Использование теплоты уходящих дымовых газов. Снижение температуры дымовых газов. Кирпичные дымоходы и современные котлы

Температура дымовых газов и воздуха , поступающих в дымосборник, не должна быть выше 500° С. Нельзя завышать объем дымо-сборника (в большом дымосборнике трудно создать нужное теплонапряжение), но и занижать его размер нельзя - в маленьком дымосборнике трудно создать нужное разрежение: он не справится с большим количеством дымовых газов и воздуха. Каждому камину по его размеру соответствует свой дымосборник. Внутренние поверхности дымосборника должны быть гладкими." На уровне перевала с любой стороны обязательно устанавливается герметически закрывающаяся прочистная дверка.

Как отмечалось выше, горение топлива в каминах протекает при многократном избытке воздуха. У камина нет входной дверки, путь дыму из топливника в комнату преграждает постоянный поток воздуха, направленный из помещения в очаг и далее - через дымовую трубу в атмосферу, Чтобы пропустить весь этот объем дымовых газов и воздуха дымовая труба должна быть достаточного сечения с предельно гладкой внутренней поверхностью. Сечение дымовой трубы должно соответствовать сечению входного проема камина. Известно, что, чем выше дымовая труба, тем большая тяга создается в ней. Это следует учитывать, но из расчета на это не следует занижать сечение дымовой трубы.

По данным шведских исследователей отношение площади поперечного сечения прямоугольной дымовой трубы к площади входного проема камина при высоте дымовой трубы 5 м должно составлять 12 процентов; при высоте дымовой трубы 10 м - 10 процентов.

Каким должен быть дымоход для газовых и дизельных котлов?

Дымоходы – это важная часть тепловых генераторов. Ни один котёл не может работать без дымохода. Функция дымохода – удаление из камеры сгорания котла продуктов сгорания или дымовых газов. В индивидуальных домах дымоходы бывают внутренними – проходящими через перекрытия и кровлю здания, наружными – смонтированными вертикально вдоль наружной поверхности стены и горизонтальными – выводящими газы через наружную стену здания. Последний вид дымоходов применяется для котлов с принудительным удалением дымовых газов и обычно представляет собой конструкцию «труба в трубе». (По внутренней трубе удаляются продукты сгорания, по внешней подводится воздух в камеру сгорания котла.) Дымоходы бывают индивидуальными – один на котёл или групповыми, на несколько котлов, как, например, в многоквартирных домах с поквартирным отоплением. Дымоходы должны рассчитываться и подбираться специалистом. Неправильно смонтированный дымоход может стать причиной нестабильной работы котла; установленный без учёта конфигурации крыши может «задуваться» ветром и гасить котёл. Для Вас важно знать, что внутренний диаметр дымохода должен быть не меньше, чем диаметр горловины котла, что на пути дымовых газов должно быть как можно меньше колен и изгибов и что при устройстве дымохода должны быть приняты меры по предотвращению образования конденсата.

Что такое конденсат и как он образуется?

Особенностью современных котлов, работающих на газе и жидком топливе является низкая температура дымовых газов на выходе из котла – от 100°С. В процессе сгорания углеводородного топлива – природного газа или солярки образуется водяной пар, углекислый газ, сернистый ангидрид и много других химических соединений. Поднимаясь по дымоходу, эта газовая смесь остывает. При снижении её температуры до +55°С (температуры «точки росы») водяной пар, присутствующий в газовой смеси, охлаждается и превращается в воду – конденсируется. В этой воде растворяются соединения серы и других химических веществ, находящихся в дымовых газах. Они образуют очень агрессивную смесь кислот, которая, стекая вниз, быстро разъедает материал дымоходов. До температуры «точки росы» отходящие газы охлаждаются обычно на высоте 4 – 5 м. от выхода котла. Поэтому дымоходы, высота которых больше – делают из нержавеющей стали и утепляют. В нижней части дымохода всегда устанавливают конденсатосборник. Для наружных дымоходов существует конструкция типа «сэндвич» - труба дымохода помещается в трубу большего диаметра, а пространство между ними заполняется теплоизолятором. Толщина слоя теплоизоляции выбирается в зависимости от величины минимальных температур наружного воздуха.

Дымоходы из нержавеющей стали весьма дороги. Можно ли для дымохода использовать кирпичную трубу, как в дровяной печи?

Делать этого не следует ни в коем случае. Во- первых, смесь кислот столь агрессивна, что кирпичная кладка, если она не выполнена из специального кислотоупорного кирпича, может быть разрушена за один отопительный сезон. Во вторых, дымовые газы через незаметные щели в кладке могут проникать в жилые помещения и причинять вред здоровью людей. Если в доме имеется канал из кирпичной кладки, то служить дымоходом он может только в том случае, если в него помещён вкладной дымоход из нержавеющей стали с теплоизоляцией.

Существуют – ли дымоходные системы в которых не используется металл?

Да. Недавно на российском рынке появилась дымоходная система оригинальной конструкции, которая называется «изолированная дымоходная система с проветриванием». Она состоит из отдельных модулей высотой 0,33 м. Каждый модуль представляет собой прямоугольный блок из лёгкого бетона, внутри которого крепится керамическая труба. Между внутренней стенкой блока и внешней стенкой керамической трубы имеется канал, который играет роль вентиляционного канала, чего нет у дымоходов других видов. Блоки устанавливаются один на другой, скрепляются специальным герметиком и монтируются в дымоход любой конфигурации и высоты. Комплектация дымоходной системы содержит полный набор необходимых элементов для подключения котловых дымоходов, для вывода дымохода через кровлю и декоративного завершения трубы. Четыре вида модулей позволяют сооружать одноходовые и двухходовые дымоходы или дымоходы с отдельными вентиляционными каналами. Это делает конструкцию дымоходной системы универсальной и многовариантной. Внутренняя керамическая труба устойчива к воздействию высоких температур и температурным колебаниям; кислотоустойчива (защищена от конденсата), герметична и прочна. Система проста в монтаже и не требует специалистов высокой квалификации. Стоимость изолированной дымоходной системы соизмерима со стоимостью дымоходов высокого класса из нержавеющей стали.

time-nn.ru

3.1.1. Снижение температуры дымовых газов

Повышение энергоэффективности (КПД) топливосжигающей установки позволяет достигнуть сокращения выбросов CO2 при условии, что это улучшение приводит к сокращению потребления топлива. В этом случае выбросы CO2 снижаются пропорционально сокращению потребления топлива. Однако результатом повышения КПД может быть и увеличение производства полезной энергии при неизменном расходе топлива (повышениеHp при неизменномHf в Уравнении 3.2). Это может привести к увеличению производительности или мощности производственной единицы с одновременным повышением энергоэффективности. В этом случае имеет место сокращение удельных выбросов CO2 (на единицу продукции), но абсолютный объем выбросов остается неизменным (см. раздел 1.4.1).

