Schoorsteen voor een stookruimte: berekening van hoogte en doorsnede volgens technische normen

De belangrijkste functie die een schoorsteen voor een stookruimte moet vervullen, is het verwijderen van rookgassen van de ketels in de atmosfeer en deze in deze ruimte te verspreiden. Het heeft ook een extra functie: ze moeten natuurlijke tractie creëren als gevolg van het verschil tussen de temperatuur in de oven en buiten.

We zullen u kennis laten maken met de soorten rookkanalen, waarvan de classificatie is gebaseerd op de ontwerpkenmerken en het materiaal van de pijpen. Hier leert u hoe u geometrische parameters kunt berekenen aan de hand van een specifiek voorbeeld. Onze tips helpen bij het bepalen van het type en de grootte van de schoorsteen.

Schoorsteentypes

In grote ketelruimen kan natuurlijke trek niet voor volledige verbranding zorgen, hier wordt het gedwongen te creëren met behulp van rookpompen. Het verbrandingsproces en de lozing van haar producten in de atmosfeer mag het milieu zo min mogelijk schaden en mag geen noodsituaties veroorzaken als gevolg van druk in de ovens die de norm overschrijdt.

Structureel buizen voor stookruimten zijn zeer verschillend van elkaar, zowel in het type van de ondersteunende structuur als in het fabricagemateriaal. Volgens het eerste teken worden verschillende soorten buizen onderscheiden.

Zelfdragende ketelbuizen

Dergelijke verticale structuren zijn enkelvoudig of meervoudig vat. Ze leiden verbrandingsproducten af ​​van ketelruimen en ketels.

Ze worden gebruikt ongeacht het type brandstof, maar zijn onderworpen aan bepaalde vereisten:

1. De temperatuur van de rookgassen die door de zelfdragende leidingen gaan, mag niet hoger zijn dan 350 graden C.
2. Verbrandingsproducten mogen niet chemisch agressief zijn.
3. De optimale sneeuwbelasting voor zelfdragende constructies is 250 kg per kV. cm, wind - 30 kg per kW. zie in de condities van het II windgebied.

Op het dak wordt een zelfdragende buis geïnstalleerd en in het gebouw bevestigd. De ontwerpkenmerken bieden de mogelijkheid van transport en installatie op hun plaats, zoals het bestaat uit afzonderlijke secties, die uit 3 lagen bestaan sandwich pijpen. De structuur wordt met ankers aan de fundering bevestigd.

Binnen in de buis is een laag gemaakt van duurzaam staal, niet vatbaar voor de stoffen die vrijkomen bij verbranding. De buitenste laag beschermt tegen verwering.

Schoorstenen voor grote ketelhuizen zijn meestal zelfvoorzienend. Dit gebouw, gebouwd op een individueel project en met een eigen infrastructuur

De parameters van rookconstructies moeten voldoen aan de vereisten die zijn uiteengezet in regelgevende documenten. Hun berekening is gebaseerd op factoren als het aantal ketels, vermogen, brandstofsoort. Er moet rekening worden gehouden met de emissienormen. In sommige gevallen zijn schoorstenen voorzien van een platform, een ladder, een inspectieluik en een lichtscherm.

Kolom rookconstructies

Dit type buis bestaat uit een buitenmantel gemaakt van koolstofstaal en interne trunks met verschillende diameters gemaakt van roestvrij staal die erin zijn geplaatst voor het verwijderen van gassen. Het ontwerp is bevestigd in de ankermand, in de fundering gegoten. Er kunnen 1 of meerdere zijn. Gebruik thermische isolatie om te voorkomen dat condensatie binnenin terechtkomt.

Een deel van de kolompijp. Hier, in een doorsnede, is te zien dat verschillende stammen van verschillende diameters van roestvrij staal erin zijn geplaatst

Het voordeel van deze ontwerpoplossing is een lange levensduur, het vooruitzicht meerdere ketels aan te sluiten. De dikte van het staal en het merk worden gekozen, uitgaande van de temperatuur en agressiviteit van de verbrandingsproducten.

De diameter van elk vat kan anderhalve meter bedragen en als ze van plan zijn om een ​​gemeenschappelijk gaskanaal voor meerdere ketels te gebruiken, is een diameter van ongeveer 3 m nodig. Om condensatie te voorkomen, zijn de stammen bedekt met thermische isolatie.

Kenmerken van gevel- en gevelschoorstenen

Ze installeren schoorstenen aan de voorkant voor ketelhuizen die aan het huis zijn bevestigd of ingebouwd. Bevestig ze met beugels aan de muur van het gebouw. Schoorsteencomponenten zijn koffers en een frame of ankersluitingen.

