Ống khói cho phòng lò hơi: tính toán chiều cao và mặt cắt theo tiêu chuẩn kỹ thuật

Chức năng chính mà ống khói cho phòng lò hơi nên thực hiện là loại bỏ khí thải từ nồi hơi vào khí quyển và phân tán chúng trong không gian này. Nó cũng có một chức năng bổ sung: họ phải tạo ra lực kéo tự nhiên do sự chênh lệch giữa nhiệt độ trong lò và bên ngoài.

Chúng tôi sẽ giới thiệu cho bạn các loại kênh khói, việc phân loại dựa trên các tính năng thiết kế và vật liệu của đường ống. Ở đây bạn sẽ tìm hiểu làm thế nào để tính toán các tham số hình học bằng cách sử dụng một ví dụ cụ thể. Mẹo của chúng tôi sẽ giúp xác định loại và kích thước của ống khói.

Các loại ống khói

Trong các phòng nồi hơi lớn, dự thảo tự nhiên không thể cung cấp quá trình đốt cháy hoàn toàn, ở đây buộc phải tạo ra bằng cách sử dụng máy bơm khói. Quá trình đốt cháy và xả các sản phẩm của nó vào khí quyển sẽ mang lại ít tác hại cho môi trường và không gây ra tình huống khẩn cấp do áp suất trong các lò vượt quá định mức.

Cấu trúc ống cho phòng nồi hơi rất khác nhau về cả cấu trúc hỗ trợ và vật liệu sản xuất. Theo dấu hiệu đầu tiên, một số loại ống được phân biệt.

Ống nồi hơi tự hỗ trợ

Cấu trúc dọc như vậy là đơn hoặc nhiều thùng. Họ chuyển hướng các sản phẩm đốt từ phòng lò hơi và nồi hơi.

Chúng được sử dụng bất kể loại nhiên liệu, nhưng phải tuân theo một số yêu cầu nhất định:

1. Nhiệt độ của khí thải đi qua các ống tự hỗ trợ không được vượt quá 350 độ C.
2. Các sản phẩm đốt cháy không được tích cực hóa học.
3. Tải trọng tuyết tối ưu cho các cấu trúc tự hỗ trợ là 250 kg mỗi kV. cm, gió - 30 kg mỗi kW. xem trong điều kiện của vùng gió II.

Một ống tự hỗ trợ được lắp đặt trên mái nhà, và cố định bên trong tòa nhà. Các tính năng thiết kế của nó cung cấp khả năng vận chuyển và lắp đặt tại chỗ, như Nó bao gồm các phần riêng biệt, gồm 3 phần ống sandwich. Cấu trúc được gắn vào nền móng bằng cách sử dụng neo.

Bên trong đường ống là một lớp làm bằng thép bền, không thể chịu được các chất được giải phóng trong quá trình đốt cháy. Lớp ngoài bảo vệ khỏi thời tiết.

Ống khói cho nhà nồi hơi lớn thường tự hỗ trợ. Tòa nhà này, được xây dựng trên một dự án cá nhân và có cơ sở hạ tầng riêng

Các thông số của cấu trúc khói phải tuân thủ các yêu cầu được quy định trong các tài liệu quy định. Tính toán của họ dựa trên các yếu tố như số lượng nồi hơi, công suất, loại nhiên liệu. Các tiêu chuẩn khí thải phải được tính đến. Trong một số trường hợp, ống khói được trang bị bục, thang, hầm kiểm tra và rào chắn ánh sáng.

Xây dựng cột khói

Loại ống này bao gồm một lớp vỏ bên ngoài làm bằng thép carbon cao và các thân bên trong có đường kính khác nhau được làm bằng thép không gỉ chèn vào nó để xả khí. Thiết kế được cố định trong giỏ neo, đổ vào nền móng. Có thể có 1 hoặc nhiều. Để ngăn chặn sự ngưng tụ từ bên trong, sử dụng cách nhiệt.

