Расчет ветровой нагрузки на трубу котельной

Обновлено: 07.07.2024

Расчет ветровой нагрузки на трубу котельной

РУКОВОДСТВО
ПО РАСЧЕТУ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ НА ДЕЙСТВИЕ ВЕТРА

Руководство содержит рекомендации по определению ветровой нагрузки на здания и сооружения и указания по динамическому расчету высоких сооружений на действие ветра. В приложениях приведено обоснование основных положений и метода динамического расчета и даны примеры расчета зданий и сооружений на действие ветра.

Руководство предназначено для инженерно-технических работников проектных и научно-исследовательских институтов.

Руководство составлено к главе СНиП II-6-74* "Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования".

* На территории Российской Федерации действуют СНиП 2.01.07-85, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

В Руководстве приведены основные положения по определению ветровой нагрузки на здания и сооружения, а также указания по динамическому расчету высоких сооружений башенного типа (башни, дымовые трубы и т.п.), высоких зданий, антенно-мачтовых систем, градирен и др.

Рассмотрены вопросы аэродинамического возбуждения высоких сооружений и гибких призматических конструкций.

В прил.1 приведены аэродинамические коэффициенты для зданий, сооружений и конструкций.

Прил.2 содержит обоснование основных положений по определению статической составляющей ветровой нагрузки и метода динамического расчета высоких зданий и сооружений на действие турбулентного ветра.

В прил.3 даны примеры расчета высоких зданий и сооружений на действие ветра.

В Руководстве единицы физических величин приняты в системе СИ. Таблица соотношений между единицами этой системы и технической системы МКГСС дана в прил.4.

Руководство разработано в отделении динамики сооружений Центрального научно-исследовательского института строительных конструкций им. В.А.Кучеренко канд. техн. наук М.Ф.Барштейном.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящее Руководство составлено к главе СНиП II-6-74 "Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования" и распространяется на проектирование промышленных, гражданских и сельскохозяйственных зданий и сооружений.

1.2. Здания и сооружения, проектируемые с учетом настоящего Руководства, должны удовлетворять требованиям главы СНиП II-6-74 "Нагрузки и воздействия", а также требованиям, предъявляемым действующими нормативными документами к аналогичным зданиям и сооружениям.

1.3. Ветровая нагрузка на здания и сооружения должна определяться как сумма статической и динамической составляющих.

Статическая составляющая, соответствующая установившемуся скоростному напору, должна учитываться во всех случаях. Динамическая составляющая, вызываемая пульсациями скоростного напора, должна учитываться при расчете: сооружений с периодом собственных колебаний более 0,25 с (мачт, башен, дымовых труб, опор линий электропередачи, аппаратов колонного типа, транспортерных галерей, открытых этажерок и т.п.); многоэтажных зданий высотой более 40 м; поперечных рам одноэтажных однопролетных производственных зданий высотой более 36 м при отношении высоты к пролету более 1,5.

1.4. Для высоких сооружений круговой цилиндрической формы (дымовых труб, мачт и т.п.) необходимо также производить поверочный расчет на резонанс, возникающий при таких скоростях ветра, когда частота срыва вихрей совпадает с собственной частотой колебаний сооружений поперек потока.

Примечание. В гибких призматических конструкциях при определенных скоростях ветра могут возникнуть колебания поперек потока, связанные с явлением аэродинамической неустойчивости таких тел. Указания по расчету и мероприятия по уменьшению колебаний таких конструкций устанавливаются на основании данных аэродинамических испытаний.

2. НОРМАТИВНОЕ ЗНАЧЕНИЕ СТАТИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ВЕТРОВОЙ НАГРУЗКИ. КОЭФФИЦИЕНТЫ ПЕРЕГРУЗКИ

2.2. Коэффициент перегрузки для ветровой нагрузки на здания должен приниматься равным 1,2; на высокие сооружения, где ветровая нагрузка имеет решающее значение, 1,3, если в нормах проектирования этих сооружений не приводится другое значение этого коэффициента. Коэффициент перегрузки для дымовых труб высотой от 150 до 300 м рекомендуется принимать равным 1,4, выше 300 м - 1,5.

3. НОРМАТИВНЫЕ СКОРОСТНЫЕ НАПОРЫ

3.1. Нормативный скоростной напор ветра () для данного географического района устанавливается на основе статистического анализа климатологических данных по скоростям ветра в этом районе (районы СССР принимаются по карте, приведенной в главе СНиП II-6-74 "Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования").

