Dimnik, izračun.

V idealnem primeru bi si pri gradnji peči želeli imeti takšno zasnovo, ki bi samodejno dala toliko zraka, kot je potrebno za zgorevanje. Na prvi pogled je to mogoče storiti z dimnik. Dejansko, intenzivneje kot gorijo drva, bolj kot mora biti vročih dimnih plinov, večji mora biti potisk (model uplinjača). Ampak ni. Vlek sploh ni odvisen od količine nastalih vročih dimnih plinov. Ulek je padec tlaka v cevi od glave cevi do kurišča. Določa ga višina cevi in ​​temperatura dimnih plinov oziroma njihova gostota.

Potisk se določi po formuli:

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

kjer je F potisk, A je koeficient, p in je gostota zunanjega zraka, pd je gostota dimnih plinov, h je višina cevi

Gostota dimnih plinov se izračuna po formuli:

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

kjer je t in in t d - temperatura zunanjega atmosferskega zraka zunaj cevi in ​​dimnih plinov v cevi v stopinjah Celzija.

Hitrost dimnih plinov v cevi (volumenski pretok, tj. sesalna zmogljivost cevi) G sploh ni odvisna od višine cevi in ​​je določena s temperaturno razliko med dimnimi plini in zunanjim zrakom ter s površino prečnega prereza dimnika. Iz tega sledijo številni praktični zaključki.

Najprej, dimniki so narejeni visoko ne zato, da bi povečali pretok zraka skozi kurišče, ampak le za povečanje vleka (to je padec tlaka v cevi). To je zelo pomembno, da preprečimo prevrnitev vleka (dimljenje v peči) v primeru pritiska vetra (vrednost potiska mora vedno presegati možni tlak vetra).

Drugič, je priročno uravnavati pretok zraka s pomočjo naprav, ki spreminjajo površino prostega dela cevi, torej s pomočjo ventilov. S povečanjem površine prečnega prereza dimniškega kanala, na primer za dvakrat, lahko pričakujemo približno dvakratno povečanje prostorninskega pretoka zraka skozi kurišče.

Naj bo preprosto in dober primer. Imamo dve enaki pečici. Združimo jih v eno. Dobimo dvojno peč z dvojno količino kurjenja drv, z dvojnim pretokom zraka in površino prečnega prereza cevi. Ali (kar je isto), če se v kurišču vname vedno več drv, potem je treba ventile na cevi vedno bolj odpirati.

TretjičČe peč gori normalno v ustaljenem stanju in dodatno spustimo tok hladnega zraka v kurišče mimo gorečih drv v dimnik, se bodo dimni plini takoj ohladili, pretok zraka skozi peč pa se bo zmanjšal. Hkrati bo kurjenje drv začelo bledeti. Se pravi, da ne vplivamo neposredno na drva in dodatni tok usmerjamo mimo drv, a se izkaže, da lahko cev prehaja manj dimnih plinov kot prej, ko tega dodatnega pretoka zraka ni bilo. Sama cev bo zmanjšala pretok zraka na drva, ki je bila prej, poleg tega pa ne bo prepustila dodatnega toka hladnega zraka. Z drugimi besedami, dimnik bo blokiran.

Zato so tako škodljivi uhajanje hladnega zraka skozi reže v dimnikih, prekomerni zračni tokovi v kurišču in res vse toplotne izgube v dimniku, ki vodijo do znižanja temperature dimnih plinov.

četrti, večji ko je koeficient plinskodinamičnega upora dimnika, manjši je pretok zraka. To pomeni, da je zaželeno, da so stene dimnika čim bolj gladke, brez turbulenc in brez zavojev.

peti, nižja kot je temperatura dimnih plinov, močneje se spreminja zračni tok z nihanji temperature dimnih plinov, kar pojasnjuje situacijo nestabilnosti cevi pri vžigu peči.

Na šestem, pri visoke temperature Pretok dimnih plinov je neodvisen od temperature dimnih plinov. To pomeni, da z močnim segrevanjem peči pretok zraka preneha naraščati in je odvisen le od preseka cevi.

Težave z nestabilnostjo se ne pojavljajo le pri analizi toplotnih lastnosti cevi, ampak tudi pri upoštevanju dinamike tokov plina v cevi. Dejansko je dimnik vodnjak, napolnjen z lahkimi dimnimi plini. Če se ta lahki dimni plin ne dvigne zelo hitro, obstaja možnost, da se težki zunanji zrak preprosto potopi v lahki plin in ustvari padajoči tok navzdol v cevi. Ta situacija je še posebej verjetna, ko so stene dimnika hladne, torej med vžigom peči.

riž. 1. Shema gibanja plinov v hladnem dimniku: 1 - kurišče; 2 - dovod zraka skozi puhalo; 3-dimnik; 4 - ventil; 5 - zob dimnika; 6-dimni plini; 7-odpoved hladnega zraka; 8 - zračni tok, ki povzroča prevrnitev potiska.

a) gladka odprta navpična cev
b) cev z ventilom in zobom
c) cev z zgornjim ventilom

Trdne puščice kažejo smeri gibanja lahkih vročih dimnih plinov. Črtkane puščice kažejo smeri padajočih tokov hladnega težkega zraka iz ozračja.

Na riž. 1a shematično je prikazana peč, v katero se dovaja zrak 2 in skozi dimnik odvajajo dimni plini 6. atmosferski zrak 7, doseže celo kurišče. Ta padajoči tok lahko nadomesti »običajni« pretok zraka skozi puhalo 2. Tudi če je peč zaklenjena z vsemi vrati in so vsi loputi za dovod zraka zaprti, lahko peč zaradi zraka, ki prihaja od zgoraj, še vedno gori. Mimogrede, ravno to se pogosto zgodi, ko premog izgori pri zaprta vrata pečice. Lahko pride celo do popolnega prevračanja vleka: zrak bo vstopil od zgoraj skozi cev, dimni plini pa bodo izstopili skozi vrata.

V resnici naprej notranja stena dimnik vedno izbokline, izrastki, hrapavosti, ob trku s katerimi dimni plini in prihajajoči mraz zračni tokovi zavrtite in premešajte med seboj. Hkrati se hladen tok zraka navzdol iztisne ali se pri segrevanju začne dvigati navzgor, pomešan z vročimi plini.

Učinek obračanja tokov hladnega zraka navzdol navzgor se poveča ob prisotnosti delno odprtih ventilov, pa tudi tako imenovanega zoba, ki se pogosto uporablja v tehnologiji izdelave kaminov ( riž. 1b). Zob preprečuje dotok hladnega zraka iz dimnika v prostor kamina in s tem preprečuje dimljenje kamina.

V meglenem vremenu so še posebej nevarni pretoki zraka v cevi: dimni plini ne morejo izhlapeti niti najmanjših kapljic vode, se ohladijo, potisk se zmanjša in se lahko celo prevrne. Hkrati se peč močno kadi, ne vname.

Iz istega razloga se peči z vlažnimi dimniki veliko kadijo. Zgornji zaporni ventili so še posebej učinkoviti pri preprečevanju odtokov navzdol ( riž. 1c), nastavljiv glede na hitrost dimnih plinov v dimniku. Vendar je delovanje takšnih ventilov neprijetno.

riž. Slika 2. Odvisnost koeficienta presežka zraka a od časa segrevanja peči (polna krivulja). Pikčasta krivulja je zahtevana poraba zraka G za popolno oksidacijo produktov zgorevanja drv (vključno s sajami in hlapnimi snovmi) v dimnih plinih (v relativnih enotah). Črtkana krivulja je dejanska poraba zraka G cevi, ki jo zagotavlja vlek cevi (v relativnih enotah). Koeficient presežka zraka je količnik ločitve cevi G na G pretok

Stabilen in dovolj močan vlek nastane šele po segrevanju sten dimnika, kar traja dolgo, zato je na začetku ogrevanja vedno premalo zraka. V tem primeru je koeficient presežka zraka manjši od enote in peč se kadi ( riž. 2). In obratno: ob koncu ogrevanja dimnik ostane vroč, vlek ostane dolgo časa, čeprav so drva skoraj zgorela (koeficient presežka zraka je več kot ena). Kovinske peči s kovinsko izoliranimi dimniki hitreje dosežejo režim zaradi nizke toplotne zmogljivosti v primerjavi z opečnimi dimniki.