Một phần của ống cột. Ở đây, trong một phần, người ta thấy rằng một số thân cây có đường kính khác nhau được làm bằng thép không gỉ được đặt bên trong

Ưu điểm của giải pháp thiết kế này là tuổi thọ cao, triển vọng kết nối một số nồi hơi. Độ dày của thép và thương hiệu được chọn, bắt đầu từ nhiệt độ và sự hung hăng của các sản phẩm đốt.

Đường kính của mỗi thùng có thể đạt tới một mét rưỡi, và nếu họ dự định sử dụng một ống dẫn khí chung cho một số nồi hơi, thì đường kính khoảng 3 m là cần thiết. Để ngăn chặn sự ngưng tụ, các thân cây được bọc cách nhiệt.

Các tính năng của ống khói mặt tiền và mặt tiền

Họ lắp đặt ống khói gần phía trước cho nhà nồi hơi gắn liền với ngôi nhà hoặc tích hợp. Gắn chặt chúng vào tường của tòa nhà bằng dấu ngoặc. Thành phần ống khói là thân cây và một ốc vít khung hoặc neo.

Nòng súng có 3 lớp: bên trong là thép không gỉ, sau đó cách nhiệt và thép mạ kẽm. Ống được thiết kế cho các phòng nồi hơi, nơi nồi hơi chạy bằng khí đốt hoặc nhiên liệu lỏng.

Thông thường, các ống mặt tiền được đặt dọc theo bức tường bên ngoài của tòa nhà.Khi chọn cấp thép và độ dày thành ống, thành phần hóa học của khí thải và nhiệt độ của chúng được tính đến

Các ống gần mặt tiền và mặt tiền chuyển tải trọng lượng qua một nền móng thấp hơn và gió thông qua các ốc vít giảm rung. Loại ống khói này, về chi phí vật liệu, là kinh tế nhất do thiếu các cấu trúc chịu tải và một nền tảng vững chắc.

Hệ thống mô-đun được sử dụng để tạo lỗ thông hơi giúp dễ dàng thay thế các bộ phận bị hư hỏng.

Giàn ống

Cấu trúc kim loại như vậy bao gồm các ống cố định trên cột loại kèo tự hỗ trợ bền. Trang trại, lần lượt, được cố định trong một cái giỏ neo, đổ vào nền tảng. Ống khói giàn là thích hợp để sử dụng trong khu vực có điều kiện địa chấn nguy hiểm.

Thiết kế của loại trang trại bao gồm từ 1 đến 6 thân cây. Cột được làm bằng ống cán. Một ống hồ sơ có thể có một hình vuông hoặc hình tam giác trong mặt cắt ngang. Nó phụ thuộc vào số lượng thân cây.

Để chống ăn mòn, các cửa thoát khí được phủ một lớp sơn lót, sau đó sơn.

Các thân cây cho khí thải bao gồm các mô-đun bao gồm 3 lớp:

• tiếp xúc bên trong trực tiếp với các sản phẩm đốt và làm bằng thép không gỉ các loại đặc biệt;
• Dày 5-6 cm, thực hiện vai trò cách nhiệt;
• bên ngoài, bảo vệ lớp cách điện khỏi các tác động tiêu cực của môi trường.

Đối với lớp phủ chống ăn mòn, sơn có chứa một tỷ lệ lớn kẽm được sử dụng. Trong một số cấu trúc bên trong cột có thể là cầu thang và nền tảng tạo điều kiện cho bảo trì. Các yếu tố cấu trúc của đường ống loại này tương đối nhẹ và điều này tạo thuận lợi cho cả công việc vận chuyển và lắp đặt của chúng.

Ống khói mast

Yếu tố trung tâm của ống mast là một tháp hỗ trợ - ba hoặc bốn cột buồm, được gắn ống khói. Tất cả các nút của cấu trúc được lắp ráp trên cơ sở gối bê tông, bắt đầu từ phía dưới và dần dần di chuyển lên. Sử dụng khớp đinh tán trong quá trình lắp ráp hoặc sử dụng vít tự khai thác.

