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

Chức năng chính mà ống khói của phòng lò hơi phải thực hiện là loại bỏ khí thải từ lò hơi vào khí quyển và phân tán chúng trong không gian này.Nó còn có một chức năng bổ sung: chúng phải tạo ra gió lùa tự nhiên do sự chênh lệch giữa nhiệt độ trong hộp cứu hỏa và bên ngoài.

Chúng tôi sẽ giới thiệu cho bạn các loại kênh khói, việc phân loại chúng dựa trên đặc điểm thiết kế và vật liệu của đường ống. Ở đây bạn sẽ học cách tính các tham số hình học bằng một ví dụ cụ thể. Lời khuyên của chúng tôi sẽ giúp bạn quyết định loại và kích thước của ống khói.

Các loại ống khói

Trong các lò hơi lớn, gió tự nhiên không thể đảm bảo quá trình đốt cháy hoàn toàn, ở đây nó được tạo ra một cách cưỡng bức với sự trợ giúp của máy bơm khói. Quá trình đốt cháy và thải các sản phẩm của nó vào khí quyển sẽ gây ra ít tác hại nhất có thể cho môi trường và không gây ra tình huống khẩn cấp do xảy ra áp suất trong lò vượt quá định mức.

Về mặt cấu trúc ống cho phòng nồi hơi Chúng rất khác nhau cả về loại cấu trúc hỗ trợ và vật liệu sản xuất. Dựa trên đặc điểm đầu tiên, một số loại ống được phân biệt.

Ống nồi hơi tự hỗ trợ

Cấu trúc thẳng đứng như vậy có thể là một hoặc nhiều thùng. Họ loại bỏ các sản phẩm đốt từ nồi hơi và nồi hơi.

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

1. Nhiệt độ của khí thải đi qua ống tự đỡ không được vượt quá 350 độ C.
2. Sản phẩm đốt không được có tính hung hăng về mặt hóa học.
3. Tải trọng tuyết tối ưu cho kết cấu tự hỗ trợ là 250 kg/kW. cm, gió - 30 kg mỗi kW. cm trong điều kiện gió vùng II.

Một đường ống tự đỡ được lắp đặt trên mái nhà và cố định bên trong tòa nhà. Các đặc điểm thiết kế của nó mang lại khả năng vận chuyển và lắp đặt tại chỗ, bởi vì nó bao gồm các phần riêng biệt, có 3 lớp ống bánh sandwich. Cấu trúc được gắn vào móng bằng neo.

Bên trong đường ống có một lớp làm bằng thép bền bỉ không bị ảnh hưởng bởi các chất thoát ra trong quá trình đốt cháy. Lớp ngoài bảo vệ khỏi ảnh hưởng của khí quyển.

Ống khói cho nhà nồi hơi lớn thường tự hỗ trợ. Đây là tòa nhà được xây dựng theo dự án riêng lẻ và có cơ sở hạ tầng riêng

Các thông số của kết cấu khói phải tuân thủ các yêu cầu quy định trong văn bản quy phạm. Tính toán của họ dựa trên các yếu tố như số lượng nồi hơi, công suất, loại nhiên liệu. Tiêu chuẩn khí thải phải được tính đến. Trong một số trường hợp, ống khói được trang bị bệ, thang, cửa kiểm tra và hàng rào đèn.

Cấu trúc cột khói

Ống loại này bao gồm lớp vỏ ngoài làm bằng thép cacbon cao và các thùng bên trong có đường kính khác nhau làm bằng thép không gỉ được lắp vào bên trong để loại bỏ khí. Cấu trúc được cố định vào một giỏ neo đổ vào nền móng. Có thể có 1 hoặc nhiều. Để ngăn chặn sự ngưng tụ lắng xuống bên trong, vật liệu cách nhiệt được sử dụng.

Một phần của ống cột. Ở đây bạn có thể thấy trên mặt cắt ngang có một số thùng thép không gỉ có đường kính khác nhau bên trong.

Ưu điểm của giải pháp thiết kế này là tuổi thọ lâu dài và khả năng kết nối nhiều nồi hơi. Độ dày và mác thép được chọn dựa trên nhiệt độ và độ ăn mòn của sản phẩm đốt.