Скоростные напоры в зависимости от района СССР должны приниматься по табл.1.

Определение расчетных ветровых нагрузок на ствол металлической дымовой трубы

Есть дымовая труба круглого сечения. Дует ветер. Согласно прил. Д СП 20.13330.2011 "Нагрузки и воздействия" на круглое сечение трубы действуют нагрузки, величина которых помимо всяческих "мелочей" (шероховатости поверхности трубы и т.п.) зависит от высоты рассматриваемого сечения и угла между направлением ветра и рассматриваемой точкой сечения. Прикладная программа СКАДА "Вест" при сборе ветровых нагрузок выдает значения распределенной по высоте нагрузки на трубу, отличные от рассчитанных мною "ручками". И я не пойму почему .

ПС. Интересует только принцип. Верно ли я считаю, и правильно ли понял СП?
ПС2. Если у кого-то есть прикладные программки (даже самодельные) или какое-то решение по автоматизации процесса расчета дымовых труб цилиндрического сечения. Прошу, если есть желание, поделиться.
ПС. Если, кроме того, есть информация или книги по расчету мачт, труб, вышек на галопирование, резонанс и т.п. Тоже было бы отлично)

Определение расчетных ветровых нагрузок на ствол металлической дымовой трубы

Расчёт дымовой без оттяжек трубы высотой 15м

Включает в себя сбор нагрузок на стойку. Согласно строительным нормам СП 20.13330.2016 необходимо учитывать ветровые + пульсационные, а так же проверку на динамические нагрузки вызванные статической составляющий. Следующим шагом по максимальным усилиям — конструируем базу. Итак расчет дымовой трубы, который включает в себя проверку жёсткости принятого диаметра сечения и устойчивости ствола, а также прочности базы (опорная плита и анкера)

Процесс конструирования трубы котельной

Объект небольшой и решил описать весь процесс типового стандартного проектирования с действующими именами.

Аэродинамический расчет параметров дымовой трубы котельной

Дымоход — это составная часть единой системы, включающей теплогенерирующую установку, воздуховоды и газоходы. Дымовой трубой обеспечивается рассеивание в атмосфере вредных выбросов, содержащихся в дымовых газах. Аэродинамический расчет параметров дымовой трубы котельной необходимо проводить для того, чтобы система эффективно выполняла свои функции и не несла угрозы человеческому здоровью.

Выбор трубы для котельной и ее установка производятся только в соответствии с результатами предварительных расчетов, для которых используются специальные формулы или компьютерные программы

Как производится расчет параметров дымовой трубы котельной с помощью компьютерных программ

Проведение аэродинамического расчета дымовой трубы для промышленной котельной является весьма сложным и хлопотным процессом. В настоящее время подобные расчеты производятся с использованием разных компьютерных программ, учитывающих многие условия работы оборудования. Проведение вычислений нацелено на то, чтобы при максимальной загрузке котельной выброс остатков сгорания переработанного топлива беспрепятственно уходил через трубу для последующей утилизации в атмосферном пространстве. При помощи компьютерного расчета удается достоверно определить минимальную пропускную способность дымовых труб. Ошибки при проведении подобных расчетов крайне нежелательны, так как могут обернуться опасным скоплением газов.

Расчет дымовой трубы посредством компьютерной программы предполагает введение в систему заявленных показателей, относящихся:

к мощности котла;
указанной в паспорте температуре газообразования на выходе. Если эти данные отсутствуют, принято пользоваться значением в 200º С;
температуре на улице. Для включения отопления она достичь +8º С, подачи горячей воды — +20º С;
КПД котлов данного типа. При отсутствии этих данных, содержащихся в паспорте оборудования, расчет ведется со значением, равным 0,92;
коэффициенту излишка воздушной массы для фитиля. Если данные не предоставлены, то пользуются показателем 1,4;
виду топлива;
длине дымоходов, идущих от котельного оборудования;
материалу, использованному для изготовления дымовой трубы;
температуре помещения;
форме дымохода;
размерам дымохода и т. д.

Тип трубы и ее размеры зависят от вида отопительного котла и его мощности

После введения всех данных компьютерной программой производится выполнение расчета естественной тяги (самотяги). Если окажется, что происходят большие потери, то требуется внести изменения в конструкцию, относящиеся к ее форме, диаметру, высоте.