Z analizo procesov v dimniku lahko nadaljujemo, vendar je že zdaj jasno, da ne glede na to, kako dobra je peč sama, lahko vse njene prednosti s slabim dimnikom zmanjša na nič. Seveda v idealno dimnik je treba zamenjati sodoben sistem prisilni izpuh dimnih plinov s pomočjo električnega ventilatorja z nastavljivim pretokom in s predkondenzacijo vlage iz dimnih plinov. Tak sistem bi med drugim lahko očistil dimne pline pred sajami, ogljikovim monoksidom in drugimi škodljivimi nečistočami ter ohladil izpuščene dimne pline in zagotovil rekuperacijo toplote.

A vse to je v daljni prihodnosti. Za poletnega prebivalca in vrtnarja lahko dimnik včasih postane veliko dražji od same peči, zlasti v primeru ogrevanja večnadstropne hiše. Dimniki za savne so običajno enostavnejši in krajši, vendar je toplotna moč peči lahko zelo visoka. Takšne cevi so praviloma zelo vroče po celotni dolžini, iz njih pogosto letijo iskre in pepel, vendar sta kondenzacija in saje nepomembna.

Če za zdaj nameravate zgradbo savne uporabljati samo kot kopališče, potem lahko cev naredite tudi neizolirano. Če razmišljate tudi o kopalnici kot o kraju možnega bivanja (začasno bivanje, nočitve), zlasti pozimi, potem je bolj smotrno, da cev takoj naredite izolirano, poleg tega pa kakovostno "za vse življenje". Hkrati je mogoče peči zamenjati vsaj vsak dan, obliko je mogoče izbrati bolj priročno in primerneje, cev pa bo enaka.

Avtor vsajče pečica deluje dolgo gorenje(tleča drva), potem je izolacija cevi nujno potrebna, saj pri majhnih močeh (1 - 5 kW) neizolirana kovinska cev popolnoma se bo ohladilo, obilno bo tekel kondenz, ki lahko v najhujših zmrzalih celo zmrzne in zamaši cev z ledom. To je še posebej nevarno v prisotnosti mreže za preprečevanje isker in dežnikov z majhnimi prehodnimi režami. Odvodniki isker so uporabni pri intenzivnem ogrevanju poleti in izjemno nevarni pri šibkih pogojih gorenja drv pozimi. Zaradi morebitnega zamašitve cevi z ledom je namestitev deflektorjev in dežnikov na dimniki je bil leta 1991 prepovedan (in na dimnikih plinske pečiceše prej).

Iz istih razlogov se ne smete zanesti z višino cevi - raven potiska ni tako pomembna za nepovrat peč za savno. Če se kadi, lahko prostor vedno hitro prezračite. Vendar je treba upoštevati višino nad strešnim grebenom (najmanj 0,5 m), da preprečimo prevrnitev potiska med sunki vetra. Na ravnih strehah naj cev štrli nad snežno odejo. V vsakem primeru je bolje imeti nižjo cev, vendar toplejšo (kot višjo, a hladnejšo). visoke cevi zima je vedno mrzla in nevarna za obratovanje.

Hladni dimniki imajo veliko pomanjkljivosti. Hkrati so neizolirane, vendar ne zelo dolge cevi kovinske peči pri vžiganju se hitro segrejejo (veliko hitreje kot opečne cevi), ostanejo vroče ob močnem segrevanju, zato se zelo pogosto uporabljajo v kopelih (in ne samo v kopalnicah), še posebej, ker so relativno poceni. Azbestno-cementne cevi se ne uporabljajo na kovinskih pečeh, kot jih imajo velika teža, in se uničijo tudi med pregrevanjem z razprševanjem drobcev.

riž. 3. Najenostavnejši dizajni kovinskih dimnikov: 1 - kovinski okrogel dimnik; 2 - lovilec isker; 3 - pokrovček za zaščito cevi pred padavine; 4 - špirovci; 5 - strešna obloga; 6 - leseni bloki med špirovci (ali tramovi) za oblikovanje požarne odprtine (rezanje) v strehi ali stropu (če je potrebno); 7 - strešni greben; osem - mehka streha(strešni material, hidrostekloizol, mehke ploščice, valovite kartonsko-bitumenske plošče itd.); devet - kovinsko pločevino za streho in prekrivanje odprtine (dovoljena je uporaba ravna plošča aceida - azbestno-cementna elektroizolacijska plošča); 10 - kovinska drenažna blazinica; 11 - azbestno tesnjenje reže (spoj); 12 - kovinska kapa vidra; trinajst - stropni tramovi(s polnjenjem prostora z izolacijo); 14 - stropna obloga; 15 - podstrešje (če je potrebno); 16 - kovinska pločevina za rezanje stropa; 17 - kovinski ojačitveni vogali; 18 - kovinski pokrov stropnega reza (če je potrebno); 19 - negorljiva toplotno odporna izolacija (ekspandirana glina, pesek, perlit, mineralna volna); 20 - zaščitna blazinica (kovinska pločevina nad plastjo azbestnega kartona debeline 8 mm); 21 - kovinski cevni zaslon.

a) toplotno izolirana cev;
b) toplotno izolirana zaščitena cev z uporom prenosa toplote najmanj 0,3 m 2 -deg / W (kar ustreza debelini opeke 130 mm ali debelini izolacije iz mineralne volne 20 mm).

Na riž. 3 tipično diagrami ožičenja neizolirane kovinske cevi. Samo cev je treba kupiti iz nerjavečega jekla z debelino najmanj 0,7 mm. Najbolj priljubljen premer ruske cevi je 120 mm, finske pa 115 mm.

V skladu z GOST 9817-95 mora biti površina prečnega prereza večobratnega dimnika najmanj 8 cm 2 na 1 kW nazivne toplotne moči, ki se sprosti v peči pri zgorevanju lesa. Te moči ne smemo zamenjevati s toplotno močjo toplotno intenzivne peči, sproščene od zunaj. opečna površina pečice v prostoru po SNiP 2.04.05-91. To je eden izmed naših številnih nesporazumov. normativni dokumenti. Ker se toplotno intenzivne pečice običajno segrejejo le 2-3 ure na dan, je moč v peči približno desetkrat večja od moči sproščanja toplote s površine opečne peči.

Naslednjič bomo govorili o značilnostih vgradnje dimnikov.

Pri delovanju generatorjev toplote z nizko močjo zelo velik pomen ima tak dejavnik, kot je pravilno zasnovan in pravilno nameščen dimnik. Seveda je potreben izračun. Kot vsak toplotnotehnični izračun je lahko tudi izračun dimnikov strukturni in verifikacijski.

Prva od njih je zaporedje ugnezdenih iteracij (to pomeni, da na začetku izračuna nastavimo nekaj parametrov, kot so višina in material dimnika, hitrost dimnih plinov itd., in nato te vrednosti natančneje določimo z zaporednimi približki).

Vendar pa se v praksi veliko pogosteje spopadate s potrebo po preverjanju izračuna dimnika, saj je običajno kotel priključen na že obstoječi sistem odstranjevanje dima. V tem primeru že imamo višino dimnika, material in površino dimnika itd.

Naloga je preveriti združljivost parametrov dimnega kanala in generatorja toplote.

tj nujen pogoj pravilno delovanje dimnika je presežek lastnega vleka nad izgubo tlaka v dimniku za vrednost najmanjšega dovoljenega vakuuma v dimovodni cevi toplotnega generatorja. Količina naravnega potiska je odvisna od številnih dejavnikov.

