La función principal que debe realizar la chimenea para la sala de calderas es expulsar los gases de combustión de las calderas a la atmósfera y disiparlos en este espacio. Ella también tiene una función adicional: deben crear antojos naturales resultantes de la diferencia entre la temperatura en la caja de fuego y el exterior.
Le presentaremos las variedades de canales de humo, que se clasifican según las características de diseño y el material de la tubería. Aquí aprenderá cómo calcular los parámetros geométricos para un ejemplo específico. Nuestros consejos ayudarán a determinar el tipo y tamaño de la chimenea.
Tipos de chimeneas
En calderas grandes, el tiro natural no puede asegurar una combustión adecuada, aquí se crea de forma forzada utilizando bombas de humo. El proceso de quema y la descarga de sus productos a la atmósfera deberían causar el menor daño posible al medio ambiente y no causar situaciones de emergencia como resultado de una presión que excede la norma en los hornos.
Estructuralmente, los tubos para las salas de calderas son muy diferentes entre sí, tanto en el tipo de estructura de soporte como en el material de fabricación. En la primera señal, hay varios tipos de tuberías.
La chimenea es un componente constructivo significativo de una casa de calderas de una empresa y una casa privada. Depende de la eficiencia de la unidad. 
La altura y las dimensiones del canal de humo deben calcularse con extrema precisión, ya que El tamaño del canal depende del proceso de combustión. 
Para la formación del empuje impecable requerido para tener en cuenta la rosa de los vientos en la región, la presión barométrica y los datos promedio de la temperatura del aire. 
El diseño de la chimenea debe proporcionar gas de combustión completa sin causar daño a los propietarios y usuarios de edificios cercanos y al medio ambiente. 
Los medios y dispositivos para el mantenimiento de la chimenea se deben diseñar, prever y diseñar. 
Al diseñar una chimenea, es obligatorio tener en cuenta el tipo de caldera y el tipo de combustible. En el caso de utilizar una unidad combinada, se selecciona la tubería, centrándose en la eliminación segura de gases de temperatura máxima. 
La capacidad de flujo de la chimenea se determina teniendo en cuenta el volumen de productos de combustión a la carga máxima de la unidad 
La tubería de la sala de calderas es una estructura bastante alta expuesta a fenómenos naturales. El diseño está diseñado para garantizar la estabilidad en vientos fuertes y la capacidad de extinguir los rayos.
Tubos de caldera autoportantes
Tales construcciones verticales son de un solo barril o de varios barriles. Desvían los productos de combustión de las calderas y calderas.
Se utilizan independientemente del tipo de combustible, pero están sujetos a ciertos requisitos:
- La temperatura de los gases de combustión que pasan a través de las tuberías autoportantes no debe exceder los 350 grados C.
- Los productos de combustión no deben ser químicamente agresivos.
- La carga de nieve óptima para estructuras autoportantes es de 250 kg por kW. cm, viento - 30 kg por kV. cm en las condiciones de la II región del viento.
Instale una tubería autoportante en el techo y fíjela dentro del edificio. Sus características de diseño ofrecen la posibilidad de transporte e instalación en el sitio, porque Se compone de secciones separadas, que son tubos de 3 capas sándwich. La cimentación se une a la cimentación mediante anclajes.
Dentro de la tubería hay una capa de acero fuerte que no es susceptible a los efectos de las sustancias liberadas durante la combustión. La capa exterior protege contra la intemperie.
Las chimeneas para casas de calderas grandes son a menudo autosuficientes. Este edificio, construido sobre un proyecto individual y con infraestructura propia.
Los parámetros de las estructuras de humo deben cumplir con los requisitos establecidos en los documentos reglamentarios. Su cálculo se basa en factores tales como el número de calderas, la potencia y el tipo de combustible. Asegúrese de tener en cuenta los estándares de emisiones a la atmósfera. En algunos casos, las chimeneas están equipadas con una plataforma, una escalera, una escotilla de inspección, una cerca de luz.
Estructuras de humo de columna
El tubo de este tipo consiste en una cubierta exterior de acero con alto contenido de carbono y se inserta en los troncos internos de diferentes diámetros de acero inoxidable para la eliminación de gases. El diseño se fija en una cesta de anclaje incrustada en la cimentación. Pueden ser 1 o varios. Que en el interior no se asiente un condensado, use aislamiento térmico.
Parte del tubo de la columna. Aquí en la sección se puede ver que varios troncos de varios diámetros de acero inoxidable se colocan dentro
La ventaja de esta solución de diseño es un largo período operativo, la posibilidad de conectar varias calderas. El grosor del acero y la marca se eligen en función de la temperatura y la agresividad de los productos de combustión.
