj výpočet komínov môže byť konštrukčný a overovací.

Prvým z nich je postupnosť vnorených iterácií (to znamená, že na začiatku výpočtu nastavíme niektoré parametre, ako je výška a materiál komína, rýchlosť spalín atď., a tieto hodnoty následne spresníme postupnými aproximáciami).

V praxi sa však oveľa častejšie musíte potýkať s potrebou kontroly výpočtu komína, pretože kotol je zvyčajne pripojený k už existujúci systém odstránenie dymu. V tomto prípade už máme výšku komína, materiál a plochu komína atď.

Úlohou je skontrolovať kompatibilitu parametrov dymového kanála a generátora tepla.

T.j nevyhnutná podmienka Správna činnosť komína je prevýšenie vlastného ťahu nad tlakovou stratou v komíne o hodnotu minimálneho povoleného podtlaku v dymovode generátora tepla. Množstvo prirodzeného ťahu závisí od mnohých faktorov.

•  Tvary prierezu komína (obdĺžnikový, okrúhly atď.)
• Teploty spalín na výstupe z generátora tepla
• materiál na komín ( nehrdzavejúca oceľ, tehla atď.)
• Drsnosť vnútorného povrchu komína
• Netesnosti v plynovode, v spojoch prvkov (praskliny v nátere atď.)
• Parametre vonkajšieho vzduchu (teplota, vlhkosť)
• Nadmorská výška
• Parametre vetrania miestnosti, kde je kotol nainštalovaný
• Nastavenie kvality generátora tepla - úplnosť spaľovania paliva (pomer palivo/vzduch).
• Typ prevádzky horáka (modulačný alebo diskrétny)
• Stupne znečistenia prvkov cesty plyn-vzduch (kotol a komín)

Hodnota vlastnej trakcie
Ako prvé priblíženie možno hodnotu vlastnej trakcie ilustrovať na príklade na obr. jeden .

kde hc je hodnota vlastnej trakcie;
Hd - efektívna výška komína;
v - hustota vzduchu;
g - hustota spalín.
Ako je zrejmé zo vzorca, hlavnú premennú zložku tvoria hustoty spalín a vzduchu, ktoré sú funkciou ich teploty.

Aby sme ukázali, ako silne závisí hodnota vlastného ťahu od teploty spalín, uvádzame nasledujúci graf znázorňujúci túto závislosť (pozri obr. 2).


Oveľa častejšie sú však v praxi prípady, keď sa mení nielen teplota spalín, ale aj vzduchu. V tab. 1 sú uvedené hodnoty mernej hmotnosti na meter výšky komína v závislosti od teplôt spalín a vzduchu.


Tabuľka samozrejme poskytuje veľmi približný výsledok a pre presnejšie posúdenie (aby sa predišlo interpolácii hodnôt) je potrebné vypočítať skutočné hodnoty hustoty produktov spaľovania a okolitého vzduchu.
v - hustota vzduchu za prevádzkových podmienok:

kde toc - teplota životné prostredie, °С, prijaté za najhoršie podmienky prevádzka zariadenia - letný čas. Pri absencii údajov sa predpokladá 20 °C;
vnu - hustota vzduchu za normálnych podmienok - 1,2932 kg/m3.
g - hustota spalín za prevádzkových podmienok:

kde hnu je hustota produktov spaľovania za normálnych podmienok, pr= 1,2 pre zemný plyn možno akceptovať - ​​1,26 kg / m3.

Pre zjednodušenie označujeme a=1/273
potom

kde 1 + a x t je teplotná zložka.
Pre zjednodušenie operácií budeme predpokladať, že hustota spalín sa rovná hustote vzduchu a znížime všetky hodnoty hustoty znížené na normálnych podmienkach v intervale t = -20 +400 ° С, v tabuľke. 2.

Praktický výpočet vlastnej trakcie
Na výpočet prirodzeného ťahu je potrebné špecifikovať priemernú teplotu plynu v potrubí ϑcp. Teplota na vstupe do potrubia ϑ1 je určená z pasových údajov zariadenia. Teplota produktov spaľovania na výstupe z ústia komína ϑ2 sa zistí s prihliadnutím na ich ochladzovanie pozdĺž dĺžky potrubia.

Chladenie plynov v potrubí na 1 meter jeho výšky je určené vzorcom:

kde Q je nominálna hodnota tepelná energia kotol, kW;
B - koeficient: 0,85 - neizolovaná kovová rúra, 0,34 - izolovaná kovová rúra, 0,17 - tehlová rúra s hrúbkou muriva do 0,5 metra.
Výstupná teplota potrubia:

kde Hd je efektívna výška komína v metroch.

Priemerná teplota produktov spaľovania v komíne:

V praxi sa hodnota vlastnej trakcie počíta pre nasledujúce okrajové podmienky:
1. Pre vonkajšiu teplotu 20 °C ( letný režim prevádzka generátora tepla).
2. Ak sa letná návrhová vonkajšia teplota líši o viac ako 10 °C od 20 °C, návrhová teplota sa akceptuje.
3. Ak je generátor tepla prevádzkovaný len v zimné obdobie, potom sa výpočet vykoná podľa priemerná teplota na vykurovaciu sezónu.

Vezmime si napríklad inštaláciu s nasledujúcimi parametrami (obr. 3):

• výkon 28 kW;
• teplota spalín 125 °С;
• výška komína 8 m;
• Komín je murovaný.

Chladenie plynov v potrubí vo výške 1 metra jeho výšky podľa:

Teplota spalín na výstupe z potrubia podľa:
ϑ2 \u003d 125 - 8 x 1,016 \u003d 117, ° С.
Priemerná teplota produktov spaľovania v komíne podľa:
ϑav = (125 + 117)/2 = 121, °С.
Hodnota vlastnej trakcie sa vypočíta podľa:
hc \u003d 8 (1,2049 - 0,8982) \u003d 2,4536, mm vodného stĺpca

kalkulácia optimálna oblasť prierez dymového kanála

1. Prvá možnosť určenia priemeru komína
Priemer potrubia sa berie buď podľa pasových údajov (podľa priemeru výstupného potrubia z kotla) v prípade inštalácie samostatného komína pre každý kotol, alebo podľa vzorca pri spojení viacerých kotlov do spoločného komína ( celkový výkon do 755 kW).