•  Oblike prečnega prereza dimnika (pravokotne, okrogle itd.)
• Temperature dimnih plinov na izhodu iz generatorja toplote
• Material za dimnike ( nerjaveče jeklo, opeka itd.)
• Hrapavost notranje površine dimnika
• Puščanja v plinovodu, na spojih elementov (razpoke v premazu itd.)
• Parametri zunanjega zraka (temperatura, vlaga)
• Višine nad morsko gladino
• Parametri prezračevanja prostora, kjer je kotel nameščen
• Kvaliteta nastavitve toplotnega generatorja - popolnost zgorevanja goriva (razmerje gorivo/zrak).
• Vrsta delovanja gorilnika (modulacijsko ali diskretno)
• Stopnje kontaminacije elementov plinsko-zračne poti (kotel in dimnik)

Vrednost samovleke
Kot prvi približek lahko vrednost samovleke ponazorimo s primerom na sl. ena .

kjer je hc vrednost lastne vleke;
Hd - efektivna višina dimnika;
v - gostota zraka;
g - gostota dimnih plinov.
Kot je razvidno iz formule, glavno spremenljivo komponento tvorita gostota dimnih plinov in zraka, ki sta funkciji njihove temperature.

Da bi pokazali, kako močno je vrednost lastnega potiska odvisna od temperature dimnih plinov, predstavljamo naslednji graf, ki ponazarja to odvisnost (glej sliko 2).


V praksi pa so veliko pogostejši primeri, ko se ne spreminja le temperatura dimnih plinov, temveč tudi temperatura zraka. V zavihku 1 prikazuje vrednosti specifične teže na meter višine dimnika glede na temperaturo produktov zgorevanja in zraka.


Seveda tabela daje zelo približen rezultat, za natančnejšo oceno (da bi se izognili interpolaciji vrednosti) pa je treba izračunati dejanske vrednosti gostote produktov zgorevanja in zunanjega zraka.
v - gostota zraka v delovnih pogojih:

kjer toc - temperatura okolje, °С, sprejeto za najslabši pogoji delovanje opreme - poletni čas. Če podatkov ni, se predpostavlja 20 °C;
vnu - gostota zraka v normalnih pogojih - 1,2932 kg/m3.
g - gostota dimnih plinov pri obratovalnih pogojih:

kjer je hnu gostota produktov zgorevanja v normalnih pogojih, pr= 1,2 za zemeljski plin se lahko sprejme - 1,26 kg / m3.

Za udobje označimo a=1/273
potem

kjer je 1 + a x t temperaturna komponenta.
Za poenostavitev operacij bomo predpostavili, da je gostota dimnih plinov enaka gostoti zraka in zmanjšali vse vrednosti gostote, zmanjšane na normalnih razmerah v intervalu t = -20 +400 ° С, v tabeli. 2.

Praktični izračun samovleke
Za izračun naravnega ugreza je treba določiti povprečno temperaturo plina v cevi ϑcp. Temperatura na vhodu v cev ϑ1 se določi iz podatkov potnega lista opreme. Temperaturo produktov zgorevanja na izhodu iz ustja dimnika ϑ2 določimo ob upoštevanju njihovega hlajenja po dolžini cevi.

Hlajenje plinov v cevi na 1 meter njene višine se določi s formulo:

kjer je Q nominalni toplotna moč kotel, kW;
B - koeficient: 0,85 - neizolirana kovinska cev, 0,34 - izolirana kovinska cev, 0,17 - opečna cev z debelino zidane do 0,5 metra.
Izhodna temperatura cevi:

kjer je Hd efektivna višina dimnika v metrih.

Povprečna temperatura produktov zgorevanja v dimniku:

V praksi se vrednost samovleke izračuna za naslednje mejne pogoje:
1. Za zunanjo temperaturo 20 °C ( poletni način delovanje generatorja toplote).
2. Če se poletna projektirana zunanja temperatura razlikuje za več kot 10 °C od 20 °C, se sprejme projektna temperatura.
3. Če generator toplote deluje samo v zimsko obdobje, potem se izračun izvede v skladu z povprečna temperatura za kurilno sezono.

Vzemimo za primer namestitev z naslednjimi parametri (slika 3):

• moč 28 kW;
• temperatura dimnih plinov 125 °C;
• višina dimnika 8 m;
• Dimnik je iz opeke.

Hlajenje plinov v cevi na 1 meter njene višine glede na:

Temperatura dimnih plinov na izhodu iz cevi glede na:
ϑ2 = 125 - 8 x 1,016 \u003d 117, ° С.
Povprečna temperatura produktov zgorevanja v dimniku glede na:
ϑav = (125 + 117)/2 = 121, °С.
Vrednost samovleke se izračuna z:
hc \u003d 8 (1,2049 - 0,8982) = 2,4536, mm vodni stolpec

izračun optimalno območje prečni prerez dimnega kanala

1. Prva možnost za določitev premera dimnika
Premer cevi se vzame bodisi glede na podatke iz potnega lista (glede na premer izstopne cevi iz kotla) v primeru vgradnje ločenega dimnika za vsak kotel ali po formuli pri združevanju več kotlov v skupni dimnik ( skupna moč do 755 kW).

Za cilindrične cevi se premer določi:

r je koeficient, ki je odvisen od vrste uporabljenega goriva. Plin: r = 0,016, tekoče gorivo: r = 0,024, premog: r = 0,030, drva: r = 0,045.

2. Druga možnost za določitev premera dimnika (ob upoštevanju hitrosti produktov zgorevanja)
V skladu z Norma UNI-CTI 9615 lahko površino prečnega prereza dimnika izračunamo po formuli:

kjer je mg
d - masni pretok produkti zgorevanja, kg/uro.
Upoštevajte na primer naslednji primer:

• Višina dimnika 7 m;
• Masna poraba produktov zgorevanja 81 kg/uro;
• Gostota produktov zgorevanja (pri ϑav =120 °C) g = 0,8982 kg/m3;
• Hitrost produktov zgorevanja (v prvem približku) wg = 1,4 m/s.

Z določitvijo približne površine prečnega prereza dimnega kanala:
F = (0,225 kg/s)/(1,4 m/s x 0,8982) = 0,0178 m2 = 179 cm2.

Od tu izračunamo premer dimnega kanala in izberemo najbližji standardni dimnik: 150 mm.

Na podlagi nove vrednosti premera dimnika določimo površino dimniškega kanala in določimo hitrost dimnih plinov.

wg = (0,225 kg/s)/(0,8982 kg/m3 x 0,01327 m2) = 1,89 m/s.
Nato preverimo, da je hitrost dimnih plinov v območju 1,5-2,5 m/s.

Tudi kdaj visoka hitrost dimnih plinov se poveča hidravlični upor dimnika, če je prenizek, pa se aktivno tvori kondenz vodne pare.

Na primer izračunamo tudi hitrost dimnih plinov za več najbližjih dimenzij dimnika:
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 so predstavljeni na sl. 4 . Kot lahko vidite, iz dobljenih vrednosti dve standardni velikosti izpolnjujeta pogoje za hitrost: Ø 130 mm in Ø 150 mm. Načeloma lahko izberemo katero koli od teh vrednosti, vendar je boljši Ø 150 mm, saj bo izguba tlaka v tem primeru manjša.

Za udobje izbire standardne velikosti dimnika lahko uporabite diagram na sl. 5 .
Na primer:

• Poraba produktov zgorevanja 468 m3/uro; premer dimnika Ø 300 mm - hitrost produktov zgorevanja wg = 1,9 m/s
• Poraba produktov zgorevanja 90 m3/uro; premer dimnika Ø 150 mm - hitrost produktov zgorevanja wg = 1,4 m/s

Izguba tlaka v dimniku
Vsota uporov cevi:

Odpornost na trenje:

Izgube v lokalnih uporih:

= 1,0; 0,9; 0,2-1,4 - koeficienti lokalnega upora z izhodno hitrostjo (na izstopu iz dimnika), na vstopu v dimnik in v ovinkih - zavojih in T (koeficient je izbran glede na njihovo konfiguracijo).