Ориентировочные показатели энергоэффективности (КПД) и соответствующие расчеты для различных процессов сжигания топлива приводятся в отраслевых Справочных документах и других источниках. В частности, в документе EN 12952-15содержатся рекомендации по расчету КПД водотрубных котлов и соответствующего вспомогательного оборудования, а в документе EN12953-11–жаротрубныхкотлов.

Общая характеристика

Одним из вариантов сокращения потерь тепловой энергии в процессе сгорания является снижение температуры дымовых газов, выбрасываемых в атмосферу. Это может быть достигнуто посредством:

Подбора оптимальных размеров и других характеристик оборудования исходя из требуемой максимальной мощности с учетом расчетного запаса надежности;

Интенсификации передачи тепла технологическому процессу посредством увеличения удельного потока тепла (в частности, при помощи завихрителей-турбулизаторов,увеличивающих турбулентность потоков рабочего тела), увеличения площади или усовершенствования поверхностей теплообмена;

Рекуперации тепла дымовых газов с использованием дополнительного технологического процесса (например, производства пара при помощи экономайзера, см. раздел 3.2.5);

Установки подогревателя воздуха или воды, или организации предварительного подогрева топлива за счет тепла дымовых газов (см. 3.1.1). Следует отметить, что подогрев воздуха может быть необходим, если технологический процесс требует высокой температуры пламени (например, в стекольном или цементном производстве). Подогретая вода может использоваться для питания котла или в системах горячего водоснабжения (в т.ч. централизованного отопления);

Очистки поверхностей теплообмена от накапливающейся золы и частиц углерода с целью поддержания высокой теплопроводности. В частности, в конвекционной зоне могут периодически использоваться сажесдуватели. Очистка поверхностей теплообмена в зоне горения, как правило, осуществляется во время остановки оборудования для осмотра и ТО, однако в некоторых случаях используется очистка без остановки (например, в нагревателях на НПЗ);

Обеспечение уровня производства тепла, соответствующего существующим потребностям (не превышающего их). Тепловую мощность котла можно регулировать, например, посредством подбора оптимальной пропускной способности форсунок для жидкого топлива или оптимального давления, под которым подается газообразное топливо.

Экологические преимущества

Энергосбережение.

Воздействие на различные компоненты окружающей среды

Снижение температуры дымовых газов при определенных условиях может вступать в противоречие с целями обеспечения качества воздуха, например:

studfiles.net

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 3

Температура дымовых газов на выходе из печи должна быть выше начальной температуры нагреваемого сырья не менее, чем на 150 С, чтобы предотвратить интенсивный коррозионный износ поверхностей труб в конвекционной камере.  

Температура дымовых газов на выходе из котла, температура нагретого воздуха на входе в топку, расходные и термодинамические параметры перегретого и промежуточного пара, питательной воды для заданного коэффициента нагрузки считаются неизменными.  

Температура дымовых газов над перевальной стенкой особенно важна. Высокой температуре газов на перевале соответствует высокая теплонапряженность поверхности радиантных труб, температура их стенок и большая вероятность коксообразования. Отлагаясь на внутренней поверхности труб, кокс затрудняет теплопередачу, что приводит к дальнейшему повышению температуры стенок и к их прогару.  

Температура дымовых газов перед рекуператором в нагревательных печах достигает 1400 С.  

Температура дымовых газов, поступающих в трубу, должна поддерживаться не выше 500 С путем регулирования расхода охлаждающего воздуха, подаваемого в газоход вентилятором.  

Температура дымовых газов на входе в теплообменник пуско - вого подогревателя не должна превышать 630 - 650 С. Превышение этой температуры может привести к преждевременному выходу его из строя. Еще более важно, чтобы при работе пускового подогре - вателя в межтрубное пространство теплообменника всегда подавался воздух или газ. При отключении воздуха или газа температура трубных досок и труб резко повышается и теплообменник может выйти из строя. В этом случае необходимо немедленно снизить температуру дымовых газов до 450 С.  

Температура дымовых газов на входе во вторую камеру поддерживается равной 850 С. Выходящие из этой камеры газы с температурой 200 - 250 С поступают в первую (по ходу кислоты) камеру, где их температура снижается до 90 - 135 С.  

Температура дымовых газов, покидающих конвекционную камеру и уходящих в дымовую трубу, зависит от температуры поступающего в печь сырья и превышает ее на 100 - 150 С. Однако, когда температура сырья по технологическим причинам высока (печи для нагрева мазута, печи каталитического риформинга и др.), дымовые газы охлаждают, используя их тепло в пароперефевателе, воздухоподофевателе или для подофева кон-денсатной воды и получения водяного пара.  

Температура дымовых газов над перевальной стенкой является одним из важнейших показателей. Высокая температура дымовых газов над перевальной стенкой соответствует высокой теплонапряженности радиан-тных труб, высокой температуре их стенок и вероятности коксоотложе-ния в трубах печи, а следовательно, возможности их прогара. Высокая скорость нагреваемого потока сырья позволяет осуществлять больший теплосъем, понижать температуру стенок труб и, таким образом, работать с более высокой температурой газов над перевалом и теплонапря-женностью радиантных труб. Увеличение поверхности радиантных труб также способствует снижению их теплонапряженности и снижению температуры дымовых газов над перевалом. Чистота внутренней поверхности труб змеевика также является важнейшим фактором, влияющим на температуру газов над перевальной стенкой. Температура газов над перевалом тщательно контролируется и обычно не превышает 850 - 900 С.  

Температура дымовых газов на входе в радиационную зону составляет 1100 - 1200 С, на входе в конвективную 800 - 850 С.  