Pre valcové rúry sa priemer určuje:

r je koeficient závislý od druhu použitého paliva. plyn: r = 0,016, kvapalné palivo: r = 0,024, uhlie: r = 0,030, palivové drevo: r = 0,045.

2. Druhá možnosť určenia priemeru komína (berúc do úvahy rýchlosť spalín)
Podľa Norma UNI-CTI 9615 je možné prierezovú plochu komína vypočítať pomocou vzorca:

kde mg
d - hmotnostný prietok splodín horenia, kg/hod.
Zvážte napríklad nasledujúci prípad:

• Výška komína 7 m;
• Hmotnostná spotreba splodín horenia 81 kg/h;
• Hustota produktov spaľovania (pri ϑav =120 °C) g = 0,8982 kg/m3;
• Rýchlosť produktov spaľovania (v prvom priblížení) wg = 1,4 m/s.

Určením približnej plochy prierezu dymového kanála:
F = (0,225 kg/s)/(1,4 m/s x 0,8982) = 0,0178 m2 = 179 cm2.

Odtiaľ vypočítame priemer dymového kanála a vyberieme najbližší štandardný komín: 150 mm.

Na základe novej hodnoty priemeru komína určíme plochu komínového žľabu a určíme rýchlosť spalín.

wg = (0,225 kg/s)/(0,8982 kg/m3 x 0,01327 m2) = 1,89 m/s.
Potom skontrolujeme, či je rýchlosť spalín v rozmedzí 1,5-2,5 m/s.

Kedy tiež vysoká rýchlosť spalín, zvyšuje sa hydraulický odpor komína a ak je príliš nízky, aktívne sa tvorí kondenzát vodnej pary.

Napríklad vypočítame aj rýchlosť spalín pre niekoľko najbližších veľkostí komínov:
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.
Výsledky sú uvedené na obr. 4. Ako vidíte, zo získaných hodnôt spĺňajú rýchlostné podmienky dve štandardné veľkosti: Ø 130 mm a Ø 150 mm. V zásade si môžeme zvoliť ktorúkoľvek z týchto hodnôt, ale vhodnejší je Ø 150 mm, pretože tlaková strata bude v tomto prípade menšia.

Pre pohodlie pri výbere štandardnej veľkosti komína môžete použiť schému na obr. 5.
Napríklad:

• Spotreba splodín horenia 468 m3/hod.; priemer dymovodu Ø 300 mm - rýchlosť spalín wg = 1,9 m/s
• Spotreba splodín horenia 90 m3/hod.; priemer dymovodu Ø 150 mm - rýchlosť spalín wg = 1,4 m/s

Strata tlaku v komíne
Súčet odporov potrubia:

Odolnosť proti treniu:

Straty lokálnych odporov:

= 1,0; 0,9; 0,2-1,4 - koeficienty lokálneho odporu s výstupnou rýchlosťou (na výstupe z komína), na vstupe do komína a v oblúkoch - ohyboch a T (koeficient sa volí v závislosti od ich konfigurácií), resp.

- koeficient odporu trenia:
pre tehlové rúry = 0,05;
pre oceľové rúry = 0,02.
g je zrýchlenie voľného pádu rovné 9,81 m/s2.
d - priemer komína, m.
wg - rýchlosť spaľovania produktov v potrubí:

Vdg - skutočný objem produktov spaľovania:

BT - spotreba paliva, berúc do úvahy výhrevnosť tohto paliva:

- účinnosť inštalácie z pasových údajov pre vybavenie (0,9-0,95);
Qнр - čistá výhrevnosť (v závislosti od zloženia paliva), pre plyn - 8000 kcal / m3;
Vog je teoretický objem produktov spaľovania, pre zemný plyn je možné odobrať 10,9 m3/m3;
Vov - teoreticky požadované množstvo vzduch, na spálenie 1 m3 zemného plynu 8,5-10
m3/m3;
 - koeficient prebytku vzduchu, pre zemný plyn 1,05-1,25.

Skúška trakcie sa vykonáva podľa vzorca:

hbar - barometrický tlak, predpokladaný 750 mm w.c.
HП - celkový pokles tlaku v ceste plynu, mm vodného stĺpca, bez zohľadnenia odporu a vlastného ťahu potrubia.
1,2 - bezpečnostný faktor ťahu.
Celkový pokles tlaku pozdĺž cesty plynu ( všeobecná forma vzorce):

kde hT'' je vákuum na výstupe z pece, potrebné na zabránenie vyrazeniu plynov, zvyčajne 2-5 mm w.c.
AT tento prípad Na kontrolu ťahu sa berie celkový tlakový rozdiel bez zohľadnenia celkového odporu h a vlastného ťahu potrubia hc.
takto:
HП = hT’’ = 2-5 mm w.c.
Pre prehľadnosť znázorníme procesy prebiehajúce v dymovom kanáli na tlakovom diagrame (obr. 6).

Na vodorovnú os vynesieme tlakové straty a tlakové straty a na vodorovnú výšku komína.

Potom segment DB bude udávať hodnotu vlastného ťahu a čiara DA - pokles tlaku pozdĺž výšky komína.

Na druhej strane osi AB odložíme tlakovú stratu v komíne. Graficky bude tlaková strata po dĺžke komína symbolizovať segment AC.

Urobíme zrkadlový priemet úsečky BC a získame bod C '. Plocha vytieňovaná zelenou farbou symbolizuje vákuum v dymovom kanáli.

Je zrejmé, že hodnota prirodzeného ťahu klesá pozdĺž výšky komína a tlaková strata sa zvyšuje od ústia k päte komína.

Príklad správnej inštalácie komína a odvodu z DBN.V.2.5-20-2001 "Zásobovanie plynom"

Pri navrhovaní a inštalácii komínov je nevyhnutné dodržiavať nasledujúce body domácich noriem a pravidiel:

DBN V.2.5-20-2001 Príloha G „Odstraňovanie produktov spaľovania“.

J.Z. Odstraňovanie produktov spaľovania z domácnosti plynové spotrebiče, sporáky a inú domácnosť plynové zariadenie, ktorého konštrukcia zabezpečuje odvod spalín do komína, by mala byť zabezpečená z každého spotrebiča, jednotky alebo pece cez samostatný komín.
V existujúcich objektoch je povolené zabezpečiť napojenie na jeden komín najviac dvoch ohrievačov vody resp vykurovacie kachle umiestnené na rovnakých alebo rôznych poschodiach budovy za predpokladu, že splodiny horenia sú privádzané do komína pri rôzne úrovne, nie bližšie ako 0,5 m od seba alebo na rovnakej úrovni so zariadením v komíne, rezanie do výšky najmenej 0,5 m.

