Temperatura de los humos a la salida del conducto de la caldera de gas. Desplazamiento de la chimenea: causa de tiro y temperatura de los humos deficientes Aplicación de la temperatura de los humos de la caldera

Fuera de la ventana - húmedo tarde de otoño, y un fuego arde brillantemente en la chimenea, y una calidez muy especial llena la habitación ... Para hacer realidad este idilio rural, necesita una chimenea bien diseñada e instalada, que, desafortunadamente, a menudo se recuerda en último lugar.

El grado de confiabilidad y eficiencia de las chimeneas depende en gran medida de los dispositivos conectados a ellas. dispositivos de calefacción, y viceversa. Por lo tanto, para cada tipo de chimeneas hay Mejor opción Chimenea.

Chimeneas muy diferentes

Y finalmente, el último tipo: estufas de chimenea. casa característica distintiva dispositivos similares, dándoles una semejanza a un horno de verdad, - la presencia de un canal de humo incorporado, a través del cual los gases de combustión se enfrían a una temperatura bastante baja. En este sentido, existe la necesidad de una chimenea modular de mampostería maciza o bien aislada.

Camino al humo!

Toques etnográficos

Chimeneas bastante exóticas fueron equipadas con casas de colonos coreanos en la región de Ussuri. Así es como V. K. Arseniev los describió: “Dentro ... hay un canal de arcilla. Ocupa más de la mitad de la habitación. Pasar por debajo del canal chimeneas, calentando los suelos de las habitaciones y difundiendo el calor por toda la casa. Las chimeneas se sacan a un gran árbol hueco que reemplaza a la chimenea”.

Algunos pueblos de la región del Volga y Siberia hasta los años 30. siglo 20 Chuval estaba muy extendido: un hogar de pared abierto con una chimenea recta colgando sobre él. El hogar se construía con piedras o troncos cubiertos con una capa de arcilla, y la chimenea se hacía con madera hueca y postes delgados untados con arcilla. En invierno, el chuval se calentaba todo el día, la tubería se tapaba por la noche.

chimeneas de ladrillo hasta hace poco, tanto en la edificación urbana como en la rural, prácticamente no existían alternativas. Ser versátil material estructural, el ladrillo le permite variar la cantidad de canales de la chimenea y el grosor de la pared (puede hacer los engrosamientos necesarios en los lugares donde pasan los techos, los techos, así como durante la construcción de la parte exterior de la chimenea). Con la observancia de las tecnologías de construcción, una chimenea de ladrillo es muy duradera. Sin embargo, también tiene desventajas. Debido a la masa significativa (tubería con una sección transversal de 260

Para el dispositivo de una chimenea de ladrillo, se necesita una calificación muy alta de los constructores. ¿Cuáles son los errores de construcción más comunes? Esta es la elección de ladrillos de baja calidad o inadecuados (tabiques o ladrillos de pared débilmente quemados); el espesor de las juntas de mampostería es superior a 5 mm; acostado en el borde; el uso de mampostería escalonada ("dentada") en secciones inclinadas; preparación inadecuada de la solución (por ejemplo, si se elige la proporción de partes de arcilla y arena sin tener en cuenta el contenido de grasa de la arcilla), división o corte de ladrillos incorrectos; relleno y revestimiento desatentos de juntas de mampostería (la presencia de huecos y juntas verticales dobles); tendido de tuberías cerca de estructuras hechas de materiales combustibles.

La condición de la tubería de ladrillo requiere un monitoreo constante. Anteriormente, seguramente estaba encalado, ya que es más fácil notar el hollín en una superficie blanca, lo que indica la presencia de grietas.

Opinión experta

tubo de ladrillo sirvió fielmente al hombre durante siglos. Colocar estufas y chimeneas de este material es casi un arte. La paradoja es que durante el período de masa construcción de casa de campo en nuestro país, esta habilidad ha sufrido graves daños. Las consecuencias del "trabajo" de numerosos desafortunados fabricantes de estufas fueron tristes y, lo que es más importante, despertaron la desconfianza hacia los hornos de ladrillos y las chimeneas. Y, por lo tanto, han surgido y permanecen condiciones favorables para promover los sistemas de chimenea listos para la fábrica en el mercado interno.