Температура дымовых газов на выходе из трубчатой печи равна 900 С.  

Температура дымовых газов перед рекуператором составит примерно 1100 С.  

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

ПОИСК

И только экранированием топочной камеры и увеличением ее объема были созданы нормальные условия для работы змеевика. Были созданы трубчатые печи радиантного типа. В ранних конструкциях таких печей трубы потолочного экрана защищали от сильного воздействия пламени манжетами из огнестойкого материала. Гофрированными чугунными манжетами на конвекционных трубах повышали поверхность нагрева в конвекционной камере печи. В результате экранирования потолка печи усилилась передача тепла радиацией, снизилась температура дымовых газов над перевалом и отпала необходимость в защитных манжетах и рециркуляции дымовых газов. Для максимального использования тепла 

Температура дымовых газов после кот- 210 210 - 

Нормами технологического проектирования предусматривается снижение температуры дымовых газов перед входом их в дымовую трубу при естественной тяге до 250 °С. При наличии специальных дымососов температуру можно снизить до 180-200 °С. Тепло дымовых газов, имеющих температуру 200-450°С (средняя цифра), может быть использовано для подогрева на установке воздуха, воды, нефти и для производства водяного пара. Ниже приводятся данные о тепловых ресурсах дымовых газов на установке ЭЛОУ - АВТ со вторичной перегонкой бензина производительностью 3 млн. т/год сернистой нефти  

Средняя температура дымовых газов в 293 305 310 - 

Ограничивается также температурный режим сырьевых теплообменников. Максимально допустимая температура при давлении регенерации 3,0-4,0 МПа не должна превышать 425 °С, в связи с чем температура дымовых газов, выходящих из реакторов перед-входом в сырьевой теплообменник, должна быть снижена путем смешения с холодным теплоносителем. 

Теплонапряженность труб, ккал/(м2-ч) радиантных конвекционных Температура дымовых газов, 

Поверхность калориферов, Температура нагрева воздуха в калориферах, °С Температура дымовых газов, °С 

Обычно автоматически регулируется температура дымовых газов на перевале с кор.рекцией по температуре продукта на выходе из печи. Для осуществления контроля и регулиро вания трубчатых печей в их обвязке предусм атривают следующие элементы. 

Расход жидкого топлива, кг/ч Температура дымовых газов на выходе из печи, °С. . . . Объем дымовых газов при температуре газов на выходе из 4000 3130 2200 

Температура дымовых газов перед котлами, °С 375 400 410 - 

В сушильных установках обрабатываемый материал не находится в непосредственной близости от топки, как это имеет место в топках для различного рода варочных, дистилляционных и то(му подобных котлов. Поэтому температура в камере сгорания сушильной установки может быть значительно выше, чем температура в топках, в которых размещены аппараты, потребляющие тепло. Однако и в данном случае температура определяется свойствами высушиваемого материала и требованиями, диктуемыми качеством изделия. Некоторые виды сырья не переносят высокой температуры, так что приходится уменьшать температуру дымовых газов до тем- 

По количеству тепла, отдаваемого данным количеством дымовых газов в радиационной системе, определяется температура дымовых газов, поступающих в конвективную систему. 

В процессе эксплуатации регенератора температура дымовых газов может превысить нормальную вследствие догорания окиси углерода. При своевременном обнаружении этого явления необходимо перераспределить воздух по секциям, уменьшая подвод era к тем секциям, где имеется избыток кислорода в дымовых газах, выходящих из секции, и увеличивая его ввод в секции, где недостаточно кислорода. В случае резкого повышения температуры отходящих газов временно прекращают подачу воздуха в отдельные или во все секции. 

Первичный риформинг природного газа с водяным паром осуществляют в вертикально расположенных и обогреваемых дымовыми газами трубах, нижние концы которых вводят непосредственно в реактор вторичного риформинга метана. Часть дымовых газов подают через перфорированную пластину в слой катализатора вторичного риформинга, что позволяет получать газ, обогащенный азотом. Температура дымовых газов - 815° С 

На смену печам кострового типа пришли печи конвекционные, в которых змеевик труб отделен от камеры сгорания перевальной стеной. При эксплуатации таких печей были установлены существенные недостатки высокая температура дымовых газов над перевальной стенкой, оплавление и деформирование кирпичной кладки, прогар труб верхних рядов змеевика. Для снижения температуры в топочной камере применяли рециркуляцию дымовых газов и осуществляли горение топлива с повышенным коэффициентом избытка воздуха. Однако повышенный расход воздуха снижал к. п. д. печей и не уменьшал прогар труб. 

Температура у пароперегревателя. В ряде случаев в конвекционной секции печи монтируется змеевик для перегрева водяного пара, подаваемого в ректификационные колонны для отпарки легкокипящих фракций. Пароперегреватель размещают там, где температура дымовых газов составляет 450-550° С, т. е. в средней или нижней секции конвекционной камеры. Температура перегретого пара составляет 350-400° С. 

Температура дымовых газов над перевальной стенкой особенно важна. Высокой температуре газов на перевале соответствует высокая теплонапряженность поверхности радиантных труб, температура их стенок и большая вероятность коксообразования. Отлагаясь на внутренней поверхности труб, кокс затрудняет теплопередачу, что приводит к дальнейшему повышению температуры стенок и к их прогару. 

Увеличение скорости движения нагреваемого сырья в трубах печи повышает эффективность отвода тепла, снижает температуру стенок труб и позволяет, таким образом, работать с более высокими теплонапряженностью радиантных труб и температурой дымовых газов на перевале. 

На типовой установке ЭЛОУ - АВТ (А-12/9) производительностью 3 млн. т/год со вторичной перегонкой бензина установлено пять печей суммарной тепловой мощностью 81 Гккал/ч. Во всех печах за 1 ч сжигается 11 130 кг топлива. Температура дымовых газов на выходе из конвекционных камер печей 375-410 °С. Для использования тепловой энергии дымовых газов перед вводом их в дымовую трубу в печах установлены выносные котлы-утилизато-ры типа КУ-40. 