El diámetro de cada barril puede alcanzar un metro y medio, y si se planea utilizar el conducto de humos común para varias calderas, se necesita un diámetro de aproximadamente 3 m. Los barriles están cubiertos con aislamiento térmico para evitar la condensación.
Características de las chimeneas de fachada y fachada.
Instale chimeneas cercanas al frente para cuartos de calderas conectados a la casa o empotrados. Colóquelos en la pared del edificio con el uso de soportes. Los componentes de la chimenea son los troncos y los marcos o anclajes de anclaje.
El barril tiene 3 capas: el interior es de acero inoxidable, luego el aislamiento térmico y el acero galvanizado. Las tuberías están destinadas a salas de calderas donde las calderas funcionan con gas o combustible líquido.
Las tuberías de fachada más comunes se encuentran a lo largo de la pared exterior del edificio. Al elegir un grado de acero y el espesor de la pared de la tubería, tenga en cuenta la composición química de los gases de escape y su temperatura
Las tuberías cerca de la fachada y la fachada transfieren la carga de peso a través de una base inferior adicional y se enrollan a través de cierres a prueba de vibraciones. Este tipo de chimeneas, en términos de costos de materiales, es el más económico debido a la falta de estructuras de soporte y una base sólida.
El sistema modular utilizado para crear los barriles de escape permite una fácil sustitución de las piezas dañadas.
Tubos de armadura
Una estructura metálica de este tipo consiste en tuberías montadas en una columna autoportante autoportante de tipo truss. La granja, a su vez, se fija en una canasta de anclaje, se vierte en la cimentación. Los conductos tipo granja son adecuados para su uso en regiones con condiciones sismológicas peligrosas.
La construcción tipo granja incluye de 1 a 6 tallos. La columna está hecha de acero laminado. El tubo de perfil puede tener un cuadrado o un triángulo en sección transversal. Depende de la cantidad de troncos.
Para evitar la corrosión, las salidas de gas se recubren con una imprimación y luego se pintan.
El barril para la eliminación de gases está compuesto por módulos que constan de 3 capas:
- interno, en contacto directo con los productos de combustión y fabricado en acero inoxidable de grado especial;
- 5-6 cm de grosor, jugando el papel del aislamiento térmico;
- Externa, protegiendo la capa aislante de los efectos negativos del medio ambiente.
Para recubrimientos anticorrosivos use pinturas que contengan un gran porcentaje de zinc. En algunas estructuras dentro de la columna puede haber escaleras y plataformas que facilitan el mantenimiento. Los elementos estructurales de las tuberías de este tipo son relativamente ligeros y esto facilita tanto su transporte como su instalación.
Tubos de chimenea de mástil
El elemento central del tubo del mástil es una torre de soporte, una torre de tres o cuatro mástiles, a la que se unen chimeneas. Todos los componentes de la construcción se ensamblan sobre la base en forma de una plataforma de hormigón, comenzando desde la parte inferior y avanzando gradualmente hacia arriba. Se utiliza al montar una conexión de remache o utilizar tornillos.
La estructura de soporte del tubo del mástil se ensambla a partir de perfiles de acero interconectados por tirantes y esquinas. Con su base, la columna descansa sobre la base y se fija mediante su anclaje.
Normalmente, los elementos individuales se transportan al sitio de instalación y se ensamblan como diseñador. Este proceso lleva bastante tiempo, unas pocas horas. La altura de la chimenea puede alcanzar un máximo de 28, 5 m. La estabilidad de la chimenea proporciona costillas de refuerzo, retrasos de acero con una sección transversal de 1, 6 a 2 cm. Compensan la acción de las fuerzas transversales.
Materiales para la construcción de tuberías de caldera.
Los sistemas de extracción de humo están hechos de diferentes materiales: ladrillos, acero, cerámica y polímeros. Una chimenea de ladrillo construida sobre hornos de ladrillos y chimeneas se distingue por su buena resistencia mecánica, excelente capacidad de calor y un grado suficientemente alto de seguridad contra incendios.
También hay muchas fallas en estas estructuras, por lo que en la construcción moderna, las chimeneas de ladrillo son cada vez más raras. Los documentos reglamentarios limitan la altura de las tuberías de ladrillo de 30 a 70 m, y un diámetro de 0, 6 a 8 m.
En las paredes de una tubería de ladrillo con una gran cantidad de salientes y rebajes en el interior, siempre hay una gran cantidad de condensado, hollín que contiene óxidos de azufre. Este último, reaccionando con el agua, forma ácidos que destruyen activamente el ladrillo.