Alejandro Zhilyakov,
Responsable del departamento mayorista de la empresa "Saunas y Chimeneas"

Tubos de acero inoxidable se puede atribuir con seguridad al tipo de chimenea más utilizado en la actualidad. Acero sistemas modulares tienen una serie de ventajas innegables. Los principales son el bajo peso, la facilidad de instalación, una amplia selección de tuberías de diferentes diámetros y longitudes, así como elementos perfilados. chimeneas de acero se fabrican en dos versiones, de uno y dos circuitos (la última, en forma de "sándwich" de dos tubos coaxiales con una capa de aislamiento térmico incombustible). Los primeros están diseñados para instalarse en habitaciones con calefacción, conectando una chimenea a una chimenea existente, así como para desinfectar viejas tuberías de ladrillo. Los segundos están terminados. solución constructiva, igualmente apto para instalar una chimenea tanto en el interior del edificio como en el exterior. Un tipo especial de canales de humo hechos de acero inoxidable: mangas corrugadas flexibles de pared simple y doble (sin aislamiento térmico).

Para la producción de chimeneas de circuito único y tuberías internas de chimeneas tipo "sándwich", se utiliza chapa de acero aleado resistente al calor y al ácido (generalmente de 0,5-0,6 mm de espesor). Las chimeneas de un solo circuito fabricadas en acero al carbono, recubiertas por fuera y por dentro con un esmalte negro especial (como, por ejemplo, en el surtido de Bofill, España), incluso superan en resistencia al calor a las tuberías de acero inoxidable; tampoco le temen al condensado, pero solo si el revestimiento está intacto, que es fácil de dañar (por ejemplo, al limpiar la chimenea). La vida útil de las tuberías sin recubrimiento de acero "negro" de 1 mm de espesor no supera los 5 años.

La carcasa (carcasa) de las tuberías "sándwich", por regla general, está hecha de acero inoxidable ordinario (no resistente al calor), que se pule electroquímicamente hasta obtener un acabado de espejo, y algunos fabricantes, como Jeremias (Alemania), ofrecen Pintura en esmalte en cualquier color según la escala RAL. El uso de una carcasa de acero galvanizado solo se justifica cuando se instala una chimenea en el interior del edificio. En el exterior, una tubería de este tipo, si la chimenea se usa activamente, no durará mucho: debido al calentamiento periódico, la corrosión se intensifica.

Opinión experta

Los aceros inoxidables utilizados para la fabricación de chimeneas se dividen en dos categorías: ferrita magnética (en sistema americano Los estándares ASTM son AISI 409, 430, 439, etc.) y austeníticos no magnéticos (AISI 304, 316, 321, etc.). Según nuestras pruebas de acero AISI 409 (composición: 0,08 % C, 1 % Mn, 1 % Si, 10,5-11,75 % Cr, 0,75 % Ti), el valor de temperatura crítica en el tubo interior del fragmento de chimenea aislado, en el que el efecto de la corrosión intercristalina se hizo notable, era igual a 800-900

Aleksey Matveev,
Responsable del departamento comercial de la empresa "NII KM"

La capa de aislamiento térmico en tuberías "sándwich" resuelve tres problemas a la vez: evita la hipotermia que afecta negativamente al tiro gases de combustión, no permite que la temperatura de las paredes interiores de la chimenea descienda hasta el punto de rocío y, finalmente, proporciona una temperatura ignífuga de las paredes exteriores. Elección Materiales aislantes pequeño: generalmente es algodón - basalto (Rockwool, Dinamarca; Paroc, Finlandia) u organosilicio (Supersil, "Elits", ambos - Rusia), arena de perlita (pero solo se puede cubrir durante la instalación de la chimenea).

Una característica tan importante de la chimenea como la estanqueidad a los gases depende del diseño de las uniones de los tubos, por lo que cada fabricante se esfuerza por llevarlo a la perfección. Así, la estanqueidad de la chimenea de Hild (Francia) se realiza mediante acoplamientos de centrado; las abrazaderas incluidas en la entrega de cada módulo engarzan una protuberancia anular doble formada en la unión. Las chimeneas Raab tienen una conexión en forma de cono en combinación con un collar. En los sistemas de Selkirk (Gran Bretaña), se puede lograr una alta estanqueidad al gas gracias al diseño especial de la abrazadera. La gran mayoría de las chimeneas de acero inoxidable se montan de forma tradicional, y aquí mucho depende de la calidad de las piezas. Habitualmente, el módulo superior se coloca sobre el inferior, sin embargo, los de un solo circuito, y para la colocación exterior, los módulos de doble circuito deben unirse, insertando el superior en el inferior, lo que evitará la fuga de condensado a través del articulaciones

Chimeneas para chimeneas de diferentes características

* - cuando se utilizan maderas duras, carbón como combustible, así como con tiro excesivo, la temperatura puede exceder el valor especificado;
** - para estufas de chimenea de talcomagnesita; para metal - hasta 400

Chimeneas de cerámica- estos son los mismos "sándwiches", pero "cocidos" según una receta completamente diferente. El tubo interior es una cerámica hecha de masa de arcilla refractaria, la capa intermedia es lana de basalto sin cambios, la exterior son secciones de hormigón ligero o acero inoxidable espejo. Dichos sistemas son presentados en el mercado nacional por Schiedel (Alemania).