Чем ниже температура дымовых газов, отходящих из конвекционной камеры, тем больше тепла воспринято нагреваемым нефтепродуктом. Обычно принимают температуру дымовых газов по выходе из конвекционной камеры на 100-150° С выше температуры сырья, поступающего в печь. Но так как температура поступающего в печь сырья бывает достаточно высокой, примерно 160-200° С, а для некоторых процессов достигает 250-300° С, то для утилизации тепла дымовых газов устанавливают воздухоподогреватель (рекуператор), в котором подогревается воздух, идущий в топку печи. При наличии воздухоподогревателя и дымососа возможно охлаждение дымовых газов перед выпуском их в дымовую трубу до температуры 150° С. При естественной тяге эта температура не менее 250° С. 

Конвекционные трубы получают тепло за счет конвекции дымовых газов, радиации от стенок кладки и излучения трехатомных газов. Как было отмечено в начале главы, теплопередача в камере конвекции зависит от скорости и температуры дымовых газов, а также температуры сырья, диаметра труб и их компоновки. Скорость-дымовых газов в конвекционной шахте обычно колеблется в пределах 3- 4 м/сек, а в дымовой трубе 4-6 м/сек. 

Решение. Определим к. п. д. печи, если температура дымовых газов на выходе из конвекционной камеры 

Температура дымовых газов на выходе из печи 500 С. Теплоту дымовых газов утилизируют в трубчатом трехходовом (по воэдуху) воздухоподогревателе с поверхностью нагрева 875 м. После воздухоподогревателя дымовые газы при 250 С удаляются в атмосферу через дымовую трубу без применения принудительной тягд. 

Зададимся температурой дымовых газов после нагревательной секции камеры радиации г, с = 850° С, а после реакционной секции ip. с = 750° С. Теплосодержание дымовых газов но рис. 6. 1 при а = 1,1 

Отличительной особенностью котлов-утилизаторов, как оборудования для генерации пара, является необходимость обеспечения пропуска большого кол>1чества греющих дымовых газов на единицу вырабатываемого водяного пара (Е1/д.г/С). Это отношение является прямой функцией начальной на входе в аппарат температуры дымовых газов и их расходом. Вследствие сравнительно невысокой температуры дымовых газов для генерирования пара их удельный расход в котлах-утилизаторах намного выше (в 8-10 раз), чем в обычных топочных котлах. Повышенный удельный расход греющих газов на единицу вырабатываемого пара предопределяет конструктивные особенности котлов-утилизаторов. Они имеют большие габариты, высокую металлоемкость. На преодоление дополнительного газодинамического сопротивления и создание требуемого разрежения в топке печи (на тягу) затрачивается 10-15% эквивалентной электрической мощности котла-утилизатора. 

Заполнив бункер высушенным катализатором, открывают задвижку под бункером и ссыпают катализатор в прокалочную колонну. Объем бункера соответствует полезному объему прокалочной колонны, т. е. одной загрузке. Заполнив колонну катализатором, разжигают топку под давлением (на жидком топливе), направляя дымовые газы в атмосферу. Затем, отрегулировав горение в топке, дымовые газы вводят в кожух прокалочной колонны. Прогрев кожух и удостоверившись в нормальном горении топлива, направляют дымовые газы в низ прокалочной колонны в минимальном количестве, необходимом лишь для преодоления сопротивления слоя катализатора. Затем начинают медленный подъем температуры дымовых газов на выходе из топки и разогрев катализатора. Разогрев системы продолжают примерно 10-12 ч за это время вводят такое количество дымовых газов, чтобы не было уноса катализатора сверху. Достижение температуры в низу колонны 600-650° С считается началом прокаливания катализатора. Продолжительность прокаливания при этой температуре 10 ч. 

Затем постепенно понижают температуру дымовых газов на выходе из топки и при 250-300° С прекращают подачу топлива, но 

Температура газов на перевале, тепловая напряженность поверхности нагрева радиантных труб и коэффициент прямой отдачи топки взаимно связаны между собой. Чем больше коэффициент прямой отдачи, тем при прочих равных условиях меньше температура дымовых газов на п(зревале и тем меньше тепловая напряженность поверхности нагрева радиантных труб и наоборот. 

Трубчатые змеевиковые реакторы. Трубчатый змеевиковый реактор с вертикальным расположением труб был разработан для производства битумов по непрерывной схеме на отечественных НПЗ . Температурный режим реакторов. (Кременчугского и Новогорьковского НПЗ) поддерживается за счет тепла дымовых газов, поступающих из форкамерной печи. Однако при таком решении плохо учитывается специфика экзотермического процесса окисления. Действительно, для ускорения нагрева реакционной смеси в первых по ходу потока трубах реактора необходимо повысить температуру дымовых газов, но в результате перегревается окисляемый материал в последующих трубах, где реакция окисления и выделение тепла идут с высокими скоростями. Так м образом, приходится поддерживать какую-то промежуточную температуру дымовых газов, нео[ тпмал у, как для нагрева реакционной смеси до температуры реакциь, так и для последующего поддер.жания температуры на желательном уровне. Для установок Ангарского, Киришского, Полоцкого, Новоярославского и Сызранского НПЗ найдено более удачное решение сырье предварительно нагревается в трубчатой печи, а избыточное тепло реакции в случае необходимости снимают, обдувая воздухом трубы реактора, помещенные в общий кожух (по проекту Омского филиала ВНИПИнефти каждая труба реактора помещена в отдельный кожух). 

Если температура дымовых газов на выходе из общих сборных коллекторов регенератора превышает 650°, это указывает на начало дожпга окиси углерода. Для прекращения его необходимо резко у.м еньшить подачу воздуха в верхнюю часть регенератора. 

С целью снижения температуры дымовых газов над перевальной стеной в радпантно-конвекционных печах старой конструкции, особенно печах термического крекинга, применяют рециркуляцию дымовых газов. Более холодные дымовые газы из борова печи возвращают в камеру сгорания, что приводит к перераспределению тепла между камерами. В камере конвекции снижается тепловая напряженность верхних труб, но ввиду увеличения объема дымовых газов скорость их увеличивается, при этом улучшается теплопередача по всей камере конвекции. Коэффициент рециркуляции в трубчатых печах колеблется в пределах 1-3. 

