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

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

We laten u kennismaken met de soorten rookkanalen, waarvan de classificatie is gebaseerd op de ontwerpkenmerken en het materiaal van de buizen. Hier leert u hoe u geometrische parameters kunt berekenen aan de hand van een specifiek voorbeeld. Ons advies helpt u bij het bepalen van het type en de maat van de schoorsteen.

Soorten schoorstenen

In grote ketelhuizen kan natuurlijke trek geen volledige verbranding garanderen; hier wordt deze met geweld gecreëerd met behulp van rookpompen. Het verbrandingsproces en de lozing van de producten ervan in de atmosfeer moeten zo min mogelijk schade toebrengen aan het milieu en geen noodsituaties veroorzaken als gevolg van het optreden van druk in de ovens die de norm overschrijdt.

Structureel leidingen voor ketelruimen Ze verschillen sterk van elkaar, zowel qua type ondersteunende structuur als qua fabricagemateriaal. Op basis van het eerste kenmerk worden verschillende soorten pijpen onderscheiden.

Zelfdragende ketelleidingen

Dergelijke verticale structuren kunnen uit één of meerdere cilinders bestaan. Ze verwijderen verbrandingsproducten uit ketels en boilers.

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

1. De temperatuur van de rookgassen die door zelfdragende leidingen stromen, 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 kW. cm, wind - 30 kg per kW. cm in omstandigheden van windgebied II.

Een zelfdragende buis wordt op het dak geïnstalleerd en in het gebouw vastgezet. De ontwerpkenmerken bieden de mogelijkheid tot transport en installatie ter plaatse, omdat het bestaat uit afzonderlijke secties, die 3-laags zijn sandwich pijpen. De constructie wordt met ankers aan de fundering bevestigd.

Binnenin de buis bevindt zich een laag van duurzaam staal die niet wordt aangetast door stoffen die vrijkomen bij de verbranding. De buitenste laag beschermt tegen atmosferische invloeden.

Schoorstenen voor grote ketelhuizen zijn meestal zelfdragend. Dit is een gebouw gebouwd volgens een individueel project en heeft zijn eigen infrastructuur

De parameters van rookconstructies moeten voldoen aan de eisen die zijn vastgelegd in regelgevingsdocumenten. Hun berekening is gebaseerd op factoren zoals het aantal ketels, het vermogen en het type brandstof. Er moet rekening worden gehouden met normen voor luchtemissies. In sommige gevallen zijn schoorstenen voorzien van een platform, een ladder, een inspectieluik en een lichthek.

Kolomrookstructuren

Een pijp van dit type bestaat uit een buitenmantel van koolstofstaal en binnenvaten van verschillende diameters van roestvrij staal die erin zijn geplaatst om gassen te verwijderen. De constructie wordt vastgezet in een ankermand die in de fundering wordt gegoten. Het kan er 1 zijn, maar ook meerdere. Om te voorkomen dat condens zich binnenin nestelt, wordt thermische isolatie gebruikt.

Onderdeel van een kolompijp. Hier kun je in de dwarsdoorsnede zien dat er verschillende roestvrijstalen vaten met verschillende diameters in zitten.

Het voordeel van deze ontwerpoplossing is een lange levensduur en het vooruitzicht om meerdere ketels aan te sluiten. De staaldikte en kwaliteit worden gekozen op basis van de temperatuur en agressiviteit van de verbrandingsproducten.

De diameter van elke stam kan anderhalve meter bedragen, en als er een gemeenschappelijk gaskanaal voor meerdere ketels moet worden gebruikt, is een diameter van ongeveer 3 m vereist. Om te voorkomen dat condensatie optreedt, zijn de stammen bedekt met thermische isolatie.

Kenmerken van schoorstenen in de buurt van gevels en gevels

Installeer schoorstenen nabij de gevel voor stookruimten die aan het huis zijn bevestigd of ingebouwd. Ze worden met behulp van beugels aan de muur van het gebouw bevestigd. De componenten van een schoorsteen zijn stammen en een frame of ankers.

Het vat heeft 3 lagen: roestvrij staal aan de binnenkant, vervolgens thermische isolatie en gegalvaniseerd staal. De leidingen zijn bedoeld voor ketelruimen waar de ketels op gas of vloeibare brandstof werken.