Las chimeneas de cerámica son resistentes a altas temperaturas (hasta 1000

Hay sistemas cerámicos y sus desventajas. Las chimeneas con una carcasa de hormigón tienen una masa significativa (1 m lineal pesa 80 kg), solo se pueden usar como indígenas (independientes), no permiten eludir obstáculos. El "eslabón débil" de tales chimeneas es el nodo de conexión. Los fabricantes prevén el uso de un módulo de metal (módulos), que tiene una vida útil más corta y, por lo tanto, requerirá reemplazo en el futuro, lo que debe tenerse en cuenta al construir una chimenea.

Chimeneas Raab con tubo interior de acero inoxidable y envolvente de hormigón:
con conducto de ventilación (a)
o sin ella (b)

Y finalmente, el metal no va bien con la cerámica, ya que tiene un alto coeficiente de expansión térmica: alrededor del perímetro de la tubería de acero, donde ingresa a la cerámica, es necesario dejar un espacio bastante grande (unos 10 mm). , que se rellena con cordón de asbesto o sellador resistente al calor.

Sin embargo, la alta confiabilidad y durabilidad de las chimeneas de cerámica (la garantía de fábrica es de 30 años y la vida útil real, según los fabricantes, es de más de 100 años) permite hacer la vista gorda ante las deficiencias enumeradas. Además, el precio de los productos Schiedel es bastante comparable con el costo de los sistemas de acero inoxidable importados: solo un juego de los primeros tres metros de la chimenea, que incluye una trampa de condensados, revisión, unidad de conexión y compuerta, es relativamente costoso. Por ejemplo, una chimenea con una altura de 10 m del sistema Uni con tubos de cerámica con un diámetro de 200 mm sin conducto de ventilación cuesta alrededor de 43 mil rublos.

Costo comparativo de un módulo de acero inoxidable de dos circuitos de 1000 mm de largo, frotar.

¿Cuántas pipas a la derecha?

La cuestión de la posibilidad de conectar dos chimeneas a una chimenea es discutible. De acuerdo con los requisitos de SNiP 41-01-2003, "para cada horno, por regla general, se debe proporcionar una chimenea o canal separado ... Se permite conectarlo a uno Chimenea Dos hornos ubicados en el mismo departamento en el mismo piso. Al conectar chimeneas, se deben proporcionar cortes en ellas (paredes intermedias que dividen la chimenea en dos canales). - ed.) al menos 1 m de altura desde el fondo de la conexión de la tubería ". En cuanto al corte, solo se puede hacer en una chimenea de ladrillo. Si la chimenea es modular, basta con conectar la tubería del segundo horno a la tubería del primero usando una te (si los canales de humo tienen diámetro diferente, luego el más pequeño se corta en el más grande), después de lo cual es necesario aumentar la sección transversal del canal. ¿Cuánto cuesta? Algunos expertos creen que si se planifica el funcionamiento simultáneo de los hornos, el área de la sección transversal se determina mediante una simple suma. Otros creen que es suficiente "tirar" 30-50%, ya que dos cámaras de combustión se calentarán mejor tubería común y el tiro aumentará, pero esto solo se aplica a chimeneas con una altura de más de 6 m.

Al conectar dos estufas ubicadas en diferentes pisos a la misma chimenea, todo es mucho más complicado. La práctica demuestra que tales sistemas funcionan, pero solo con un cálculo cuidadoso y numerosos condiciones adicionales(aumentando la altura de la chimenea, instalando compuertas después del horno inferior y en el tubo de entrada del superior, respetando el orden de encendido o eliminando por completo el funcionamiento simultáneo, etc.).

Llamamos su atención sobre el hecho de que todo lo dicho en esta sección se aplica solo a las chimeneas con una cámara de combustión cerrada. Una cámara de combustión abierta es más peligrosa para el fuego y exige más tiro, por lo tanto, no permite ninguna "libertad" y requiere la construcción de una chimenea separada.

En la calle con un pilar, en la choza con un mantel

El tiro deficiente generalmente se debe a errores en el diseño de la chimenea. El deseo de explicarlo por condiciones climáticas adversas (diferencias presión atmosférica y temperatura del aire) no es razonable, ya que estos factores también se tienen en cuenta con una decisión competente. Enumeramos las causas de la mala tracción y su vuelco periódico (es decir, la aparición de empuje inverso):

Es mucho más difícil determinar la causa en cada caso concreto, ya que suelen actuar varios factores a la vez, ninguno de los cuales juega un papel independiente. Para mejorar el tiro, es necesario cambiar el diseño de la chimenea, a veces no demasiado (por ejemplo, aumentar el espesor del aislamiento térmico en el último metro y medio a dos metros de la tubería). También existe un problema como la tracción excesiva. Puedes lidiar con eso con la ayuda de una puerta. Solo es necesario prever su instalación antes de iniciar la instalación de la chimenea.