Đường kính của mỗi thân cây có thể đạt tới một mét rưỡi, và nếu dự định sử dụng một ống dẫn khí chung cho nhiều nồi hơi thì cần có đường kính khoảng 3 m. vật liệu cách nhiệt.

Đặc điểm của ống khói gần mặt tiền và mặt tiền

Lắp đặt ống khói gần mặt tiền cho các phòng nồi hơi gắn liền với nhà hoặc âm tường. Chúng được gắn vào tường của tòa nhà bằng các giá đỡ. Các bộ phận của ống khói là thân và khung hoặc các mỏ neo.

Thùng có 3 lớp: bên trong bằng thép không gỉ, sau đó là lớp cách nhiệt và thép mạ kẽm. Các đường ống được thiết kế cho các phòng nồi hơi nơi nồi hơi hoạt động bằng nhiên liệu khí hoặc nhiên liệu lỏng.

Thông thường, các đường ống mặt tiền nằm dọc theo bức tường bên ngoài của tòa nhà. Khi chọn loại 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 truyền tải trọng qua nền móng bổ sung thấp hơn và tải trọng gió thông qua các ốc vít cách ly rung. Loại ống khói này xét về chi phí vật liệu thì kinh tế nhất do không có kết cấu đỡ và nền móng vững chắc.

Hệ thống mô-đun được sử dụng để tạo ra các ống xả khí cho phép dễ dàng thay thế các bộ phận bị hư hỏng.

Ống kiểu giàn

Cấu trúc kim loại này bao gồm các đường ống được gắn trên một cột kiểu giàn tự đỡ chắc chắn. Ngược lại, giàn được cố định trong giỏ neo đúc vào móng.Ống khói kiểu giàn thích hợp sử dụng ở những vùng có điều kiện địa chấn nguy hiểm.

Thiết kế kiểu giàn bao gồm từ 1 đến 6 thân cây. Cột được làm bằng ống cuộn. Ống định hình có thể có mặt cắt hình vuông hoặc hình tam giác. Nó phụ thuộc vào số lượng thân cây

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

Thùng xả khí được cấu tạo gồm các module gồm 3 lớp:

• bên trong, tiếp xúc trực tiếp với các sản phẩm đốt và được làm bằng các loại thép không gỉ đặc biệt;
• dày 5-6 cm, có tác dụng cách nhiệt;
• bên ngoài, bảo vệ lớp cách nhiệt khỏi những tác động tiêu cực của môi trường.

Đối với lớp phủ chống ăn mòn, sơn có chứa tỷ lệ kẽm cao được sử dụng. Trong một số kết cấu, cầu thang và bệ có thể được bố trí bên trong cột để thuận tiện cho việc bảo trì. Các thành phần cấu trúc của loại ống này tương đối nhẹ và điều này tạo điều kiện thuận lợi cho cả công việc vận chuyển và lắp đặt.

Ống khói cột

Phần tử trung tâm của ống cột là tháp đỡ - ba hoặc bốn cột buồm, nơi gắn các ống khói. Tất cả các bộ phận kết cấu được lắp ráp trên một đế dưới dạng tấm bê tông, bắt đầu từ phía dưới và di chuyển dần lên trên. Khi lắp ráp nên sử dụng kết nối đinh tán hoặc sử dụng vít tự khai thác.

Kết cấu đỡ của ống cột được lắp ráp từ các biên dạng thép liên kết với nhau bằng các giằng và các góc. Chân cột tựa vào móng và được cố định bằng neo

Thông thường, các phần tử riêng lẻ được vận chuyển đến địa điểm lắp đặt và được lắp ráp giống như một bộ công trình. Quá trình này mất rất ít thời gian - một vài giờ.Chiều cao của ống khói có thể đạt tối đa 28,5 m. Sự ổn định của ống khói được đảm bảo bằng các gân tăng cứng - các dây thép có tiết diện từ 1,6 đến 2 cm, chúng bù đắp cho tác dụng của lực ngang.