- koeficient tornega upora:
za opečne cevi = 0,05;
za jeklene cevi = 0,02.
g je pospešek prostega padca enak 9,81 m/s2.
d - premer dimnika, m.
wg - hitrost produktov zgorevanja v cevi:

Vdg - dejanska prostornina produktov zgorevanja:

BT - poraba goriva ob upoštevanju kalorične vrednosti tega goriva:

- učinkovitost namestitve iz potnih listov za opremo (0,9-0,95);
Qнр - neto kalorična vrednost (odvisno od sestave goriva), za plin - 8000 kcal/m3;
Vog je teoretični volumen produktov zgorevanja, za zemeljski plin se lahko vzame 10,9 m3/m3;
Vov - teoretično zahtevani znesek zraka, za kurjenje 1 m3 zemeljskega plina 8,5-10
m3/m3;
 - koeficient presežka zraka, za zemeljski plin 1,05-1,25.

Vlečni test se izvaja po formuli:

hbar - zračni tlak, predpostavljeno 750 mm w.c.
HП - skupni padec tlaka plinske poti, mm vodnega stolpca, brez upoštevanja upora in lastnega vleka cevi.
1.2 - varnostni faktor potiska.
Skupni padec tlaka vzdolž plinske poti ( splošna oblika formule):

kjer je hT '' vakuum na izhodu iz peči, ki je potreben za preprečitev izbijanja plinov, običajno 2-5 mm w.c.
AT ta primer Za preverjanje potiska se upošteva skupna tlačna razlika brez upoštevanja skupnega upora h in lastnega vleka cevi hc.
Takole:
HП = hT’’ = 2-5 mm w.c.
Zaradi jasnosti bomo na tlačnem diagramu (slika 6) prikazali procese, ki se dogajajo v dimnem kanalu.

Na vodoravno os izrišemo padce tlaka in tlačne izgube, na vodoravno pa višino dimnika.

Nato bo segment DB kazal vrednost lastnega vleka, črta DA pa padec tlaka vzdolž višine dimnika.

Na drugi strani osi AB odložimo izgubo tlaka v dimniku. Grafično bo izguba tlaka vzdolž dolžine dimnika simbolizirala segment AC.

Naredimo zrcalno projekcijo segmenta BC in dobimo točko C '. Zeleno osenčeno območje simbolizira vakuum v dimnem kanalu.

Očitno se vrednost naravnega vleka zmanjša vzdolž višine dimnika, izguba tlaka pa se poveča od ustja do dna dimnika.

Primer pravilne namestitve dimnika in izvleček iz DBN.V.2.5-20-2001 "Oskrba s plinom"

Pri načrtovanju in namestitvi dimnikov je nujno upoštevati naslednje točke domačih norm in pravil:

DBN V.2.5-20-2001 Dodatek G "Odstranitev produktov zgorevanja".

J.Z. Odstranjevanje produktov zgorevanja iz gospodinjstva plinske naprave, štedilniki in drugo gospodinjstvo plinska oprema, katerega zasnova predvideva odstranjevanje produktov zgorevanja v dimnik, je treba zagotoviti iz vsake naprave, enote ali peči skozi ločen dimnik.
V obstoječih stavbah je dovoljeno predvideti priklop na en dimnik največ dveh grelnikov vode oz peči za ogrevanje ki se nahajajo v istem ali različnih nadstropjih stavbe, pod pogojem, da se produkti zgorevanja vnašajo v dimnik pri različnih ravneh, ne bližje kot 0,5 m drug od drugega ali na isti ravni z napravo v dimniku, rezanje do višine najmanj 0,5 m.

G.6. Površina prečnega prereza dimnika ne sme biti manjša površina del cevi plinske naprave, ki je priključen na dimnik. Pri priklopu na dimnik dveh aparatov, peči ipd prečni prerez dimnika je treba določiti ob upoštevanju njihovega hkratnega delovanja. Konstrukcijske mere dimnikov je treba določiti z izračunom.

G.7. Dimniki naj bodo izdelani iz opeke, odporne proti zmrzali (Mrz 125), glinena opeka, toplotno odporen beton za večnadstropne stavbe in azbestno-cementne cevi za enonadstropne zgradbe. Dovoljeno je zagotoviti odstranjevanje produktov zgorevanja skozi jeklene dimnike. Zasnove dimnih kanalov so lahko tudi tovarniško izdelane, dobavljene skupaj s plinsko opremo. Pri vgradnji azbestno-cementnih in jeklenih cevi izven objekta ali pri prehodu skozi podstrešje objekta je treba le-te toplotno izolirati, da preprečimo kondenzacijo. Zasnova dimnih kanalov v zunanjih stenah in kanalov, pritrjenih na te stene, mora zagotoviti tudi, da je temperatura plinov na njihovem izstopu nad rosiščem. Prepovedano je izdelovati kanale iz žlindre betona in drugih ohlapnih ali poroznih materialov.

G.9. Priključitev plinske opreme na dimnike je treba zagotoviti s povezovalnimi cevmi iz strešne kritine ali pocinkanega jekla z debelino najmanj 1,0 mm, fleksibilnimi kovinskimi valovitimi cevmi ali enotnimi elementi, ki so priloženi opremi. Priključna dimovodna cev, ki povezuje plinsko napravo z dimnikom, mora imeti navpični prerez. Dolžina navpični odsek povezovalna cev, šteje od dna dimne odprtine plinske naprave do osi vodoravnega odseka cevi, mora biti najmanj 0,5 m. V prostorih do 2,7 m višine je za naprave s stabilizatorji vleka dovoljeno zmanjšati dolžina navpičnega odseka do 0,25 m, brez stabilizatorjev ugreza do 0,15 m. Celotna dolžina vodoravni odseki povezovalnih cevi v novih hišah ne smejo biti večji od 3 m, v obstoječih hišah - največ 6 m. Naklon cevi mora biti najmanj 0,01 proti plinski napravi. Na dimovodnih ceveh je dovoljeno zagotoviti največ tri zavoje s polmerom ukrivljenosti, ki ni manjši od premera cevi. Pod točko priključka dimovodne cevi od naprave do dimnika naj bo "žep" s prečnim prerezom najmanj prereza dimnika in globino najmanj 25 cm, z loputo za čiščenje. zagotovljeno. dimne cevi skozi neogrevane prostore, če je potrebno, je treba pokriti z izolacijo. Skozi polaganje dimnih cevi od naprav in peči dnevne sobe ni dovoljeno

G.10. Predpostavlja se, da je razdalja od priključne cevi do stropa ali stene negorljivih materialov najmanj 5 cm, od gorljivih in počasi gorečih materialov - najmanj 25 cm.

G.15. Dimnike iz plinskih naprav v stavbah je treba odstraniti:
- nad mejo območja vetrovnega zaledja, vendar ne manj kot 0,5 m nad slemenom strehe, če se nahajajo (šteto vodoravno) največ 1,5 m od strešnega slemena;
- v nivoju s strešnim slemenom, če so na razdalji do 3 m od slemena;
- ne nižje od ravne črte, potegnjene od slemena navzdol pod kotom 10 ° do obzorja, pri čemer so cevi nameščene na razdalji več kot 3 m od strešnega slemena. Območje vetrnega zaledja dimnika je prostor pod črto, potegnjeno pod kotom 45 ° do obzorja od najbolj visoke točke v bližini zgradb in dreves. V vseh primerih mora biti višina cevi nad sosednjim delom strehe najmanj 0,5 m, pri hišah s kombinirano streho (ravna streha) pa najmanj 2,0 m. Namestitev dežnikov in drugih šob na dimnike ni dovoljeno.

G.20. Dolžina vodoravnega odseka dimnega kanala od oprema za ogrevanje z zaprto zgorevalno komoro pri izstopu skozi zunanja stena sprejeti ne več kot 3 m.

Zaključek
Kot kažejo dolgoletne izkušnje pri delovanju toplotnih generatorjev z odprto zgorevalno komoro, nabrane v naši organizaciji, od pravilno zasnovanega in pravilno vgrajenega dimnika do v veliki meri odvisno od zanesljivega in stabilno delo toplotna naprava (glej sliko 7).

Zato je treba temu vprašanju posvetiti veliko pozornost že v fazi načrtovanja sistema za oskrbo s toploto in tudi izvesti verifikacijski izračuni med popravilom, posodobitvijo in zamenjavo toplotnih generatorjev. Upamo dano gradivo bo pomagal širokemu krogu bralcev pri soočanju s tem pomembnim vprašanjem.