Las irregularidades en la superficie, el estrechamiento del paso como resultado del aumento gradual de la capa de hollín, causa una disminución en la velocidad del paso del humo y el vuelco del empuje en el conducto de humos.
Los conductos cerámicos son más resistentes a la condensación y a los factores externos, tienen una alta refractariedad. Pero este sistema es pesado, porque En el interior hay varillas de metal, lo que le da una fuerza extra. Por lo tanto, los requisitos para la instalación obligatoria de una cimentación separada son compatibles, lo que aumenta la complejidad y el costo de la instalación.
Las tuberías de humos de polímero son apropiadas en salas de calderas con una temperatura máxima de 250 grados C, cuando se instalan calentadores de agua a gas. Son ligeros, flexibles y duraderos, pero relevantes solo para equipos de gas.
Un dispositivo para el escape de acero inoxidable - un conjunto que consta de elementos individuales de la chimenea, interconectados por medio de accesorios: tees, boquillas, deflectores, tees, salidas. Las chimeneas de acero equipan principalmente calderas de gas.
La instalación de dicha chimenea se puede realizar después de la construcción del edificio en poco tiempo. Existe una amplia gama de accesorios, por lo que la tubería puede recibir cualquier configuración.
La chimenea modular puede desmontarse fácilmente y trasladarse a otra ubicación. La ventaja del diseño es su bajo peso, que permite prescindir de los cimientos, la resistencia a la humedad, una ligera deposición de hollín en las paredes internas y una alta tasa de paso de los gases de combustión.
Las normas sanitarias y técnicas permiten el uso de tuberías de acero para la construcción de chimeneas con una altura de más de 30 m, solo es posible una excepción si se consumen menos de 5 toneladas de combustible de cenizas múltiples por día. La razón es que la vida útil de estas instalaciones es de 10 años, y si se utiliza un combustible con alto contenido de azufre, se reduce significativamente.
Los conductos coaxiales, con características de especificidad de diseño y operación que recomendamos familiarizar, se encuentran entre las variedades, cuyo cuerpo está hecho de aleación de acero.
Cálculo de parámetros de tubería.
Para determinar la altura y el diámetro de la chimenea de la sala de calderas, es necesario realizar cálculos de diseño aerodinámico. El diámetro depende de la capacidad de las calderas individuales o de toda la sala de calderas.
La combustión del combustible y la eliminación efectiva del humo están muy influenciadas por el empuje, que requiere un suministro constante de aire a la caja de fuego para crear. Esto se proporciona tanto natural como artificialmente.
Si se construye una bomba de humo en el sistema, entonces la altura de la tubería no es crítica. Este parámetro es importante principalmente para tener en cuenta las emisiones nocivas a la atmósfera. Para determinar samotyagu, necesita un cálculo obligatorio de la altura y la sección de la tubería.
Determinación de la altura de la tubería durante el empuje natural.
Para crear un empuje natural normal, es necesario observar la condición de igualdad de la fuerza de empuje y la resistencia total que se produce durante el movimiento de los gases de combustión a través de los canales de gas de la caldera y la trayectoria de la chimenea. Proporcionar tal empuje es posible bajo la condición de una pequeña resistencia al gas, cuando la altura de la tubería no excede los 60 m.
Este esquema simplificará el proceso de cálculo de los principales parámetros de la tubería para la eliminación de los productos de combustión de cualquier combustible en los hornos de la sala de calderas.
Los documentos normativos que regulan la ubicación y el cálculo de la altura de la chimenea son: SNiP41-01-2003, SP 7.13130.2009.
También es necesario tener en cuenta las recomendaciones establecidas en las instrucciones para la caldera, en particular, los siguientes requisitos:
- Desde la rejilla hasta el punto superior de la tubería no debe ser inferior a 5 m.
- Por encima de un techo plano sin una cerca alta, la tubería debe elevarse no menos de 0.5 m.
- En relación con la altura de la cerca y la cresta del techo, la tubería debe exceder su nivel en 0, 5 m si está a una distancia de una milla y media de estas estructuras.
- Cuando se retira la chimenea del parapeto y la cresta a una distancia de 1.5 a 3 m, su punto superior debe coincidir con su nivel de altura.
Con una altura de chimenea calculada incorrectamente, pueden surgir muchos problemas y el principal es la turbulencia del aire o una zona de contrapresión del viento. El fuego en el horno puede extinguir fuertes ráfagas de viento.