G.6. Prierezová plocha komína nesmie byť menšiu plochuúsek potrubia plynového spotrebiča pripojeného ku komínu. Pri pripojení dvoch spotrebičov, kachlí a pod prierez komína by sa mal určiť s prihliadnutím na ich súčasnú prevádzku. Konštrukčné rozmery komínov je potrebné určiť výpočtom.

G.7. Komíny by mali byť z mrazuvzdornej tehly (Mrz 125), hlinená tehla, žiaruvzdorný betón pre viacposchodové budovy a azbestocementové rúry pre jednoposchodové budovy. Je povolené zabezpečiť odstraňovanie produktov spaľovania cez oceľové komíny. Návrhy dymovodu môžu byť tiež vyrobené vo výrobe, dodané kompletné s plynovým zariadením. Pri inštalácii azbestocementových a oceľových rúr mimo budovy alebo pri ich prechode cez podkrovie budovy je potrebné ich tepelne izolovať, aby sa zabránilo kondenzácii. Konštrukcia dymových kanálov vo vonkajších stenách a kanálov pripojených k týmto stenám musí tiež zabezpečiť, aby teplota plynov na ich výstupe bola nad rosným bodom. Je zakázané vyrábať žľaby z troskového betónu a iných sypkých alebo poréznych materiálov.

G.9. Pripojenie plynového zariadenia ku komínom by malo byť zabezpečené spojovacím potrubím z krytiny alebo pozinkovanej ocele s hrúbkou minimálne 1,0 mm, pružnými kovovými vlnitými rúrami alebo unifikovanými prvkami dodávanými so zariadením. Spojovacie potrubie spalín, ktoré spája plynový spotrebič s komínom, musí mať zvislý prierez. Dĺžka vertikálny rez spojovacie potrubie, počítané od spodnej časti dymovodu plynového spotrebiča po os vodorovného úseku potrubia, musí byť najmenej 0,5 m.V miestnostiach s výškou do 2,7 m je u zariadení so stabilizátormi ťahu povolené znížiť dĺžka zvislého úseku do 0,25 m, bez stabilizátorov ťahu do 0,15 m. Celková dĺžka vodorovné úseky spojovacích potrubí v nových domoch by nemali byť väčšie ako 3 m, v existujúcich domoch - nie viac ako 6 m. Sklon potrubia by mal byť najmenej 0,01 smerom k plynovému spotrebiču. Na rúrach na odvod spalín je dovolené poskytnúť najviac tri otáčky s polomerom zakrivenia, ktorý nie je menší ako priemer rúry. Pod miestom napojenia dymovodu od spotrebiča ku komínu by malo byť umiestnené „vreckové“ zariadenie s prierezom minimálne prierezu komína a hĺbkou minimálne 25 cm s poklopom na čistenie. byť poskytovaný. dymovodu cez nevykurované priestory, ak je to potrebné, musia byť pokryté izoláciou. Pokládka dymovodov od spotrebičov a sporákov cez obývačky nepovolené

G.10. Vzdialenosť od spojovacieho potrubia k stropu alebo stene z nehorľavých materiálov sa predpokladá najmenej 5 cm a od horľavých a pomaly horiacich materiálov - najmenej 25 cm.

G.15. Komíny plynových spotrebičov v budovách musia byť odstránené:
- nad hranicou zóny vzdutia vetra, ale nie menej ako 0,5 m nad hrebeňom strechy, ak sú umiestnené (počítané vodorovne) nie ďalej ako 1,5 m od hrebeňa strechy;
- zarovnať s hrebeňom strechy, ak sú vo vzdialenosti do 3 m od hrebeňa strechy;
- nie nižšie ako priamka vedená od hrebeňa dole pod uhlom 10 ° k horizontu, s rúrkami umiestnenými vo vzdialenosti viac ako 3 m od hrebeňa strechy. Zóna vzdutia vetra komína je priestor pod čiarou vedenou pod uhlom 45° k horizontu od najhl. vysoké body v blízkosti budov a stromov. Vo všetkých prípadoch musí byť výška potrubia nad priľahlou časťou strechy najmenej 0,5 m a pre domy s kombinovanou strechou (plochá strecha) - najmenej 2,0 m Inštalácia dáždnikov a iných trysiek na komíny nie je povolený.

G.20. Dĺžka vodorovnej časti dymového kanála od vykurovacie zariadenia s utesnenou spaľovacou komorou pri výstupe cez vonkajšia stena akceptované nie viac ako 3 m.

Záver
Ako ukazujú dlhoročné skúsenosti s prevádzkou tepelných generátorov s otvorenou spaľovacou komorou, naakumulované v našej organizácii, od správne navrhnutého a správne nainštalovaného komína až po do značnej miery závisí od spoľahlivého a stabilná práca zariadenie na výrobu tepla (pozri obr. 7).

Preto je potrebné tejto problematike venovať zvýšenú pozornosť už v štádiu projektovania systému zásobovania teplom a tiež vykonávať overovacie výpočty pri oprave, modernizácii a výmene generátorov tepla. Dúfame daný materiál pomôže širokému okruhu čitateľov vysporiadať sa s touto dôležitou otázkou.

7. PLYNO-VZDUCHOVÝ VLAK, DYMOVODY, ČISTENIE SPALÍN
Cesta plyn-vzduch

7.1. Pri projektovaní kotolní je potrebné brať do úvahy inštalácie ťahu (odsávače dymu a dúchadlá). technické údaje výrobcov. Ťahové jednotky by sa mali spravidla poskytovať individuálne pre každú jednotku kotla.

7.2. Skupinové (pre samostatné skupiny kotlov) alebo spoločné (pre celú kotolňu) inštalácie s núteným ťahom možno použiť pri projektovaní nových kotolní s kotlami s výkonom do 1 Gcal / h a pri projektovaní rekonštruovaných kotolní.

7.3. Skupinové alebo spoločné ťahové zariadenia by mali byť navrhnuté s dvomi odsávačmi dymu a dvomi ťahovými ventilátormi. Konštrukčný výkon kotlov, pre ktoré sú tieto inštalácie zabezpečené, je zabezpečený paralelnou prevádzkou dvoch odsávačov dymu a dvoch dúchadiel.

