Katlaruumi korsten: kõrguse ja ristlõike arvutamine vastavalt tehnilistele normidele

Peamine funktsioon, mida katlamaja korsten peab täitma, on juhtida atmosfääri kateldest pärit suitsugaasid ja hajutada need ruumis. Sellel on ka lisafunktsioon: korsten peab looma loomuliku tõmbe, mis tekib koldes ja väljas oleva temperatuuri erinevuse tõttu.

Tutvustame Teile suitsulõõride sorte, mille klassifikatsioon põhineb konstruktsiooniomadustel ja torude materjalil. Meilt saate teada, kuidas teostatakse geomeetriliste parameetrite arvutamine konkreetse näite abil. Meie nõuanded aitavad teil otsustada korstna tüübi ja mõõtmete üle.

Korstnatüübid

Suurtes katlamajades ei suuda loomulik tõmme tagada täielikku põlemist, siin tekitatakse see sundtõmbega suitsupumpade abil. Põlemisprotsess ja selle saaduste atmosfääri laskmine peavad põhjustama võimalikult vähe kahju keskkonnale ja mitte tekitama avariisituatsioone, mis on tingitud koldes tekkivast normi ületavast rõhust.

Konstruktsiooniliselt erinevad katlamaja torud üksteisest väga nii kandekonstruktsiooni tüübi kui ka valmistamismaterjali poolest. Esimese tunnuse järgi eristatakse mitut tüüpi torusid.

Katlamajade isekandvad torud

Sellised vertikaalkonstruktsioonid võivad olla ühe- või mitmetüvelised. Need juhivad põlemisproduktid katlamajadest ja kateldest välja.

Neid kasutatakse sõltumata kütuseliigist, kuid teatud nõuete täitmisel:

1. Isekandvate korstnate kaudu läbivate suitsugaaside temperatuur ei tohi ületada 350 kraadi C.
2. Põlemisproduktid ei tohi olla keemiliselt agressiivsed.
3. Optimaalne lumekoormus isekandvatele konstruktsioonidele on 250 kg ruutsentimeetri kohta, tuulekoormus 30 kg ruutsentimeetri kohta II tuulepiirkonna tingimustes.

Isekandev korsten paigaldatakse katusele ja kinnitatakse hoone sees. Selle konstruktsioonilised omadused tagavad võimaluse transportida ja kohapeal monteerida, kuna see koosneb eraldi sektsioonidest, mis on kolmekihilised sandwich-korstnad. Ehitis kinnitatakse vundamendi külge ankrutega.

Korstna sees on kiht, mis on valmistatud tugevast terasest, mis ei allu põlemisel eralduvate ainete mõjule. Väliskiht kaitseb atmosfäärimõjude eest.

Suurte katlamajade suitsukorstnad on enamasti isekandvad. See on individuaalse projekti järgi püstitatud ehitis, millel on oma taristu.

Suitsukonstruktsioonide parameetrid peavad vastama normdokumentides sätestatud nõuetele. Nende arvutus põhineb sellistel teguritel nagu katelde arv, võimsus, kütuseliik. Kohustuslikult tuleb arvesse võtta atmosfääriheidete norme. Mõnel juhul varustatakse suitsukorstnad platvormiga, redeliga, ülevaatusluugiga ja valgustõkkega.

Koloonkorstnad

Seda tüüpi toru koosneb kõrge süsinikusisaldusega terasest väliskestast ja sellesse sisestatud erineva läbimõõduga roostevabast terasest sisetüvedest gaaside ärajuhtimiseks. Konstruktsioon kinnitatakse vundamenti valatud ankurkorvi. Neid võib olla üks või mitu. Kondensaadi settimise vältimiseks sees kasutatakse soojusisolatsiooni.

Osa kolonni tüüpi korstnast. Siin on lõikes näha, et sees asub mitu erineva läbimõõduga roostevabast terasest tüve.

Sellise konstruktsioonilahenduse eeliseks on pikk kasutusiga ja võimalus ühendada mitu katelt. Terase paksus ja mark valitakse lähtudes põlemisproduktide temperatuurist ja agressiivsusest.

Iga tüve läbimõõt võib ulatuda pooleteise meetrini ning kui ühist gaasikäiku plaanitakse kasutada mitme katla jaoks, on vajalik umbes 3 m läbimõõt. Kondensaadi vältimiseks kaetakse tüved soojusisolatsiooniga.

Fassaadikorstnate ja fassaadilähedaste korstnate omadused

Fassaadilähedased korstnad paigaldatakse majale juurdeehitatud või sisse ehitatud katlamajadele. Need kinnitatakse hoone seinale kronsteinide abil. Korstna koostisosadeks on tüved ja raam või ankurkinnitused.