Cuando se construye una chimenea, es necesario tener en cuenta el diseño del techo, el grosor de la empanada para techos, la distancia a los elementos de cerramiento y la cresta, las reglas de seguridad contra incendios (+)
La implementación de reglas de seguridad contra incendios también es un requisito previo para el diseño del tubo de la caldera. Es necesario aislar las estructuras adyacentes a la tubería.
Para evitar que las chispas de los orificios de ventilación de la tubería caigan sobre el techo cuando está hecha de material combustible, la altura de la estructura se incrementa en 0, 5 m.
La altura de la tubería se determina en función de la construcción del techo. Si el techo es de varios niveles, tienen en cuenta las diferencias de altura, pero la base en todos los casos es la misma: altura de cresta (+)
Dado que el empuje óptimo surge debido a la diferencia entre la densidad total de los gases que salen de la chimenea y la columna de aire exterior de igual altura, el cálculo se realiza de acuerdo con la fórmula:
La altura del canal de humo se calcula de forma independiente mediante esta fórmula. Todos los valores se pueden tomar de la documentación adjunta al equipo de calefacción.
El cálculo es bastante complicado, es mejor si es realizado por expertos. Parámetros que afectan a la altura del tubo:
- El coeficiente A caracteriza la situación meteorológica de la región.
- Mi es la masa de gases de combustión que pasan a través de la tubería por unidad de tiempo.
- F - la velocidad a la que se depositan las partículas formadas durante la combustión.
- Spdki y Sfi: indicadores de la concentración de diversas sustancias en los gases de combustión.
- V es el volumen de gas.
- T es la diferencia entre las temperaturas del aire que entra y sale de la tubería.
Si la sala de calderas se encuentra en la extensión de la casa, esta última se convierte en un obstáculo. Es necesario que, en este caso, la punta de la tubería esté ubicada por encima de la zona del remanso del viento. De lo contrario, el equipo de calefacción no funcionará normalmente.
Para determinar en qué cantidad se debe cultivar una tubería, se encuentra el punto más alto de la casa, se forma un ángulo directo de 45 grados con la superficie de la tierra. El espacio debajo de esta línea es una zona de presión del viento, y la chimenea debe estar ubicada sobre ella.
Cálculo del diámetro del tubo
Para calcular el diámetro del tubo hay una fórmula:
S = m / (ρr x w),
Aquí m es el consumo de combustible en 1 hora, w es la velocidad de los gases de combustión, ρr es la densidad del aire en las condiciones de trabajo, está determinada por la fórmula: pv = pBnu x 273⁄273 x tc. Donde t es la temperatura del aire exterior, pBn es la densidad del aire en condiciones normales = 1.2932 kg / m3.
La tabla ayudará a determinar el valor de la densidad del aire ρg en las condiciones de trabajo sin realizar cálculos complejos. El valor de la densidad de los gases de combustión para simplificar los cálculos se supone que es igual a la densidad del aire (+)
Deje que 50 kg de combustible sólido se quemen en una caldera en una hora, luego, en un segundo, serán 50: 3600 = 0.013888 kg. La velocidad de movimiento de los gases de combustión - 2 m por segundo. A una temperatura del aire de -4 grados C, la densidad del aire es de 0.6881 kg por metro cúbico. m. Entonces S = 0.013888: (0.6881 x 2) = 0.01092 metros cuadrados. m = 92 metros cuadrados. Ver. Para una sección redonda d = √4 x 92: 3.14 = 10.83 cm.
El diámetro de la chimenea cilíndrica se puede calcular mediante una fórmula diferente: d = 1000 / 1.163 x (rx Q√H), donde r es un coeficiente que depende del tipo de combustible utilizado. Para el carbón es 0.03, para leña 0.045, para gas 0.016, combustible líquido - 0.024.
Conclusiones y video útil sobre el tema.
Video con una demostración visual del proceso de cálculo de la altura del canal de humo para organizar la sala de calderas:
Aquí, el autor del video compartió su propia experiencia en el cálculo e instalación de una chimenea para una caldera de combustible sólido:
Otro video para ayudar al diseñador amateur:
No es tan importante en qué tipo de combustible funcionan las calderas en la sala de calderas. En cualquier caso, no prescindir del sistema de extracción de gases de combustión. Los principales requisitos que deben cumplir los tubos de chimenea son una buena tracción y rendimiento, estándares medioambientales sostenidos.
Хотите задать вопрос по спорному или неясному моменту, который встретили при ознакомлении с информацией? Есть полезные сведения по теме статьи, которыми желаете поделиться с посетителями сайта? Por favor escriba sus comentarios en el recuadro de abajo.