7.4. Voľba ťahových jednotiek by mala byť vykonaná s ohľadom na bezpečnostné faktory pre tlak a výkon v súlade s App. 3 k týmto pravidlám a predpisom.

7.5. Pri navrhovaní ťažných zariadení na riadenie ich výkonu je potrebné zabezpečiť vodiace lopatky, indukčné spojky a iné zariadenia, ktoré ekonomickými spôsobmi regulácia a dodáva sa kompletne so zariadením.

7.6. Návrh cesty plyn-vzduch kotolní sa vykonáva v súlade so štandardnou metódou aerodynamického výpočtu kotolní TsKTI im. I.I. Polzunova.

(J) Pre vstavané, nadstavbové a strešné kotly by mali byť v stenách vytvorené otvory na prívod spaľovacieho vzduchu, ktoré sa spravidla nachádzajú v hornej časti miestnosti. Rozmery otvorenej časti otvorov sú určené na základe zabezpečenia rýchlosti vzduchu v nich nie väčšej ako 1 m/s.

7.7. Plynová odolnosť sériovo vyrábaných kotlov by sa mala brať podľa údajov výrobcu.

7.8. V závislosti od hydrogeologických pomerov a dispozičného riešenia kotlových blokov je vhodné realizovať vonkajšie plynové rozvody pod zemou alebo nad zemou. Plynovody by mali byť vyrobené z tehál alebo železobetónu. Použitie nadzemných kovových plynovodov je povolené ako výnimka, ak existuje vhodná štúdia uskutočniteľnosti.

7.9. Plynové a vzduchové potrubia vo vnútri kotolne môžu byť vyhotovené z ocele, okrúhly rez. Plynovody obdĺžnikový rez je povolené poskytnúť v miestach pripojenia k pravouhlým prvkom vybavenia.

7.10. Pre úseky plynových potrubí, kde je možné hromadenie popola, by mali byť k dispozícii zariadenia na čistenie.

7.11. Pri kotloch na kyslé palivo, ak existuje možnosť tvorby kondenzátu v plynových potrubiach, by mala byť zabezpečená ochrana proti korózii vnútorných povrchov plynových potrubí v súlade s stavebné predpisy a pravidlá na ochranu stavebné konštrukcie od korózie.

Komíny

7.12. Komíny kotolní by mali byť postavené podľa štandardné projekty. Pri vývoji jednotlivé projekty komíny musia byť vedené technické riešenia prijaté v štandardných projektoch.

7.13. Pre kotolňu je potrebné zabezpečiť výstavbu jedného komína. Je povolené poskytnúť dve alebo viac rúr s príslušným odôvodnením.

7.14. (K) Výška komínov pri umelom ťahu sa určuje v súlade so Smernicou pre výpočet rozptylu v atmosfére. škodlivé látky obsiahnuté v emisiách podnikov a Sanitárne normy dizajn priemyselné podniky. Výška komínov pri prirodzenom ťahu sa určuje na základe výsledkov aerodynamického výpočtu plynovodu a kontroluje sa podľa podmienok rozptylu škodlivých látok v atmosfére. Pri výpočte rozptylu škodlivých látok v atmosfére by sa mali brať maximálne prípustné koncentrácie popola, oxidov síry, oxidu dusičitého a oxidu uhoľnatého. V tomto prípade sa množstvo emitovaných škodlivých emisií berie spravidla podľa údajov výrobcov kotlov, ak tieto údaje neexistujú, sú určené výpočtom.

Výška zaústenia komínov pre vstavané, závesné a strešné kotly musí byť nad hranicou vzdutia vetra, najmenej však 0,5 m nad strechou a tiež najmenej 2 m nad strechou vyš. časť budovy alebo najvyššia budova v okruhu 10 m.

7.15. (K) Priemery výstupných otvorov oceľových komínov sa určujú z podmienky optimálnych rýchlostí plynu na základe technicko-ekonomických výpočtov. Výstupné priemery tehál a železobetónové rúry sú určené na základe požiadaviek bodu 7.16 týchto pravidiel a predpisov.

7.16. Aby sa zabránilo prenikaniu spalín do hrúbky konštrukcií tehlových a železobetónových rúr, nie je povolený kladný statický tlak na steny výfukovej šachty. Na to je podmienka R< 1, где R - определяющий критерий, равный

L - koeficient odporu trenia;

i - konštantný sklon vnútorného povrchu horná časť potrubia;

Yx - hustota vonkajšieho vzduchu v konštrukčnom režime, kg / m 3;

d0 - priemer výstupu potrubia, m;

h0 - dynamický tlak plyn na výstupe z potrubia, kgf / m 2:

W0 - rýchlosť plynu na výstupe potrubia, m/s;

g - gravitačné zrýchlenie, m 2 / s;

Yr - hustota plynu v konštrukčnom režime, kg/m 3 .

Mal by sa vykonať overovací výpočet pre zimný a letný návrhový režim prevádzky kotolní.

Pre R > 1 zväčšite priemer potrubia alebo použite potrubie špeciálnej konštrukcie (s vnútornou plynotesnou výstupnou šachtou plynu, s protitlakom medzi šachtou a výstelkou).

7.17. Tvorba kondenzátu v šachtách tehlových a železobetónových rúr, ktoré odvádzajú produkty spaľovania plynných palív, nie je povolená vo všetkých prevádzkových režimoch.

7.18. Pre kotolne pracujúce na plynné palivo, použitie oceľových komínov je povolené, ak nie je ekonomicky možné zvýšiť teplotu spalín.

(K) Pre samostatné kotolne musia byť komíny plynotesné, vyrobené z kovu resp nehorľavých materiálov. Rúry musia mať spravidla vonkajší tepelná izolácia aby sa zabránilo kondenzácii a otvorom na kontrolu a čistenie.

7.19. Otvory pre plynové potrubia v jednej vodorovnej časti šachty potrubia alebo základovej manžety musia byť rovnomerne rozmiestnené po obvode.

Celková plocha oslabenia v jednej horizontálnej časti by nemala presiahnuť 40% Celková plochaúseky pre železobetónovú šachtu alebo základové sklo a 30 % pre šachtu z tehlovej rúry.