No hay humo sin... agua

Los principales productos de la combustión gaseosa de los combustibles carbonosos son el dióxido de carbono y el vapor de agua. Además, durante la combustión, la humedad presente en el propio combustible (madera) se evapora. Como resultado de la interacción del vapor de agua con los óxidos de azufre y nitrógeno, se forman vapores ácidos de baja concentración, que se condensan en la superficie interna de la chimenea cuando se enfrían a una temperatura inferior a la crítica (cuando se quema madera, aproximadamente 50

Si calienta una chimenea en la estación fría con un exterior sin aislamiento chimenea metalica, la cantidad de condensado se puede medir en litros por día. Una tubería de ladrillo puede acumular calor, por lo tanto, se comporta de manera diferente: el condensado se forma solo en la etapa de calentamiento de la tubería (aunque este es un período de tiempo bastante largo). Además, el material absorbe parcialmente el condensado, por lo que este último no se nota demasiado, lo que, sin embargo, no evita que ejerza un efecto destructivo sobre la mampostería. Si la intensidad de la combustión es baja y la temperatura ambiente es baja, el ladrillo puede enfriarse y la condensación comenzará a formarse nuevamente. Con espesor insuficiente del aislamiento y baja temperatura de los gases de escape (el horno se ajusta a larga quema) el condensado también puede aparecer en una chimenea modular del tipo "sándwich". De una forma u otra, es imposible deshacerse por completo del condensado, solo necesita reducir su cantidad al mínimo (el medio principal para esto es el uso de un aislamiento térmico más efectivo) y evitar fugas.

Hemos tocado solo una pequeña parte de los problemas asociados con la coexistencia de una pipa y el humo. Intentar en un artículo responder a todas las preguntas que surgen de los propietarios de chimeneas es una tarea imposible. A menudo se requiere un enfoque individual y, como señalan los expertos, solución correcta a veces solo la experiencia y la intuición profesional pueden decirlo.

Los editores quisieran agradecer a Raab, Rosinox, Schiedel, Tulikivi, Maestro, NII KM, Saunas and Fireplaces, EcoKamin por su ayuda en la preparación del material.

S.V. Golovaty, ingeniero;
AV. Lesnykh, profesor titular;
d.t.s. K. A. Shtym, Profesor, Jefe Adjunto del Departamento de trabajo científico, Departamento de Ingeniería de Energía Térmica e Ingeniería de Calor Escuela de Ingeniería, Lejano Oriente universidad federal, Vladivostok

Las chimeneas funcionan en condiciones difíciles: con cambios de temperatura, presión, humedad, efectos agresivos de los gases de combustión, cargas de viento y cargas por su propio peso. Como resultado de efectos mecánicos (potencia y temperatura), químicos y combinados, se producen daños en las estructuras de la chimenea.

Uno de los problemas de convertir las fuentes de calor para quemar gas natural es la posibilidad de condensación del vapor de agua de los gases de combustión en las chimeneas. A su vez, la formación de condensados ​​en la superficie interior de las chimeneas y las consecuencias de este proceso negativo (como la humectación estructuras de carga, aumento de la conductividad térmica de las paredes, descongelación, etc.) dan lugar a los siguientes daños más comunes en las estructuras:

1) destrucción de la capa protectora de tuberías de hormigón armado, exposición y corrosión del refuerzo;

2) destrucción de tuberías de ladrillo de ladrillo;

3) intensa corrosión por sulfatos de la superficie interior del hormigón del tronco de las tuberías de hormigón armado;

4) destrucción del aislamiento térmico;

5) terreno baldío en el revestimiento de mampostería, reducción de la estanqueidad al gas y resistencia del revestimiento;

6) destrucción del enladrillado del revestimiento de chimeneas de hormigón armado y ladrillo con escamas (destrucción superficial, pelado. - Ed. aprox.);

7) resistencia reducida del revestimiento monolítico de tuberías de hormigón armado.

Muchos años de experiencia en el funcionamiento de chimeneas confirman la conexión de los daños descritos anteriormente con la formación de condensado: por ejemplo, en el proceso de inspección visual de las superficies internas y externas de los conductos de chimenea de varias salas de calderas, los siguientes daños característicos se revelaron: profundos daños por erosión en casi toda la altura de la chimenea; en zonas de condensación activa de vapor de agua, se observa destrucción de ladrillos a una profundidad de 120 mm, aunque la superficie del tronco está en condiciones de trabajo.

