Skorsten för pannrum: beräkning av höjd och tvärsnitt enligt tekniska normer

Huvudfunktionen för en skorsten i en panncentral är att leda bort rökgaserna från pannorna till atmosfären och sprida dem där. Den har också en extra funktion: den ska skapa ett naturligt drag som uppstår på grund av temperaturskillnaden mellan eldstaden och utomhus.

Vi kommer att presentera dig för olika typer av rökkanaler, som klassificeras baserat på konstruktionsegenskaper och rörmaterial. Här får du veta hur geometriska parametrar beräknas med ett konkret exempel. Våra råd hjälper dig att bestämma typ och storlek på skorstenen.

Typer av skorstenar

I stora panncentraler kan inte naturligt drag säkerställa fullständig förbränning; här skapas det tvångsdrag med hjälp av rökgasfläktar. Förbränningsprocessen och utsläpp av dess produkter till atmosfären måste orsaka så lite skada på miljön som möjligt och inte leda till olyckor på grund av övertryck i eldstäderna.

Konstruktionsmässigt skorstenar för panncentraler skiljer sig mycket från varandra både i typ av bärkonstruktion och i tillverkningsmaterial. Efter det första kännetecknet urskiljs flera typer av rör.

Självbärande skorstenar för panncentraler

Sådana vertikala konstruktioner kan vara en- eller flerpipiga. De leder bort förbränningsprodukter från pannrum och pannor.

De används oberoende av bränsletyp, men under vissa krav:

1. Temperaturen på rökgaserna som passerar genom självbärande skorstenar får inte överstiga 350 grader C.
2. Förbränningsprodukterna får inte vara kemiskt aggressiva.
3. Optimal snölast för självbärande konstruktioner är 250 kg per kvadrat cm, vindlast 30 kg per kvadrat cm under vindzon II.

En självbärande skorsten installeras på taket och förankras inuti byggnaden. Dess konstruktionsegenskaper möjliggör transport och montering på plats, eftersom den består av separata sektioner som är 3-skiktade sandwichrör. Konstruktionen fästs i fundamentet med hjälp av ankare.

Inuti skorstenen finns ett lager av starkt stål som inte påverkas av ämnen som frigörs vid förbränning. Det yttre lagret skyddar mot väder och vind.

Skorstenar för stora pannrum är oftast självbärande. Det är en konstruktion som byggs efter individuell projektering och har egen infrastruktur.

Parametrarna för skorstenskonstruktioner måste uppfylla kraven i regelverk. Beräkningen baseras på faktorer som antal pannor, effekt, bränsletyp. Utsläppsnormer måste beaktas. I vissa fall förses skorstenar med plattform, stege, inspektionslucka och ljushinder.

Pelarskorstenar

Denna typ av skorsten består av ett yttre hölje av kolstål och insatta innerrör av olika diametrar i rostfritt stål för gasavledning. Konstruktionen förankras i en i fundamentet ingjuten ankarkorg. Det kan finnas ett eller flera innerrör. För att förhindra kondens inuti används värmeisolering.

En del av en kolonnskorsten. Här i genomskärning syns flera innerrör av olika diametrar i rostfritt stål.

Fördelen med en sådan konstruktionslösning är lång livslängd, möjlighet att ansluta flera pannor. Stålets tjocklek och kvalitet väljs baserat på temperatur och aggressivitet hos förbränningsprodukterna.

Varje skorsten kan ha en diameter på upp till 1,5 meter, och om den gemensamma rökkanalen ska användas för flera pannor krävs en diameter på cirka 3 meter. För att förhindra kondens beläggs skorstenarna med värmeisolering.

Egenskaper hos skorstenar intill fasaden och på fasaden

Fasaddragna skorstenar installeras för pannrum som är tillbyggda eller inbyggda i huset. De fästs på husets vägg med hjälp av konsoler. Skorstenens komponenter är skorstenar och en ram eller ankarfästen.

Skorstenen har 3 lager: invändigt rostfritt stål, därefter värmeisolering och galvaniserat stål. Rören är avsedda för pannrum där pannorna drivs med gas eller flytande bränsle.