Несовершенство конструкции горелок печей и котлов для сжигания топлива и недостаточная герметич1юсть топок не позволяют пока работать при малых избытках воздуха. Поэтому считают, что температура трубок воздухоподогревателей должна быть выше температуры точки росы агрессивных дымовых газов, т. е. не ниже 130 °С. Для этого применяют предварительный или промежуточный подогрев холодного воздуха или специальные схемы компоновок поверхности пагрева. Имеются аппараты, конструктивно оформленные так, что поверхность теплообмена со стороны дымовых газов значительно больше, чем со стороны атмосферного воздуха, поэтому секции воздухоподогревателей компонуют из труб с разным коэффициентом оребрения, увеличивающимся к холодному концу (к месту входа холодного воздуха), и таким образом температура стенки труб приближается к температуре дымовых газов. По такому принципу сконструированы воздухонагреватели Башоргэнер-гонефти из чугунных ребристых и ребристо-зубчатых труб с хорошими эксплуатационными показателями. 

Нагрев и прокаливание катализатора проводят прямым контактом с дымовыми газами, поступающими из топки, в которой сжигается газообразное или жидкое топливо. Температуру дымовых газов автоматически поддерживают на уровне 630-650° С, при этом температура в зоне прокаливания составляет 600-630° С. Прокаленный катализатор через иереточные трубки нижней решетки-затвора поступает в чону охлаждения, где движется между рядами труб, охлаждаемых воздухом, и сам охлаждается до нужной температуры. На конец переточноп трубки надет подвижный металлический стакан, положением которого регулируют высоту слоя катализатора на расположенном ниже транспортере и, следовательно, скорость выгрузки продукта. Ленточным транспортером подают выгружаемый катализатор в грохот для отсева мелочи. Далее его ссыпают в металлические бочки и сдают на склад готовой продукции. 

Чем выше температура нагреваемого сырья в радиантных трубах и больше его склонность к коксообразованию, тем меньше должна быть теплонапряженность, а следовательно, ниже температура дымовых газов над перевалом. Для данной печи увеличение поверхности радиантных труб ведет к снижению температуры дымовых газов над перевалом и теплопапряженности радиантных труб. Загрязнение внутренней поверхности труб коксовыми или другими отложениями может привести к повышению температуры дымовых газов над перевалом и к прогару первых рядов труб в конвекционной камере печи. Температура над перевалом тщательно контролируется и обычно не превышает 850-900° С. 

Температура дымовых газов над перевальной стеной обычно поддерживается 700-850° С, т. е. достаточно высокая для того, чтобы передать часть тепла радиацией верхним рядам труб конвекционной камеры. Но основное количество тепла в камере конвекции передается за счет припудительпой конвекции дымовых газов (создаваемой дымовой трубой или дымососом). 

Доля отгона на выходе из печи е = 0,4, плотность паров отгона = 0,86. плотность остатка = 0,910. Диаметр труб в камере радиации 152 X 6 мм, в камере конвекции 127 X 6 мм, полезная длина труб 11,5 м, количество труб соответственно 90 и 120 штук. Состав топлива и теоретйческий расход воздуха такой же, как в примерах 6. 1и6. 2 теплосодержание дымовых газов при избытке воздуха а = 1,4 найти по рис. 6. 1. Температура дымовых газов на перевале 

Общая продолжительность гидротермальной обработки вместе с разогревом составляет примерно одни сутки. После начала падения давления в аппарате температуру дымовых газов на выходе из топки постепенно понижают и, наконец, гасят форсунку. Охлаждают аппарат холодным воздухом из топки черех кожух. Высушенные шарики выгружают и направляют в бункер прокалочной колонны. 

Отсасывающие пирометры. В практике измерения высоких температур дымовых газов используют отсасывающие пирометры. Основными элементами отсасывающих пирометров являются термопара, помещенная в охлаждаемый корпус, система экранов и устройство для отсоса газов. Один от другого и от защитного чехла термозлектроды изолированы жесткими элементами (трубочки соломка, бусы одно- и двухканальные) из кварца (до 1100°С), из фарфора (до 1200°С), из фарфора с повышенным содержанием глинозема (до 1350 °С) керамическими материалами и стеклоэмалями, наносимыми методами протяжки. 

Когда закоксовываются нирозмеевики, происходит постенен-ное повышение температуры стенки трубы, растет перепад давления, а в местах перегрева труб могут наблюдаться белые пятна. Об образовании отложений кокса в пирозмеевиках судят и по возрастанию температуры дымовых газов на перевале печи. Закоксованпость ЗИА характеризуется ростом гидравлического сопротивления системы с повышением температуры продуктов пиролиза после ЗИА. Увеличение гидравлического сопротивления в пирозмеевиках и ЗИА сопровождается повышением давления в печном агрегате и как следствие этого растет время контакта, снижается выход низших олефинов. 

За окном - промозглый осенний вечер, а в камине ярко пылает огонь, и комнату наполняет совершенно особое тепло... Чтобы эта загородная идиллия стала реальностью, нужен грамотно спроектированный и смонтированный дымоход, о котором, к сожалению, нередко вспоминают в последнюю очередь.

Степень надежности и эффективности работы дымоходов в значительной мере зависит от подключенных к ним отопительных устройств, и наоборот. Поэтому для каждого типа каминов существует оптимальный вариант дымовой трубы.

Очень разные камины

И наконец, последний тип - каминопечи. Главная отличительная черта подобных устройств, придающая им сходство с настоящей печью, - наличие встроенного дымового канала, проходя по которому дымовые газы охлаждаются до довольно низкой температуры. В связи с этим возникает потребность в массивном кладочном либо хорошо утепленном модульном дымоходе.

Дорогу дыму!

Этнографические штрихи

Весьма экзотическими дымоходами были оборудованы дома корейских поселенцев в Уссурийском крае. Вот как описывал их В. К. Арсеньев: «Внутри... имеется глиняный кан. Он занимает больше половины помещения. Под каном проходят печные трубы, согревающие полы в комнатах и распространяющие тепло по всему дому. Дымовые ходы выведены наружу в большое дуплистое дерево, заменяющее трубу».

У некоторых народов Поволжья и Сибири до 30-х гг. ХХ в. был распространен чувал - пристенный открытый очаг с нависающим над ним прямым дымоходом. Очаг сооружали из камней или бревен, покрытых слоем глины, а дымоход - из полого дерева и обмазанных глиной тонких жердей. Зимой чувал топили весь день, на ночь трубу затыкали.