7.20. Prívodné plynové potrubia v mieste spojenia s komínom musia mať tvar obdĺžnika.

7.21. Pri spojení plynovodov s komínom je potrebné zabezpečiť švy na vyrovnanie teploty alebo kompenzátory.

7.22. Potreba použitia obloženia a tepelnej izolácie na zníženie tepelného namáhania v kmeňoch tehlových a železobetónových rúr je určená tepelnotechnickým výpočtom.

7.23. V potrubiach určených na odvod spalín zo spaľovania kyslého paliva by mala byť v prípade tvorby kondenzátu (bez ohľadu na percento obsahu síry) zabezpečená výstelka z kyselinovzdorných materiálov po celej výške šachty. Pri absencii kondenzátu na vnútornom povrchu výfukového potrubia je pri všetkých prevádzkových režimoch povolené použiť obklad z hlinených tehál na komíny alebo hlinené obyčajné tehly z lisovaného plastu triedy najmenej 100 s nasiakavosť vody nie viac ako 15 % na ílovo-cementovej alebo komplexnej malte triedy najmenej 50.

7.24. Výpočet výšky komína a výber konštrukcie na ochranu vnútorného povrchu jeho hriadeľa pred agresívnymi vplyvmi prostredia by sa mal vykonávať na základe podmienok spaľovania hlavného a rezervného paliva.

7.25. Výšku a umiestnenie komína je potrebné dohodnúť s miestnym úradom Ministerstva civilného letectva. Svetelná ochrana komínov a sfarbenie vonkajšieho značenia musí spĺňať požiadavky Príručky o letiskovej službe v civilnom letectve ZSSR.

7.26. Návrhy by mali zabezpečovať ochranu proti korózii vonkajšej strany oceľové konštrukcie tehlové a železobetónové komíny, ako aj povrchy oceľových rúr.

7.27. Na dne komína alebo základu by mali byť k dispozícii prielezy na kontrolu komína a dovnútra nevyhnutné prípady- zariadenia, ktoré zabezpečujú odstraňovanie kondenzátu.

Čistenie spalín

7.28. Kotly určené na prevádzku na tuhé palivá (uhlie, rašelina, živičná bridlica a drevný odpad) musia byť vybavené jednotkami na čistenie spalín od popola v prípadoch, keď

A p B>5000 (3)

B- maximálna hodinová spotreba paliva, kg.

Poznámka. Pri núdzovom použití tuhého paliva nie je potrebná inštalácia zberačov popola.

7.29. Voľba typu zberačov popola sa vykonáva v závislosti od množstva čistených plynov, požadovaného stupňa čistenia a dispozičných možností na základe technicko-ekonomického porovnania možností montáže zberačov popola rôznych typov.

Ako zariadenia na zber popola by ste mali vziať:

• bloky cyklónov TsKTI alebo NIIOGAZ - s objemom spalín od 6000 do 20000 m 3 / h;
• akumulátorové cyklóny - s objemom spalín od 15 000 do 150 000 m 3 / h;
• batériové cyklóny s recirkuláciou a elektrostatickými odlučovačmi - s objemom spalín nad 100 000 m 3 / h.

"Mokré" zberače popola s nízkotlakovými Venturiho trubicami s eliminátormi kvapiek možno použiť v prítomnosti hydraulického systému odstraňovania popola a trosky a zariadení, ktoré vylučujú vypúšťanie škodlivých látok obsiahnutých v popole a troskovej drti do vodných útvarov.

Objemy plynov sa odoberajú pri ich prevádzkovej teplote.

7.30. Koeficienty pre čistenie zariadení na zber popola sa berú výpočtom a musia byť v medziach stanovených v prílohe č. 4 k týmto pravidlám a predpisom.

7.31. Inštalácia zberačov popola musí byť zabezpečená na sacej strane odsávačov dymu spravidla na otvorených priestranstvách.

S primeraným odôvodnením je povolené inštalovať zberače popola v interiéri.

7.32. Zberače popola sú dodávané samostatne pre každú kotolňu. V niektorých prípadoch je povolené poskytnúť skupinu zberačov popola alebo jedno delené zariadenie pre niekoľko kotlov.

7.33. Pri prevádzke kotolne na tuhé palivá by jednotlivé zberače popola nemali mať obtokové plynové potrubie.

7.34. Formulár a vnútorný povrch Lapač popola musí zabezpečiť úplné vysypanie popola samospádom, pričom sa predpokladá uhol sklonu stien zásobníka k horizontu 60° a v odôvodnených prípadoch je povolený najmenej 55°.

Lapače popola musia mať hermetické uzávery.

7.35. Rýchlosť plynov vo vstupnom plynovom potrubí rastliny na zber popola treba odoberať aspoň 12 m/s.

7.36. "Mokré" lapače iskier by sa mali používať v kotolniach určených na prácu s drevným odpadom v prípadoch, keď A p B<5000 После золоуловителей искрогасители не устанавливаются.

Doktor technických vied I.I. Strykha, profesor, hlavný výskumník,
RUE "BelTEI", Minsk, Bieloruská republika

Úvod

Pre dosiahnutie vysokej účinnosti kotolní je potrebné znížiť teplotu spalín. Miera jeho zníženia je však limitovaná podmienkami zabezpečenia spoľahlivej prevádzky komínov.

V kotolniach sú hojne používané komíny s nosným hriadeľom a murovaným obkladom. Pri takýchto potrubiach sú faktormi určujúcimi ich spoľahlivosť a životnosť teplotný stav povrchu obloženia a hlavne, ako aj zloženie výfukových plynov. Prevod kotlov na nekonštrukčné druhy paliva alebo odchýlka ich prevádzkových režimov od projektovaných hodnôt musí byť sprevádzaná vhodnými výpočtami na vytvorenie podmienok, ktoré zabezpečia spoľahlivú prevádzku komínov.

Príčiny poškodenia

V počiatočnom období hromadnej výstavby murovaných komínov kotolne spravidla fungovali na tuhé a kvapalné palivá s teplotou spalín z kotlov 200-250 °C. To neviedlo k poškodeniu prvkov potrubia, vyrobených z obyčajnej hlinenej tehly M-100. Medzera medzi vložkou a šachtou vyplnená tepelnoizolačným materiálom a pri vhodných teplotách spalín a klimatických podmienkach aj bez výplne umožnila udržiavať požadované teplotné rozdiely v článkoch komínov a zabezpečiť ich dostatočne dlhú prevádzku.