Oftast placeras fasadrören längs byggnadens yttervägg. Vid val av stålkvalitet och rörväggens tjocklek beaktas avgassernas kemiska sammansättning och temperatur.

Fasaddragna och fasadmonterade rör överför viktbelastningen via en extra bottenfundament och vindbelastningen via vibrationsisolerande fästen. Ur materialkostnadssynpunkt är denna typ av rökavgång den mest ekonomiska på grund av avsaknad av bärande konstruktioner och ett stabilt fundament.

Det modulära system som används vid konstruktionen av rökavgångsskorstenarna möjliggör enkel utbyte av skadade delar.

Fackverksskorstenar

Denna metallkonstruktion består av rör som är fästa på en robust, självbärande fackverkskolonn. Fackverket är i sin tur förankrat i en ankarkorg som är ingjuten i fundamentet. Fackverksrör lämpar sig för användning i regioner med farlig seismologisk aktivitet.

Fackverkskonstruktionen innehåller 1 till 6 skorstenar. Kolonnen är tillverkad av rörstål. Profilröret kan ha kvadratisk eller triangulär sektion, beroende på antalet skorstenar.

För att förhindra korrosion beläggs rökkanalerna med grundfärg och målas sedan.

Skorstenen för avgaser är sammansatt av moduler bestående av 3 lager:

• ett inre lager som är i direkt kontakt med förbränningsprodukterna och är tillverkat av specialkvaliteter av rostfritt stål;
• 5-6 cm tjockt, som fungerar som värmeisolering;
• ett yttre lager som skyddar värmeisoleringsskiktet mot negativa miljöpåverkan.

För korrosionsskydd används färger som innehåller en hög andel zink. I vissa konstruktioner kan det finnas stegar och plattformar inne i kolonnen för att underlätta underhåll. Konstruktionselementen i denna typ av rör är relativt lätta, vilket underlättar både transport och monteringsarbete.

Mastskorstenar

Det centrala elementet i en maströrsskorsten är stödtornet – ett tre- eller fyrmastat torn som skorstenarna är fästa på. Alla konstruktionsdelar monteras på en betongplatta, från botten och uppåt. Vid monteringen används nitförband eller självgängande skruvar.

Stödkonstruktionen för maströret är sammansatt av stålprofiler som förbinds med stag och vinkelbeslag. Kolonnen vilar med sin bas på fundamentet och fästs med ankarbultar.

Vanligtvis transporteras de enskilda elementen till installationsplatsen och monteras som ett byggsats. Processen tar ganska lite tid – några timmar. Skorstenens höjd kan uppgå till maximalt 28,5 m. Stabiliteten hos skorstenen säkerställs av förstyvningsribbor – stålstag med tvärsnitt från 1,6 till 2 cm. De kompenserar för tvärkrafter.

Material för att bygga skorstenar till panncentraler

System för rökavledning byggs av olika material – tegel, stål, keramik, polymer. Tegelskorsten, som byggs över tegelugnar och eldstäder, kännetecknas av god mekanisk hållfasthet, utmärkt värmekapacitet och ganska hög brandsäkerhet.

Dessa konstruktioner har också många nackdelar, så i modern byggnation blir helt tegelbyggda skorstenar allt mer sällsynta. Standarddokument begränsar höjden på tegelskorstenar till 30-70 m och diametern till 0,6-8 m.

På väggarna av ett tegelrör med många utsprång och fördjupningar inuti, avsätts alltid mycket kondensat, sot som innehåller svaveloxider. Dessa reagerar med vatten och bildar syror som aktivt bryter ner tegelstenen.

Ojämnheter i ytan, förträngning av passagen på grund av gradvis ansamling av sot, blir orsak till minskad rökgenomströmningshastighet och omkastning av drag i rökavledningskanalen.

Mer motståndskraftiga mot kondens och yttre faktorer är keramiska skorstenar, de har hög eldfasthet. Men detta system har stor vikt, eftersom det inuti finns metallstänger som ger extra styrka. Därav krav på obligatorisk installation av separat fundament, stöd, vilket ökar arbetsintensiteten och installationskostnaden.

