Promotii centrale termice
 
 

INFORMATII UTILE


DIMENSIONAREA COsURILOR sI CANALELOR DE FUM

Cosurile si canalele de fum (adica acele canale care conecteaza intre ele cazane si cosuri) au un rol fundamental. Proiectarea si realizarea lor sunt reglementate de prevederile GP051-2000, SR3417-85 si SR6793-86.

- impermeabile la gaze si izolate termic - cu parcurs vertical
- cu dezvoltare fara obstacole
- cu camera de recoltare a materialelor solide
- cu cos pe acoperis

Aceste componente ale instalatiei trebuie sa garanteze corecta eliminare a gazelor de ardere, fara formarea de condens si fara poluarea mediului. Sectiunea aproximativa minima proiectata este data de raportul:

unde:
- Q este puterea cazanului, kW sau kcal/h;
- H este inaltimea neta a cosului,
- A sectiunea cosului.

Factorul k depinde de tipul de combustibil utilizat:
- K = 0,025 pentru combustibili solizi
- K = 0,015 pentru combustibili lichizi

Pentru cazanele presurizate (cu combustie ventilata si controlata de un ventilator in arzator) se alege K = 0,01.
Pentru cazanele cu gaz, exista tabele in functie de puterea acestora si de inaltimea H. inaltimea de luat in considerare in raportul precedent este cea neta, data de diferenta de nivel cos – cazan si 0,5 m pentru fiecare cot de-a lungul traseului. Daca cosurile deservesc mai multe instalatii, acestea trebuie sa se garanteze functionarea corecta a fiecarui cazan.

Scopul acestei publicatii este sa ofere notiuni generale in scop pur informativ si de interes personal. Pentru specificatii prevazute pentru propria instalatie, este bine sa consultati firmele specializate.
In general, inainte de a se trece la o analiza mai detaliata a metodelor de calcul si mai ales la verificarea cosurilor, se poate afirma ca, pentru ca un cos sa functioneze, trebuie sa fie indeplinita urmatoarea conditie:

T>R

unde tirajul (T) trebuie sa fie mai mare decat (R), adica decat suma tuturor rezistentelor ce determina pierderi de sarcina pe care gazele de ardere le vor suferi de-a lungul traseului, pornind de la punctul de intrare a aerului in local pana la varful cosului. Pentru a se putea proceda la verificarea conditiei enuntate mai sus, trebuie sa se determine: tirajul disponibil si toate rezistentele proprii instalatiei de evacuare a gazelor de ardere.
Din cate s-a spus, se poate deduce usor ca, cu cat sunt mai mici rezistentele obtinute din curgerea libera a gazelor de ardere, cu atat tirajul disponibil este mai mare. in continuare, facem cateva precizari utile:

- deschiderea pentru aerisire trebuie sa fie adaptata puterii cazanului;
- rezistentele cauzate de ciclul de ardere variaza in functie de combustibilul folosit si de tipul de generator (constructorul aparatului este cel care trebuie sa furnizeze aceste date);
- este preferabil sa nu se foloseasca coturi; daca acest lucru nu este posibil, este recomandabil sa se foloseasca coturi cu raza mare (niciodata mai mare de 90°)
- este bine ca acele canale de fum ce leaga generatorul la cas sa aiba un parcurs cat mai scurt posibil, sa aiba interiorul neted si putine schimbari de directie (maxim doua); sunt de evitat restrangerile de sectiune, in special daca sunt bruste;
- in scopul evitarii formarii de vartejuri puternice la intrarea gazelor de ardere in cos si, prin urmare, de valori mai mari ale pierderii de sarcina, este bine sa se adopte o legatura a canalului de fum la cos cu unghiul de cel putin 135°;
- cosul este bine sa prezinte rezistente foarte reduse la trecerea gazelor de ardere, pentru ca intregul cos sa fie in depresiune, adica sa existe tiraj; de asemenea, trebuie impiedicata intrarea ploii si, eventual, a zapezii in cos.


PROCEDURA DE VERIFICARE A COSULUI

Dupa cum s-a mentionat anterior, produsele de combustie trebuie sa fie evacuate prin cos. Valoarea teoretica a tirajului (Dp) poate fi calculata cu urmatoarea formula:

unde ra si rf sunt respectiv densitatea aerului si a gazelor de arder (kg/m3), H inaltimea cosului si g valoarea acceleratiei gravitationale (9,8 m/s2).

Dupa cum se stie, densitatea gazului depinde de presiune (p) si temperatura (T), drept pentru care:

unde R este constanta caracteristica a fiecarui tip de gaz (pentru aer este 287 J/kgK, pentru gazele de ardere se poate considera in jur de 300 J/kgK).

Cunoscand aceste masuri, este oportun sa se ia in considerare si fenomenul de racire a gazelor de ardere in urcare prin cos.

Teoretic, temperatura gazelor de ardere (Tfy) la o distanta y de sectiunea de intrare in cos se poate determina cu:

si temperatura medie (Tfa) in interiorul cosului este:
unde:
K este factorul de racire, U perimetrul intern al coaului (m), C coeficientul de transmitere a caldurii (W/mK), mf debitul de gaze de ardere (kg/s), cpf caldura specifica (kJ/kgK), Te temperatura externa si Tfi temperatura initiala a gazelor de ardere (K).

Dupa cum am aratat anterior, tirajul cosului trebuie sa fie mai mare decat suma rezistentelor (pierderi de sarcina):

In ecuatia precedenta, vo si vi sunt respectiv viteza gazelor de ardere la intrare si la iesire, in timp ce termenul Rh (rezistenta la debitul gazelor de ardere din cos) poate fi calculata in acelasi mod ca si rezistenta la debit intr-o instalatie hidraulica:

cu:

unde x este rezistenta locala la frecare, y coeficientul de rezistenta distribuita (m/s), e rugozitatea interna, Dh diametrul hidraulic (m) si Re numarul lui Reynolds.

Prin urmare, recapituland, parametrii care influenteaza in cea mai mare parte functionarea cosului si care trebuie sa fie luati in considerare pentru verificare, sunt:

- temperatura de intrare a gazelor de ardere
- izolarea termica a cosului
- sectiunea cosului
- inaltimea cosului
- suprafata interna (rugozitate)
- valorile temperaturii si presiunii aerului extern

In continuare, vom examina diagramele utile pentru alegerea diametrului cosului pentru diferite tipuri de cazane in conditii de operare determinate.


CAZANE CU FLUX FORTAT SI CAMERA ETANSA

Aceasta diagrama a fost obtinuta pentru conditiile prezentate in urmatorul tabel:



CAZANE CU TIRAJ NATURAL SI CAMERA DESCHISA

Aceasta diagrama a fost obtinuta pentru conditiile prezentate in urmatorul tabel:



CAZANE CU FLUX FORTAT SI CAMERA DESCHISA

Aceasta diagrama a fost obtinuta pentru conditiile prezentate in urmatorul tabel:



CAZANE CU FLUX FORTAT CU CONDENSARE

Aceasta diagrama a fost obtinuta pentru conditiile prezentate in urmatorul tabel:

Sursa: "Cazane si sisteme termice cu condensare BAXI - Principii, componente ale instalatiei sceme de instalare"