7. VLAK PLIN-ZRAK, DIMNE CEVI, ČIŠČENJE DIMNIH PLINOV
Pot plin-zrak

7.1. Pri načrtovanju kotlovnic je treba izvesti vlečne inštalacije (dimne odsesovalnike in puhale) v skladu z specifikacije proizvajalci. Praviloma je treba vlečne enote zagotoviti za vsako kotlovsko enoto posebej.

7.2. Skupinske (za ločene skupine kotlov) ali skupne (za celotno kotlovnico) prisilno vlečne inštalacije se lahko uporabljajo pri projektiranju novih kotlovnic s kotli do 1 Gcal/h in pri projektiranju rekonstruiranih kotlovnic.

7.3. Skupinske ali skupne vlečne inštalacije je treba načrtovati z dvema dimnikoma in dvema ventilatorjema. Projektna zmogljivost kotlov, za katere so predvidene te inštalacije, je zagotovljena z vzporednim delovanjem dveh odvodov dima in dveh puhal.

7.4. Pri izbiri vlečnih enot je treba upoštevati varnostne faktorje za tlak in zmogljivost v skladu z App. 3 teh pravil in predpisov.

7.5. Pri načrtovanju vlečnih naprav za nadzor njihove učinkovitosti je treba predvideti vodilne lopatice, indukcijske sklopke in druge naprave, ki zagotavljajo ekonomične načine regulacija in dobavljena z opremo.

7.6. Zasnova plinsko-zračne poti kotlovnic se izvaja v skladu s standardno metodo aerodinamičnega izračuna kotlov TsKTI im. I. I. Polzunova.

(J) Za vgradne, prigradne in strešne kotle je treba v stenah predvideti odprtine za dovod zraka za zgorevanje, ki se nahajajo praviloma v zgornjem delu prostora. Dimenzije odprtega dela odprtin se določijo glede na zagotovitev, da hitrost zraka v njih ni večja od 1 m/s.

7.7. Odpornost na plin serijsko proizvedenih kotlov je treba vzeti v skladu s podatki proizvajalca.

7.8. Odvisno od hidrogeoloških razmer in postavitvenih rešitev kotlovskih enot je treba zunanje plinovode predvideti pod zemljo ali nad zemljo. Plinski kanali morajo biti izdelani iz opeke ali armiranega betona. Uporaba nadzemnih kovinskih plinovodov je dovoljena izjemoma, če obstaja ustrezna študija izvedljivosti.

7.9. Cevi za plin in zrak v notranjosti kotlovnice so lahko izdelani iz jekla, okrogel prerez. Plinovodi pravokotni prerez dovoljeno je predvideti na mestih povezave s pravokotnimi elementi opreme.

7.10. Za odseke plinovodov, kjer je možno kopičenje pepela, je treba predvideti naprave za čiščenje.

7.11. Za kotle, ki delujejo na kislo gorivo, če obstaja možnost nastanka kondenzata v plinovodih, je treba zagotoviti protikorozijsko zaščito notranjih površin plinovodov v skladu z gradbene kode in pravila za zaščito gradbenih konstrukcij od korozije.

Dimniki

7.12. Dimnike kotlovnic je treba graditi v skladu z standardni projekti. Pri razvoju posamezne projekte dimniki morajo biti vodeni tehnične rešitve sprejeti v standardnih projektih.

7.13. Za kotlovnico je potrebno predvideti izgradnjo enega dimnika. Dovoljeno je zagotoviti dve ali več cevi z ustrezno utemeljitvijo.

7.14. (K) Višina dimnikov pod umetnim vlekom je določena v skladu s Smernicami za izračun disperzije v atmosferi škodljive snovi vsebovane v emisijah podjetij in Sanitarni standardi oblikovanje industrijska podjetja. Višina dimnikov pod naravnim vlekom se določi na podlagi rezultatov aerodinamičnega izračuna plinsko-zračnega kanala in se preveri glede na pogoje razpršenosti škodljivih snovi v ozračju. Pri izračunu razpršenosti škodljivih snovi v ozračju je treba upoštevati največje dovoljene koncentracije pepela, žveplovih oksidov, dušikovega dioksida in ogljikovega monoksida. V tem primeru se količina izpuščenih škodljivih emisij praviloma vzame po podatkih proizvajalcev kotlov, če teh podatkov ni, se določijo z izračunom.

Višina ustja dimnikov za vgradne, prigradne in strešne kotle mora biti nad mejo vetrovnega zaledja, vendar ne manj kot 0,5 m nad streho in tudi ne manj kot 2 m nad streho višjega del stavbe ali najvišje stavbe v radiju 10 m.

7.15. (K) Premeri izstopnih odprtin jeklenih dimnikov se določijo iz pogoja optimalnih hitrosti plina na podlagi tehnično-ekonomskih izračunov. Izhodni premeri opeke in armiranobetonske cevi se določijo na podlagi zahtev iz točke 7.16 tega pravilnika.

7.16. Da bi preprečili prodiranje dimnih plinov v debelino konstrukcij iz opečnih in armiranobetonskih cevi, pozitivni statični pritisk na stene izpušnega jaška ni dovoljen. Za to je pogoj R< 1, где R - определяющий критерий, равный

L - koeficient torne odpornosti;

i - stalen naklon notranje površine zgornji del cevi;

Yx - gostota zunanjega zraka v načrtovalnem načinu, kg / m 3;

d0 - premer izhoda cevi, m;

h0 - dinamični pritisk plin na izhodu cevi, kgf / m 2:

W0 - hitrost plina v izhodu cevi, m/s;

g - pospešek gravitacije, m 2 / s;

Yr - gostota plina v projektnem načinu, kg/m 3 .

Za zimski in poletni način delovanja kotlovnic je treba narediti verifikacijski izračun.

Za R > 1 povečajte premer cevi ali uporabite cev posebne izvedbe (z notranjo plinotesno izhodno gredjo, s protitlakom med jaškom in oblogo).

7.17. Nastajanje kondenzata v jaških opečnih in armiranobetonskih cevi, ki odvajajo produkte zgorevanja plinastih goriv, ​​ni dovoljeno pri vseh načinih delovanja.

7.18. Za obratovanje kotlovnic plinasto gorivo, je uporaba jeklenih dimnikov dovoljena, če ni ekonomsko izvedljivo zvišati temperaturo dimnih plinov.

(K) Za samostojne kotlovnice morajo biti dimniki neprepustni za plin, iz kovine oz. negorljivi materiali. Cevi morajo imeti praviloma zunanjo stran toplotna izolacija za preprečevanje kondenzacije in lopute za pregled in čiščenje.

7.19. Odprtine za plinovode v enem vodoravnem delu cevnega jaška ali temeljnega tulca morajo biti enakomerno razporejene po obodu.

Skupna površina oslabitve v enem vodoravnem odseku ne sme presegati 40% celotna površina odsekov za armiranobetonski jašek ali temeljno steklo in 30 % za opečni cevni jašek.

7.20. Dovodni plinski kanali na stičišču z dimnikom morajo biti zasnovani v pravokotni obliki.

7.21. Pri konjugaciji plinskih kanalov z dimnikom je potrebno zagotoviti temperaturno poravnalne šive ali kompenzatorje.

7.22. Potreba po uporabi obloge in toplotne izolacije za zmanjšanje toplotnih napetosti v deblih opečnih in armiranobetonskih cevi je določena z izračunom toplotne tehnike.

7.23. V ceveh, namenjenih odvajanju dimnih plinov pri zgorevanju kislega goriva, je treba v primeru nastajanja kondenzata (ne glede na odstotek vsebnosti žvepla) po celotni višini jaška predvideti oblogo iz kislinsko odpornih materialov. Če na notranji površini odvodne cevi dimnih plinov ni kondenzata, je pri vseh načinih delovanja dovoljena uporaba obloge iz glinene opeke za dimnike ali glinene navadne opeke iz plastičnega stiskanja razreda najmanj 100 z vpojnost vode ne več kot 15% na glineno-cementni ali kompleksni malti stopnje najmanj 50.