De loop heeft 3 lagen: binnenkant is roestvrij staal, dan thermische isolatie en gegalvaniseerd staal. Leidingen zijn ontworpen voor ketelruimten, waar ketels op gas of vloeibare brandstof draaien.

Meestal worden gevelpijpen langs de buitenmuur van het gebouw geplaatst.Bij het kiezen van een staalsoort en buiswanddikte wordt rekening gehouden met de chemische samenstelling van de uitlaatgassen en hun temperatuur

Nabijgevel- en gevelbuizen brengen de gewichtsbelasting over door een extra onderfundament en wind door trillingsdempende bevestigingsmiddelen. Dit type schoorsteen is qua materiaalkosten het zuinigst vanwege het ontbreken van dragende constructies en een solide fundering.

Het modulaire systeem dat wordt gebruikt om de ventilatieopeningen te creëren, zorgt voor een gemakkelijke vervanging van beschadigde onderdelen.

Truss pijpen

Een dergelijke metalen constructie bestaat uit buizen die zijn bevestigd op een duurzame, zelfdragende kolom van het truss-type. De boerderij is op zijn beurt vastgezet in een ankermand, uitgegoten in de fundering. Truss-schoorstenen zijn geschikt voor gebruik in gebieden met gevaarlijke seismologische omstandigheden.

Het ontwerp van het boerderijtype omvat 1 tot 6 stammen. De kolom is gemaakt van gewalste buis. Een profielpijp kan in dwarsdoorsnede een vierkant of driehoek hebben. Het hangt af van het aantal stammen.

Om corrosie te voorkomen, zijn de gasuitlaten voorzien van een primer en vervolgens geverfd.

De kofferbak voor uitlaatgassen bestaat uit modules bestaande uit 3 lagen:

• inwendig rechtstreeks contact met de verbrandingsproducten en gemaakt van roestvrij staal van speciale kwaliteiten;
• 5-6 cm dik, die de rol van thermische isolatie vervult;
• extern, waardoor de isolerende laag wordt beschermd tegen de negatieve effecten van de omgeving.

Voor roestwerende coatings wordt verf gebruikt die een groot percentage zink bevat. In sommige constructies in de kolom kunnen trappen en platforms zijn die het onderhoud vergemakkelijken. De structurele elementen van buizen van dit type zijn relatief lichtgewicht en dit vergemakkelijkt zowel hun transport- als installatiewerk.

Mast schoorsteenpijpen

Het centrale element van de mastpijp is een steuntoren - drie- of viermast, waaraan schoorstenen zijn bevestigd. Alle knooppunten van de structuur zijn samengesteld op basis van een betonnen kussen, beginnend vanaf de onderkant en geleidelijk omhoog bewegend. Gebruik tijdens de montage een klinknagel of gebruik zelftappende schroeven.

De ondersteunende structuur van de mastpijp is samengesteld uit stalen profielen die onderling zijn verbonden door beugels en hoeken. Met zijn basis rust de kolom op de fundering en bevestigt deze met ankers

Meestal worden individuele elementen naar de installatieplaats getransporteerd en als ontwerper geassembleerd. Dit proces kost heel weinig tijd - een paar uur. De schoorsteen kan een maximale hoogte van 28,5 m bereiken. Stabiliteitsribben worden geleverd door verstijvers - stalen schachtdraden met een doorsnede van 1,6 tot 2 cm en compenseren de werking van dwarskrachten.

Materialen voor de constructie van ketelpijpen

Rookuitlaatsystemen zijn gemaakt van verschillende materialen - baksteen, staal, keramiek, polymeer. Brick schoorsteen, gebouwd over bakstenen kachels en open haarden, heeft een goede mechanische sterkte, uitstekende warmtecapaciteit, een redelijk hoge mate van brandveiligheid.

De nadelen van deze ontwerpen zijn ook talrijk, daarom worden in de moderne constructie steeds minder volledig gemetselde schoorstenen gevonden. Regelgevende documenten beperken de hoogte van bakstenen buizen tot 30-70 m en de diameter van 0,6-8 m.

Op de wanden van een gemetselde buis met veel uitsteeksels en uitsparingen erin, is er altijd veel condensatie, roet dat zwaveloxiden bevat. De laatste, die met water reageert, vormt zuren die baksteen actief vernietigen.

Ruwheid van het oppervlak, vernauwing van de doorgang als gevolg van een geleidelijke toename van de roetlaag, veroorzaken een afname van de doorlaat van rook en tractie kantelen in het schoorsteenkanaal.

Beter bestand tegen condensatie en externe factoren. keramische schoorstenenZe hebben een hoge brandwerendheid. Maar dit systeem heeft veel gewicht, omdat binnenin zitten metalen staven waardoor het extra sterk is.Dit impliceert de vereisten voor de verplichte plaatsing van een afzonderlijke fundering, steunen, wat de complexiteit en installatiekosten verhoogt.