Показатели для практического аэродинамического расчета дымовой трубы

Дымовые трубы котельных и частных домов с твердотопливным котлом (каминами) требуют проведения тщательного вычисления с учетом ряда показателей:

климатических особенностей данной местности;
рельефа местности и типа грунта, на котором возводится постройка;
региональной сейсмической активности;
скорости ветров и норм выпадения осадков, а также критических величин;
типа кладки печи;
динамических колебаний оборудования;
материала, из которого построят дымовую трубу, и его температурного расширения;
вида топлива, его теплоотдачи;
технических характеристик, присущих котлу;
температуры газов на выходе.

Оперируя такими данными, можно просчитать:

высоту сооружения;
оптимальный диаметр;
допустимую массу, которую может иметь возводимая дымовая труба и, следовательно, выбрать материал, подходящий для обустройства конструкции.

Результаты расчетов позволят определиться с диаметром будущего дымохода, его высотой и массой

Правильно просчитанная высота и проходимость, подбор формы и материалов поспособствуют естественной тяге, обеспечивая хорошую теплоотдачу. Правильному расчету способствует привлечение профессиональных специалистов. Проявление небрежности обернется конструкционными ошибками, вследствие которых:

внутренние поверхности будут подвергаться чрезмерному оседанию сажи и золы;
внутреннее сечение будет постепенно уменьшаться, что приведет к ослабеванию тяги и проникновению угарных газовых образований во внутренние помещения;
возрастет возможность возгорания накапливающихся смол и деформации трубы, вызванной температурными перепадами;
повысится пожароопасность.

Дымовая труба для котельной: конструкция и виды (типы)

Проведение расчета высоты дымовой трубы котельной и прочих ее параметров невозможно без учета особенностей ее конструкции, составляемой:

фундаментом и опорой;
газоотводящим стволом;
теплоизоляцией;
антикоррозионной защитой;
приспособлением, вводящим газоходы.

Для устройства дымохода используется кирпич, керамические, оцинкованные или нержавеющие трубы

Дымовой газ, охладившись в очистительном устройстве – скруббере, до 60º С, проходит очистку в абсорберах и выбрасывается в атмосферу.

Для возведения дымовых труб могут быть использованы:

кирпич. Кирпичная конструкция, установленная профессиональным печником, практически не накапливает сажи. Ей присущи достаточная пожаробезопасность, механическая прочность и теплоемкость. Ввиду разрушения кирпича реакциями, наступающими при контактировании оксидов серы, оседающих на стенках, с водой использование кирпичных конструкций резко сократилось;
сталь. Позволяет моделировать конфигурацию трубы. Прослужит около десяти лет при условии использования топлива с невысоким содержанием серы;
керамика. Устойчива к воздействию конденсата, отличается огнеупорностью. Но конструкции, отягощенной металлическими стержнями, присуща чрезмерная массивность, затрудняющая монтаж;
полимеры. Используются для установки на газовые колонки и в котельную с температурой не более 250º С.

В зависимости от особенностей несущей конструкции дымовые трубы могут быть:

самонесущими, изготовленными из сендвич-труб. Легко монтируются на крышах с закреплением внутри строения и, при необходимости, перевозятся, но имеют значительные ограничения в применении – по температуре (350º С), снеговой и ветровой нагрузке, уровню химической агрессивности продуктов сгорания;
колонными. Возможна установка многоствольной стальной конструкции с диаметром, доходящим до трех метров при подключении к нескольким котлам;
(около)фасадными. Конструкция считается самой экономичной, так как не требует мощного фундамента и использования несущих элементов, а применение модулей обеспечивает простоту замены;
фермовыми. Применяются, как правило, в зонах с повышенной сейсмической активностью;
мачтовыми. Использование стальных оттяжек придает дополнительную устойчивость опорной башне из трех-четырех мачт с прикрепленными дымоходами.