Skúsenosti s prevádzkou komínov rôznych prevedení na tepelných elektrárňach a kotolniach ukazujú, že s prechodom kotlov z pevných a kvapalných palív na spaľovanie zemného plynu sa začalo častejšie pozorovať poškodenie komínových prvkov. Životnosť obloženia v závislosti od klimatických podmienok a teploty výfukových plynov na mnohých zariadeniach nepresahuje 3-4 roky. V južných oblastiach bývalého ZSSR pri teplote odvádzaných produktov spaľovania zemného plynu (v zime) 80-130 °C nebola pozorovaná tvorba kondenzátu na povrchu komínových prvkov a nedošlo k ich poškodeniu.

Zároveň sa poškodzujú murované komíny nachádzajúce sa v centrálnych oblastiach bývalého ZSSR pri prevádzke plynových kotlov pri čiastočnom zaťažení a teplotách spalín v zime do 100 °C. Tie sú zosilnené pri nízkych rýchlostiach spalín v ústí potrubia (do 2 m/s) a v podzemných miestach ošípaných. Zároveň podzemná voda, ktorá sa dostane do cesty plynu, urýchľuje proces deštrukcie potrubia. Príspevok informuje o nevyhovujúcom stave komínov kotolní pri prevádzke kotlov na plyn s teplotou odvádzaných splodín horenia v zime 70-100°C a ich výstupnou rýchlosťou 1,5-6,5 m/s. Následkom skúmania stavu tohto potrubia bolo zistené vlhké murivo, lokálne lúpané tehly atď. Podobná situácia je pri murovanom komíne, keď kotly bežia na plyn a ich vypúšťanie s teplotou 40-60 °C vo vnútri šachty a rýchlosťou 1-2 m/s. Horná časť potrubia (do 12 m) bola pokrytá ľadom, tehla sa odlupovala a rozpadla. Pri prechode na teplotu spalín 150 °C sa tieto nedostatky úplne odstránili.

Hlavným dôvodom deštrukcie obloženia a nosného kmeňa komína pri prevádzke kotlov na zemný plyn je odchýlka od návrhových hodnôt teplotno-vlhkostného a aerodynamického režimu komína. Ako je známe, teplota rosného bodu produktov spaľovania zemného plynu je 55-60 °C. S poklesom rýchlosti spalín v potrubí a poklesom teploty plynov na 100 °C klesá teplota vnútorného povrchu potrubia k rosnému bodu splodín horenia a nižšie. Súčiniteľ prestupu tepla na strane plynu je znížený na 2-6 W/(m2.K) namiesto 35 W/(m2.K) pre návrhové podmienky s menovitými parametrami kotlov pripojených na potrubie. Kondenzát zo spalín vstupuje na povrch ostenia a potom sa filtruje do tehly cez švy v nej a murivo šachty a pri negatívnej vonkajšej teplote tento kondenzát zamrzne a v dôsledku toho sa tehla a švy v murive sú zničené.

Pri znížení rýchlosti spalín na primeranú úroveň vznikajú podmienky pre vstup studeného vzduchu do potrubia, čo vedie k ochladzovaniu muriva v jeho hornej časti. Odporúča sa odoberať rýchlosť na výstupe z potrubia cca 6 m/s, t.j. 1,3-1,5 násobok rýchlosti vetra, aby sa zabránilo studenému vzduchu.

Pri vysokých rýchlostiach spalín môže v potrubí vzniknúť nadmerný statický tlak. Spaliny v tomto prípade prenikajú cez švy ostenia do zóny s teplotou materiálu pod teplotou rosného bodu, kde dochádza ku kondenzácii, ktorá vedie k deštrukcii muriva. Hodnota statického tlaku závisí od rýchlosti spalín, tvaru a výšky potrubia, teploty spalín a vonkajšieho vzduchu. Optimálna rýchlosť pre murované komíny je 6-18 m/s na výstupe z komína, čo treba potvrdiť výpočtom.

K podobnému poškodeniu komínov dochádza pri prevádzke kotlov na sírny vykurovací olej. Situáciu zároveň zhoršuje prítomnosť zlúčenín síry (sírny plyn a anhydrid kyseliny sírovej) v spalinách a vďaka tomu teplota ich rosného bodu stúpa na 120-150 °C. Okrem toho dochádza k procesom sulfatizácie silikátových materiálov a poškodeniu koróziou. K poškodeniu materiálov potrubia dochádza aj v dôsledku nerovnomerného zmršťovania základu a iných príčin nesúvisiacich s teplotou, vlhkosťou a aerodynamickými podmienkami.

Pri prevádzke komína v podmienkach kondenzácie korozívnych zložiek na povrchu výstelky výfukovej šachty, ako aj pri odchýlkach teplotných a vlhkostných pomerov od projektových hodnôt je potrebné chrániť ho pred nízkoteplotnou koróziou a zničenie. V zahraničí sa v posledných rokoch používajú ako komíny na odvod plynu z komínov kovové rúry, ale aj rúry z keramiky, skla a syntetických materiálov. Tie môžu byť v závislosti od zloženia navrhnuté pre rôzne teploty výfukových plynov: do 80, 120, 160 °C a vyššie.

Medzi najdôležitejšie príčiny poškodenia komínov tepelných elektrární možno uviesť:

Preťaženie plynu spojené s pripojením ďalších zdrojov k nim;

Samoobalenie hlavy potrubia, ku ktorému dochádza pri určitých pomeroch rýchlosti spalín a vzduchu;

Variabilné zaťaženie a teplotné podmienky;

Zvýšenie obsahu korozívnych činidiel vo výfukových plynoch oproti vypočítaným hodnotám.

V dôsledku zníženia zaťaženia kotlov pripojených na komíny podliehajú tieto komíny zrýchlenému opotrebovaniu. V takýchto podmienkach pri nedostatočnej plynotesnosti výmurovky v tepelnej izolácii a betóne nosnej šachty sa nevyhnutne tvorí a hromadí kondenzát, čo vedie k zníženiu únosnosti potrubia v dôsledku vylúhovania a rozmrazovania betónu. Obloženie z kyselinovzdorných tehál a betónu podlieha síranovej korózii, ktorá za menej ako 10 rokov môže znefunkčniť železobetónový komín, ktorý je dimenzovaný na dlhšiu životnosť (min. 50 rokov).