Vật liệu xây dựng đường ống nồi hơi

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

Những cấu trúc này cũng có nhiều nhược điểm, đó là lý do tại sao trong xây dựng hiện đại, ống khói hoàn toàn bằng gạch ngày càng ít phổ biến hơn. Các văn bản quy định giới hạn chiều cao của ống gạch ở mức 30-70 m và đường kính ở mức 0,6-8 m.

Trên thành ống gạch có nhiều chỗ lồi lõm bên trong luôn đọng lại rất nhiều nước ngưng tụ và bồ hóng chứa oxit lưu huỳnh. Loại thứ hai phản ứng với nước tạo thành axit có tác dụng phá hủy tích cực gạch.

Bề mặt không bằng phẳng và đường đi bị thu hẹp do lớp bồ hóng tăng dần làm giảm tốc độ di chuyển của khói và lực đẩy nghiêng trong ống khói.

Khả năng chống ngưng tụ và các yếu tố bên ngoài tốt hơn ống khói gốm, chúng có khả năng chống cháy cao. Nhưng hệ thống này có rất nhiều trọng lượng, bởi vì Bên trong có những thanh kim loại giúp tăng thêm sức mạnh. Điều này đòi hỏi yêu cầu bắt buộc phải lắp đặt nền móng và các giá đỡ riêng biệt, điều này làm tăng độ 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 phù hợp với thiết bị dùng gas.

Thiết bị loại bỏ khói từ thép không gỉ là một cụm bao gồm các bộ phận ống khói riêng lẻ được kết nối với nhau bằng các bộ phận có hình dạng: tee, ống, bộ làm lệch hướng, tee, uốn cong. Ống khói thép chủ yếu được trang bị nồi hơi gas.

Việc lắp đặt ống khói như vậy có thể được thực hiện sau khi xây dựng tòa nhà trong thời gian ngắn. Có rất nhiều bộ phận kết nối nên đường ống có thể có bất kỳ cấu hình nào.

Ống khói mô-đun có thể dễ dàng tháo dỡ và di chuyển đến vị trí khác. Ưu điểm của thiết kế là trọng lượng thấp, cho phép bạn làm việc mà không cần nền móng, khả năng chống ẩm, lắng đọng nhẹ bồ hóng trên các bức tường bên trong và tốc độ truyền khí thải cao.

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 nếu tiêu thụ ít hơn 5 tấn nhiên liệu polyash mỗi ngày. Lý do là tuổi thọ của các công trình như vậy là 10 năm và nếu sử dụng nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh cao thì sẽ giảm đáng kể.

Các giống có thân bằng hợp kim thép bao gồm ống khói đồng trục, các chi tiết thiết kế và tính năng vận hành mà chúng tôi khuyên bạn nên tự làm quen.

Tính toán thông số đường ống

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

Quá trình đốt cháy nhiên liệu và loại bỏ khói hiệu quả bị ảnh hưởng rất nhiều bởi gió lùa, việc tạo ra gió này đòi hỏi phải cung cấp không khí liên tục cho hộp cứu hỏa.Điều này đạt được cả một cách tự nhiên và nhân tạo.

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

Xác định chiều cao của đường ống với mớn nước tự nhiên

Để tạo ra gió lùa tự nhiên bình thường cần tuân thủ điều kiện bằng nhau của lực hút và tổng lực cản xảy ra trong quá trình di chuyển của khí thải qua các kênh dẫn khí của lò hơi và đường ống khói. Có thể cung cấp lực kéo như vậy với điều kiện là có ít lực cản khí 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 cháy của bất kỳ loại nhiên liệu nào trong lò hơi

Các văn bản quy định quy định vị trí và tính toán chiều cao ống khói là SNiP41-01-2003, SP 7.13130.2009.

Bạn cũng nên tính đến các khuyến nghị được nêu trong hướng dẫn dành cho lò hơi, đặc biệt là các yêu cầu sau:

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

Nếu chiều cao ống khói được tính toán không chính xác, nhiều vấn đề có thể phát sinh, vấn đề chính là nhiễu loạn không khí hoặc vùng áp lực gió. Ngọn lửa trong lò có thể bị dập tắt bởi những cơn gió mạnh.

