Котельная труба как ключевой элемент оборудования тепловых систем

Внутренние и дымовые трубы для котельных представляют собой достаточно специфические конструкции. Характерной особенностью большинства из них является отсутствие сварного  шва, что обеспечивает существенное повышение стойкости к  внутренним деформациям.

Ниже мы опишем наиболее распространенные особенности таких труб, а также приведем рекомендации по их применению в обустройстве котельных.

Котельная труба как ключевой элемент оборудования тепловых систем

Без этих деталей работа отопительной системы будет невозможна!

Обзор продукции

Основные виды

Котельная труба как ключевой элемент оборудования тепловых систем

Бесшовные изделия

Котельными трубами на сегодняшний день именуют две разновидности трубной продукции:

  • Материалы, которые используются для монтажа внутренних трубопроводов паровых установок.
  • Изделия, предназначенные для обустройства систем дымоотведения.
  • При этом вне зависимости от назначения, чаще такие детали производятся по бесшовной технологии. Благодаря этому внутренняя структура материала стенок сохраняет однородность, в ней отсутствуют зоны внутреннего напряжения, что позволяет трубе выдерживать сильный нагрев и значительное давление.

    По методу производства выделяют следующие типы:

    • Тянутые изделия. Для их изготовления берется заготовка из прочной стали, которая подвергается обработке на специальном станке. При этом за один проход площадь сечения может быть уменьшена на 80-90%, что позволяет производить трубы с минимальными трудозатратами. На заключительном этапе осуществляется выравнивание торцов и окончательная калибровка.

    Котельная труба как ключевой элемент оборудования тепловых систем

    Схема производства горячекатаных изделий

    • Горячекатаные. Делаются из цельных цилиндрических заготовок путем прошивки на специальных прессах. В результате получается полая гильза, которая затем обрабатывается на прокатном стане до тех пор, пока внутренний диаметр и толщина стенок не будут приведены к проектным значениям.

    Обратите внимание! Существуют ограничения по размеру горячекатаных изделий: наружный диаметр не менее 20 мм, толщина стенки – 2,5 мм и более. Впрочем, для оборудования котельных чаще всего используются более массивные детали.

    Если принимать во внимание назначение, то трубную продукцию данной группы можно условно разделить на:

    • Котельную низкого давления – толстостенные трубы, полученные путем холодной или горячей деформации и используемые при низких давлениях и температурах.
    • Плавниковую – горячекатаные или холоднотянутые детали с боковыми усиливающими ребрами, ориентированные на работу в условиях повышенного давления. Нужно отметить, что к таким изделиям выдвигаются куда более серьезные требования по прочности, соответственно, и цена у них будет значительно выше.

    Котельная труба как ключевой элемент оборудования тепловых систем

    Распределение температур в изделиях плавникового типа

    Нормативные документы и номенклатура

    Внутренние трубопроводы, тепловые агрегаты и даже дымовая труба котельной представляют собой конструкции, которые испытывают весьма серьезные эксплуатационные нагрузки. Вот почему производство деталей для их монтажа может осуществляться только в строгом соответствии с нормативами (читайте также статью “Винипластовая труба – особенности и область применения”).

    В качестве таких документов выступают технические условия:

    • ТУ 14-3-190-2004 – стальные бесшовные конструкции для тепловых установок  и их трубопроводов.
    • ТУ 14-3-460-2009 – актуализированный вариант предыдущего документа.

    Обратите внимание! Помимо указанных выше нормативов в профессиональной литературе могут упоминаться котельные трубы ТУ 14 3Р 55 2001. Их применение при монтаже парового оборудования и трубопроводов также является допустимым, поскольку данные изделия выдерживают давление до 95-98 МПа и температуру до 5000С.

    Котельная труба как ключевой элемент оборудования тепловых систем

    Фото холоднотянутых изделий

    Инструкция жестко регламентирует размеры деталей и допустимые отклонения. Ниже мы приводим таблицу, в которой указаны основные параметры, по которым определяется соответствие труб стандартам:

    Технология производства Диаметр, мм Толщина стенки, мм Допустимое отклонение
    по диаметру по толщине стенки
    Горячая деформация 32 – 325 3,5 – 40 1% 5  -10%
    Холодная деформация 10 – 76 2 – 12 0,3  – 0,8 мм 10%

    Обратите внимание! Обычно поставка осуществляется по наружному диаметру изделия. В ряде случаев возможно изготовление деталей по внутреннему диаметру (при условии предварительного согласования).

    Котельная труба как ключевой элемент оборудования тепловых систем

    Цветовая маркировка изделий

    Достаточно распространенной является также цветовая маркировка деталей в зависимости от используемой марки стали.

    На торцы труб наносится краска соответствующего оттенка:

    • Зеленый – 20.
    • Голубой -20ПВ.
    • Красный -12х1мф.
    • Белый – 15Х1М1Ф.
    • Синий – 12Х2МФСР
    • Желтый – 15ХМ и т.д.

    Изучение этой маркировки облегчает подбор элементов при монтаже системы.

    Использование дымовых труб

    Конструктивные особенности

    Кроме внутреннего оборудования важной деталью также является дымоход, который монтируется на тепловой установке. От того, насколько точно был выполнен расчет дымовой трубы котельной, и насколько правильно была установлена эта конструкция, во многом зависит эффективность работы всей системы.