7.24. Izračun višine dimnika in izbiro zasnove za zaščito notranje površine njegove jaške pred agresivnimi vplivi okolja je treba izvesti na podlagi pogojev zgorevanja glavnega in rezervnega goriva.

7.25. Višina in lokacija dimnika se morata dogovoriti z lokalnim uradom Ministrstva za civilno letalstvo. Svetlobna zaščita dimnikov in obarvanje zunanjih oznak mora ustrezati zahtevam Priročnika o letalski službi v civilnem letalstvu ZSSR.

7.26. Zasnova mora zagotavljati zaščito pred korozijo zunanjosti jeklene konstrukcije opečne in armiranobetonske dimnike ter površine jeklenih cevi.

7.27. Na dnu dimnika ali temelja je treba predvideti jaške za pregled dimnika in v potrebnih primerih- naprave, ki zagotavljajo odstranjevanje kondenzata.

Čiščenje dimnih plinov

7.28. Kotli, zasnovani za delovanje na trda goriva (premog, šota, oljni skrilavec in lesni odpadki), morajo biti opremljeni z napravami za čiščenje dimnih plinov iz pepela v primerih, ko

A p B>5000 (3)

B- največja urna poraba goriva, kg.

Opomba. Pri uporabi trdega goriva v nujnih primerih namestitev zbiralnikov pepela ni potrebna.

7.29. Izbira vrste zbiralnikov pepela je odvisna od količine plinov, ki jih je treba očistiti, zahtevane stopnje čiščenja in možnosti postavitve na podlagi tehnične in ekonomske primerjave možnosti namestitve pepelnikov različnih vrst.

Kot naprave za zbiranje pepela je treba vzeti:

• bloki ciklonov TsKTI ali NIIOGAZ - s prostornino dimnih plinov od 6000 do 20000 m 3 / h;
• baterijski cikloni - s prostornino dimnih plinov od 15.000 do 150.000 m 3 / h;
• baterijski cikloni z recirkulacijo in elektrofilterji - s prostornino dimnih plinov nad 100.000 m 3 / h.

"Mokri" zbiralniki pepela z nizkotlačnimi Venturi cevmi z eliminatorji kapljic se lahko uporabljajo ob prisotnosti hidravličnega sistema za odstranjevanje pepela in žlindre in naprav, ki izključujejo izpust škodljivih snovi, ki jih vsebuje pepel in žlindra, v vodna telesa.

Prostornine plinov se vzamejo pri njihovi delovni temperaturi.

7.30. Koeficienti za čiščenje naprav za zbiranje pepela so izračunani in morajo biti v mejah, določenih z ap. 4 teh pravil in predpisov.

7.31. Vgradnja zbiralnikov pepela mora biti predvidena na sesalni strani dimovodov, praviloma na odprtih prostorih.

Z ustrezno utemeljitvijo je dovoljena vgradnja zbiralnikov pepela v zaprtih prostorih.

7.32. Zbiralniki pepela so za vsako kotlovsko enoto na voljo posebej. V nekaterih primerih je dovoljeno zagotoviti skupino zbiralnikov pepela ali eno sekcijsko napravo za več kotlov.

7.33. Pri obratovanju kotlovnice na trda goriva posamezni zbiralniki pepela ne smejo imeti obvodnih plinskih kanalov.

7.34. Oblika in notranja površina Bunker za lovilec pepela mora zagotavljati popolno odvajanje pepela z gravitacijo, medtem ko se kot naklona sten bunkerja do obzorja predpostavlja 60 °, v upravičenih primerih pa je dovoljen najmanj 55 °.

Lovci pepela morajo imeti hermetično tesnilo.

7.35. Hitrost plinov v dovodnem plinskem kanalu rastline za zbiranje pepela je treba vzeti najmanj 12 m/s.

7.36. V kotlovnicah, namenjenih za delo z lesnimi odpadki, je treba uporabiti "mokre" odvodnike isker, v primerih, ko je A p B<5000 После золоуловителей искрогасители не устанавливаются.

Doktor tehničnih znanosti I.I. Strykha, profesor, glavni raziskovalec,
RUE "BelTEI", Minsk, Republika Belorusija

Uvod

Za doseganje visoke učinkovitosti kotlov je potrebno znižati temperaturo dimnih plinov. Vendar pa je raven njegovega zmanjšanja omejena s pogoji za zagotavljanje zanesljivega delovanja dimnikov.

V kotlovnicah se pogosto uporabljajo dimniki z nosilno gredjo in opečno oblogo. Za takšne cevi so dejavniki, ki določajo njihovo zanesljivost in vzdržljivost, temperaturno stanje površine obloge in cevi ter sestava izpušnih plinov. Prenos kotlov na nenačrtovane vrste goriva ali odstopanje njihovih načinov delovanja od projektnih vrednosti morajo spremljati ustrezni izračuni za ustvarjanje pogojev, ki zagotavljajo zanesljivo delovanje dimnikov.

Vzroki škode

V začetnem obdobju množične gradnje opečnih dimnikov so kotlovnice praviloma delovale na trda in tekoča goriva s temperaturo izpušnih plinov iz kotlov 200-250 °C. To ni povzročilo poškodbe elementov cevi, izdelane iz navadne glinene opeke M-100. Reža med oblogo in jaškom, napolnjena s toplotnoizolacijskim materialom, ter pri ustreznih temperaturah dimnih plinov in klimatskih razmerah ter brez polnjenja je omogočila vzdrževanje zahtevanih temperaturnih razlik v elementih dimnikov in zagotavljanje njihovega dovolj dolgotrajnega delovanja.

Izkušnje z obratovanjem dimnikov različnih izvedb v termoelektrarnah in kotlovnicah kažejo, da so se s prehodom kotlov s trdnih in tekočih goriv na zemeljski plin pogosteje pojavljale poškodbe dimniških elementov. Življenjska doba obloge, odvisno od podnebnih razmer in temperature izpušnih plinov v številnih objektih, ne presega 3-4 let. V južnih regijah nekdanje ZSSR pri temperaturi izpuščenih produktov zgorevanja zemeljskega plina (pozimi) 80-130 °C ni bilo opaziti nastajanja kondenzata na površini dimniških elementov in na njih ni prišlo do poškodb.

Hkrati se opečni dimniki, ki se nahajajo v osrednjih regijah nekdanje ZSSR, poškodujejo med delovanjem plinskih kotlov z delnimi obremenitvami in temperaturami dimnih plinov do 100 °C pozimi. Slednje se intenzivirajo pri nizkih hitrostih dimnih plinov na ustju cevi (do 2 m/s) in na podzemni lokaciji prašičev. Hkrati podzemna voda, ki vstopi v plinsko pot, pospeši proces uničenja cevi. V prispevku so podani podatki o nezadovoljivem stanju dimnikov kotlovnic, ko plinski kotli delujejo s temperaturo izpušnih produktov zgorevanja pozimi 70-100 ° C in njihovo izstopno hitrostjo 1,5-6,5 m/s. Pri pregledu stanja te cevi je bilo ugotovljeno, da je zid moker, opeka lokalno olupljena itd. Podobna situacija je opažena pri opečnem dimniku, ko kotli delujejo na plin in njihov izpust s temperaturo 40-60 ° C znotraj jaška in hitrostjo 1-2 m/s. Zgornji del cevi (do 12 m) je bil pokrit z ledom, opeka se je odlepila in razpadla. S prehodom na temperaturo dimnih plinov 150 °C so bile te pomanjkljivosti popolnoma odpravljene.

Glavni razlog za uničenje obloge in nosilnega debla dimnika med delovanjem kotlov na zemeljski plin je odstopanje od projektnih vrednosti temperaturno-vlažnega in aerodinamičnega režima dimnika. Kot je znano, je temperatura rosišča produktov zgorevanja zemeljskega plina 55-60 °C. Z zmanjšanjem hitrosti dimnih plinov v cevi in ​​znižanjem temperature plinov na 100 ° C se temperatura notranje površine cevne obloge zmanjša na rosišče produktov zgorevanja in nižje. Koeficient toplotne prehodnosti na strani plina se zmanjša na 2-6 W/(m2.K) namesto na 35 W/(m2.K) za projektne pogoje z nazivnimi parametri kotlov, priključenih na cev. Kondenzat iz dimnih plinov vstopi na površino obloge, nato pa se filtrira v opeko skozi šive v njej in zidove jaška, pri negativni zunanji temperaturi pa ta kondenzat zamrzne in posledično opeka in šivi v zidu so uničeni.