Η Mnohé kotlové komíny sú prevádzkované s odchýlkami od projektových podmienok a bez náležitého sledovania aktuálneho stavu. To vedie k tomu, že ich oprava sa komplikuje a prevádzka komínov pokračuje s čiastočne zničenou vložkou.

Osobitné miesto zaujímajú otázky súladu s požiadavkami projektov pri výstavbe komínov. Kvalita výstavby takýchto kritických stavieb často nespĺňa svoj účel. Najčastejšími odchýlkami od projektov sú: netesné miesta, kde plynové potrubia priliehajú ku komínu, podcenenie kvality betónu, prítomnosť škrupín a dutín atď.

V prevádzkových podmienkach dochádza k odchýleniu vnútorného valca potrubia (obloženie) od vertikály. Hlavným dôvodom takýchto odchýlok je nerovnomernosť povrchových teplôt obloženia po obvode. Tepelné pôsobenie spalín s nerovnomerným rozložením teplôt spôsobuje pri zmenách teplôt v dôsledku štartov, zastavení a iných zmien prevádzkových režimov kotlov rôzne namáhania, dilatácie a kontrakcie. Pri zníženom zaťažení kotlov napojených na komín je možné dodatočné zvlhčovanie spalín, čo spôsobuje vznik hydrátov v materiáli vložkovania komína, ktoré majú vlastnosť nenávratne sa rozpínať a viesť k napučiavaniu týchto materiálov. Takéto podmienky sú predpokladom a jedným z dôvodov odchýlok výstupného hriadeľa plynu od vertikály a jeho zničenia.

Opatrenia na zabezpečenie dlhodobej prevádzky

V roku 1993 Výbor Ruskej federácie pre metalurgiu vydal „Smernice pre prevádzku priemyselných komínov a ventilačných potrubí“, ktoré vypracoval Moskovský inštitút stavebného inžinierstva za účasti inštitútu VNIPITeploproekt a ďalších organizácií. Táto príručka môže byť svojím charakterom a obsahom použitá v rôznych priemyselných odvetviach. Poskytuje informácie o podmienkach bežnej prevádzky priemyselných komínov a vetracích potrubí vrátane potrubí s výfukovými šachtami alebo s plastovou výstelkou (pre výfukové plyny s teplotou cca 90°C). V roku 2004 bola vydaná referenčná kniha, ktorá poukazuje na rôzne aspekty súboru otázok súvisiacich so zabezpečením podmienok bezpečnej prevádzky komínov a určuje oblasti pre ďalší výskum.

V súlade s regulačnými dokumentmi by tehlové a železobetónové komíny mali mať životnosť 70-100 rokov, železobetónové - najmenej 50 rokov, kovové - 20-30 rokov, potrubia s výstupnými šachtami plynu a plastovou výstelkou - 15-20 rokov.

Zoznam podmienok, ktoré zabezpečujú dlhodobú prevádzku komínov, obsahuje požiadavky na dodržanie návrhových teplotných a vlhkostných podmienok a zloženie spalín. Jednou z najdôležitejších podmienok je systematický technický dozor, kontroly a príslušné opravy. Upozorňuje sa na podmienky zamedzenia nerovnomerného sadania základov pre základy komína.

V poslednej dobe sa rozšírili moderné metódy skúmania komínov pomocou najnovších kontrolných nástrojov, najmä termografia pomocou termovíznej metódy, ktorá nevyžaduje zastavovanie komína. Okrem toho rozsah prác na kontrole technického stavu komínov zahŕňa:

Štúdium procesov prenosu tepla a hmoty;

Výpočet aerodynamických charakteristík;

Meranie koncentrácií škodlivých emisií;

Stanovenie pevnosti betónu ultrazvukovými a sklerometrickými metódami.

Treba si uvedomiť, že kontrola technického stavu komínov je zodpovedným opatrením a do jej realizácie by sa mali zapojiť špecializované organizácie s dostatočnými skúsenosťami v tejto oblasti a disponujúce príslušnými prístrojmi.

Výsledky prieskumu

V dôsledku prieskumov technického stavu komínov boli u všetkých zistené najcharakteristickejšie typy porúch, ako aj všeobecné nedostatky v organizácii prevádzky:

■ neexistujú žiadne prístrojové vybavenie a poplašné prostriedky na monitorovanie parametrov teploty a vlhkosti prúdu plynu v príslušných nadmorských výškach potrubia;

■ na napojení plynovodov od kotlov do spoločných plynovodov a v miestach ich napojenia na komíny sa často vyskytujú netesnosti, praskliny po celom obvode, čo vedie k dodatočnému ochladzovaniu a zvlhčovaniu spalín a následnému negatívnemu vplyvu na stav komínových prvkov;

■ dochádza k delaminácii betónu z pozdĺžnej a priečnej výstuže, ktorá je po celej výške skorodovaná;

■ krycie dosky sú zničené na oddelených miestach plynovodov;

■ na stykoch medzičlánkov obloženia rúr sú zničené trhacie tehly, murivo zaoblených úsekov plynovodov má miesta korózie murovacej malty;

■ v trámoch komínového otvoru dochádza k deštrukcii ochrannej vrstvy betónu, v dôsledku čoho je odkrytá výstuž;

■ početné vydutia muriva výstelky rúr;

■ dochádza k pohybom prvkov liatinového uzáveru v dôsledku opuchu obloženia horného bubna.

Vo väčšine komínov sa deštrukcia hlavného obkladového materiálu (tehla odolná voči kyselinám) v dôsledku nízkoteplotnej korózie vyskytuje zriedkavo, hlavne je zaznamenaná deštrukcia materiálu švíkov a antikoróznych náterov obloženia. V niektorých prípadoch došlo k lokálnemu opuchu tehlových škár v dôsledku pôsobenia dymových plynov obsahujúcich zlúčeniny síry.

Η Na základe výsledkov prieskumov vykonaných rôznymi organizáciami možno považovať za hlavný dôvod väčšiny deštrukcií potrubných výsteliek, vzniku trhlín v nich a v betóne nosnej šachty (v súlade s technologickými normami pre konštrukcia potrubia) je odchýlka od projektovaných parametrov teplotných a vlhkostných podmienok prevádzky a tým vznik prípustných tepelných napätí v jednotlivých prvkoch potrubia.