Cabe señalar que para diferentes tipos combustible, el contenido de vapor de agua en los gases de combustión será diferente. Asi que, el numero mas grande la humedad está contenida en los gases de combustión del gas natural, y la menor cantidad de vapor de agua está contenida en los productos de combustión del fuel oil y el carbón (tabla).

Mesa. Composición de los gases de combustión durante la combustión del gas natural.

El objeto de estudio es una chimenea de ladrillo con una altura de H = 80 m, diseñada para evacuar los humos de 5 calderas de vapor DE-16-14. Para esta chimenea se tomaron medidas a una temperatura exterior de -5 °C y una velocidad del viento de 5 m/s. En el momento de las mediciones se encontraban en funcionamiento dos calderas, DE-16-14: st. nº 4 con una carga de 8,6 t/h (53,7% de la nominal) y st. Nº 5 con una carga de 9,5 t/h (59,3% de la nominal), cuyos parámetros de operación se utilizaron para establecer las condiciones de contorno. La temperatura de los humos era de 124 °C en la caldera. No. 4 y 135 O C - en la caldera st. N° 5. La temperatura de los gases de escape a la entrada de la chimenea fue de 130°C. El coeficiente de exceso de aire a la entrada de la chimenea fue de α=1,31 (O 2 =5%). El consumo total de gases de combustión es de 14,95 mil m 3 /h.

Sobre la base de los resultados de la medición, se simularon varios modos de funcionamiento de la chimenea. La composición y la temperatura medidas de los gases de combustión se tuvieron en cuenta al calcular las características del flujo de gases de combustión. El cálculo tuvo en cuenta las condiciones meteorológicas y climatológicas en el momento de las mediciones (temperatura del aire exterior, velocidad del viento). En el proceso de modelado, para el análisis, se calcularon los modos de operación de la fuente de calor bajo cargas y condiciones climáticas en el momento de las mediciones. Como se sabe, la temperatura de condensación del vapor de agua en los gases de escape en las chimeneas comienza a temperaturas de la superficie interna de 65-70 ° C.

De acuerdo con los resultados del cálculo de la formación de condensado durante el funcionamiento de la fuente de calor, en el momento de las mediciones, la temperatura de los gases de combustión en la superficie interna de la tubería era de 35-70 ° C. En estas condiciones, se puede formar condensación de vapor de agua en toda la superficie de la tubería. Para evitar la formación de condensado de vapor de agua en la superficie interna de la chimenea, se seleccionó el modo de funcionamiento del equipo de la sala de calderas, que garantizará un flujo de humos suficiente y una temperatura en la superficie interna de la chimenea de al menos 70 ° C. Para evitar la formación de condensados ​​en la superficie interior de la chimenea, es necesario trabajar con tres calderas a carga nominal D nom a -20 °C y dos calderas a +5 °C.

La figura muestra la dependencia del flujo de gases de escape (con una temperatura de 140 ° C) a través de la chimenea de la temperatura del aire exterior.

Literatura

1. El uso de recursos energéticos secundarios / O. L. Danilov, V. A. Munts; USTU-UPI. - Ekaterimburgo: USTU-UPI, 2008. - 153 p.

2. Procesos de trabajo y problemas de mejora de las superficies convectivas de las unidades de caldera / N.V. Kuznetsov; Gosenergoizdat, 1958. - 17 p.

Temperatura de los gases de combustión y del aire entrar en el colector de humo no debe ser superior a 500 ° C. No puede sobrestimar el volumen del colector de humo (es difícil crear el estrés térmico necesario en un colector de humo grande), pero no puede subestimar su tamaño: es difícil crear el vacío necesario en un pequeño colector de humo: no hará frente a gran cantidad gases de combustión y aire. Cada chimenea tiene su propia caja de humos según su tamaño. Las superficies internas del colector de humos deben ser lisas.” Al nivel del paso, se debe instalar una puerta de limpieza herméticamente sellada a cada lado.

Como se señaló anteriormente, la combustión del combustible en las chimeneas se produce con un exceso múltiple de aire. La chimenea no tiene puerta de entrada, el paso del humo desde el hogar hasta el ambiente está bloqueado por un flujo constante de aire dirigido desde el ambiente hasta el hogar y luego a través de la chimenea hacia la atmósfera. de humos y aire, la chimenea debe tener una sección suficiente con una superficie interior extremadamente lisa. La sección transversal de la chimenea debe corresponder a la sección transversal de la entrada de la chimenea. Se sabe que cuanto más alta es la chimenea, más tiro se crea en ella. Esto debe tenerse en cuenta, pero sobre esta base, la sección de la chimenea no debe subestimarse.