Cấu trúc hỗ trợ của ống mast được lắp ráp từ các biên dạng thép được kết nối với nhau bằng các thanh giằng và các góc. Với đế của nó, cột nằm trên nền móng và cố định nó bằng ốc vít neo

Thông thường, các yếu tố riêng lẻ được vận chuyển đến vị trí lắp đặt và được lắp ráp như một nhà thiết kế. Quá trình này mất rất ít thời gian - một vài giờ. Ống khói có thể đạt chiều cao tối đa 28,5 m. Xương sườn ổn định được cung cấp bởi các chất làm cứng - dây thép người có tiết diện từ 1,6 đến 2 cm. Chúng bù cho tác động của lực ngang.

Vật liệu xây dựng đường ống nồi hơi

Hệ thống xả khói được xây dựng từ các vật liệu khác nhau - gạch, thép, gốm, polymer. Ống khói gạch, được xây dựng trên bếp lò và lò sưởi, có độ bền cơ học tốt, khả năng tỏa nhiệt tuyệt vời, độ an toàn cháy nổ khá cao.

Hạn chế của các thiết kế này cũng rất nhiều, do đó, trong xây dựng hiện đại, ống khói hoàn toàn bằng gạch đang trở nên ít phổ biến hơn. Các tài liệu quy định giới hạn chiều cao của ống gạch là 30-70 m, và đường kính 0,6-8 m.

Trên các bức tường của một ống gạch có nhiều phần lồi ra và lõm vào bên trong, luôn có rất nhiều ngưng tụ, bồ hóng chứa oxit lưu huỳnh. Loại thứ hai, phản ứng với nước, tạo thành axit tích cực phá hủy gạch.

Sự gồ ghề của bề mặt, thu hẹp lối đi là kết quả của sự tăng dần của lớp bồ hóng, làm giảm tốc độ truyền khói và lực kéo trong ống khói.

Nhiều khả năng chống ngưng tụ và các yếu tố bên ngoài. ống khói gốmChúng có khả năng chống cháy cao. Nhưng hệ thống này có rất nhiều trọng lượng, bởi vì bên trong là các thanh kim loại cho nó thêm sức mạnh.Điều này ngụ ý các yêu cầu cho việc sắp xếp bắt buộc của một nền tảng riêng, hỗ trợ, làm tăng sự phức tạp và chi phí lắp đặt.

Ống khói polymer thích hợp trong phòng lò hơi có nhiệt độ tối đa 250 độ C, trong quá trình lắp đặt mạch nước phun. Chúng nhẹ, linh hoạt và bền, nhưng chỉ liên quan đến thiết bị gas.

Thiết bị xả khói bằng thép không gỉ - một tổ hợp bao gồm các yếu tố ống khói riêng lẻ được kết nối với nhau bằng các phụ kiện: tees, ống, vách ngăn, tees, vòi. Ống khói thép trang bị chủ yếu nồi hơi gas.

Việc lắp đặt ống khói như vậy có thể được thực hiện sau khi xây dựng tòa nhà trong một thời gian ngắn. Có một loạt các phụ kiện, vì vậy đường ống có thể được cung cấp bất kỳ cấu hình.

Các ống khói mô-đun có thể dễ dàng tháo dỡ và di chuyển đến một vị trí khác. Một lợi thế của thiết kế là trọng lượng thấp, có thể làm mà không cần nền tảng, khả năng chống ẩm, sự lắng đọng của bồ hóng không đáng kể trên các bức tường bên trong và tốc độ cao của khí thải.

Tiêu chuẩn vệ sinh cho phép sử dụng ống thép để xây dựng ống khói có chiều cao hơn 30 m, chỉ có thể có ngoại lệ khi tiêu thụ ít hơn 5 tấn nhiên liệu đa tro mỗi ngày. Lý do là tuổi thọ của các cơ sở như vậy là 10 năm và nếu sử dụng nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh cao, nó sẽ giảm đáng kể.

Ống khói đồng trục là giống có vỏ được làm bằng hợp kim thép, chúng tôi khuyên bạn nên tự làm quen với các đặc điểm cấu trúc và tính năng vận hành của nó.

Tính toán các thông số đường ống

Để xác định chiều cao và đường kính của ống khói cho phòng lò hơi, cần phải thực hiện tính toán thiết kế khí động học. Đường kính phụ thuộc vào công suất của các nồi hơi riêng lẻ hoặc toàn bộ phòng nồi hơi.