Na zlepšenie spoľahlivosti prevádzky komínov a plynovodov by sa mali ako prioritné opatrenia prijať tieto:

V prípade čiastočného alebo úplného zničenia obloženia tehlových komínov ho obnovte z tehly odolnej voči kyselinám, prípadne zabezpečte montáž šachty na odvod plynu zo sklolaminátu alebo kovu. Hlava rúry sa odporúča vyrobiť z liatinových článkov alebo z roztoku odolného voči kyselinám;

Pri obnove tehlových a železobetónových stien plynovodov použite vnútorné obloženie striekaným silikátovým polymérom alebo kyselinovzdornými tehlami na andezitový tmel; pri výmene podlahových dosiek a krytov plynových potrubí by mali byť vyrobené zo silikátovo-polymérového betónu, s výnimkou použitia dutých dosiek;

Na obnovenie únosnosti železobetónových šácht použite železobetónové spony;

Nedovoľte, aby bol vonkajší vzduch nasávaný do plynových potrubí a komínov;

Zaviesť do praxe technického skúmania stavu komínov používanie termovíznej metódy, ktorá nevyžaduje zastavovanie komína a umožňuje rýchlo určiť miesto poškodenia.

Treba si uvedomiť, že v komíne so sklom vystuženou plastovou vložkou dymovodu je nosná železobetónová alebo tehlová šachta spoľahlivo chránená pred účinkami spalín a kondenzátu a v dôsledku toho aj pred koróziou ich materiálov. Sklolaminátové komíny sú 10-20x ľahšie ako tehlová vložka, majú zvýšenú priechodnosť a vysokú odolnosť proti korózii voči agresívnym spalinám a tým aj dlhšiu životnosť. GRP stohy môžu byť vyrobené v továrni ako samostatné zásuvky alebo segmenty pripravené na montáž.

zistenia

Pokles spoľahlivosti komínov je do značnej miery spôsobený nedodržiavaním prevádzkových pravidiel, čo sa prejavuje odchýlkou ​​prevádzkových hodnôt teploty, vlhkosti a aerodynamických parametrov od odporúčaných projektom. Nehustoty vo vonkajších plynových potrubiach, ako aj deštrukcia ich tepelnej izolácie vedú k ochladzovaniu spalín a ich riedeniu vzduchom. V dôsledku toho sa zvyšuje kondenzácia korozívnych činidiel na povrchu obloženia, čo spôsobuje koróziu jeho materiálu a švíkov. Okrem toho k deštrukcii ostenia, najmä materiálov škár muriva, dochádza v dôsledku tepelných deformácií spôsobených neprijateľným tepelným namáhaním v dôsledku prekročenia štandardných hodnôt teplotných rozdielov v hrúbke materiálu.

Na zabezpečenie dlhodobej a spoľahlivej prevádzky komínov je potrebné prijať vhodné opatrenia. Najdôležitejšie z nich sú uvedené nižšie.

1. Zabezpečiť vedenie výrobnej a technickej dokumentácie ku komínom.

Takáto dokumentácia by mala obsahovať predovšetkým:

Pas zavedeného formulára;

Denníky pozorovaní prevádzkového režimu (teplota, tlak atď.);

Návod na obsluhu s odrazom kontrolovaných parametrov a ich hraničných hodnôt, postupnosť prieskumov a pod.;

Súbor dokumentácie na vykonávanie technického dozoru nad opravou komínov a plynovodov (guľatina na zhotovenie prác vrátane antikoróznych, tepelnoizolačných, vložkových a pod.; certifikáty a výsledky skúšok vzoriek použitých materiálov; akty prevzatia vykonanej práce).

2. Nedovoľte, bez dohody s projekčnou organizáciou, zmeny v ukazovateľoch stanovených návrhom teplotno-vlhkostných a aerodynamických režimov potrubia.

3. Zabezpečte kontrolu nad výskytom kondenzátu v komíne a organizujte jeho odstránenie mimo základov komína.

Pri poklese teploty spalín pod minimálnu povolenú úroveň (najmä pri kotloch na zemný plyn) je potrebné prijať opatrenia na jej zvýšenie, predovšetkým posilnením tepelnej izolácie priľahlých plynovodov a odsávačov dymu, odstránením úniku vzduchu a v prípade potreby inštaláciou dodatočnej hydroizolácie obloženia.

4. Pri zmene prevádzkových podmienok komínov je potrebné vykonať overovacie výpočty na určenie optimálnych hodnôt ukazovateľov tepelného stavu a aerodynamických parametrov dymovodu pri absencii samoobalenia hlavy rúry. .

5. Pravidelne pri každej z kontrol technického stavu komína (najmenej raz za 5 rokov) odoberať vzorky vložiek, prípadne nosnej šachty, na zistenie stupňa ich sulfatácie a deštrukcie. ako aj na stanovenie zmien ich pevnostných charakteristík a výpočtu zvyškovej životnosti alebo zdôvodnenia meniacich sa prevádzkových podmienok.

6. Pri vykonávaní opravných prác na čiastočnej výmene vložiek komínov a plynovodov sa môžu použiť len tie materiály, ktoré sú odporúčané projektom a majú príslušné certifikáty, alebo materiály, ktoré prešli predbežnými skúškami v príslušnom koróznom prostredí, ktoré spĺňajú podmienky teplotné a vlhkostné podmienky pre prevádzku komínov.

7. Zorganizovať systematické prístrojové monitorovanie rovnomernosti zosadnutia základov základov a zvislej nosnej šachty komína a pravidelne kontrolovať ich stabilitu.

Uvedený zoznam opatrení na zabezpečenie spoľahlivej prevádzky komínov nie je vyčerpávajúci. S ohľadom na konkrétne prevádzkové podmienky je možné tento zoznam rozširovať a dopĺňať o ďalšie opatrenia.

Literatúra

1. Shishkov I.A., Lebedev V.G., Belyaev D.S. Komíny elektrární. M.: Energia, 1976. 176 s.

2. Richter L.A. Tepelné elektrárne a ochrana ovzdušia. M.: Energia, 1975. 312 s.

3. Priemyselné dymové a ventilačné potrubia: Referenčná kniha / F.P. Duzhikh, V.P. Osolovský, M.G. Lada-gichev; Pod generálnou redakciou. F.P. Duzhikh. M.: Teplotechnik, 2004. 464 s.

4. SP 13-101-99. Pravidlá pre dozor, kontrolu, údržbu a opravy priemyselných komínov a vetracích potrubí.