Кирпичные дымоходы до недавнего времени как в городском, так и в сельском строительстве были практически безальтернативными. Будучи универсальным конструкционным материалом, кирпич позволяет варьировать количество каналов дымоходов и толщину стенок (можно делать необходимые утолщения в местах прохождения перекрытий, кровли, а также при сооружении уличной части дымохода). При соблюдении строительных технологий кирпичный дымоход весьма долговечен. Однако у него есть и недостатки. Из-за значительной массы (труба сечением 260

Для устройства кирпичного дымохода необходима очень высокая квалификация строителей. Каковы наиболее распространенные ошибки при его возведении? Это выбор некачественного или неподходящего кирпича (слабо обожженного перегородочного или стенового); толщина кладочных швов более 5 мм; кладка на ребро; применение ступенчатой («зубчатой») кладки на наклонных участках; неправильное приготовление раствора (например, если соотношение частей глины и песка выбрано без учета жирности глины), неаккуратная колка или резка кирпича; невнимательное заполнение и перевязка кладочных швов (наличие пустот и сдвоенных вертикальных швов); кладка трубы вплотную к конструкциям из сгораемых материалов.

Состояние кирпичной трубы требует постоянного контроля. Прежде ее непременно белили, поскольку на белой поверхности легче заметить копоть, свидетельствующую о наличии трещин.

Мнение специалиста

Кирпичная труба верой и правдой служила человеку на протяжении столетий. Кладка печей и каминов из этого материала - почти искусство. Парадокс в том, что в период массового дачного строительства в нашей стране мастерство это понесло серьезный урон. Последствия "работы" многочисленных горе-печников были печальны, а главное - они породили недоверие к кирпичным топкам и дымоходам. А потому возникли и сохраняются благоприятные условия для продвижения на отечественный рынок дымоходных систем заводской готовности.

Александр Жиляков,
руководитель оптового отдела компании «Сауны и Камины»

Трубы из нержавеющей стали смело можно отнести к наиболее широко применяемому сегодня типу дымоходов. Стальные модульные системы обладают целым рядом неоспоримых достоинств. Главные из них - небольшая масса, легкость монтажа, богатый выбор труб разного диаметра и длины, а также фасонных элементов. Стальные дымоходы изготовляют в двух вариантах - одно- и двухконтурном (последний - в виде "сандвича" из двух коаксиальных труб с прослойкой из негорючей термоизоляции). Первые предназначены для монтажа в отапливаемых помещениях, подключения камина к уже существующему дымоходу, а также санации старых кирпичных труб. Вторые представляют собой готовое конструктивное решение, одинаково подходящее для монтажа дымохода как внутри здания, так и снаружи. Особый вид дымовых каналов из нержавеющей стали - гибкие одно- и двустенные (без термоизоляции) гофрированные рукава.

Для производства одноконтурных дымоходов и внутренних труб дымоходов типа "сандвич" используют легированную жаро- и кислотостойкую листовую сталь (обычно толщиной 0,5-0,6 мм). Одноконтурные дымоходы из углеродистой стали, покрытые снаружи и изнутри специальной эмалью черного цвета (такие есть, например, в ассортименте компании Bofill , Испания), по жаростойкости даже превосходят трубы из нержавейки; конденсат им также не страшен, но лишь при условии целостности покрытия, которое легко повредить (скажем, при чистке дымохода). Срок службы труб без покрытия из "черной" стали толщиной 1 мм не превышает 5 лет.

Кожух (обечайку) труб-«сандвичей», как правило, делают из обычной (нежаростойкой) нержавеющей стали, которую полируют электрохимическим способом до зеркального блеска, а некоторые производители, такие, как Jeremias (Германия), предлагают окраску эмалью в любой цвет по шкале RAL. Применение кожуха из оцинкованной стали оправданно лишь при установке дымохода внутри здания. Снаружи такая труба, если активно эксплуатировать дымоход, прослужит недолго: из-за периодического нагревания коррозия усиливается.

Мнение специалиста

Нержавеющие стали, используемые для производства дымоходов, делятся на две категории: магнитные ферритовые (в американской системе стандартизации ASTM - это AISI 409, 430, 439 и т. д.) и немагнитные аустенитные (AISI 304, 316, 321 и т. д.). По данным наших испытаний стали AISI 409 (состав: 0,08 % C, 1 % Mn, 1 % Si, 10,5-11,75 % Cr, 0,75 % Ti), критическое значение температуры во внутренней трубе утепленного фрагмента дымохода, при которой стал заметен эффект межкристаллической коррозии, было равно 800-900

Алексей Матвеев,
руководитель коммерческого отдела компании «НИИ КМ»

Слой термоизоляции в трубах-"сандвичах" решает сразу три задачи: предотвращает негативно влияющее на тягу переохлаждение дымовых газов, не позволяет температуре внутренних стенок дымохода опуститься до точки росы и, наконец, обеспечивает пожаробезопасную температуру внешних стенок. Выбор изоляционных материалов невелик: обычно это вата - базальтовая (Rockwool, Дания; Paroc , Финляндия) или кремнийорганическая (Supersil, "Элитс", обе - Россия), перлитный песок (но его можно засыпать лишь в процессе монтажа дымохода).

Такая весьма важная характеристика дымохода, как газоплотность, зависит от конструкции стыков труб, поэтому каждый производитель стремится довести ее до совершенства. Так, герметизацию дымовой трубы Hild (Франция) обеспечивают центрирующие муфты; сдвоенный кольцевой выступ, образующийся на стыке, обжимают хомуты, входящие в комплект поставки каждого модуля. В дымоходах Raab предусмотрено конусообразное соединение в сочетании с кольцевым выступом. В системах Selkirk (Великобритания) высокой газоплотности удается достичь благодаря особой конструкции хомута. Подавляющее же большинство дымоходов из нержавейки монтируют традиционным способом, и здесь многое зависит от качества деталей. Обычно верхний модуль надевают на нижний, однако одноконтурные, а при наружной прокладке и двухконтурные модули следует стыковать, вставляя верхний в нижний, что позволит избежать протечек конденсата через стыки.

