Аэродинамический расчёт дымовых труб

Один из этапов проектирования промышленных дымовых труб – аэродинамический расчёт. Это точные математические вычисления по заданным формулам на основе собранных исходных данных. По их результатам определяются необходимые параметры дымохода: высота, сечение, общая геометрия и выходной диаметр. От них будет зависеть эффективность работы газоотводящего тракта и нормальная работа всей энергоустановки.

Дымовая труба применяется в первую очередь для отведения продуктов горения на промышленных производственных предприятиях. Комбинированные модификации одновременно обеспечивают приток атмосферного воздуха к котельному оборудованию. Если на этапе проектирования расчёты не были проведены должным образом или в них были допущены ошибки, это может привести к следующим негативным последствиям:

• снижение эффективности работы котлов (КПД) по причине недостаточно высокой пропускной способности труб;
• ускоренное загрязнение внутренних поверхностей промышленных дымоходов;
• недостаточная тяга для удаления продуктов горения естественным путем;
• ухудшение тяги в зависимости от атмосферных явлений – влажности и температуры воздуха, силы и направления ветра;
• повышение пожароопасности и рисков возгорания смол, накапливающихся внутри дымовых труб;
• риски возникновения обратной тяги, невозможность применения котельного оборудования и других сопряженных систем;
• неспособность конструкции противостоять ветровым и сейсмическим нагрузкам, риски обрушения.

Поэтому аэродинамический расчёт труб – это один из наиболее важных подготовительных этапов, и эти работы выполняют сотрудники высокой квалификации с большим опытом.

Расчёт выполняется на основе точных исходных данных, которые инженеры собирают в ходе предварительного опроса, получают из ТЗ и непосредственно на объекте. К ним относятся:

• Тип котельной:
  • отдельно стоящая (в здании, в контейнере),
  • пристроенная,
  • встроенная,
  • крышная.
• Высота дымовой трубы (если выполнен экологический расчёт).
• Конструкция дымовой трубы:
  • ферменная,
  • самонесущая,
  • на оттяжках,
  • колонная,
  • фасадного типа.
• Характеристики конструкции «ствола» дымовой трубы:
  • внутренний диаметр;
  • толщина и материал стенок;
  • толщина и материал теплоизоляции.
• Количество котлов;
• Данные о котлах:
  • изготовитель;
  • наименование и тип;
  • вид топлива (с указанием температуры точки росы, °С);
  • номинальная производительность, кВт;
  • тепловая мощность топки, кВт;
  • содержание СО₂%;
  • массовый (или объемный) поток отходящего газа, г/сек;
  • температура отходящего газа, °С;
  • внутренний диаметр и толщина стенки патрубка котла, мм.
• Схема подключения соединительных участков (от патрубка каждого котла) к дымовой трубе — указать толщину стен и перекрытий в местах прохода соединительных участков и ствола дымовой трубы.
• Геометрические параметры газоходов.
• Местоположение котельной и ее геодезическая высота, м.
• Наибольшая высота (превышающая высоту трубы) и ширина близлежащих зданий в радиусе 50 метров.

Дополнительно инженеры учитывают сейсмические особенности, рельеф региона, расчётные показатели ветровых и снеговых нагрузок. На основе собранных данных по формуле выполняется расчёт, 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, высоту и другие параметры.

Пример аэродинамического расчёта дымовой трубы