Según investigadores suecos, la relación entre el área de la sección transversal de una chimenea rectangular y el área de la entrada de la chimenea con una altura de chimenea de 5 m debe ser del 12 por ciento; con una altura de chimenea de 10 m - 10 por ciento.

Una chimenea moderna no es solo un tubo para eliminar los productos de la combustión, sino estructura de ingenieria, de la que dependen directamente la eficiencia de la caldera, la eficiencia y la seguridad de todo el sistema de calefacción. fumar, empuje inverso y, finalmente, un incendio: todo esto puede suceder como resultado de una actitud mal concebida e irresponsable hacia la chimenea. Es por eso que debe tomarse en serio la selección del material, los componentes y la instalación de la chimenea. El objetivo principal de la chimenea es eliminar los productos de la combustión del combustible a la atmósfera. La chimenea crea un tiro, bajo cuya influencia se forma aire en el horno, que es necesario para la combustión del combustible, y los productos de combustión se eliminan del horno. La chimenea debe crear las condiciones para combustión completa combustible y excelente tracción. Y, sin embargo, debe ser confiable y duradero, fácil de instalar y duradero. Y por ello, elegir una buena chimenea no es tan fácil como pensamos.

Chimeneas de ladrillo y calderas modernas

Resistencias locales en una chimenea rectangular

Pocas personas saben que la única forma correcta de la chimenea es un cilindro. Esto se debe al hecho de que los remolinos formados en ángulo recto impiden la eliminación del humo y provocan la formación de hollín. Todos chimeneas caseras Las formas cuadradas, rectangulares e incluso triangulares no solo resultan más caras que incluso una chimenea redonda de acero, sino que también crean muchos problemas y, lo que es más importante, pueden reducir la eficiencia de la chimenea. mejor caldera del 95 al 60%

sección redonda Chimenea

Antiguas calderas funcionaban sin regulación automática y altas temperaturas de los gases de combustión. Como resultado, las chimeneas casi nunca se enfriaban y los gases no se enfriaban por debajo del punto de rocío y, como resultado, no estropeaban las chimeneas, pero al mismo tiempo se desperdiciaba mucho calor para otros fines. Además, este tipo de chimenea tiene un tiro relativamente bajo debido a la superficie porosa y rugosa.

Las calderas modernas son económicas, su potencia se regula según las necesidades de las instalaciones calentadas y, por lo tanto, no funcionan todo el tiempo, sino solo durante los períodos en que la temperatura en la habitación desciende por debajo de la establecida. Así, hay periodos de tiempo en los que la caldera no funciona y la chimenea se enfría. Las paredes de la chimenea, que funcionan con una caldera moderna, casi nunca se calientan a una temperatura superior a la temperatura del punto de rocío, lo que conduce a una acumulación constante de vapor de agua. Y esto, a su vez, provoca daños en la chimenea. Una chimenea de ladrillo vieja puede colapsar bajo nuevas condiciones de trabajo. Dado que los gases de escape contienen: CO, CO2, SO2, NOx, la temperatura de los gases de escape de las calderas de gas montadas en la pared es bastante baja: 70 - 130 °C. Caminando solo chimenea de ladrillo, los gases de escape se enfrían y cuando el punto de rocío alcanza ~ 55 - 60 °C, precipita el condensado. El agua, al depositarse en las paredes de la parte superior de la chimenea, hará que se mojen, además, al conectarlas

SO2 + H2O = H2SO4

se forma ácido sulfúrico, que puede conducir a la destrucción del canal de ladrillo. Para evitar la condensación, se recomienda utilizar una chimenea aislada o dentro de una chimenea existente. canal de ladrillo instalar tubería de acero inoxidable.

Condensación

En condiciones óptimas funcionamiento de la caldera (temperatura de los humos en la entrada 120-130°C, en la salida de la boca de la tubería - 100-110°C) y una chimenea calentada, el vapor de agua se lleva junto con los humos al fuera. Cuando la temperatura en la superficie interior de la chimenea está por debajo de la temperatura del punto de rocío de los gases, el vapor de agua se enfría y se deposita en las paredes en forma de pequeñas gotas. Si esto sucede con frecuencia, Enladrillado las paredes de los canales de humo y la tubería están saturadas de humedad y colapsan, y aparecen depósitos resinosos negros en las superficies exteriores de la tubería. En presencia de condensado, el tiro se debilita bruscamente, el olor a quemado se siente en las habitaciones.