Ko se hitrost dimnih plinov zmanjša na ustrezno raven, se pojavijo pogoji za vstop hladnega zraka v cev, kar vodi do ohlajanja zida v njegovem zgornjem delu. Priporočljivo je vzeti hitrost na izhodu iz cevi približno 6 m/s, t.j. 1,3-1,5-kratna hitrost vetra, da se izognete hladnemu zraku.

Pri visokih hitrostih dimnih plinov se lahko v cevi ustvari previsok statični tlak. V tem primeru dimni plini skozi šive obloge prodrejo v cono s temperaturo materiala pod temperaturo rosišča, kjer pride do kondenzacije, kar vodi do uničenja zidovja. Vrednost statičnega tlaka je odvisna od hitrosti dimnih plinov, oblike in višine cevi, temperature dimnih plinov in zunanjega zraka. Optimalna hitrost za opečne dimnike je 6-18 m/s na izhodu iz dimnika, kar je treba potrditi z izračunom.

Podobne poškodbe dimnikov nastanejo pri delovanju kotlov na žveplovo kurilno olje. Hkrati se stanje poslabša zaradi prisotnosti žveplovih spojin (žveplov plin in žveplov anhidrid) v dimnih plinih in zaradi tega se temperatura njihove rosišča dvigne na 120-150 °C. Poleg tega se pojavljajo procesi sulfatizacije silikatnih materialov in korozijskih poškodb. Poškodbe na materialih cevi nastanejo tudi zaradi neenakomernega krčenja temeljev in drugih vzrokov, ki niso povezani s temperaturo, vlago in aerodinamičnimi pogoji.

Med obratovanjem dimnikov v pogojih kondenzacije korozivnih komponent na površini obloge izpušnega jaška, pa tudi kadar temperaturni in vlažni pogoji odstopajo od projektnih vrednosti, ga je treba zaščititi pred nizkotemperaturno korozijo in uničenje. V tujini se v zadnjih letih kot odvodna debla dimnikov uporabljajo kovinske cevi, pa tudi cevi iz keramike, stekla in sintetičnih materialov. Slednji so glede na njihovo sestavo lahko zasnovani za različne temperature izpušnih plinov: do 80, 120, 160 °C in več.

Med najpomembnejšimi vzroki za poškodbe dimnikov termoelektrarn lahko izpostavimo naslednje:

Preobremenitev s plinom, povezana s priključitvijo dodatnih virov nanje;

Samoobvijanje glave cevi, ki se pojavi pri določenih razmerjih hitrosti dimnih plinov in zraka;

Spremenljiva obremenitev in temperaturni pogoji;

Povečanje vsebnosti korozivnih snovi v izpušnih plinih glede na izračunane vrednosti.

Zaradi zmanjšanja obremenitve kotlov, priključenih na dimnike, so slednji podvrženi pospešeni obrabi. V takih pogojih se ob nezadostni plinotesnosti obloge v toplotni izolaciji in betonu nosilne jaške neizogibno tvori in kopiči kondenz, kar vodi do zmanjšanja nosilnosti cevi zaradi izpiranja in odmrzovanja betona. Obloge iz kislinsko odporne opeke in betona so podvržene sulfatni koroziji, ki lahko v manj kot 10 letih onesposobi armiranobetonski dimnik, ki je zasnovan za daljšo življenjsko dobo (najmanj 50 let).

Η Številni kotlovski dimniki obratujejo z odstopanji od projektnih pogojev in brez ustreznega spremljanja trenutnega stanja. To vodi v dejstvo, da postane njihovo popravilo bolj zapleteno, delovanje dimnikov pa se nadaljuje z delno uničeno oblogo.

Posebno mesto zavzemajo vprašanja skladnosti z zahtevami projektov med gradnjo dimnikov. Kakovost gradnje tako kritičnih objektov pogosto ne ustreza njihovemu namenu. Najpogostejša odstopanja od projektov so: puščajoča mesta, kjer plinski kanali mejijo na dimnik, podcenjevanje stopnje betona, prisotnost lupin in praznin itd.

V delovnih pogojih pride do odstopanja notranjega soda cevi (obloge) od navpičnice. Glavni razlog za takšna odstopanja je neenakomernost površinskih temperatur obloge po obodu. Toplotni učinek dimnih plinov z neenakomerno porazdelitvijo temperature povzroča različne napetosti, raztezanja in krčenja pri temperaturnih spremembah zaradi zagonov, zaustavitev in drugih sprememb v načinih delovanja kotlov. Pri zmanjšani obremenitvi kotlov, ki so priključeni na dimnik, je možno dodatno vlaženje dimnih plinov, kar povzroči nastanek hidratov v materialu dimniške obloge, ki imajo lastnost nepovratnega širjenja in vodijo v nabrekanje teh materialov. Takšni pogoji so predpogoj in eden od razlogov za odstopanja odvodne jaške od navpičnice in njeno uničenje.

Ukrepi za zagotovitev dolgoročnega delovanja

Leta 1993 je Odbor Ruske federacije za metalurgijo izdal "Smernice za delovanje industrijskih dimnikov in prezračevalnih cevi", ki jih je razvil Moskovski inštitut za gradbeništvo ob sodelovanju Inštituta VNIPITeploproekt in drugih organizacij. Ta priročnik se po svoji naravi in ​​vsebini lahko uporablja v različnih panogah. Zagotavlja informacije o pogojih normalnega delovanja industrijskih dimnikov in prezračevalnih cevi, vključno s cevmi z izpušnimi jaški za plin ali s plastično oblogo (za izpušne pline s temperaturo približno 90 ° C). Leta 2004 je izšel priročnik, ki izpostavlja različne vidike sklopa vprašanj, povezanih z zagotavljanjem pogojev za varno obratovanje dimnikov in opredeljuje področja za nadaljnje raziskave.

V skladu z regulativnimi dokumenti morajo imeti opečni in armirani opečni dimniki življenjsko dobo 70-100 let, armirani beton - najmanj 50 let, kovina - 20-30 let, cevi z odvodnimi jaški in plastično oblogo - 15-20 let. let.

Seznam pogojev, ki zagotavljajo dolgotrajno delovanje dimnikov, vsebuje zahteve glede skladnosti s projektnimi temperaturnimi in vlažnimi pogoji ter sestavo izpušnih plinov. Eden najpomembnejših pogojev je sistematičen tehnični nadzor, pregledi in ustrezna popravila. Opozoriti je treba na pogoje za preprečevanje neenakomernega posedanja temeljev za dimniške temelje.

V zadnjem času so postale razširjene sodobne metode pregleda dimnikov z uporabo najnovejših kontrolnih orodij, zlasti termografija s toplotno slikovno metodo, ki ne zahteva zaustavitve dimnika. Poleg tega obseg dela na pregledu tehničnega stanja dimnikov vključuje:

Študija procesov prenosa toplote in mase;

Izračun aerodinamičnih lastnosti;

Merjenje koncentracij škodljivih emisij;

Določanje trdnosti betona z ultrazvočno in sklerometrično metodo.

Opozoriti je treba, da je pregled tehničnega stanja dimnikov odgovoren ukrep in pri njegovem izvajanju je treba vključiti specializirane organizacije z zadostnimi izkušnjami na tem področju in z ustreznimi instrumenti.