Polymera rökavledningsrör är lämpliga i pannrum med maximal temperatur på 250 grader C, vid montering av gasvattenberedare. De är lätta, flexibla och hållbara, men är endast relevanta för gasutrustning.

Anordning för rökavledning i rostfritt stål – en sammansättning bestående av enskilda skorstenselement som förbinds med hjälp av formstycken: t-rör, anslutningsrör, deflektorer, t-rör, vinklar. Stålrökkanaler används främst för gaspannor.

Montering av en sådan skorsten kan utföras även efter byggnadens uppförande på kort tid. Det finns ett stort sortiment av anslutningsdetaljer, så röret kan ges vilken konfiguration som helst.

Modulära skorstenar kan utan större ansträngning demonteras och flyttas till en annan plats. Konstruktionens fördelar är dess låga vikt, vilket gör att man klarar sig utan grund, motståndskraft mot fukt, ringa sotavlagringar på innerväggarna och hög hastighet för rökgaspassagen.

Sanitetstekniska normer tillåter användning av stålrör för skorstenar högre än 30 m, undantag är endast möjligt när mindre än 5 ton fleraskigt bränsle förbrukas per dygn. Anledningen är att livslängden för sådana konstruktioner är 10 år, och om man använder högsvavelhaltigt bränsle minskar den avsevärt.

Till varianterna med hölje av stållegering hör koaxiala skorstenar, vars konstruktionsspecifikationer och driftsegenskaper vi rekommenderar att du bekantar dig med.

Beräkning av rörparametrar

För att bestämma höjd och diameter på skorstenen för ett pannrum måste man göra en aerodynamisk beräkning av konstruktionen. Diametern beror på effekten hos enskilda pannor eller pannrummet som helhet.

Dragkraften har stor inverkan på bränsleförbränning och effektiv rökavledning, och för att skapa drag krävs konstant lufttillförsel till eldstaden. Detta kan ske både naturligt och artificiellt.

Om en rökpump är inbyggd i systemet har skorstenens höjd ingen avgörande betydelse. Denna parameter är främst viktig för att ta hänsyn till skadliga utsläpp i atmosfären. För att bestämma självdraget krävs en obligatorisk beräkning av både höjd och tvärsnitt av röret.

Bestämning av rörhöjd vid naturligt drag

För att skapa normalt naturligt drag måste villkoret om likhet mellan dragkraft och totalt motstånd uppfyllas, vilket uppstår när rökgaserna rör sig genom pannans gasledningar och skorstenens kanaler. Sådant drag kan uppnås under förutsättning av lågt gasmotstånd, när skorstenens höjd inte överstiger 60 m.

Detta schema förenklar beräkningsprocessen för rörets huvudparametrar för avledning av förbränningsprodukter från alla bränslen i pannrumseldstad.

De normativa dokument som reglerar placering och beräkning av skorstenars höjd är SNiP 41-01-2003, SP 7.13130.2009.

Man bör även beakta rekommendationerna i pannans instruktion, särskilt följande krav:

1. Från rost till rörets översta punkt får avståndet inte vara mindre än 5 m.
2. Över ett platt tak utan hög avskärmning ska röret sticka upp minst 0,5 m.
3. I förhållande till höjden på avskärmningen och taknocken ska röret överstiga deras nivå med 0,5 m om det befinner sig inom 1,5 m från dessa konstruktioner.
4. När skorstenen är belägen på ett avstånd av 1,5 till 3 m från parapet och taknock, ska dess översta punkt sammanfalla med deras höjdnivå.

Vid felaktigt beräknad skorstenshöjd kan många problem uppstå, och det främsta är luftvirvlar eller vindtryckszon. Starka vindbyar kan släcka elden i eldstaden.

Vid installation av skorstenen måste du ta hänsyn till takkonstruktionen, takets tjocklek, avståndet till avgränsande element och nock, samt brandsäkerhetsregler (+)

Efterlevnad av brandsäkerhetsregler är också ett obligatoriskt krav vid projektering av pannrumsskorstenen. Du måste isolera konstruktionerna som ligger intill skorstenen.