Tüvi koosneb kolmest kihist: sees roostevaba teras, seejärel soojusisolatsioon ja tsingitud teras. Torud on ette nähtud katlamajadele, kus katlad töötavad gaasi või vedelkütusega.

Kõige sagedamini paigutatakse fassaaditorud piki hoone välisseina. Terase klassi ja toru seina paksuse valimisel võetakse arvesse ärajuhtavate gaaside keemilist koostist ja nende temperatuuri.

Fassaadilähedased ja fassaaditorud edastavad kaalukoormust täiendava alumise vundamendi kaudu ja tuulekoormust vibratsiooni isoleerivate kinnituste kaudu. See suitsuärastustüüp on materiaalsete kulude seisukohalt kõige ökonoomsem, kuna puuduvad kandekonstruktsioonid ja tugev vundament.

Gaasi ärajuhtivate tüvede loomisel kasutatud moodulsüsteem tagab kahjustatud osade kerge vahetuse.

Sõrestiktorud

Selline metallkonstruktsioon koosneb torudest, mis on kinnitatud tugeva isekandva sõrestikutüüpi samba külge. Sõrestik on omakorda kinnitatud ankurkorvi, mis on valatud vundamenti. Sõrestikutüüpi korstnad sobivad kasutamiseks ohtlike seismoloogiliste tingimustega piirkondades.

Sõrestikutüüpi konstruktsioon sisaldab 1 kuni 6 tüve. Sammas on valmistatud toruvaltsimisest. Profiiltoru ristlõige võib olla ruut või kolmnurk. See sõltub tüvede arvust.

Korrosiooni vältimiseks kaetakse gaasiärastid kruntvärviga, seejärel värvitakse.

Gaasi ärajuhtimise tüvi on kokku pandud moodulitest, mis koosnevad kolmest kihist:

• sisemine, mis on otseses kontaktis põlemisproduktidega ja on valmistatud erilist tüüpi roostevabast terasest;
• 5–6 cm paksune, täites soojusisolatsiooni rolli;
• välimine, kaitstes soojusisolatsioonikihti keskkonna negatiivsete mõjude eest.

Korrosioonivastase katte jaoks kasutatakse suure tsingisisaldusega värve. Mõnes konstruktsioonis võivad samba sees olla redelid ja platvormid, mis hõlbustavad hooldust. Seda tüüpi torude konstruktsioonielemendid on suhteliselt kerged, mis hõlbustab nii nende transporti kui ka paigaldustöid.

Mastkorstnad

Mastitoru keskseks elemendiks on tugitorn – kolme- või neljamastiline, mille külge on kinnitatud korstnad. Kõik konstruktsiooni sõlmed monteeritakse betoonpadja kujul alusele, alustades alt ja liikudes järk-järgult ülespoole. Monteerimisel kasutatakse needitud ühendust või isekeermestavaid kruvisid.

Mastkorstna tugikonstruktsioon on kokku pandud terasprofiilidest, mis on omavahel ühendatud diagonaaltugede ja nurgikute abil. Kolonn toetub oma alusega vundamendile ja kinnitatakse ankrupoltidega.

Tavaliselt transporditakse üksikud elemendid paigalduskohta ja pannakse kokku nagu ehituskomplekt. See protsess võtab väga vähe aega – vaid paar tundi. Kõrguselt võib korsten ulatuda maksimaalselt 28,5 meetrini. Korstna stabiilsuse tagavad jäigastusribid – terasest trossid ristlõikega 1,6–2 cm. Need kompenseerivad põikjõudude mõju.

Materjalid katlamajade korstnate ehitamiseks

Suitsu eemaldamise süsteeme ehitatakse erinevatest materjalidest – tellisest, terasest, keraamikast, polümeerist. Tellistest suitsutoru, mis ehitatakse tellisahjude ja kaminate kohale, paistab silma hea mehaanilise tugevuse, suurepärase soojusmahtuvuse ja piisavalt kõrge tuleohutuse poolest.

Nendel konstruktsioonidel on samuti palju puudusi, seetõttu kohtab kaasaegses ehituses täielikult tellistest suitsutorusid järjest harvem. Normdokumendid piiravad telliskorstnate kõrguseks 30–70 m ja läbimõõduks 0,6–8 m.

Telliskorstna seintele, millel on sees palju eendeid ja süvendeid, ladestub alati palju kondensaati ja tahma, mis sisaldab vääveloksiide. Viimased reageerivad veega, moodustades happeid, mis lagundavad aktiivselt tellist.

Pinna ebatasasused, läbipääsu ahenemine tahmakihi järkjärgulise suurenemise tõttu põhjustavad suitsu läbimiskiiruse vähenemist ja tõmbe ümberpöördumist suitsuärastuskanalis.