Việc đốt nhiên liệu và loại bỏ khói hiệu quả chịu ảnh hưởng rất lớn từ dự thảo, đòi hỏi phải cung cấp không khí liên tục cho lò. Điều này được đảm bảo cả tự nhiên và nhân tạo.

Nếu một máy bơm khói được tích hợp vào hệ thống, thì chiều cao ống không quan trọng. Thông số này quan trọng chủ yếu để tính toán lượng khí thải độc hại vào khí quyển. Để xác định tự kéo, bạn cần một tính toán bắt buộc về cả chiều cao và tiết diện của đường ống.

Xác định chiều cao ống với dự thảo tự nhiên

Để tạo ra bản nháp tự nhiên bình thường, cần phải quan sát tình trạng lực kéo bằng nhau và tổng lực cản, xảy ra trong quá trình chuyển động của khí thải qua các ống dẫn khí của lò hơi và đường đi của ống khói. Có thể cung cấp một lực kéo như vậy với điều kiện là điện trở khí nhỏ, khi chiều cao của ống không vượt quá 60 m.

Sơ đồ này sẽ đơn giản hóa quá trình tính toán các thông số chính của đường ống để loại bỏ các sản phẩm đốt của bất kỳ nhiên liệu nào trong các lò của phòng lò hơi

Các tài liệu tiêu chuẩn quy định vị trí và tính toán các ống khói theo chiều cao là SNiP41-01-2003, SP 7.13130.2009.

Nó cũng nên tính đến các khuyến nghị được nêu trong các hướng dẫn cho lò hơi, đặc biệt, các yêu cầu sau đây của chúng:

1. Từ lưới đến đỉnh ống không được nhỏ hơn 5 m.
2. Các đường ống phải tăng ít nhất 0,5 m trên một mái bằng mà không có hàng rào cao.
3. Liên quan đến chiều cao của hàng rào và sườn của mái nhà, đường ống phải vượt quá mức 0,5 m nếu nó nằm trong phạm vi một m rưỡi từ các cấu trúc này.
4. Khi ống khói được đưa ra khỏi lan can và sườn núi ở khoảng cách 1,5 đến 3 m, điểm trên của nó phải trùng với mức độ cao của chúng.

Với chiều cao ống khói được tính toán không chính xác, nhiều vấn đề có thể phát sinh và vấn đề chính là nhiễu loạn không khí hoặc vùng nước ngược gió. Những cơn gió mạnh có thể dập tắt đám cháy trong hộp lửa.

Khi lắp đặt ống khói, cần phải tính đến thiết kế của mái nhà, độ dày của bánh lợp, khoảng cách đến các yếu tố kèm theo và sườn núi, quy tắc an toàn phòng cháy (+)

Tuân thủ các quy tắc an toàn phòng cháy chữa cháy cũng là điều kiện tiên quyết khi thiết kế đường ống phòng nồi hơi. Nó là cần thiết để cô lập các cấu trúc liền kề với đường ống.

Để ngăn tia lửa từ các lỗ thông gió trên đường ống rơi xuống mái nhà khi nó được làm bằng vật liệu dễ cháy, chiều cao của cấu trúc được tăng thêm 0,5 m. Ống lò hơi phải được tháo ra khỏi các tòa nhà cao tầng và cây cối ít nhất 2 m.

Chiều cao của ống được xác định tùy thuộc vào thiết kế của mái nhà. Nếu mái là đa cấp, tính toán có tính đến chênh lệch độ cao, nhưng cơ sở trong mọi trường hợp là như nhau - chiều cao của sườn núi (+)

Do dự thảo tối ưu phát sinh do sự khác biệt giữa tổng mật độ khí rời khỏi ống khói và cột không khí bên ngoài bằng chiều cao, nên việc tính toán được thực hiện theo công thức:

Chiều cao của kênh khói được tính toán độc lập theo công thức này. Tất cả các giá trị có thể được lấy từ tài liệu đi kèm với thiết bị sưởi ấm