Дымоходы для каминов с различными характеристиками

* - при использовании в качестве топлива твердолиственных пород, каменного угля, а также при избыточной тяге температура может превысить указанное значение;
** - для каминопечей из талькомагнезита; для металлических - до 400

Керамические дымоходы - это те же самые "сандвичи", но "приготовленные" по совершенно иному рецепту. Внутренняя труба представляет собой гончарное изделие из шамотной массы, средний слой - неизменная базальтовая вата, наружный - секции из легкого бетона либо зеркальная нержавейка. Такие системы представляет на отечественном рынке компания Schiedel (Германия).

Дымоходы из керамики устойчивы к высоким температурам (до 1000

Есть у керамических систем и свои минусы. Дымоходы с кожухом из бетона обладают значительной массой (1 пог. м весит от 80 кг), могут быть использованы только в качестве коренных (отдельно стоящих), не позволяют обходить препятствия. «Слабым звеном» таких дымоходов является узел подключения. Производители предусматривают применение металлического модуля (модулей), который имеет меньший срок службы и поэтому в будущем потребует замены, что необходимо предусмотреть при строительстве камина.

Дымоходы Raab с внутренней трубой из нержавеющей стали и бетонным кожухом:
с вентиляционным каналом (а)
или без него (б)

И наконец, металл не слишком хорошо сочетается с керамикой, поскольку обладает высоким коэффициентом теплового расширения: по периметру стальной трубы там, где она входит в керамическую, необходимо оставлять довольно большой (около 10 мм) зазор, который заполняют асбестовым шнуром либо термостойким герметиком.

Однако высокая надежность и долговечность керамических дымоходов (заводская гарантия - 30 лет, а действительный срок службы, по утверждению производителей, - более 100 лет) позволяют закрыть глаза на перечисленные недостатки. Тем более что цена на изделия компании Schiedel вполне сопоставима со стоимостью импортных систем из нержавеющей стали - сравнительно дорог лишь комплект первых трех метров дымохода, включающий конденсатосборник, ревизию, узел подключения и шибер. Например, дымоход высотой 10 м системы Uni с керамическими трубами диаметром 200 мм без вентиляционного канала стоит около 43 тыс. руб.

Сравнительная стоимость двухконтурного модуля из нержавеющей стали длиной 1000 мм, руб.

Сколько труб в самый раз?

Вопрос о возможности подключения двух каминов к одному дымоходу относится к разряду спорных. Согласно требованиям СНиП 41-01-2003, "для каждой печи, как правило, следует предусматривать отдельную дымовую трубу или канал... Допускается присоединять к одной дымовой трубе две печи, расположенные в одной квартире на одном этаже. При соединении дымовых труб в них следует предусматривать рассечки (срединные стенки, делящие дымоход на два канала. - Ред. ) высотой не менее 1 м от низа соединения труб". Что касается рассечки, то ее можно сделать только в кирпичном дымоходе. Если же дымоход модульный, достаточно при помощи тройника подсоединить трубу второй топки к трубе первой (если дымовые каналы имеют разный диаметр, то меньший врезают в больший), после чего необходимо увеличить сечение канала. Насколько? Одни специалисты считают, что если запланирована одновременная эксплуатация топок, то площадь сечения определяют простым суммированием. Другие полагают, что достаточно "накинуть" 30-50 %, так как две топки лучше прогреют общую трубу и тяга усилится, но это касается только дымоходов высотой более 6 м.

При подключении к одному дымоходу двух печей, находящихся на разных этажах, все намного сложнее. Практика показывает, что такие системы работают, но лишь при тщательном расчете и многочисленных дополнительных условиях (увеличение высоты дымохода, установка шиберов после нижней топки и на вводном патрубке верхней, соблюдение очередности растопки либо полное исключение одновременной эксплуатации и т. д.).

Обращаем ваше внимание на то, что все сказанное в данном разделе относится только к каминам с закрытой топкой. Открытая топка более пожароопасна и требовательна к тяге, поэтому не допускает никаких «вольностей» и требует сооружения отдельного дымохода.

На улице столбом, в избе скатертью

Плохая тяга, как правило, возникает из-за ошибок при проектировании дымохода. Стремление объяснить ее неблагоприятными погодными условиями (перепадами атмосферного давления и температуры воздуха) необоснованно, поскольку при грамотном решении учитываются и эти факторы. Перечислим причины плохой тяги и ее периодического опрокидывания (то есть возникновения обратной тяги):

Гораздо труднее определить причину в каждом конкретном случае, так как часто действуют сразу несколько факторов, ни один из которых не играет самостоятельной роли. Чтобы улучшить тягу, необходимо изменить конструкцию дымохода, иногда не слишком существенно (например, увеличить толщину термоизоляции на последних полутора-двух метрах трубы). Существует и такая проблема, как избыточная тяга. Справиться с ней можно при помощи шибера. Только предусмотреть его установку надо до начала монтажа дымохода.

Нет дыма без... воды

Основными газообразными продуктами сгорания углеродсодержащих видов топлива являются углекислый газ и водяной пар. Кроме того, при горении испаряется влага, имеющаяся в самом топливе (дровах). В результате взаимодействия водяных паров с окислами серы и азота образуются пары кислот слабой концентрации, конденсирующиеся на внутренней поверхности дымохода при их охлаждении до температуры ниже критической (при сжигании древесины - около 50

Если топить в холодное время года камин с наружным неутепленным металлическим дымоходом, количество конденсата может измеряться литрами в сутки. Кирпичная труба способна аккумулировать тепло, поэтому ведет себя иначе: конденсат образуется только на этапе прогрева трубы (правда, это довольно большой промежуток времени). К тому же материал частично впитывает конденсат, поэтому последний не слишком заметен, что, впрочем, не мешает ему оказывать разрушающее воздействие на кладку. Если интенсивность горения невелика, а температура окружающего воздуха низкая, кирпич может остыть, и конденсат снова начнет образовываться. При недостаточной толщине утеплителя и невысокой температуре отводимых газов (топка отрегулирована на длительное горение) конденсат способен появиться и в модульном дымоходе типа "сандвич". Так или иначе, полностью избавиться от конденсата невозможно, следует лишь уменьшить до минимума его количество (основное средство для этого - применение более эффективной термоизоляции) и не допустить протечек.