Высокие трубы подвержены ветровой нагрузке, поэтому нужно позаботиться о дополнительном креплении

Как проводится расчет высоты дымовой трубы

Правильность расчета высоты дымовой трубы сказывается на работоспособности отопительного агрегата, выражаясь в достижении необходимой величины естественной тяги. По нормативам, задаваемым СНиП, высота не может быть менее пятиметровой. Пренебрежение этим указанием приводит к падению уровня естественной тяги и неэффективной работе отопительной системы. Устанавливая слишком высокую трубу, также снизим естественную тягу, потому что дым, проходящий по чрезмерно удлиненному каналу, будет остывать и перемещаться с падающей скоростью. Неправильные подсчеты приводят к возникновению воздушных завихрений и проблемам, связанным с зоной ветрового подпора. Сильными порывами ветрами может быть даже погашен огонь в топке.

Вычисления, производимые в ходе возведения объектов промышленного строительства, весьма сложны и сопряжены с введением большого количества различных показателей. Определяясь с высотой дымохода для объекта частного строительства, желательно соблюдать следующие рекомендации:

длина должна составить не менее пяти метров на отрезке, соединяющем основание и самую высокую точку. При такой длине обеспечивается достаточная безопасность от возгорания;
дымоход, устанавливаемый на плоской крыше, должен возвышаться над ее поверхностью не менее, чем на полметра;
при возведении дымохода на скатной крыше труба, расположенная на расстоянии менее полутора метров от конька, устанавливается выше него на полметра. Обязательным в этом случае является дополнительное укрепление конструкции растяжками для повышения устойчивости, иначе она может быть повреждена сильными порывами ветра. При расстоянии до трех метров от конька труба устанавливается на одной высоте с ним. Если расстояние превышает три метра, то угол между горизонтальной линией крышного конька и виртуальной линией, проведенной между коньком и верхним срезом дымохода, должен составить 10º;
расстояние между трубой и высокими деревьями и постройками должно составить более двух метров;
если материал кровли горюч, то высоту дымохода следует дополнительно увеличить на полметра;
на многоуровневой крыше с перепадами высот при проведении расчетов опираются на высоту конька;
при расположении котельной в домовой пристройке оголовок трубы должен подняться над зоной ветрового подпора, располагающейся в пространстве, заданном проведенной под углом в 45º линией от верхней точки дома до поверхности земли.

Если материал кровли не имеет огнеупорных свойств, длину наружной части дымохода нужно увеличить

Документация, прилагаемая к отопительному оборудованию, содержит значения параметров, оказывающих влияние на подбор высоты дымовой трубы.

Проведение вычислений связано с применением формулы:

Этой формулой предусматривается использование таких параметров: A – коэффициента, характеризующего региональную метеорологическую обстановку; Мi – массы газовых образований, проходящих по дымоходу за единицу времени; F – скорости оседания частиц, образующихся при горении; Спдкi и Сфi – показателей, отображающих уровень концентрации веществ, которые содержит дымовой газ; V – объема газа; T – разницы значений температуры воздуха при поступлении в трубу и при выходе из нее.

Как рассчитывается диаметр дымовой трубы

Определение необходимого диаметра дымовой трубы выполняется для того, чтобы произвести расчет тяги. При известной мощности отопительного агрегата можно положиться на рекомендации, согласно которым:

если мощность ниже 3,5 кВт, то будет достаточно дымохода сечением 0,14х0,14 м;
при мощности в четыре-пять кВт оптимальным будет сечение 0,14х0,2 м;
при мощности в пять-семь кВт – 0,14х0,27 м.

Проведение расчета сечения дымовой трубы требует следующих данных:

количества топлива, потребляемого за один час (сведения содержатся в паспорте оборудования). Этот параметр рассматривается как основной;
показателей температуры газа, входящего в трубу (также паспортные данные, порядка 150-200º С);
высоты дымохода;
скорости движения газа в трубе, обычно принимаемой за 2 м/с;
показателя естественной тяги, принимаемого, по общему правилу, за 4Па.

Рассчитать его несложно, умножив высоту дымовой трубы на разность плотностей атмосферного воздуха и дымового газа.

Воспользоваться можно такой формулой:

d2 = 4V/πW, в которой:

d2 – искомая величина площади поперечного сечения; V – объем газа; W – скорость движения газа в трубе.

Формула расчета диаметра:

S = m/ρw, в которой:

S – площадь сечения; m – величина расходуемого в течение часа топлива; ρ – плотность газов в дымовой трубе. Как правило, упрощая расчеты, ее принимают как равную плотности воздуха; w – скорость газов в дымовой трубе. В случаях, когда величину диаметра дымовой трубы необходимо определить с высокой точностью, лучше прибегнуть к помощи специалистов, обладающих необходимой квалификацией. Для обустройства дымохода для частного домовладения вполне достаточно будет придерживаться рекомендаций самого общего характера.