Việc tính toán khá phức tạp, sẽ tốt hơn nếu nó được thực hiện bởi các chuyên gia. Các thông số ảnh hưởng đến chiều cao của đường ống:

1. Hệ số A đặc trưng cho tình hình khí tượng trong khu vực.
2. Mi là khối lượng khí thải đi qua đường ống trên một đơn vị thời gian.
3. F là tốc độ mà các hạt hình thành trong quá trình đốt cháy lắng xuống.
4. Spdki và Sfi - chỉ số về nồng độ của các chất khác nhau trong khí thải.
5. V là thể tích khí.
6. T là chênh lệch giữa nhiệt độ của không khí đi vào và rời khỏi đường ống.

Nếu phòng nồi hơi Nằm trong phụ lục của ngôi nhà, sau này trở thành một trở ngại. Điều cần thiết là trong trường hợp này, đầu của ống phải được đặt phía trên khu vực hỗ trợ gió. Nếu không, các thiết bị sưởi ấm sẽ không thể hoạt động bình thường.

Để xác định đường ống cần phát triển bao nhiêu, hãy tìm điểm cao nhất trên ngôi nhà, vẽ một góc thẳng 45 độ với bề mặt trái đất xuyên qua nó. Không gian dưới đường này là khu vực hỗ trợ gió và ống khói nên được đặt phía trên nó.

Tính toán đường kính ống

Để tính đường kính của ống, có một công thức:

S = m / (rr x w),

Ở đây m là mức tiêu thụ nhiên liệu trong 1 giờ, w là tốc độ của khí thải, ρr là mật độ không khí trong điều kiện vận hành, nó được xác định theo công thức: pv = pBnu x 273⁄273 x tos. Trong đó nhiệt độ không khí bên ngoài, pBnu là mật độ không khí trong điều kiện bình thường = 1.2932 kg / m3.

Bảng sẽ giúp xác định giá trị của mật độ không khí ρg trong điều kiện vận hành mà không cần thực hiện các phép tính phức tạp. Giá trị của mật độ của khí thải để đơn giản hóa các tính toán được lấy bằng mật độ của không khí (+)

Để 50 kg nhiên liệu rắn đốt trong lò hơi mỗi giờ, sau đó trong một giây nó sẽ là 50: 3600 = 0,013888 kg. Tốc độ của khí thải là 2 m mỗi giây. Ở nhiệt độ không khí -4 độ C, mật độ không khí là 0,6881 kg trên 1 mét khối. m. Sau đó S = 0,013888: (0,6881 x 2) = 0,019292 sq. m = 92 m2. xem. Đối với tiết diện tròn d = √4 x 92: 3.14 = 10.83 cm.

Đường kính của ống khói hình trụ có thể được tính theo một công thức khác: d = 1000 / 1.163 x (r x Q√H), trong đó r là một hệ số tùy thuộc vào loại nhiên liệu được sử dụng. Đối với than là 0,03, đối với củi 0,045, đối với khí 0,016, nhiên liệu lỏng - 0,024.

Kết luận và video hữu ích về chủ đề này

Một video với một minh họa trực quan về quá trình tính toán chiều cao của kênh khói để trang bị phòng lò hơi:

Tại đây, tác giả của video đã chia sẻ kinh nghiệm của bản thân trong việc tính toán và lắp đặt ống khói cho nồi hơi nhiên liệu rắn:

Một video khác để giúp một nhà thiết kế nghiệp dư:

Nó không quá quan trọng những gì nhiên liệu nồi hơi trong phòng nồi hơi hoạt động. Trong mọi trường hợp, người ta không thể làm gì nếu không có hệ thống xả khí thải. Các yêu cầu chính mà ống khói phải tuân thủ là lực kéo và thông lượng tốt, tiêu chuẩn môi trường.

Bạn muốn hỏi một câu hỏi về một điểm gây tranh cãi hoặc tối nghĩa mà bạn đã gặp trong khi đọc thông tin? Có bất kỳ thông tin hữu ích về chủ đề của bài viết mà bạn muốn chia sẻ với khách truy cập trang web? Hãy viết bình luận trong khối bên dưới.