Чтобы эффективно рассеять в окружающем воздухе токсичные соединения, используются дымовые трубы для котельных, которые также отвечают за создание качественной тяги

Современная котельная установка обязана соответствовать экологическим стандартам, так как при сжигании того или иного типа топлива во внешнюю среду выбрасываются продукты его сгорания.

Чтобы эффективно рассеять в окружающем воздухе токсичные соединения, используются дымовые трубы для котельных, которые также отвечают за создание качественной тяги, крайне важной для стабильной работы теплогенераторов в котельных.

Высота устья дымовых труб согласно СНиП II-35-76 для встроенных, пристроенных и крышных котельных должна быть выше границы ветрового подпора, но не менее 0,5 м выше крыши, а также не менее 2 м над кровлей более высокой части здания или самого высокого здания в радиусе 10 м. Диаметры выходных отверстий стальных дымовых труб определяются из условия оптимальных скоростей газов на основании технико-экономических расчетов.

Дымовые трубы должны обладать:
- хорошими теплоизоляционными характеристиками, которые предупреждают риск формирования на внутренней поверхности конструкции конденсата, увеличивают срок эксплуатации трубы, не дают ей быстро остывать, а также гарантируют качественную тягу;
- сечением, полностью соответствующим максимальному расчетному количеству отводимых газов (проверка правильности подбора диаметра производится по качеству рассеивания вредных элементов в воздухе и на базе аэродинамического расчета газовоздушного тракта);
- надежным креплением (для разных вариантов труб, отводящих дым, следует использовать различные виды крепления);
- возможностью доступа к конструкции с целью проведения ее технического обслуживания и периодических обследований состояния трубы (достигается за счет обустройства площадок, специальных лестниц и смотровых люков);
- качественным и подходящим материалом для изготовления конструкции, обеспечивающим противодействие коррозии, жаропрочность внутренней ее поверхности и морозоустойчивость наружной поверхности.

Не допускается размещать крышные и встроенные котельные над и под производственными помещениями и складами категорий А и Б по взрывопожарной и пожарной опасности. Не допускается встраивать котельные в жилые многоквартирные здания. Для жилых зданий допускается устройство пристроенных и крышных котельных. Указанные котельные допускается проектировать с применением водогрейных котлов с температурой воды до 115 °С. При этом тепловая мощность котельной не должна быть более 3,0 МВт.

Не допускается размещение крышных котельных непосредственно на перекрытиях жилых помещений (перекрытие жилого помещения не может служить основанием пола котельной), а также смежно с жилыми помещениями (стена здания, к которому пристраивается крышная котельная, не может служить стеной котельной).

Общая тепловая мощность автономной котельной не должна превышать:
3,0 МВт – для крышной и встроенной котельной с котлами на жидком и газообразном топливе;
1,5 МВт – для встроенной котельной с котлами на твердом топливе;
Общая тепловая мощность пристроенных котельных не ограничивается.

Типы конструкций дымоотводов

Различают несколько типов конструкций дымоотводов:
Колонная – состоит из внешней обечайки и пакета внутренних стволов, предназначенных для отведения газов. Для внутренней части газоотводов используют нержавеющую сталь. Марка стали должна соответствовать агрессивности и температуре выводимых газов. Для предотвращения выпадения конденсата внутри стволов используется термоизоляция. Преимущества: продолжительный срок эксплуатации, возможность подключения более одного котла.

Фермовая – металлическая конструкция, состоящая из одного или нескольких газоотводов, закрепленных в самонесущей фермовой колонне. Ферма фиксируется к анкерной корзине, залитой в фундамент. Для антикоррозийной защиты проводится окраска фермы дымовой трубы котельной после предварительной грунтовки.

Фасадного типа – используется в случае, если есть условия для крепежа конструкции к торцу здания. Не требует несущей конструкции и фундамента. Состоит из рамы и газоотводящих стволов. Раму не всегда используют, а заменяют на анкерные крепления.

Мачтовая на растяжках – устойчивость обеспечивается поясами стяжек. Изготавливается из стальных листов вальцеванием, или готовых труб из нержавейки, стали. Для теплоизоляции иногда обшивается оцинкованной сталью, для создания коррозийной защиты – обрабатывается эмалью с огнеупорными свойствами, битумным лаком.

Самонесущие – состоят из одной или нескольких трехслойных сэндвич-труб, которые крепятся анкерными соединениями с фундаментом. Внутренний слой делают устойчивым к химически агрессивным продуктам горения. Обычно используют высококачественную сталь толщиной от 1 до 4 мм. Теплоизоляция делает возможным свести образование конденсата и продуктов горения до минимума.

При проектировании систем дымоудаления необходимо опираться на нормативные источники, действующие на территории РФ, а также на рекомендации Изготовителя

В нормативной базе, действующей на территории России, существует несколько документов, на которые следует опираться, проектируя системы дымоудаления. Ниже приведены несколько источников.

При разработке проекта системы дымоудаления в котельной необходимо применять и учитывать нормы, указанные в документах:
СНиП ІІ-35-76 «Нормы проектирования. Котельные установки»;
СП 60.13330.2020 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха;
СП 402.1325800.2018 Здания жилые. Правила проектирования систем газопотребления (Приложение Г);
СП 7.13130.2013 Отопление, вентиляция и кондиционирование;
СП 281.1325800.2016 Установки теплогенераторные мощностью до 360 квт, интегрированные в здания;
ГОСТ Р 53321-2009 Аппараты теплогенерирующие, работающие на различных видах топлива. Требования пожарной безопасности.

Нормативные документы периодически обновляются, поэтому обращайте внимание на их актуальные версии.