Rezultati ankete

Kot rezultat pregledov tehničnega stanja dimnikov so bile za vse ugotovljene najbolj značilne vrste okvar, pa tudi splošne pomanjkljivosti v organizaciji delovanja:

■ ni instrumentalnih naprav in alarmnih sredstev za spremljanje temperaturnih in vlažnih parametrov pretoka plina na ustreznih višinah cevi;

■ na stičišču plinovodov od kotlov do skupnih plinovodov in na mestih njihove povezave z dimniki pogosto prihaja do puščanj, razpok po celotnem obodu, kar vodi do dodatnega hlajenja in vlaženja izpušnih plinov ter posledično negativnega vpliva na stanje elementov dimnika;

■ pride do razslojevanja betona od vzdolžne in prečne armature, ki je korodirana po celotni višini;

■ pokrivne plošče se uničijo na ločenih mestih plinovodov;

■ na stičiščih povezav cevne obloge se uničijo raztrgane opeke, zidanje zaobljenih odsekov plinskih kanalov ima mesta korozije zidarske malte;

■ v nosilcih odprtine dimnika se uniči zaščitni sloj betona, zaradi česar je izpostavljena armatura;

■ na zidu obloge cevi so številne otekline;

■ zaradi nabrekanja obloge zgornjega bobna prihaja do premikov elementov litoželezne kapice.

V večini dimnikov se uničenje glavnega materiala obloge (kislinsko odporna opeka) zaradi nizkotemperaturne korozije pojavi redko, predvsem opazimo uničenje materiala šivov in protikorozijskih premazov obloge. V nekaterih primerih je prišlo do lokalnega otekanja opečnih spojev zaradi izpostavljenosti dimnim plinom, ki vsebujejo žveplove spojine.

Η Na podlagi rezultatov raziskav, ki so jih izvedle različne organizacije, je mogoče šteti, da je glavni razlog za večino uničenja cevnih oblog, pojav razpok v njih in v betonu nosilne gredi (v skladu s tehnološkimi standardi za konstrukcija cevi) je odstopanje od projektnih parametrov temperaturnih in vlažnih pogojev delovanja in zaradi tega pojav sprejemljivih toplotnih napetosti v posameznih elementih cevi.

Za izboljšanje zanesljivosti delovanja dimnikov in plinovodov je treba kot prednostne ukrepe sprejeti naslednje:

V primeru delnega ali popolnega uničenja obloge opečnih dimnikov jo obnovite iz kislinsko odporne opeke ali zagotovite vgradnjo izpušne jaške iz steklenih vlaken ali kovine. Priporočljivo je, da je glava cevi izdelana iz litega železa ali iz kislinsko odporne raztopine;

Pri obnovi opečnih in armiranobetonskih sten plinovodov uporabite notranjo oblogo z brizgano-silikatnim polimerom ali kislinsko odpornimi opekami na andezitnem kitu; pri zamenjavi talnih plošč in oblog plinskih kanalov morajo biti izdelane iz silikat-polimer betona, razen uporabe votlih plošč;

Za obnovitev nosilnosti armiranobetonskih jaškov uporabite armiranobetonske sponke;

Ne dovolite, da bi zunanji zrak sesal v plinske kanale in dimnike;

Uvesti v prakso tehničnega pregleda stanja dimnikov uporabo toplotne metode slikanja, ki ne zahteva zaustavitve dimnika in omogoča hitro določitev lokacije poškodbe.

Opozoriti je treba, da je v dimniku s steklom ojačano plastično dimno oblogo nosilni armiranobetonski ali opečni jašek zanesljivo zaščiten pred učinki dimnih plinov in kondenzata ter posledično pred korozijo njihovih materialov. Dimniki iz steklenih vlaken so 10-20-krat lažji od opečne obloge, imajo povečano prepustnost in visoko korozijsko odpornost proti agresivnim dimnim plinom ter s tem daljšo življenjsko dobo. GRP sklade lahko tovarniško izdelamo kot posamezne predale ali segmente, pripravljene za montažo.

ugotovitve

Zmanjšanje zanesljivosti dimnikov je v veliki meri posledica neupoštevanja pravil delovanja, ki se izraža v odstopanju obratovalnih vrednosti temperature, vlažnosti in aerodinamičnih parametrov od tistih, ki jih priporoča projekt. Negostota v zunanjih plinovodih in uničenje njihove toplotne izolacije vodijo do hlajenja dimnih plinov in njihovega redčenja z zrakom. Posledično se poveča kondenzacija korozivnih sredstev na površini obloge, kar povzroči korozijo njenega materiala in šivov. Poleg tega do uničenja obloge, zlasti materialov zidanih spojev, pride zaradi toplotnih deformacij, ki jih povzročajo nesprejemljive toplotne napetosti zaradi presežka standardnih vrednosti temperaturnih razlik po debelini materiala.

Za zagotovitev dolgotrajnega in zanesljivega delovanja dimnikov je treba sprejeti ustrezne ukrepe. Najpomembnejši med njimi so navedeni spodaj.

1. Zagotoviti vzdrževanje proizvodne in tehnične dokumentacije za dimnike.

Takšna dokumentacija mora vključevati predvsem:

Potni list uveljavljenega obrazca;

Dnevniki opazovanj načina delovanja (temperatura, tlak itd.);

Navodila za obratovanje z odrazom nadzorovanih parametrov in njihovih mejnih vrednosti, zaporedjem pregledov ipd.;

Komplet dokumentacije za izvajanje tehničnega nadzora nad popravilom dimnikov in plinovodov (hlodi za izdelavo del, vključno s protikorozijskimi, toplotnoizolacijskimi, oblogami itd.; certifikati in rezultati preskusov za vzorce uporabljenih materialov; akti o prevzemu opravljenega dela).

2. Brez dogovora s projektantsko organizacijo ne dovolite sprememb kazalnikov, ki jih predvideva zasnova temperaturno-vlažnega in aerodinamičnega režima cevi.

3. Vzpostavite nadzor nad pojavom kondenzata v dimniku in organizirajte njegovo odstranitev izven temelja dimnika.

Ko temperatura izpušnih plinov pade pod najnižjo dovoljeno raven (predvsem pri kotlih, ki delujejo na zemeljski plin), je treba sprejeti ukrepe za njeno povečanje, predvsem s krepitvijo toplotne izolacije sosednjih plinovodov in dimovodov, odpravo puščanja zraka in, po potrebi z vgradnjo dodatne hidroizolacije obloge.

4. Pri spreminjanju pogojev delovanja dimnikov je potrebno izvesti verifikacijske izračune za določitev optimalnih vrednosti ​​indikatorjev toplotnega stanja in aerodinamičnih parametrov dimovodne jaške v odsotnosti samoobvijanja glave cevi. .

5. Občasno med vsakim pregledom tehničnega stanja dimnika (vsaj enkrat na 5 let) odvzemite vzorce obloge in po potrebi nosilne jaške, da ugotovite stopnjo njihove sulfacije in uničenja. , pa tudi za ugotavljanje sprememb njihovih trdnostnih lastnosti in izračun preostale življenjske dobe oziroma utemeljitev spreminjanja pogojev delovanja.

6. Pri izvajanju popravil delne zamenjave oblog dimnikov in plinovodov se uporabljajo samo tisti materiali, ki so priporočeni s projektom in imajo ustrezne certifikate, oziroma materiali, ki so opravili predhodne preizkuse v ustreznih korozivnih okoljih, ki izpolnjujejo pogoje iz Za delovanje dimnikov je treba uporabiti temperaturne in vlažne pogoje.

7. Organizirajte sistematično instrumentalno spremljanje enakomernosti posedanja podlag za temelje in navpične nosilne gredi dimnika ter redno preverjajte njihovo stabilnost.

Zgornji seznam ukrepov za zagotovitev zanesljivega delovanja dimnikov ni izčrpen. Glede na posebne pogoje delovanja se lahko ta seznam razširi in dopolni z drugimi ukrepi.

Literatura

1. Šiškov I.A., Lebedev V.G., Beljajev D.S. Dimniki elektrarn. M.: Energija, 1976. 176 str.

2. Richter L.A. Termoelektrarne in zaščita atmosfere. M.: Energija, 1975. 312 str.

3. Industrijske dimne in prezračevalne cevi: Referenčna knjiga / F.P. Duzhikh, V.P. Osolovsky, M.G. Lada-gičev; Pod splošnim uredništvom. F.P. Duzhikh. M.: Teplotehnika, 2004. 464 str.

4. SP 13-101-99. Pravila za nadzor, preglede, vzdrževanje in popravila industrijskih dimnikov in prezračevalnih cevi.