Polymeerschoorstenen zijn geschikt in ketelruimen met een maximale temperatuur van 250 ° C tijdens installatie geisers. Ze zijn lichtgewicht, flexibel en duurzaam, maar zijn alleen relevant voor gasapparatuur.

Rookafvoerapparaat van roestvrij staal - een samenstel van afzonderlijke schoorsteenelementen die onderling zijn verbonden door middel van fittingen: T-stukken, pijpen, schotten, T-stukken, kranen. Stalen schoorstenen rust voornamelijk gasketels uit.

De installatie van een dergelijke schoorsteen kan worden uitgevoerd na de bouw van het gebouw in korte tijd. Er is een breed scala aan fittingen, zodat de buis elke configuratie kan krijgen.

De modulaire schoorsteen kan eenvoudig worden gedemonteerd en verplaatst naar een andere locatie. Een voordeel van het ontwerp is het lage gewicht, waardoor het mogelijk is zonder fundering, vochtbestendigheid, onbeduidende roetafzettingen op de binnenwanden en een hoge doorlaat van rookgassen.

Sanitaire normen maken het gebruik van stalen buizen mogelijk voor de constructie van schoorstenen met een hoogte van meer dan 30 m, een uitzondering is alleen mogelijk als er minder dan 5 ton meerassige brandstof per dag wordt verbruikt. De reden is dat de levensduur van dergelijke installaties 10 jaar is en als er hoogzwavelige brandstof wordt gebruikt, wordt deze aanzienlijk verkort.

Coaxiale schoorstenen zijn de soorten waarvan de behuizing is gemaakt van een staallegering, we raden u aan om vertrouwd te raken met de structurele details en bedieningskenmerken daarvan.

Berekening van buisparameters

Om de hoogte en diameter van de schoorsteen voor de stookruimte te bepalen, moet een aërodynamische ontwerpberekening worden uitgevoerd. De diameter is afhankelijk van de capaciteit van individuele ketels of de stookruimte als geheel.

Het verbranden van brandstof en het effectief verwijderen van rook wordt sterk beïnvloed door tocht, wat een constante toevoer van lucht naar de oven vereist. Dit wordt zowel natuurlijk als kunstmatig verzekerd.

Als er een rookpomp in het systeem is ingebouwd, is de leidinghoogte niet kritisch. Deze parameter is vooral belangrijk voor het in rekening brengen van schadelijke emissies in de atmosfeer. Om de zelftrekking te bepalen, heeft u een verplichte berekening nodig van zowel de hoogte als de doorsnede van de buis.

Bepaling van de pijphoogte met natuurlijke trek

Om normale natuurlijke trek te creëren, is het noodzakelijk om de toestand van gelijke tractie en totale weerstand te observeren, die optreedt tijdens de beweging van rookgassen door de gaskanalen van de ketel en het pad van de schoorsteen. Het is mogelijk om een ​​dergelijke stuwkracht te leveren op voorwaarde dat er een kleine gasweerstand is wanneer de leidinghoogte niet groter is dan 60 m.

Dit schema vereenvoudigt het proces van het berekenen van de belangrijkste parameters van de buis voor het verwijderen van verbrandingsproducten van brandstof in de ovens van de stookruimte

Normatieve documenten die de locatie en berekening van schoorstenen in hoogte regelen, zijn SNiP41-01-2003, SP 7.13130.2009.

Er moet ook rekening worden gehouden met de aanbevelingen in de instructies voor de ketel, in het bijzonder met hun volgende vereisten:

1. Van het rooster tot de bovenkant van de buis mag niet minder zijn dan 5 m.
2. De buis moet zonder hoog hek minimaal 0,5 m boven een plat dak uitsteken.
3. In verhouding tot de hoogte van het hek en de nok van het dak, moet de buis hun niveau met 0,5 m overschrijden als deze zich binnen anderhalve m van deze constructies bevindt.
4. Als de schoorsteen van de borstwering en de nok wordt verwijderd op een afstand van 1,5 tot 3 m, moet het bovenste punt samenvallen met hun hoogte.

Bij een verkeerd berekende schoorsteenhoogte kunnen veel problemen ontstaan ​​en het belangrijkste is luchtturbulentie of een windopstuwingszone. Sterke windstoten kunnen een brand in een vuurkist blussen.

Bij het installeren van een schoorsteen moet rekening worden gehouden met het ontwerp van het dak, de dikte van de dakbedekking, de afstand tot de omsluitende elementen en de nok, brandveiligheidsregels (+)

Naleving van brandveiligheidsregels is ook een vereiste bij het ontwerpen van een ketelruimpijp. Het is noodzakelijk om constructies naast de buis te isoleren.