Meestal bevinden gevelbuizen zich langs de buitenmuur van een gebouw. Bij de keuze van de staalsoort en de buiswanddikte wordt rekening gehouden met de chemische samenstelling van de uitlaatgassen en hun temperatuur

Nabij-gevel- en gevelbuizen brengen de gewichtsbelasting over via een extra onderste fundering en de windbelasting via trillingsisolerende bevestigingsmiddelen. Dit type schoorsteen is qua materiaalkosten het meest economisch vanwege het ontbreken van ondersteunende structuren en een solide fundering.

Het modulaire systeem dat wordt gebruikt om de gasuitlaatvaten te maken, maakt een eenvoudige vervanging van beschadigde onderdelen mogelijk.

Truss-type buizen

Deze metalen structuur bestaat uit buizen die op een sterke, zelfdragende vakwerkkolom zijn gemonteerd. De spant wordt op zijn beurt vastgezet in een ankermand die in de fundering is gegoten.Truss-type schoorstenen zijn geschikt voor gebruik in gebieden met gevaarlijke seismologische omstandigheden.

Het truss-type ontwerp omvat 1 tot 6 trunks. De kolom is gemaakt van gewalste buis. De profielbuis kan een vierkante of driehoekige doorsnede hebben. Het hangt af van het aantal trunks

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

Het gasuitlaatvat is opgebouwd uit modules bestaande uit 3 lagen:

• intern, in direct contact met verbrandingsproducten en gemaakt van speciale soorten roestvrij staal;
• 5-6 cm dik, fungeert als thermische isolatie;
• extern, waardoor de warmte-isolerende laag wordt beschermd tegen negatieve omgevingsinvloeden.

Voor corrosiewerende coatings worden verven gebruikt die een hoog zinkgehalte bevatten. In sommige constructies kunnen trappen en platforms in de kolom aanwezig zijn om het onderhoud te vergemakkelijken. De structurele elementen van dit soort buizen zijn relatief licht van gewicht en dit vergemakkelijkt zowel het transport als de installatie ervan.

Schoorsteenmastpijpen

Het centrale element van de mastpijp is de steuntoren - drie of vier masten, waaraan de schoorstenen zijn bevestigd. Alle structurele componenten worden gemonteerd op een basis in de vorm van een betonnen pad, beginnend vanaf de onderkant en geleidelijk naar boven. Gebruik bij de montage een klinknagelverbinding of gebruik zelftappende schroeven.

De draagconstructie van de mastbuis is samengesteld uit stalen profielen die met beugels en hoeken met elkaar zijn verbonden. De basis van de kolom rust op de fundering en wordt bevestigd met ankers

Normaal gesproken worden afzonderlijke elementen naar de installatieplaats getransporteerd en als bouwdoos gemonteerd. Dit proces kost heel weinig tijd - een paar uur.De hoogte van de schoorsteen kan maximaal 28,5 meter bedragen. De stabiliteit van de schoorsteen wordt verzekerd door verstijvingsribben - stalen spandraden met een doorsnede van 1,6 tot 2 cm, die het effect van dwarskrachten compenseren.

Materialen voor de constructie van ketelleidingen

Rookafvoersystemen zijn opgebouwd uit verschillende materialen: baksteen, staal, keramiek, polymeer. Bakstenen schoorsteen, gebouwd op bakstenen kachels en open haarden, wordt gekenmerkt door een goede mechanische sterkte, uitstekende warmtecapaciteit en een vrij hoge mate van brandveiligheid.

Deze constructies hebben ook veel nadelen, en daarom worden volledig bakstenen schoorstenen in de moderne constructie steeds minder gebruikelijk. Regelgevende documenten beperken de hoogte van bakstenen buizen tot 30-70 m en de diameter tot 0,6-8 m.

Op de wanden van een bakstenen pijp met veel uitsteeksels en verdiepingen aan de binnenkant, bezinkt er altijd veel condensaat en roet dat zwaveloxiden bevat. De laatste vormt, in reactie met water, zuren die stenen actief vernietigen.