Мы затронули лишь небольшую часть проблем, связанных с сосуществованием трубы и дыма. Попытаться в одной статье ответить на все вопросы, возникающие у владельцев каминов, - задача невыполнимая. Часто требуется индивидуальный подход, и, как отмечают специалисты, правильное решение порой могут подсказать лишь опыт и профессиональная интуиция.

Редакция благодарит компании Raab, Rosinox, Schiedel , Tulikivi , «Маэстро», «НИИ КМ», «Сауны и Камины», «ЭкоКамин» за помощь в подготовке материала.

Красивая эмалированная печь подразумевает красивый эмалированный дымоход.
Разве можно поставить нержавейку?

Новый продукт

Эти эмалированные дымоходы покрыты особым составом высокой термостойкости и кислотостойкости. Эмаль выдерживает очень высокие температуры дымовых газов.

Например, модульные дымоходные системы «LOKKI» производства новосибирского завода «СибУниверсал» имеют такие данные:

• Рабочая температура дымохода 450°С, допускается кратковременное повышение температуры до 900°С.
• Способен выдержать температуру «печного пожара» 1160°С на протяжении 31 минуты. Хотя норматив составляет 15 минут.

Температура дымовых газов

В таблице мы собрали показатели температуры отходящих дымовых газов разных отопительных приборов.

После сопоставления нам становится понятно, что рабочая температура эмалированных дымоходов 450°С не подходит для русских печей и каминов на дровах, банных печей на дровах и угольных котлов, а для всех других видов отопительных приборов этот дымоход вполне подходит.

В описаниях дымоходов системы «Локки» так прямо и сказано, что они предназначены для подключения к любым типам отопительных приборов с рабочей температурой отходящих газов от 80°С до 450°С.

Обратите внимание. Мы любим раскочегарить банную печь докрасна на всю катушку. Да ещё на протяжении длительного времени. Именно потому так высока температура дымовых газов, и именно поэтому так часто в банях происходят пожары.
В указанных случаях, особенно в банных печах, можно использовать толстостенную стальную или чугунную трубу в качестве первого элемента после печи. Дело в том, что основная часть горячих газов охлаждается до приемлемой температуры (меньше 450°С) уже на первом элементе трубы.

Что такое термостойкая эмаль?

Сталь – материал прочный, но имеет существенный недостаток – склонность к коррозии. Чтобы трубы из металла выдерживали неблагоприятные условия, их покрывают защитными составами. Одним из вариантов защитного состава является эмаль, а поскольку речь идет о дымоходах, то эмаль должна быть термостойкой.

Обратите внимание: эмалированные дымоходы имеют двухслойное покрытие, металлическую трубу покрывают сначала грунтовой, а потом покровной эмалью.

Чтобы придать эмали необходимые свойства, в процессе ее приготовления в расплавленную шихту вводят специальные добавки. Основа грунтовой и покровной эмали одинакова, для изготовления шихты используется расплав из:

• Кварцевого песка;
• Каолина;
• Поташа и еще ряда минеральных веществ.

А вот добавки для покровной и грунтовой эмали используются разные. В грунтовый состав вводятся оксиды металлов (никеля, кобальта и пр.). Благодаря этим веществам, обеспечивается надежное сцепление металла со слоем эмали.

В состав покровной эмали добавляют оксиды титана, циркония, а также фториды некоторых щелочных металлов. Эти вещества обеспечивают не только повышенную термостойкость, но и прочность покрытия. А для придания покрытию декоративных свойств в процессе приготовления покровной эмали в расплавленный состав вводятся цветные пигменты

Материал труб

Внимание. Малый вес тонкостенного металла и минеральной ваты позволяет обходиться без устройства специального фундамента дымоходной системы. Трубы монтируются на кронштейнах на любой стене.

Комплектация

В двухстенном исполнении пространство между трубами заполняется минеральной (базальтовой) ватой, которая является негорючим материалом с температурой плавления больше 1000 градусов.

Производители и поставщики эмалированных дымоходных систем предлагают широкий ассортимент комплектующих:

• Трубы двухконтурные и одноконтурные.
• Отводы двухконтурные и одноконтурные.
• Тройники.
• (задвижки) поворотные с фиксацией.
• Крышные разделки — узлы для прохода кровли.
• Потолочные разделки – узлы для прохода потолка.
• Зонты.
• Оголовки.
• Заглушки.
• Фланцы, в том числе декоративные.
• Защитные экраны.
• Крепёж: хомуты, кронштейны, окошки прочистки.

Монтаж

В любом случае дымоход начинаем монтировать «от печки», от отопительного прибора, то есть снизу вверх.

1. Внутренняя труба каждого следующего элемента входит внутрь предыдущего элемента. Это предотвращает попадание конденсата или атмосферных осадков на базальтовый утеплитель. А наружная труба, которую часто называют обечайкой, одевается на предыдущую трубу.
2. По требованиям нормативов пожарной безопасности, посадка труб (глубина насадки) должна быть не меньше половины диаметра внешней трубы.
3. Места стыковки уплотняются хомутами или сажаются на конус. Это определяет производитель конструкции. Для надёжного уплотнения существуют герметики с рабочей температурой 1000°С.
4. Стыки труб с тройниками или отводами обязательно крепятся хомутами.
5. Кронштейны крепления к стене устанавливаются не реже, чем через 2 метра.
6. Каждый тройник крепится на отдельный опорный кронштейн.
7. Трасса дымохода не должна иметь горизонтальных участков более одного метра.
8. В местах прохода стен, потолка и крыши необходимо использовать элементы, соответствующие требованиям пожарной безопасности.
9. Трассы дымоходов не должны соприкасаться с коммуникациями газа, электричества и другими.

В процессе проведения монтажных работ необходимо соблюдать разумную осторожность. Рекомендуется использовать только прорезиненный инструмент, это позволит избежать нарушения целостности покрытия труб (сколов, трещин). Это очень важно, так как в месте повреждения эмали начинает развиваться коррозионный процесс, разрушающий трубу.

В целом можно сказать, что подобные дымоходы имеют несомненные эстетические преимущества, по сравнению с нержавеющими. Но технических, эксплуатационных и монтажных преимуществ не находится.