Kondensaadile ja välistegurite mõjudele on vastupidavamad keraamilised suitsutorud, neil on kõrge tulekindlus. Kuid sellel süsteemil on suur kaal, sest sees on metallvardad, mis annavad sellele lisatugevust. Sellest tulenevad nõuded eraldi vundamendi ja tugede kohustuslikule rajamisele, mis suurendab töömahukust ja paigalduskulu.

Polümeersed suitsutorud sobivad katlamajades, kus maksimaalne temperatuur on 250 °C, gaasiboilerite paigaldamisel. Need on kerged, painduvad ja vastupidavad, kuid sobivad ainult gaasiseadmetele.

Roostevabast terasest suitsu eemaldamise seade – komplekt, mis koosneb üksikutest korstnaelementidest, mis on omavahel ühendatud liitmike abil: teed, liitmikud, deflektorid, teed, põlved. Terasest suitsutorudega varustatakse peamiselt gaasikatlaid.

Sellise korstna paigaldamine on võimalik ka pärast hoone ehitamist lühikese ajaga. Saadaval on suur valik ühendusdetaile, seega saab torule anda mis tahes konfiguratsiooni.

Modulaarse korstna saab ilma suurema vaevata demonteerida ja teise kohta üle viia. Konstruktsiooni eeliseks on ka selle väike kaal, mis võimaldab ilma vundamendita hakkama saada, niiskuskindlus, vähene tahma ladestumine siseseintele ja suitsugaaside kiire läbimine.

Sanitaartehnilised normid lubavad kasutada terastorusid üle 30 m kõrguste korstnate ehitamiseks, erand on võimalik ainult juhul, kui ööpäevas kulub alla 5 tonni mitmetuhka sisaldavat kütust. Põhjuseks on, et selliste rajatiste kasutusiga on 10 aastat ning kui kasutatakse kõrge väävlisisaldusega kütust, väheneb see oluliselt.

Sordid, mille korpus on valmistatud terassulamist, hõlmavad koaksiaalkorstnaid, mille konstruktsiooni eripära ja kasutusomadustega soovitame tutvuda.

Korstna parameetrite arvutus

Katlamaja korstna kõrguse ja läbimõõdu määramiseks tuleb teha konstruktsiooni aerodünaamiline arvutus. Läbimõõt sõltub üksikute katelde või kogu katlamaja võimsusest.

Kütuse põlemisele ja tõhusale suitsu eemaldamisele avaldab suurt mõju tõmme, mille tekitamiseks on vajalik pidev õhu juurdepääs koldesse. Seda tagatakse nii loomulikul kui ka kunstlikul teel.

Kui süsteemi on paigaldatud suitsupump, siis toru kõrgus ei oma määravat tähtsust. See parameeter on oluline eelkõige kahjulike heitmete arvestamiseks atmosfääri. Loomuliku tõmbe määramiseks on vajalik nii toru kõrguse kui ka ristlõike arvutamine.

Korstna kõrguse määramine loomuliku tõmbe korral

Normaalse loomuliku tõmbe tekitamiseks tuleb täita tingimus, et tõmbejõud on võrdne kogutakistusega, mis tekib suitsugaaside liikumisel läbi katla gaasikanalite ja korstna trakti. Sellist tõmmet on võimalik tagada väikese gaasitakistuse korral, kui toru kõrgus ei ületa 60 m.

See skeem lihtsustab katlamaja kolletes mis tahes kütuse põlemisproduktide ärajuhtimise toru põhiparameetrite arvutamise protsessi.

Normdokumentideks, mis reguleerivad korstnate paiknemist ja kõrguse arvutust, on SNiP41-01-2003, SP 7.13130.2009.

Arvestada tuleb ka katla juhises toodud soovitusi, eelkõige järgmisi nõudeid:

1. Restidest toru ülemise punktini ei tohi olla vähem kui 5 m.
2. Lamekatusel ilma kõrge piirdeta peab toru ulatuma vähemalt 0,5 m kõrgemale.
3. Piirde ja katuseharja kõrguse suhtes peab toru ületama nende taset 0,5 m võrra, kui see asub nendest konstruktsioonidest kuni pooleteise meetri kaugusel.
4. Kui korsten on parapetist ja katuseharjast kaugusel 1,5 kuni 3 m, peab selle ülemine punkt kattuma nende kõrgusetasemega.

Vale korstna kõrguse arvutuse korral võib tekkida palju probleeme, peamine – õhuturbulentsid või tuulekaitse tsoon. Kolde tule võivad kustutada tugevad tuulepuhangud.