För att gnistor från ventilationsöppningarna på skorstenen inte ska falla på taket om det är tillverkat av brännbart material, ökas höjden på konstruktionen med 0,5 m. Pannrumsskorstenen måste placeras minst 2 m från höga byggnader och träd.

Höjden på skorstenen bestäms beroende på takkonstruktionen. Om taket är i flera nivåer, beaktas höjdskillnader i beräkningen, men basen är densamma i alla fall – nockhöjden (+)

Eftersom optimalt drag uppstår på grund av skillnaden mellan den totala densiteten hos gaserna som går in i skorstenen och den utomhusluftpelare som är lika hög, utförs beräkningen enligt formeln:

Höjden på skorstenen beräknar du själv med denna formel. Alla värden kan du hämta från dokumentationen som medföljer värmesystemet.

Beräkningen är ganska komplex, det är bäst om den utförs av specialister. Parametrar som påverkar skorstenens höjd:

1. Koefficient A beskriver regionens meteorologiska förhållanden.
2. Mi – massan av rökgaser som passerar genom skorstenen per tidsenhet.
3. F – hastigheten med vilken partiklar som bildas under förbränning sedimenterar.
4. Spdki och Sfi – koncentrationsindikatorer för olika ämnen i rökgasen.
5. V – gasvolym.
6. T – skillnaden mellan temperaturen på luften som kommer in i skorstenen och den som lämnar den.

Om pannrummet är placerat i en tillbyggnad till huset, blir huset ett hinder. I så fall måste skorstenens mynning ligga ovanför vindtryckzonen. Annars kommer värmesystemet inte att fungera normalt.

För att bestämma hur mycket skorstenen måste förlängas, hittar du den högsta punkten på huset och drar en linje genom den som bildar en vinkel på 45 grader mot markytan. Utrymmet under denna linje är vindtryckzonen, och skorstenen måste placeras ovanför den.

Beräkning av rördiameter

För att beräkna skorstenens diameter finns en formel:

S = m/(ρr x w),

Här är m – bränsleförbrukning per 1 timme, w – hastighet för rökgasernas rörelse, ρr – luftens densitet under drift, den bestäms med formeln: pv = pBnu x 273/273 x to. Där to är utomhusluftens temperatur, pBnu är luftens densitet under normala förhållanden = 1,2932 kg/m3.

Tabellen hjälper till att bestämma luftdensiteten ρg under arbetsförhållanden utan att göra komplicerade beräkningar. Värdet på rökgasernas densitet antas för enkelhets skull vara lika med luftens densitet (+)

Anta att en panna förbränner 50 kg fast bränsle per timme, då är det per sekund 50 : 3600 = 0,013888 kg. Rökgasernas hastighet är 2 m per sekund. Vid en lufttemperatur på -4°C är luftdensiteten 0,6881 kg per kubikmeter. Då blir S = 0,013888 : (0,6881 x 2) = 0,010092 kvm = 92 kvcm. För cirkulärt tvärsnitt d = √4 x 92 : 3,14 = 10,83 cm.

Diametern för en cylindrisk skorsten kan också beräknas med en annan formel: d = 1000/1,163 x (r x Q√H), där r är en koefficient som beror på typen av bränsle. För kol är det 0,03, för ved 0,045, för gas 0,016, för flytande bränsle 0,024.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Video som tydligt visar beräkningsprocessen för rökkanalens höjd vid anläggning av ett pannrum:

Här delar videons författare med sig av sina egna erfarenheter av att beräkna och installera en skorsten för en panna på fast bränsle:

Ännu en video till hjälp för amatörkonstruktören:

Det är inte så viktigt vilket bränsle pannorna i pannrummet drivs med. I vilket fall som helst går det inte att undvara ett system för avledning av rökgaser. Huvudkraven på skorstensrör är bra drag och kapacitet, samt att ekologiska normer uppfylls.

Vill du ställa en fråga om en kontroversiell eller oklar punkt som du stött på när du läste informationen? Har du användbar information om artikelns ämne som du vill dela med webbplatsens besökare? Skriv då gärna en kommentar i blocket nedanför.