Oppervlakte-oneffenheden en vernauwing van de doorgang als gevolg van een geleidelijke toename van de roetlaag veroorzaken een afname van de rookdoorgangssnelheid en kantelende stuwkracht in het rookafvoerkanaal.

Beter bestand tegen condensatie en externe factoren keramische schoorstenen, ze hebben een hoge brandwerendheid. Maar dit systeem heeft veel gewicht, omdat Binnenin zitten metalen staven die het extra stevigheid geven. Dit brengt de vereiste met zich mee van de verplichte installatie van een afzonderlijke fundering en steunen, wat de complexiteit en kosten van de installatie verhoogt.

Polymeer schoorsteenpijpen zijn geschikt in stookruimten met een maximale temperatuur van 250 graden C tijdens installatie geisers. Ze zijn lichtgewicht, flexibel en duurzaam, maar zijn alleen relevant voor gasapparatuur.

Een apparaat voor het verwijderen van rook uit roestvrij staal is een geheel bestaande uit afzonderlijke schoorsteenelementen die met elkaar zijn verbonden door middel van vormdelen: T-stukken, pijpen, deflectoren, T-stukken, bochten. Stalen schoorstenen voornamelijk uitgerust met gasboilers.

De installatie van een dergelijke schoorsteen kan na de bouw van het gebouw in korte tijd worden uitgevoerd. Er is een ruim assortiment aan verbindingsdelen, waardoor de buis in elke gewenste configuratie kan worden voorzien.

Een modulaire schoorsteen kan eenvoudig worden gedemonteerd en naar een andere locatie worden verplaatst. Het voordeel van het ontwerp is het lage gewicht, waardoor u het zonder fundering kunt doen, weerstand tegen vocht, lichte afzetting van roet op de binnenwanden en hoge doorvoersnelheid 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 polyash-brandstof per dag wordt verbruikt. De reden is dat de levensduur van dergelijke constructies 10 jaar is, en als er brandstof met een hoog zwavelgehalte wordt gebruikt, wordt deze aanzienlijk verkort.

Rassen waarvan het lichaam is gemaakt van een staallegering zijn onder meer coaxiale schoorstenen, waarvan wij u aanraden vertrouwd te raken met de ontwerpspecificaties en bedieningsfuncties.

Berekening van leidingparameters

Om de hoogte en diameter van de schoorsteen voor de stookruimte te bepalen, is het noodzakelijk om een ​​aerodynamische ontwerpberekening uit te voeren. De diameter is afhankelijk van het vermogen van individuele ketels of van het gehele ketelruim.

De verbranding van brandstof en de effectieve afvoer van rook worden sterk beïnvloed door tocht, waarvan het ontstaan ​​een constante toevoer van lucht naar de vuurhaard vereist.Dit wordt zowel natuurlijk als kunstmatig bereikt.

Als er een rookpomp in het systeem is ingebouwd, is de hoogte van de leiding niet kritisch. Deze parameter is vooral belangrijk voor de verwerking van schadelijke emissies in de atmosfeer. Om de zwaartekracht te bepalen is een verplichte berekening van zowel de hoogte als de doorsnede van de buis vereist.

Hoogtebepaling van de buis met natuurlijke trek

Om een ​​normale natuurlijke trek te creëren, is het noodzakelijk om te voldoen aan de voorwaarde van gelijkheid van de trekkracht en de totale weerstand die optreedt tijdens de beweging van rookgassen door de gaskanalen van de ketel en het schoorsteenkanaal. Het is mogelijk om een ​​dergelijke trekkracht te verschaffen, mits er weinig gasweerstand is, en de hoogte van de buis niet groter is dan 60 meter.

Dit diagram vereenvoudigt het proces van het berekenen van de belangrijkste parameters van een pijp voor het verwijderen van verbrandingsproducten van welke brandstof dan ook in ketelruimteovens

Regelgevende documenten die de locatie en berekening van schoorsteenhoogtes regelen zijn SNiP41-01-2003, SP 7.13130.2009.

U moet ook rekening houden met de aanbevelingen in de instructies voor de ketel, in het bijzonder de volgende vereisten:

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

Als de schoorsteenhoogte verkeerd wordt berekend, kunnen er veel problemen optreden, waarvan de belangrijkste luchtturbulentie of een winddrukzone zijn. Het vuur in de oven kan worden gedoofd door sterke windstoten.