Проведение аэродинамического расчета дымовой трубы, осуществленное достаточно квалифицированно, позволяет рассчитывать на многолетнее успешное функционирование отопительной системы. Добившись хорошей естественной тяги и высокой пропускной способности, можно не беспокоиться, что дымоход будет забиваться сажей и требовать ремонта. Грамотно проведенные расчеты обусловят работу котельного оборудования в полном соответствии с требованиями экологических норм. Будет достигнуто сочетание двух факторов, обеспечивающих существование, соответствующее нормам современной цивилизации – комфортной температуры в отапливаемых помещениях и отсутствия ущерба окружающей среде и человеческому здоровью.

Примеры расчета ветровой нагрузки для трубы

где V -численно равно скорости ветра, м/с, на уровне 10 м над поверхностью земли для местности типа А, соответствующей 10-минутному интервалу осреднения и превышаемой в среднем раз в 5 лет (если техническими условиями, утверждёнными в установленном порядке, не регламентированы другие периоды повторяемости скоростей ветра).

Ветровые районы СССР	Ia	1	2	3	4	5	6	7
Wo,кПа(кгс/м 3 )

Высота z,м	коэффициент k для типов местности
Высота z,м	A	B	C
480	2,75	2,75	2,75

Высота z,м	Коэффициент пульсаций давления ветра z для типов местности
Высота z,м	A	B	C
£ 5	0,85	1,22	1,78
10	0,76	1,06	1,78
20	0,69	0,92	1,5
40	0,62	0,8	1,26
60	0,58	0,74	1,14
80	0,56	0,7	1,06
100	0,54	0,67	1
150	0,51	0,62	0,9
200	0,49	0,58	0,84
250	0,47	0,56	0,8
300	0,46	0,54	0,76
350	0,46	0,52	0,73
³ 480	0,46	0,5	0,68

Таблица 4. Определение аэродинамического коэффициента для разных типов сооружений

b , град	15	3	45	60	75	90
с	1	0,8	0,4	-0,2	-0,8	-1,2	-1,25
b , град	105	120	135	150	175	180
с	-1	-0,6	-0,2	0,2	0,3	0,4

4.2. Призматические сооружения

l	5	10	20	35	50	100	беск.
k	0,6	0,65	0,75	0,85	0,9	0,95	2

Пример расчета ветровой нагрузки:

Для трубы диаметром D=500 мм, высотой h=1000 мм, расположенной на высоте 10 м. Скорость ветра v0=8 м/с. Местность-город.

W = W kc = (0,61*64)*0,65*0,75 = 19,032 (кПа)

Расчёт ветровой нагрузки на круглую трубу по ДБН!

То есть это четыре графика на одной таблице. Каждый график для своего соотношения дельта/d. Для промежуточных отношений дельта/d приблизительно интерполируйте.

Нет, потому что если взять две трубы с разными длинами то условия их обтекания будут одинаковыми за исключением эффектов на концах трубы.

Для плохо обтекаемых тел характерным размером считают размер поперек потока, как и для течения в трубе.

Вот если расположить осью по потоку и заварить концы то характерным размером будет длинна трубы.

Аэродинамический расчет дымовой трубы котельной

Централизованные или локальные котельные установки вырабатывают тепловую энергию, используемую для обогрева. Вывод продуктов сгорания топлива – основное назначение газоотводящей трубы. Дымовые трубы котельных создают тягу благодаря разнице температур внутри канала и во внешней среде.

Дымовые трубы для котельных

Металлические

Такие трубы популярны благодаря следующим особенностям:

быстрота монтажа, легкость сборки;
гладкая внутренняя поверхность не склонна к засорению сажей и способствует отличной тяге;
при необходимости можно выполнить небольшое отклонение от вертикали.

Недостаток стальных труб: через 20 лет эксплуатации внутренний слой утеплителя перестает выполнять функцию теплоизоляции, и под действием конденсата дымоход разрушается.

Дымовые трубы для котельной должны отвечать экологическим стандартам

Кирпичные

Долгое время у кирпичных дымоходов не было конкурентов. Сейчас они не требуют больших финансовых затрат на приобретение необходимых материалов, но найти опытного печника не просто.