Om te voorkomen dat vonken van de ventilatieopeningen op de buis op het dak vallen als deze van brandbaar materiaal is gemaakt, wordt de hoogte van de constructie met 0,5 m verhoogd. De ketelbuis moet minimaal 2 m van hoge gebouwen en bomen worden verwijderd.

De hoogte van de buis wordt bepaald afhankelijk van het ontwerp van het dak. Als het dak meerdere niveaus heeft, houdt de berekening rekening met hoogteverschillen, maar de basis is in alle gevallen hetzelfde - de hoogte van de nok (+)

Aangezien de optimale trek ontstaat door het verschil tussen de totale dichtheid van gassen die de schoorsteen verlaten en de luchtkolom buiten gelijk in hoogte, wordt de berekening uitgevoerd volgens de formule:

Met deze formule wordt de hoogte van het rookkanaal onafhankelijk berekend. Alle waarden kunnen worden ontleend aan de documentatie die bij de verwarmingsapparatuur is geleverd

De berekening is vrij ingewikkeld, het is beter als deze wordt uitgevoerd door specialisten. Parameters die de hoogte van de buis beïnvloeden:

1. Coëfficiënt A kenmerkt de meteorologische situatie in de regio.
2. Mi is de massa rookgassen die per tijdseenheid door de buis gaan.
3. F is de snelheid waarmee deeltjes gevormd tijdens verbranding bezinken.
4. Spdki en Sfi - indicatoren van de concentratie van verschillende stoffen in het rookgas.
5. V is het volume van gas.
6. T is het verschil tussen de temperaturen van de lucht die de buis binnenkomt en verlaat.

Als stookruimte gelegen in het bijgebouw van het huis, wordt dit laatste een belemmering. Het is noodzakelijk dat in dit geval de kop van de buis zich boven de zone van de windsteun bevindt. Anders zal de verwarmingsapparatuur niet normaal kunnen functioneren.

Om te bepalen hoeveel de buis moet groeien, zoek je het hoogste punt van het huis en teken je een rechte hoek van 45 graden met het aardoppervlak erdoorheen. De ruimte onder deze lijn is het gebied van windondersteuning en de schoorsteen moet erboven worden geplaatst.

Berekening van de buisdiameter

Om de diameter van de buis te berekenen, is er een formule:

S = m / (ρr x w),

Hier is m het brandstofverbruik in 1 uur, w is de snelheid van de rookgassen, ρr is de luchtdichtheid onder bedrijfsomstandigheden, het wordt bepaald door de formule: pv = pBnu x 273⁄273 x tos. Waar tо de luchttemperatuur buiten is, is pBnu de luchtdichtheid onder normale omstandigheden = 1,2932 kg / m3.

De tabel helpt de waarde van de luchtdichtheid ρg onder bedrijfsomstandigheden te bepalen zonder ingewikkelde berekeningen uit te voeren. De waarde van de dichtheid van het rookgas om de berekeningen te vereenvoudigen wordt gelijk gesteld aan de dichtheid van lucht (+)

Laat per uur 50 kg vaste brandstof in de ketel branden, dan is het binnen een seconde 50: 3600 = 0,013888 kg. De snelheid van het rookgas is 2 m per seconde. Bij een luchttemperatuur van -4 graden C is de luchtdichtheid 0.6881 kg per 1 kubieke meter. m. Dan S = 0,013888: (0,6881 x 2) = 0,010092 vierkante. m = 92 vierkante. zie voor ronde doorsnede d = √4 x 92: 3,14 = 10,83 cm.

De diameter van de cilindrische schoorsteen kan worden berekend met een andere formule: d = 1000 / 1.163 x (r x Q√H), waarbij r een coëfficiënt is afhankelijk van het type brandstof dat wordt gebruikt. Voor kolen is het 0,03, voor brandhout 0,045, voor gas 0,016, vloeibare brandstof - 0,024.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Een video met een visuele demonstratie van het proces van het berekenen van de hoogte van het rookkanaal voor het uitrusten van een stookruimte:

Hier deelde de auteur van de video zijn eigen ervaring met het berekenen en installeren van een schoorsteen voor een ketel op vaste brandstof:

Nog een video om een ​​amateurontwerper te helpen:

Het is niet zo belangrijk op welke brandstof de ketels in de stookruimte draaien. In ieder geval kan men niet zonder een rookgasafvoersysteem. De belangrijkste eisen waaraan schoorstenen moeten voldoen, zijn goede tractie en doorvoer, milieunormen.

Wil je een vraag stellen over een controversieel of duister punt dat je tijdens het lezen van de informatie hebt ontmoet? Is er nuttige informatie over het onderwerp van het artikel dat u met sitebezoekers wilt delen? Schrijf opmerkingen in het onderstaande blok.