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

Naleving van de brandveiligheidsregels is ook een voorwaarde bij het ontwerpen van een ketelruimteleiding. Het is noodzakelijk om structuren grenzend aan de buis te isoleren.

Om te voorkomen dat vonken uit de ventilatiegaten in de buis op het dak vallen als deze van brandbaar materiaal is gemaakt, wordt de hoogte van de constructie vergroot met 0,5 m. De stookruimtebuis moet zich op minimaal 2 m afstand van hoge gebouwen en bomen bevinden .

De hoogte van de buis wordt bepaald afhankelijk van de dakconstructie. Als het dak uit meerdere niveaus bestaat, wordt bij de berekening rekening gehouden met hoogteverschillen, maar de basis is in alle gevallen hetzelfde: de hoogte van de nok (+)

Omdat optimale trek optreedt als gevolg van het verschil tussen de totale dichtheid van gassen die in de schoorsteen ontsnappen en een luchtkolom buiten van gelijke hoogte, wordt de berekening uitgevoerd met behulp van 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 wordt geleverd

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

1. Coëfficiënt A karakteriseert de meteorologische situatie in de regio.
2. Mi is de massa rookgassen die per tijdseenheid door de buis gaat.
3. F is de snelheid waarmee tijdens de verbranding gevormde deeltjes bezinken.
4. Spdki en Cfi zijn indicatoren voor de concentratie van verschillende stoffen in het rookgas.
5. V – gasvolume.
6. T is het verschil tussen de temperatuur van de lucht die de buis binnenkomt en verlaat.

Als stookruimte gelegen in een aanbouw aan de woning, wordt dit laatste een belemmering. In dit geval is het noodzakelijk dat de buiskop zich boven de windsteunzone bevindt.Anders kan de verwarmingsapparatuur niet normaal functioneren.

Om te bepalen hoeveel de buis moet worden vergroot, zoekt u het hoogste punt van het huis en trekt u er een rechte lijn doorheen, die een hoek van 45 graden vormt met het aardoppervlak. De ruimte onder deze lijn is de windsteunzone en de schoorsteen moet zich daarboven bevinden.

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 gedurende 1 uur, w is de snelheid van de rookgassen, ρr is de luchtdichtheid onder bedrijfsomstandigheden, deze wordt bepaald door de formule: pв = pBну x 273⁄273 x tос. Waar is de buitenluchttemperatuur, pBnu is de luchtdichtheid onder normale omstandigheden = 1,2932 kg/m3.

De tabel helpt bij het bepalen van de waarde van de luchtdichtheid ρg onder bedrijfsomstandigheden zonder complexe berekeningen uit te voeren. Om de berekeningen te vereenvoudigen wordt aangenomen dat de rookgasdichtheid gelijk is aan de luchtdichtheid (+)

Laat er per uur 50 kg vaste brandstof in de ketel branden, dan wordt het per seconde 50: 3600 = 0,013888 kg. De bewegingssnelheid van rookgassen 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 meter. m = 92 vierkante meter cm Voor een cirkelvormige doorsnede d = √4 x 92: 3,14 = 10,83 cm.

De diameter van een cilindrische schoorsteen kan worden berekend met een andere formule: d = 1000/1,163 x (r x Q√H), waarbij r een coëfficiënt is die afhankelijk is van het gebruikte type brandstof. Voor steenkool 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 regelen 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 de amateurontwerper te helpen:

Het is niet zo belangrijk welke brandstof de ketels in de stookruimte gebruiken. Sowieso kun je niet zonder een rookgasafvoersysteem. De belangrijkste eisen waaraan schoorsteenbuizen moeten voldoen zijn een goede trek en doorvoer, en het voldoen aan de milieunormen.

Wilt u een vraag stellen over een controversieel of onduidelijk punt dat u bent tegengekomen bij het lezen van de informatie? Heeft u nuttige informatie over het onderwerp van het artikel die u wilt delen met bezoekers van de site? Schrijf opmerkingen in het onderstaande blok.