В представленном списке можно найти следующую полезную информацию:
- пожаробезопасные отступы;
- определение высоты дымоходной системы;
- виды и типы материалов, из которых должен быть изготовлен дымоход;
- отступы от окон, дверей и ската кровли для правильной работы дымохода.

На этапе проектирования разрабатываются чертежи и рассчитывается стоимость работ, оборудования, материалов

Проектирование является сложным процессом, в котором взаимосвязано большое количество исходных и расчетных данных, увязка технических параметров и характеристик, обеспечение соблюдения необходимых требований и норм, результатом которого становится проектная документация, прошедшая все необходимые согласования и утверждения. Можно выделить следующие основные этапы проектирования дымовых труб:

1. На первом этапе разработки стадии «П» разработчик получает исходные сведения у заказчика об объекте, документы и исходные данные для расчетов. Далее разрабатывается проектная документация по стандартам, чтобы впоследствии представить ее на экспертизу и согласование. Создаются планы и схемы инженерных систем, спецификация оборудования, расчеты производительности. Необходимая информация представляется в текстовом, расчетном и графическом формате.

2. Далее, по результатам первого этапа, разрабатывается стадия "Р". Проектировщик создает расчетную часть, в которой приводит подробное описание факторов возникновения продуктов горения, технологий удаления, требований к качеству и производительности. В проект вносятся требования и параметры для пуско-наладочных работ и испытаний. Стадия «Р» содержит подробные расчеты и обоснования.

3. На этапе проектирования разрабатываются чертежи и рассчитывается стоимость работ, оборудования, материалов. Вся техническая документация регламентируется СНиП ІІ-35-76 «Нормы проектирования. Котельные установки», Указаниями по расчету в атмосфере вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий, Санитарными нормами проектирования промышленных предприятий.

Тяга напрямую зависит от высоты конструкции, а также внешней и внутренней температур и атмосферного давления.

На основании аэродинамического расчета получают основные параметры дымовых труб

Важным этапом проектирования дымовых труб является выполнение аэродинамического расчета. Аэродинамический расчет определяет пропускную способность конструкции в минимальном значении. Пропускная способность должна иметь такой показатель, который позволит свободно проходить в дымоотводе, выходить в атмосферу горячим газам и другим веществам, при любой, даже максимальной, нагрузке на котельную. По результатам вычислений определяют параметры дымохода. От этих параметров будет зависеть эффективность работы всей энергоустановки.
Расчет выполняют квалифицированные специалисты, которые собирают точные исходные данные непосредственно на самом объекте.

К ним относятся:

- тип котельной (крышные, встроенные, пристроенные, отдельно-стоящие);
- конструкция дымовой трубы;
- данные о теплогенераторах (кол-во котлов, изготовитель, вид топлива, номинальная производительность, температура отходящих газов, внутренний диаметр и толщина стенки патрубка котла, содержание СО2 в %);
- массовый (или объемный) поток отходящего газа, г/сек;
- местоположение котельной;
- геометрические параметры газоходов;
- сейсмические особенности, рельеф региона, расчетные показатели ветровых и снеговых нагрузок.

На основе собранных данных по формуле выполняется расчет, по результатам которого получаются основные параметры дымовых труб:
- потребность котельной в воздухе для поддержания горения;
- средние температуры дымовых газов;
- скорость движения газов;
- сила возникающего сопротивления газового тракта;
- потери давления;
- самотяга;
- необходимый диаметр, высота и другие параметры.

Огнестойкий полипропилен и кислотоустойчивая нержавеющая сталь - наиболее распространенные материалы для изготовления дымовых труб

Далеко не каждый материал подходит в качестве дымового канала для настенных газовых котлов. Конденсат, образующийся в процессе работы отопительного прибора, имеет в своем составе серу и прочие элементы, которые начинают агрессивно разрушать любой материал. И поэтому очень важна его кислотоустойчивость.

Для конденсационных котлов существует два наиболее распространенных материала, применяемых для изготовления дымовых труб:
- огнестойкий полипропилен;
- кислотоустойчивая нержавеющая сталь.

PPs-дымоходы являются наиболее удобными с точки зрения монтажа.

Так как температура выбросов конденсационных котлов достаточно низка для того, она не оказывает влияния на прочность дымовых труб. Кроме того, полипропилен инертен к кислотному составу конденсата, образующемуся при сжигании углеводородного топлива. Данный материал идеален для применения с конденсационными котлами и является долговечным. Полипропилен также удобен тем, что благодаря своей упругости не требует использования дополнительных хомутов и обеспечивает герметичность схемы дымоудаления, благодаря чему выполняется требование к работе под избыточным давлением. Главным недостатком данного материала является уязвимость к воздействию ультрафиолета, то есть такие дымоходы нельзя прокладывать на улице в открытом виде.

Полипропилен должен быть огнестойким. Обычно данный факт отмечается буквой “s” в обозначении материала (PPs). Такой тип полипропилена более устойчив к высоким температурам, что не менее важно с точки зрения безопасности.

Кислотоустойчивые марки нержавеющей стали являются вторым по популярности материалом для дымоходов конденсационных котлов в бытовом применении, и основным – в промышленном и коммерческом сегменте.

Основные требования: работа под избыточным давлением и устойчивость к химическому составу конденсата. Внутри помещения котельной применяются одностенные дымоходы, для улицы применяют двустенные. Элементы данного типа дымоходов состоят из двух концентрических труб различного диаметра, пространство между которыми заполнено теплоизолирующим материалом.

Благодаря низкой температуре дымовых газов, в случае конденсационных котлов двустенным вариантом выполняется как раз только наружная часть дымохода, а для внутренней можно использовать обычную одностенную трубу.