Los gases de combustión salientes, a medida que se enfrían en las chimeneas, disminuyen de volumen y el vapor de agua, sin cambiar de masa, satura gradualmente los gases salientes con humedad. La temperatura a la que el vapor de agua satura por completo el volumen de los gases de escape, es decir, cuando humedad relativa serán iguales al 100% - es la temperatura del punto de rocío: el vapor de agua contenido en los productos de combustión comienza a convertirse en estado liquido. La temperatura del punto de rocío de los productos de combustión de varios gases es de 44 -61°С.

Condensación

Si los gases que pasan canales de humo, se enfrían fuertemente y bajan su temperatura a 40 - 50 ° C, luego el vapor de agua, formado como resultado de la evaporación del agua del combustible y la combustión del hidrógeno, se deposita en las paredes de los canales y la chimenea. La cantidad de condensado depende de la temperatura de los gases de combustión.

Grietas y agujeros en la tubería a través de los cuales aire frio, también contribuyen al enfriamiento de los gases ya la formación de condensados. Cuando la sección del canal de la tubería o chimenea es superior a la requerida, los gases de combustión ascienden lentamente por ella y el aire frío exterior los enfría en la tubería. Gran influencia la superficie de las paredes de las chimeneas también afecta la fuerza de tracción, cuanto más lisas son, más fuerte es la tracción. La aspereza en la tubería ayuda a reducir la tracción y atrapar el hollín sobre sí misma. La formación de condensado también depende del espesor de la pared de la chimenea. Las paredes gruesas se calientan lentamente y retienen bien el calor. Las paredes más delgadas se calientan más rápido, pero retienen mal el calor, lo que conduce a su enfriamiento. Espesor de mampostería paredes de ladrillo chimeneas que atraviesan paredes internas edificio, debe ser de al menos 120 mm (medio ladrillo), y el espesor de la pared de la chimenea y conductos de ventilación ubicado en las paredes exteriores del edificio - 380 mm (un ladrillo y medio).

La temperatura del aire exterior tiene una gran influencia en la condensación del vapor de agua contenido en los gases. En verano, cuando la temperatura es relativamente alta, la condensación en las superficies internas de las chimeneas es demasiado pequeña, ya que sus paredes se enfrían durante mucho tiempo, por lo tanto, la humedad se evapora instantáneamente de las superficies bien calentadas de la chimenea y no se forma condensación. EN horario de invierno año cuando temperatura exterior Tiene significado negativo, las paredes de la chimenea se enfrían fuertemente y aumenta la condensación de vapor de agua. Si la chimenea no está aislada y se enfría mucho, se produce una mayor condensación de vapor de agua en las superficies internas de las paredes de la chimenea. La humedad se absorbe en las paredes de la tubería, lo que provoca la humedad de la mampostería. Esto es especialmente peligroso en invierno, cuando se forman tapones de hielo en las secciones superiores (en la boca) bajo la influencia de las heladas.

formación de hielo de la chimenea

No se recomienda colocar bisagras calderas de gas a chimeneas de grandes secciones transversales y alturas: el tiro se debilita, aumenta la formación de condensación en las superficies internas. La formación de condensado también se observa cuando las calderas están conectadas a chimeneas muy altas, ya que una parte importante de la temperatura de los humos se gasta en calentar una gran superficie de absorción de calor.

Aislamiento de chimenea

Para evitar el sobreenfriamiento de los gases de combustión y la condensación en las superficies internas de los conductos de humos y ventilación, es necesario resistir espesor óptimo muros exteriores o aislarlos del exterior: yeso, cerrar con losas de hormigón armado o de hormigón de ceniza, escudos o ladrillos de arcilla.
Tubos de acero debe estar preaislado o aislado. El tipo y el grosor del aislamiento lo ayudarán a elegir cualquier fabricante.

La reducción de la temperatura de los gases de combustión se puede lograr mediante:

Selección tamaños óptimos y demás características del equipo en función de la potencia máxima requerida, teniendo en cuenta el margen de seguridad estimado;

Intensificación de la transferencia de calor al proceso tecnológico mediante el aumento del flujo de calor específico (en particular, con la ayuda de turbulenciadores que aumentan la turbulencia de los flujos de fluido de trabajo), aumentando el área o mejorando las superficies de intercambio de calor;

Recuperación de calor de gases de combustión mediante un proceso tecnológico adicional (por ejemplo, calentamiento de agua de alimentación adicional mediante un economizador);

. instalación de un calentador de aire o agua, o la organización del precalentamiento del combustible debido al calor de los gases de combustión. Cabe señalar que el precalentamiento del aire puede ser necesario si el proceso requiere alta temperatura llama (por ejemplo, en la industria del vidrio o del cemento). El agua calentada se puede utilizar para alimentar la caldera o en los sistemas de suministro de agua caliente (incluida la calefacción centralizada);