Khi lắp đặt ống khói phải tính đến kết cấu mái, độ dày của tấm lợp, khoảng cách đến các bộ phận bao quanh và sườn núi, các quy tắc an toàn phòng cháy chữa 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. Cần cách nhiệt các công trình liền kề với đường ống.

Để ngăn chặn tia lửa điện từ các lỗ thông gió trên đường ống rơi xuống mái khi làm bằng vật liệu dễ cháy, chiều cao kết cấu tăng thêm 0,5 m, đường ống phòng lò hơi phải cách xa nhà cao tầng và cây cối ít nhất 2 m. .

Chiều cao của đường ống được xác định tùy thuộc vào kết cấu mái. Nếu mái nhà nhiều tầng, sự khác biệt về chiều cao sẽ được tính đến trong tính toán, nhưng phần đế giống nhau trong mọi trường hợp - chiều cao của sườn núi (+)

Do lực hút tối ưu xảy ra do sự chênh lệch giữa tổng mật độ khí thoát vào ống khói và cột không khí bên ngoài có chiều cao bằng nhau nên việc tính toán được thực hiện theo công thức:

Chiều cao của kênh khói được tính toán độc lập bằng 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 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 trong một đơn vị thời gian.
3. F là tốc độ lắng đọng của các hạt hình thành trong quá trình đốt cháy.
4. Spdki và Cfi là các chỉ số về nồng độ của các chất khác nhau trong khí thải.
5. V – thể tích khí.
6. T là chênh lệch nhiệt độ của không khí vào và ra khỏi đường ống.

Nếu như phòng nồi hơi nằm trong phần mở rộng của ngôi nhà, điều này sẽ trở thành một trở ngại. Trong trường hợp này, đầu ống cần được đặt phía trên vùng đỡ gió.Nếu không, thiết bị sưởi sẽ không thể hoạt động bình thường.

Để xác định đường ống cần tăng thêm bao nhiêu, hãy tìm điểm cao nhất của ngôi nhà và vẽ một đường thẳng xuyên qua nó, tạo thành một góc 45 độ với bề mặt trái đất. Khoảng trống bên dưới đường này là vùng hỗ trợ gió và ống khói phải được đặt phía trên nó.

Tính toán đường kính ống

Để tính đường kính của ống có công thức:

S = m/(ρr x w),

Ở đây m là lượng nhiên liệu tiêu hao trong 1 giờ, w là tốc độ khí thải, ρr là mật độ không khí ở điều kiện vận hành, được xác định theo công thức: pв = pBну x 273⁄273 x tос. Trong đó t là nhiệt độ không khí bên ngoài, pBnu là mật độ không khí ở điều kiện bình thường = 1,2932 kg/m3.

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

Để 50 kg nhiên liệu rắn đốt trong nồi hơi mỗi giờ thì mỗi giây sẽ là 50: 3600 = 0,013888 kg. Tốc độ di chuyển 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 Khi đó S = 0,013888: (0,6881 x 2) = 0,010092 sq. m = 92 mét vuông cm Đối với tiết diện hình tròn d = √4 x 92: 3,14 = 10,83 cm.

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

Kết luận và video hữu ích về chủ đề này

Video minh họa trực quan quá trình tính toán chiều cao của kênh khói để bố trí phòng lò hơi:

Sau đây tác giả video đã chia sẻ kinh nghiệm tính toán lắp đặt ống khói cho lò hơi đốt nhiên liệu rắn:

Một video khác giúp ích cho nhà thiết kế nghiệp dư:

Việc sử dụng nhiên liệu gì cho nồi hơi trong phòng nồi hơi không quá quan trọng. Trong mọi trường hợp, bạn không thể làm gì nếu không có hệ thống xả khí thải. Các yêu cầu chính mà ống khói phải đáp ứng là gió lùa và lưu lượng tốt cũng như tuân thủ các tiêu chuẩn môi trường.

Bạn muốn đặt câu hỏi về một điểm gây tranh cãi hoặc chưa rõ ràng mà bạn gặp phải khi đọc thông tin? Bạn có thông tin hữu ích về chủ đề của bài viết mà bạn muốn chia sẻ với khách truy cập trang web không? Vui lòng viết bình luận vào khối bên dưới.