Строительство и ремонт

Бытовые печи, камины и водонагреватели

Ю. П. Соснин, Е. Н. Бухаркин

При эксплуатации печей часто имеют место случаи выпадения конденсата на внутренней поверхности дымовых труб. Это происходит по следующим причинам. При движении продуктов сгорания в дымовой трубе температура их постепенно снижается, вследствие этого уменьшается и объем. В то же время водяные пары, содержащиеся в продуктах сгорания, будут оставаться в неизменном массовом количестве. Чем глубже происходит охлаждение продуктов сгорания, тем в большей степени они будут насыщаться водяными парами. Температура, до которой охладятся уходящие газы и при которой водяные пары достигнут насыщения и начнут конденсироваться, называется точкой росы. Температура точки росы продуктов сгорания зависит от коэффициента избытка воздуха (ат) и определяется по графику на  133. Например, если температура уходящих газов на оголовке дымохода равна 40° С, а коэффициент избытка воздуха при этом равен 3, то на внутренней поверхности стенок оголовка будет происходить конденсация водяных паров. Если же в процессе топки температура уходящих газов возрастет до 45° С, то конденсат образовываться не будет.

В начальный период работы газовых приборов периодического действия, когда стенки дымоходов не прогреты (особенно участки оголовков в зимнее время), на охлажденных участках выделяется капельная влага. В процессе работы газового прибора, внутренняя поверхность кладки дымоходов прогревается, температура ее становится выше точки росы и явление конденсации исчезает. Однако в сильные морозы оголовки дымоходов • иногда настолько интенсивно охлаждаются, что в них не прекращается конденсация влаги в течение всего периода топки. Рассмотрим, какое количество влаги может выпадать на оголовках дымоходов в зависимости от температуры охлаждения продуктов сгорания и коэффициента избытка воздуха.

Пример. Предположим, в приборе в течение 1 ч сжигается 1,8 м3 природного газа с теплотой сгорания 35650 кДж/м3, имеющего состав: СН = = 97,8%, С2Н6=0,5%, СзН8=0,2%, С4Н10=0,1%, С5Н]2_=0,05%, CO2=0,05%, N2=1,3%. На оголовке кирпичного дымохода коэффициент избытка воздуха равен 2,5. Температура воздуха в помещении равна 20 "С. Требуется определить, какое количество влаги может выделиться при этих условиях в дымовой трубе.

Gc.r 1,315-22,76 Изобразим на / — d диаграмме ( 134) охлаждение продуктов сгорания в дымоходе. В т. А показано исходное состояние уходящих газов с температурой 150° С и влагосодержанием 67 г/кг. При охлаждении газов до т. В (точка росы) продукты сгорания не изменяют начального влагосодержания. Когда температура в дымоходе оказывается равной температуре точки росы, дальнейшее охлаждение газов сопровождается конденсацией" водяных паров. При этом и влагосодержание, и температура продуктов сгорания уменьшаются. В этот период процесс охлаждения газов идет по линии ВС. В т. С температура продуктов сгорания равна 35° С, а влагосодержание — 35 г/кг.

Расчеты и практика показывают, что чем меньше коэффициент избытка воздуха в продуктах сгорания и ниже их температура, тем интенсивнее выделяется влага в дымоходах. На  135 представлен график, показывающий количество конденсата, который может выпадать из продуктов сгорания природного газа и каменного угля с различной влажностью в зависимости от температуры, при заданном коэффициенте избытка воздуха  (график построен на основании / — d диаграммы).

Уменьшить, а иногда совсем устранить конденсацию водяных паров в дымовых трубах можно за счет утепления изоляции

Иногда для уменьшения образования конденсата приходится эксплуатировать печи с увеличенными коэффициентами избытка воздуха (ит = 3— 4). При этом снижается КПД печи за счет увеличения потерь теплоты с уходящими газами, хотя снижается температура точки росы. Однако все же имеется устройство, способствующее уменьшению образования конденсата.в дымовых трубах и в то же время не снижающее КПД печи. Это тягопре-рыватель. Обычно он устанавливается   в начале   выходного

патрубка у газовых емкостных и быстродействующих водонагревателей. В связи с тем, что гидравлическое сопротивление у этих приборов небольшое, входное сечение тягопрерывателя у емкостного водонагревателя АГВ-80 составляет 75 см2, а у быстродействующего КГИ-56 примерно 200 см2. Многооборотные существующие печи, переведенные на газ, имеют в 2— 3 раза большее гидравлическое сопротивление, чем водонагреватели, поэтому входное сечение тягопрерывателя у них должно быть значительно меньше. В противном случае из-за недостатка тяги сжигание газа в них может происходить неудовлетворительно. Тягопрерыватель в газовых бытовых печах устанавливается в тех случаях, когда з топливниках устанавливают газовые горелки ГДП-1,5 в комплекте с сигнализаторами тяги ЭБА. При нормальной тяге через трубу сигнализатора под заслонку всегда поступает из помещения определенное количество воздуха, который уменьшает концентрацию водяных паров в уходящих газах и снижает температуру точки росы. Рассмотрим на конкретном примере» положительную речь тягопрерывателя в печи.

По диаграмме на  134 находим температуру смеси. Для этого соединяем прямой две точки с параметрами: 1) i=20 "С, d=l2 г/кг, и 2) tyx = = 140 °С, d = 81,5 г/кг.

На оси абсцисс из точки, соответствующей влагосодержанию 53,5 г/кг, проводим перпендикуляр до ранее проведенной прямой. Точка пересечения этой прямой с перпендикуляром и даст искомую температуру смеси. В данном случае она равна ~100 °С.

Эмпирически определим температуру продуктов сгорания на оголовке, которая будет равна 42 °С.

При значениях ат = 3,4 и t °Ј = 42 °С конденсация отсутствует, так как температура точки росы для этих условий равна 41 °С.