    Существует несколько разновидностей таких труб:

    • Фермовые. Внутренний дымоход крепится к самонесущим стальным фермам, установленным на грунте и закрепленным с помощью глубинных анкеров либо анкерной корзины в монолитном железобетонном основании.
    • Самонесущие. Собираются из нескольких дымоходов, окруженных теплоизоляционным контуром и закрепленных внутри стальной самонесущей обечайки. Наружная конструкция несет статическую нагрузку а также сопротивляется ветровым воздействиям.

    Котельная труба как ключевой элемент оборудования тепловых систем

    Элементы самонесущего дымохода

    • Фасадные. Наиболее простые в монтаже, некоторые из них могут быть установлены даже своими руками. Представляют собой сборный или монолитный стальной дымоход, закрепленный либо непосредственно на стене, либо на системе стеновых кронштейнов.
    • Мачтовые. В качестве дымовыводящего канала используется бесшовная толстостенная стальная труба, нижняя часть которой фиксируется анкерами на цокольной плите. Для сопротивления ветровым нагрузкам конструкция закрепляется растяжками из тросов.

    Котельная труба как ключевой элемент оборудования тепловых систем

    Фасадная конструкция

    Обратите внимание! Мачтовый дымоход также может быть оборудован теплоизоляционным защитным кожухом.

    Нужно отметить, что большинство подобных конструкций обладают значительными габаритами и массой. Вот почему монтаж или  демонтаж котельной трубы выполняют в основном специализированные организации. Исключение составляют лишь небольшие дымоходы  частных домов, а также упоминавшиеся выше фасадные малогабаритные системы.

    Расчеты основных параметров

    Для проектировки и возведения эффективно работающего дымохода необходимо заранее рассчитать его основные параметры, к которым относятся высота дымовой трубы котельной и ее внутренний диаметр. Проще всего это сделать с помощью специальных программ-калькуляторов, которые можно найти в сети, но и без них можно узнать хотя бы приблизительные цифры.

    Обратите внимание! Кроме этих цифр необходимо также определить механические характеристики конструкции и тепловые параметры (температурная деформация, степень нагрева кожуха, толщина изоляции и т.д.)

    Для бытовых котельных небольшой мощности исходные данные будут примерно одинаковыми:

    • Входящая температура газа – до 2000С.
    • Движение газа в трубе – 2м/с и более.
    • Высота по СНИП – не меньше 5 м от колосника и не ниже 0,5 м от конька (для промышленных моделей  – минимум на 5 м выше  чем самый высокий объект в радиусе 25 м).
    • Естественный напор газа – 4 Па и более.

    В качестве примера рассчитаем диаметр стальной изолированной  трубы (тепловой коэффициент В = 0,34), необходимой для работы котельной, в которой в час сжигается 10 кг дров с влажностью 25% и температурой на выходе 1500С.

    Объем газов, необходимых для сгорания топлива – 10м3/кг:

    • Вычисляем объем газов на входе в трубу в секунду по формуле Vr= m*V*(1+t/273)/3600, где m –масса топлива, а V – объем газа.
    • Получаем Vr = (10*10*1,55)/3600 = 0,043 м3/с.
    • Используя формулу объема цилиндра, определяем квадрат диаметра D2 = (4∙0.043)/3,14∙2 = 0,027.
    • Следовательно, минимальный диаметр дымохода составит 0,165 м.

    Как видите, вычисления даже одного параметра достаточно сложны. Это – еще один аргумент в пользу того, что проектировкой дымоходов, особенно рассчитанных на поддержание работы котельных с высокой мощностью, должны заниматься профессионалы.

    Молниезащита

    Учет всех особенностей при составлении проекта, правильный монтаж, регулярное обследование дымовых труб котельных для выявления дефектов и своевременного их устранения являются обязательными условиями для эффективной работы. Однако иногда причиной выхода системы из строя могут стать внешние факторы.

    Одним из таких факторов является молния, и потому высокие трубы нужно защищать от ее воздействия:

    • На неметаллических дымоходах монтируют стальные или омедненные молниеулавливающие стержни. Их количество может варьировать от одного (сооружения до 50 м) до трех (от 150 м и выше). В ряде случаев стержни заменяют стальными кольцевыми накладками, которые крепятся на торце.

    Котельная труба как ключевой элемент оборудования тепловых систем

    Схема молниезащиты неметаллической конструкции

    • Для бетонных труб роль молниеотводов играет внутренняя арматура. Чтобы повысить эффективность ее функционирования, верхние края стержней соединяют сварным способом.
    • Стальная труба сама по себе играет роль молниеотвода. Естественно, в этом случае важно обеспечить качественное заземление.

    Вывод

    Проектирование дымовых труб котельных, а также подбор элементов для формирования теплонесущих контуров следует осуществлять только после фундаментальной теоретической подготовки. Для начала рекомендуем изучить алгоритмы и видео в этой статье, однако без должной практики приступать к работе все-таки не стоит: слишком велик риск ошибки, которая может существенно ухудшить функционирование системы (см.также статью “Холоднодеформированные трубы: стандарты и технология производства”).

    Понравилась статья? Подписывайтесь на наш канал Яндекс.Дзен

    Оставить комментарий

    ОБЯЗАТЕЛЬНО приложите ФОТО проблемы — так ответ эксперта будет гораздо точней

    Оставляя комментарий, Вы принимаете пользовательское соглашение

    Ваше имя:
    Ваш e-mail:
    Источник gidroguru.com