Limpieza de las superficies de intercambio de calor de la acumulación de cenizas y partículas de carbón para mantener una alta conductividad térmica. En particular, los sopladores de hollín se pueden usar periódicamente en la zona de convección. La limpieza de las superficies de intercambio de calor en la zona de combustión se suele realizar durante la parada de los equipos para inspección y mantenimiento, pero en algunos casos se utiliza la limpieza sin parada (por ejemplo, en calentadores de refinería);

Asegurar el nivel de producción de calor correspondiente a las necesidades existentes (sin excederlas). Energía térmica la caldera se puede ajustar, por ejemplo, seleccionando el óptimo banda ancha inyectores de combustible líquido o presión óptima bajo el cual se suministra combustible gaseoso.

Posibles problemas

La reducción de la temperatura de los gases de combustión bajo ciertas condiciones puede entrar en conflicto con los objetivos de calidad del aire, por ejemplo:

El precalentamiento del aire comburente provoca un aumento de la temperatura de la llama y, en consecuencia, una formación más intensa de NOx, que puede llegar a superar los estándares de emisión establecidos. La introducción del precalentamiento del aire en instalaciones existentes puede ser difícil o no rentable debido a la falta de espacio, la necesidad de ventiladores adicionales y sistemas de supresión de NOx (si existe el riesgo de exceder las regulaciones). Cabe señalar que el método de supresión de la formación de NOx inyectando amoníaco o urea implica el riesgo de introducir amoníaco en los gases de combustión. Prevenir esto puede requerir la instalación de costosos sensores de amoníaco y un sistema de control de inyección y, en el caso de variaciones de carga significativas, sistema complejo inyección, que permite inyectar la sustancia en un área con la temperatura correcta (por ejemplo, sistemas de dos grupos de inyectores instalados a diferentes niveles);

Los sistemas de depuración de gases, incluidos los sistemas de supresión o eliminación de NOx y SOx, funcionan solo en un determinado rango de temperatura. Si los estándares de emisión establecidos requieren el uso de tales sistemas, la organización de su operación conjunta con los sistemas de recuperación puede ser difícil y rentable;

En algunos casos, las autoridades locales establecen una temperatura mínima de los gases de combustión en la salida de la tubería para garantizar una dispersión adecuada de los gases de combustión y la ausencia de una llamarada. Además, las empresas pueden por iniciativa propia aplicar esta práctica para mejorar su imagen. El público en general puede interpretar la presencia de una columna de humo visible como una indicación de contaminación ambiental, mientras que la ausencia de una columna de humo puede verse como una señal producción más limpia. Por lo tanto, bajo ciertas condiciones climáticas, algunas empresas (por ejemplo, incineradores de desechos) pueden calentar especialmente los gases de combustión antes de liberarlos a la atmósfera, utilizando gas natural. Esto resulta en energía desperdiciada.

eficiencia energética

Cuanto menor sea la temperatura de los gases de combustión, mayor será el nivel de eficiencia energética. Sin embargo, reducir la temperatura de los gases por debajo de un cierto nivel puede estar asociado con algunos problemas. En particular, si la temperatura está por debajo del punto de rocío del ácido (la temperatura a la que se condensan el agua y el ácido sulfúrico, normalmente entre 110 y 170 °C, según el contenido de azufre del combustible), se puede producir corrosión. superficies metalicas. Esto puede requerir el uso de materiales que sean resistentes a la corrosión (dichos materiales existen y pueden usarse en plantas que utilizan petróleo, gas o desechos como combustible), así como la organización de la recolección y el procesamiento de condensado ácido.

El período de amortización puede oscilar entre menos de cinco años y cincuenta años, dependiendo de muchos parámetros, incluido el tamaño de la planta, la temperatura de los gases de combustión, etc.

Las estrategias enumeradas anteriormente (con la excepción de la limpieza periódica) requieren una inversión adicional. El período óptimo para tomar una decisión sobre su uso es el período de diseño y construcción de una nueva planta. Al mismo tiempo, también es posible implementar estas soluciones en una empresa existente (si hay espacio requerido para la instalación de equipos).

Algunas aplicaciones de la energía de los gases de combustión pueden estar limitadas debido a la diferencia entre la temperatura de los gases y la demanda de cierta temperatura a la entrada del proceso consumidor de energía. El valor aceptable de esta diferencia está determinado por el equilibrio entre las consideraciones de ahorro de energía y el costo del equipo adicional necesario para usar la energía de los gases de combustión.

La posibilidad práctica de recuperación siempre depende de la disponibilidad de una posible aplicación o consumidor de la energía recuperada. Las medidas para reducir la temperatura de los gases de combustión pueden conducir a un aumento en la formación de algunos contaminantes.