Каждый мастер выкладывает печь и трубу по-своему, поэтому одинаковых кирпичных дымоходов не существует. При правильной топке в них практически не образуется сажа. Если монтаж такой дымоходной конструкции производит профессионал, кирпичный газоотвод прослужит очень долго.

Важно проверять внутреннюю и наружную кладку на правильность углов и стыков. Напуск вверху трубы улучшает тягу, а стационарный прочный колпак предупреждает задымление в ветреную погоду. При правильном режиме топки цвет пламени — светло-желтый, а дым – бесцветный.

Видео-совет: правила построения кирпичного дымохода

Дымовые трубы котельной электростанции

Устройство

Дымовой канал может быть отдельно стоящим, примыкающим к печи или котлу, а может располагаться непосредственно на отопительном оборудовании. Высота трубы должна быть на 50 см выше конька крыши. Размер сечения трубы зависит от мощности и конструкции котельной.

При сгорании вещества расходуется кислород воздуха. Зола и дым устремляются вверх по газоотводящей трубе, так как обладают высокой температурой, гораздо большей, чем температура среды (возникает естественная тяга).

Газоотводящий ствол, вантовые оттяжки, теплоизоляция, защита от коррозии, конструкция ввода газоходов, опора и фундамент – основные элементы конструкции.

Сначала дымовой газ поступает в очистительное устройство (скруббер), где его температура снижается до 60°. Затем газ минует абсорберы, в которых улавливаются примеси вредных веществ. После дымовой очищенный газ выбрасывается в окружающую среду. Скорость газа в канале – важный параметр, влияющий на эффективность работы конструкции.

Устройство дымохода. Работу дымовой трубы нельзя рассматривать изолированно, ведь эксплуатируется газоотводящий ствол вместе с печью или котлом

Типы дымоотводов

Колонный. Собирается из внутреннего ствола из нержавейки и внешней обечайки. Содержит термоизоляцию во избежание появления конденсата.
Фермовый. Состоит из нескольких или одной трубы. Ферма крепится к анкерной корзине, установленной в основание. Может использоваться в сейсмоопасных районах. Средством борьбы с коррозией служит грунтование и окраска.
Околофасадный подразумевает крепеж к фасаду здания. Представляет собой раму с газоотводящими трубами. Иногда обходятся и без рамы – применяют анкерные болты и используют сэндвич-трубы (внутренний канал – нержавеющая сталь, внешний – оцинкованная сталь, между ними – 6-ти сантиметровый утеплитель).
Мачтовая. Более устойчива благодаря стяжкам. Имеет антикоррозионную защиту в виде огнеупорной эмали и теплоизоляционный слой. Можно использовать в сейсмоопасных зонах.
Самонесущие. Сэндвич-трубы, закрепленные анкерными болтами с основанием. Имеют повышенную прочность, благодаря чему легко выдерживают неблагоприятные погодные условия.

Правила эксплуатации

Работа дымовой трубы должна осуществляться:
- при пуске, при работе на минимальной загрузке и остановке котла;
- при нормальной загрузке котла и проектной характеристике дымовых газов,
- при понижении температуры внутри ниже точки росы.
Должен производиться контроль влажности, температуры, скорости дымовых газов и должна определяться точка росы.
Необходимо следить за состоянием:
- защитного покрытия газоотводящего ствола,
- сварных соединений дымохода;
- фланцевых соединений и узлов крепления.

Аэродинамические вычисления

Расчет дымовой трубы котельной

Определяют тип конструкции ствола и месторасположение будущего дымохода (по техническим характеристикам котла).
Проводят расчет высоты дымовой трубы котельной с учетом вида тяги и объема сжигаемого топлива.
Газоотводящий канал рассчитывают на прочность и долговечность.
Определив минимальное значение пропускной способности, можно узнать максимальную нагрузку на котельную. При расчетах необходимо также знать значение тяги и ветровую нагрузку.
После этого составляют чертеж дымовой трубы котельной и оптимизируют участки.

Аэродинамические вычисления необходимы для определения высоты трубы в случае, если будет использоваться естественная тяга. Здесь же вычисляется скорость распространения выбросов (она зависит от скорости воздушных масс, рельефа местности, температуры газового потока). Коэффициент загрязнения дымоходной трубы не должен быть больше 30%. Мощность котла влияет на выбор высоты трубы.

