Дымовые трубы для котельных – все особенности таких конструкций

1 Дымовые котельные трубы – какие задачи они выполняют?

Любая современная котельная установка обязана соответствовать экологическим стандартам, так как при сжигании того или иного типа топлива во внешнюю среду выбрасываются далеко не безобидные продукты его сгорания. Котельные в наши дни работают на твердом, жидком и газообразном топливе, что обуславливает широкий "набор" их вредных отходов, начиная от окислов азота и заканчивая углекислым газом.

Чтобы эффективно рассеять в окружающем воздухе эти и другие токсичные соединения, используются дымовые трубы, которые, кроме того, отвечают за создание качественной тяги, крайне важной для стабильного функционирования агрегатов в котельных.

В тех ситуациях, когда внутренняя поверхность труб не соответствует техническим требованиям, копоть, сажа, пепел, дым "задерживаются" на стенках дымохода, забивают его и не позволяют в дальнейшем осуществлять эффективный отвод газов из котельных. Избежать данной проблемы можно только при грамотном проектировании трубопроводов и применении дымовых труб с гладкой и очень ровной внутренней поверхностью, на которой отходы от сгорания топлива не могут "зацепиться".

Ключевыми элементами таких труб являются:

• цоколь;
• фундамент;
• ствол (он предохраняется изнутри футеровкой, выполняемой из специального огнеупорного материала, как правило – кирпича).

Высота дымовой конструкции в соответствии с российскими СНиП обязана быть на 5 и более метров выше высоты конька на кровле любого строения, находящегося в радиусе 25 метров от котельной. На практике длина дымовой трубы подбирается с учетом зольности используемого топлива, содержания в нем серы и объема расхода горючего за один час.

Дымовые котельные трубы имеют стандартизированные показатели сечения выходного отверстия и высоты:

• 0,6–8 м (сечение), 30–70 м (высота) для изделий из кирпича;
• 0,4–1 м и 30–40 м для труб из стальных листов от 3 до 15 мм толщиной.

На крупных промышленных объектах диаметр дымовых конструкций может достигать величины в 10 метров, а их высота зачастую приближается к показателю 300 метров. Трубы, чья высота меньше 30 метров, допускается строить исключительно на тех котельных, где в течение одних суток сжигается до пяти тонн многозольного топлива. Если на таких объектах применять топливо с большим содержанием серы, срок эксплуатации трубы будет крайне малым (около 5–7 лет).

2 Какие конструкции имеют дымовые трубы для котельных?

Ко всем без исключения дымовым изделиям, предназначенным для создания тяги и отвода вредных веществ, предъявляются стандартные требования. Они должны иметь:

• хорошие теплоизоляционные характеристики, которые предупреждают риск формирования на внутренней поверхности конструкции конденсата, увеличивают срок эксплуатации трубы, не дают ей быстро остывать, а также гарантируют качественную тягу;
• сечение, полностью соответствующее максимальному расчетному количеству отводимых газов (проверка правильности подбора диаметра производится по качеству рассеивания вредных элементов в воздухе и на базе аэродинамического расчета тракта газовоздушного);
• надежное крепление (для разных вариантов труб, отводящих дым, следует использовать различные виды крепления);
• возможность доступа к конструкции с целью проведения ее технического обслуживания и периодических обследований состояния трубы (достигается это за счет обустройства площадок, специальных лестниц и смотровых люков);
• качественный и подходящий материал для изготовления конструкции, обеспечивающий противодействие коррозии и жаропрочность внутренней ее поверхности, и морозоустойчивость наружной поверхности.

Исходя из вышеозначенных требований, осуществляется подбор конкретного типа дымовых труб для котельных:

• промышленных фермовых: их крепят на надежной и максимально прочной ферме самонесущего вида, которая соединяется с помещаемой в фундамент анкерной корзиной;
• колонных: свободностоящие самостоятельные конструкции с обечайкой, выполняющей функцию несущего элемента (ее делают из сталей с высоким содержанием углерода);
• самонесущих бескаркасных: крепятся внутри помещения, а устанавливаются на крыше строения;
• фасадных и околофасадных: имеют виброизолирующие детали, через которые передают на фасад ветровые нагрузки, их устанавливают при помощи кронштейнов на стене, околофасадная конструкция для передачи весовой нагрузки располагает, кроме того, нижним фундаментом;
• мачтовых свободностоящих на растяжках: в подобных случаях газоходы прикрепляются к колонне прочными хомутами.

Стоит добавить, что для котельных строятся и многоствольные трубы, а не только конструкции с одним стволом.

3 Проектирование дымовых труб – сложный многоэтапный процесс

Проектирование описываемых нами конструкций для котельных состоит из нескольких стадий:

• выбор типа сооружения;
• проведение расчетов газового тракта и аэродинамики трубы;
• подбор такой высоты трубы, которая бы идеально отвечала всем требованиям СНиП;
• расчет диаметра конструкции;
• расчет (и последующее сравнение с рекомендованными показателями) скорости газов в трубе;
• установление показателей самотяги дымового изделия;
• выполнение вычислений на устойчивость и прочность сооружения;
• подготовка технического задания на обустройство фундамента;
• определение вида и способа крепления конструкции;
• теплотехнические расчеты.

На последних этапах создаются чертежи трубы, а также выполняется точная смета средств, которые потребуется затратить на ее сооружение.

При проектировании, производстве и непосредственно возведении дымовых труб конструкторы и строители ориентируются на ряд нормативно-технических документов. К таковым относят следующие:

• СНиП №II–23–81 – Правила для расчета прочности сооружения;
• ОНД №86 – расчет высоты трубы;
• СП №53–101–98 – возведение стального аналога (Правила производства изделий из металла и контроль над их качеством);
• СНиП №2.02.01–83 и №2.03.01–84 – расчет фундамента;
• Государственный стандарт 1999 года 23118 ("Строительные стальные конструкции");
• СНиП №2.03.01–84 – изготовление бетонных и железобетонных труб;
• СНиП №11–01–03 – производство электрического аналога
• СНиП №II–35–76 – Правила, которых необходимо придерживаться при строительстве трубы для котла, работающего на газовом топливе;
• СНиП №2.01.07–85 – расчет ветровых нагрузок.

Трубы для установки в котельных сейчас изготавливают из горячекатаных листов (диаметры получающихся изделий колеблются в пределах 57—219 мм) и холоднокатаных листов (диаметр готовой продукции в этом случае равняется 10—76 мм). При этом допускается и производство дымовых труб с иными сечениями, если их заказчик выдвигает такие требования. Изготавливаются они чаще всего из сталей 20-й и 10-й марок, нередко применяется и нержавеющая сталь. Готовая продукция обязательно подвергается проверкам на ударную вязкость и неразрушающему контролю.