Korstna ehitamisel tuleb arvestada katusekonstruktsiooni, katuse koogi paksust, kaugust piirdeelementidest ja harjast, tuleohutuseeskirju (+)

Tuleohutuseeskirjade järgimine on katlamaja toru projekteerimisel samuti kohustuslik. Tuleb isoleerida toruga külgnevad konstruktsioonid.

Et sädemed toru ventilatsiooniavadest ei satuks katusele, kui see on valmistatud põlevmaterjalist, suurendatakse konstruktsiooni kõrgust 0,5 m võrra. Katlamaja toru peab asuma kõrgetest hoonetest ja puudest vähemalt 2 m kaugusel.

Toru kõrgus määratakse sõltuvalt katusekonstruktsioonist. Kui katus on mitmetasandiline, võetakse arvutuses arvesse kõrguste vahesid, kuid alus on kõigil juhtudel sama – harja kõrgus (+).

Kuna optimaalne tõmme tekib suitsutorusse minevate gaaside summaarse tiheduse ja välisõhu sama kõrgusega samba vahe tõttu, tehakse arvutus järgmise valemi abil:

Suitsukanali kõrgus arvutatakse iseseisvalt selle valemi abil. Kõik väärtused saab võtta kütteseadmele lisatud dokumentatsioonist.

Arvutus on üsna keeruline, parem, kui selle teevad spetsialistid. Toru kõrgust mõjutavad parameetrid:

1. Koefitsient A iseloomustab piirkonna meteoroloogilist olukorda.
2. Mi – suitsugaaside mass, mis läbib toru ajaühikus.
3. F – kiirus, millega settivad põlemisel tekkivad osakesed.
4. Spdki ja Sfi – erinevate ainete kontsentratsiooninäitajad suitsugaasis.
5. V – gaasi maht.
6. T – torusse siseneva ja sealt väljuva õhu temperatuuride erinevus.

Kui katlamaja asub maja juurdeehitises, muutub viimane takistuseks. Sel juhul peab toru ots asuma tuule tõkke tsoonist kõrgemal. Vastasel juhul ei saa kütteseade normaalselt töötada.

Et määrata, kui palju toru tuleb pikendada, leitakse maja kõrgeim punkt, tõmmatakse läbi selle sirge, mis moodustab maapinnaga 45-kraadise nurga. Selle joone all olev ruum on tuule tõkke tsoon, ja korsten peab asuma selle kohal.

Korstna läbimõõdu arvutamine

Toru läbimõõdu arvutamiseks on olemas valem:

S = m/(ρr х w),

Siin m – kütusekulu 1 tunni jooksul, w – suitsugaaside liikumiskiirus, ρr – õhu tihedus töötingimustes, määratakse see valemiga: pv = pBnu х 273⁄273 х tos. Kus to – välisõhu temperatuur, pBnu – õhu tihedus normaaltingimustes = 1,2932 kg/m3.

Tabel aitab määrata õhutiheduse väärtust ρg töötingimustes ilma keeruliste arvutusteta. Arvutuste lihtsustamiseks võetakse suitsugaaside tihedus võrdseks õhu tihedusega (+)

Oletame, et katlas põleb 50 kg tahkekütust tunnis, siis sekundis on see 50 : 3600 = 0,013888 kg. Suitsugaaside liikumiskiirus on 2 m/s. Õhutemperatuuril -4 °C on õhutihedus 0,6881 kg/m³. Seega S = 0,013888 : (0,6881 × 2) = 0,010092 m² = 92 cm². Ümmarguse ristlõike korral d = √4 × 92 : 3,14 = 10,83 cm.

Silindrilise korstna läbimõõtu saab arvutada ka teise valemi abil: d = 1000/1,163 × (r × Q√H), kus r on tegur, mis sõltub kasutatava kütuse liigist. Söe puhul on see 0,03, puidu puhul 0,045, gaasi puhul 0,016, vedelkütuse puhul 0,024.

Järeldused ja kasulik video teemal

Video selge demonstratsiooniga korstna kõrguse arvutamise protsessist katlaruumi rajamiseks:

Siin jagas video autor oma kogemusi tahkeküttekatla korstna arvutamisel ja paigaldamisel:

Veel üks video abiks harrastusprojekteerijale:

Pole nii tähtis, millisel kütusel katlas töötavad. Igal juhul ei saa hakkama ilma suitsugaaside eemaldamise süsteemita. Peamised nõuded, mida korstnatorud peavad täitma, on hea tõmme ja läbilaskevõime, järgitud keskkonnanormid.

Soovite esitada küsimuse vaidlusaluse või ebaselge punkti kohta, mida teabe lugemisel kohtasite? Kas teil on kasulikku teavet artikli teema kohta, mida soovite veebisaidi külastajatega jagada? Palun kirjutage kommentaarid allolevasse plokki.