Расчет высоты дымовой трубы для плоской и коньковой крыши

Нормативные документы

СНиП ІІ-35-76 «Нормы проектирования. Котельные установки» – документ, на основании которого проводят все вычисления. Паспорт на дымовую трубу содержит технические характеристики и информацию по ее использованию и ремонту. Этот документ выдается перед вводом дымохода в эксплуатацию. Ремонт дымовых труб – опасная работа, требующая специальных знаний и опыта.

В рамках природоохранных программ существуют нормативы предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ (окислов азота, сернистого газа и золы). Санитарно-защитная зона около котельной – 200 м. При этом считается, что дымовая смесь очищена от золы и твердых частиц. Установки для очистки дымовых газов — различные золоуловители, электрофильтры и т. п.

Не важно, на каком топливе работает отопительный прибор: природном газе, угле или дизтопливе, без системы отвода продуктов сгорания не обойтись. Основные требования к дымовым трубам – достаточная естественная тяга, хорошая пропускная способность канала и соблюдение экологических норм.

Расчеты дымовой трубы по самотяге для твердотопливных котлов и котлов, работающих на природном газе.

Данный расчет необходим, когда используются котлы с атмосферными горелками.

Атмосферные горелки не требуют дутьевого вентилятора.

Организация дымоудаления происходит за счет естественной тяги. Под необходимой естественной тягой понимают такую тягу, при которой разряжение в топке и дымоходах создается дымовой трубой и вследствие этого под действием разности давлений (окружающего воздуха и продуктов сгорания) в топку поступает воздух необходимый для горения.

Понятно, что чем выше труба, чем ниже температура окружающего воздуха, и чем выше температура продуктов сгорания, тем больше тяга.

И для того, чтобы удаление дымовых газов происходило в штатном режиме, тяга должна быть больше аэродинамического сопротивления всего котельного агрегата, включая все дымоходы.

Причем, должно быть обеспечено разряжение за котлом, величина которого указывается в паспортных данных.

Посмотрим нормы и их пункты, где есть информация по этому вопросу.

СП 346.1325800.2017 Системы газовоздушных трактов котельных установок мощностью до 150 МВт. Правила проектирования

5.11 Для котельных, оборудованных котельными установками, забирающими воздух для горения непосредственно из помещения котельной, следует предусматривать приточные установки или проемы в ограждающих конструкциях здания, расположенные, как правило, в верхней зоне помещения котельной. Размеры живого сечения проемов определяют исходя из обеспечения скорости воздуха в них не более 1,5 м/с.

Это что касаемо расчета приточной системы вентиляции, немного не по теме. Но пункт полезный, для подбора сечений приточных решеток в системах ПЕ.

5.19 Проектная документация на ГТ и ВТ должна разрабатываться отдельно с максимальным использованием изделий заводского изготовления.

6.2.4 На основании теплового и аэродинамического расчетов определяют высоту и диаметр дымовой трубы.

7.3.1 Расчет дымовой трубы состоит в определении сечения и высоты дымовой трубы.

7.3.2 Сечение дымовой трубы определяют по объему дымовых газов, определенному в тепловом расчете котельной при максимальной нагрузке с учетом расширения, и проверяют по минимальной летней нагрузке с обеспечением скорости газов в устье трубы не менее значений , указанных в таблице 7.1.

Причем скорости при естественной тяге, часто бывают ниже чем 4 м/с. Например, это показывает приведенный расчет в екселе, для котла серии RSA 500, мощностью 500кВт.

Дымоход должен быть не меньше дымового патрубка котла (450 мм).

Как показал расчет, скорость в дымовой трубе Ф450 мм будет

1,66 м/с. Т.е. требование примечания таблицы 7.1 также под большим вопросом.

7.4.2 Для котельных агрегатов, работающих под наддувом, полный напор, развиваемый вентилятором, должен преодолеть аэродинамическое сопротивление газового тракта котла на концевом участке в хвостовой части котла и с объемом образующихся дымовых газов до концевого участка хвостовой части котла с образованием положительного давления, которого вместе с расчетной самотягой дымовой трубы достаточно для эвакуации дымовых газов в атмосферу и рассеивания вредных выбросов до нормативного значения ПДК в приземном слое.

Если кто будет считать по СП 89.13330.2016 критерий R , то оставьте эту затею, т.к. в формуле опечатка,

Читайте также: