Tubo de caldera como elemento clave de los equipos de

Internos y chimeneas para salas de calderas son diseños bastante específicos. Un rasgo característico de la mayoría de ellos es la ausencia de una soldadura, que proporciona un aumento significativo en la resistencia a las deformaciones internas.

A continuación, describimos las características más comunes de dichas tuberías, así como también recomendaciones para su uso en la disposición de las salas de calderas.

Descripción del producto

Tipos principales

Hoy en día, dos tipos de productos de tubería se conocen como tuberías de caldera:

1. Materiales que se utilizan para la instalación de instalaciones internas de tuberías de vapor.
2. Productos destinados a la disposición de sistemas de extracción de humos.

Al mismo tiempo, independientemente del destino, más a menudo tales piezas se fabrican utilizando tecnología perfecta. Debido a esto, la estructura interna del material de las paredes retiene la homogeneidad, no hay zonas de tensión interna, lo que permite que la tubería resista un fuerte calor y una presión considerable.

Según el método de producción, se distinguen los siguientes tipos:

• Productos dibujados. Para su producción se toma de la palanquilla de acero duradero, que se procesa en una máquina especial. En este caso, en una pasada, el área de la sección transversal se puede reducir en un 80-90%, lo que permite que las tuberías se produzcan con costos de mano de obra mínimos. La etapa final es la alineación de los extremos y la calibración final.

• Laminado en caliente. Hecho de sólidos cilíndricos sólidos mediante flash en prensas especiales. El resultado es un manguito hueco, que luego se mecaniza en un laminador hasta que el diámetro interno y el espesor de la pared se llevan a los valores de diseño.

Presta atencion Existen restricciones en el tamaño de los productos laminados en caliente: diámetro exterior de al menos 20 mm, espesor de pared: 2,5 mm y más. Sin embargo, para el equipamiento de las salas de calderas se utilizan con mayor frecuencia las piezas más masivas.

Si tomamos en cuenta el propósito, los productos de tubería de este grupo se pueden dividir en:

• Caldera de baja presión: tubos de paredes gruesas obtenidos por deformación en frío o en caliente y utilizados a bajas presiones y temperaturas.
• Aletas: piezas laminadas en caliente o estiradas en frío con costillas de refuerzo laterales, orientadas a trabajar en condiciones de alta presión. Cabe señalar que estos productos presentan requisitos mucho más serios para la resistencia, respectivamente, y el precio serán mucho más altos.

Documentación normativa y nomenclatura.

Las tuberías internas, las unidades de calefacción e incluso la chimenea de la sala de calderas son estructuras que están experimentando cargas operativas muy serias. Es por eso que la producción de piezas para su instalación solo se puede llevar a cabo en estricta conformidad con las regulaciones (lea también el artículo Tubería Viniplast - Características y alcance).

Como tales documentos son las condiciones técnicas:

• TU 14-3-190-2004 - estructuras de acero sin costura para instalaciones térmicas y sus tuberías.
• TU 14-3-460-2009 - versión actualizada del documento anterior.

Presta atencion Además de los estándares anteriores, las tuberías profesionales pueden mencionar las tuberías de la caldera TU 14 3P 55 2001. Su uso en la instalación de equipos de vapor y tuberías también está permitido, ya que estos productos soportan presiones de hasta 95–98 MPa y temperaturas de hasta 500⁰C.

El manual regula estrictamente las dimensiones de las piezas y tolerancias. A continuación proporcionamos una tabla que enumera los principales parámetros según los cuales se determina el cumplimiento de las normas con las tuberías:

Presta atencion Normalmente la entrega se realiza sobre el diámetro exterior del producto. En algunos casos es posible fabricar piezas de acuerdo con el diámetro interno (sujeto a aprobación previa).

El marcado de color de las piezas en función del grado de acero utilizado también es bastante común.

Pinta el tono apropiado en los extremos de la tubería:

• Verde - 20.
• Azul-20PV.
• Rojo -12x1mf.
• Blanco - 15H1M1F.
• Azul - 12H2MFSR
• Amarillo - 15XM, etc.

El estudio de este marcado facilita la selección de elementos durante la instalación del sistema.

Uso de chimeneas

Características de diseño

Además del equipo interno, una parte importante es también una chimenea, que se monta en una instalación térmica. La eficiencia de todo el sistema depende de la precisión con la que se realizó el cálculo de la chimenea de la caldera y de la correcta instalación de esta estructura.

Hay varios tipos de tales tuberías:

• Granja. La chimenea interna está unida a armaduras de acero autoportantes instaladas en el suelo y aseguradas con anclajes de profundidad o una canasta de anclaje en una base de concreto reforzado monolítico.
• Autosuficiente. Se ensamblan desde varias chimeneas rodeadas por un circuito de aislamiento térmico y se fijan dentro de una carcasa de acero autoportante. La estructura externa lleva una carga estática y también resiste la tensión del viento.

• Fachada. Los más fáciles de instalar, algunos de ellos pueden instalarse incluso con sus propias manos. Represente una chimenea de acero prefabricada o monolítica, montada ya sea directamente en la pared o en un sistema de soportes de pared.
• Mástil. Como conducto de humo, se utiliza un tubo de acero sin costura de paredes gruesas, cuya parte inferior se fija mediante anclajes en la placa del sótano. Para resistir las cargas de viento, la estructura se sujeta con tirantes de cables.

Presta atencion La chimenea del mástil también puede equiparse con una cubierta protectora aislante del calor.

Cabe señalar que la mayoría de estas estructuras tienen dimensiones y peso significativos. Es por eso que la instalación o desmontaje del tubo de caldera se realiza principalmente por organizaciones especializadas. Las únicas excepciones son las pequeñas chimeneas de casas privadas, así como los pequeños sistemas de fachadas mencionados anteriormente.

Cálculos de los principales parámetros.

Para el diseño y la construcción de una chimenea de funcionamiento eficiente, es necesario calcular de antemano sus parámetros básicos, que incluyen la altura de la chimenea de la caldera y su diámetro interno. La forma más sencilla de hacerlo es con la ayuda de programas de calculadoras especiales que se pueden encontrar en la web, pero incluso sin ellos puede encontrar al menos números aproximados.

Presta atencion Además de estas figuras, también es necesario determinar las características mecánicas de la estructura y los parámetros térmicos (distorsión de la temperatura, grado de calentamiento de la carcasa, espesor del aislamiento, etc.)

Para las calderas domésticas de pequeña capacidad, los datos de origen serán aproximadamente los mismos:

• Temperatura de entrada de gas - hasta 200⁰C.
• El movimiento de gas en la tubería - 2m / s y más.
• La altura del SNIP es de al menos 5 m desde la parrilla y no menos de 0,5 m desde la cresta (para modelos industriales, al menos 5 m más alto que el objeto más alto dentro de un radio de 25 m).
• Presión de gas natural - 4 Pa ​​y más.

Como ejemplo, calculamos el diámetro de una tubería aislada de acero (coeficiente térmico B = 0.34) requerido para la operación de una sala de calderas, en la cual se queman 10 kg de leña con una humedad del 25% y una temperatura de salida de 150 por hora.⁰C.

El volumen de gases requerido para la combustión de combustible - 10m³/ kg:

• Calculamos el volumen de gases en la entrada a la tubería por segundo utilizando la fórmula Vr = m * V * (1 + t / 273) / 3600, donde m es la masa de combustible y V es el volumen de gas.
• Obtenemos Vr = (10 * 10 * 1.55) / 3600 = 0.043 m³/ s
• Usando la fórmula para el volumen del cilindro, determinamos el cuadrado del diámetro D² = (4 • 0.043) / 3.14 • 2 = 0.027.
• En consecuencia, el diámetro mínimo de la chimenea será de 0.165 m.

Como puede ver, los cálculos de un solo parámetro son bastante complicados. Este es otro argumento a favor del hecho de que el diseño de las chimeneas, especialmente diseñado para apoyar el funcionamiento de las calderas de alta capacidad, debe ser manejado por profesionales.

Protección contra rayos

Teniendo en cuenta todas las características en la preparación del proyecto, la instalación adecuada, la inspección periódica de las chimeneas de las calderas para detectar defectos y su eliminación oportuna son condiciones esenciales para un trabajo eficaz. Sin embargo, a veces la causa del fallo del sistema puede ser un factor externo.

Uno de estos factores es el rayo y, por lo tanto, las tuberías altas deben protegerse de su impacto:

• En chimeneas no metálicas se montan pararrayos de acero o recubiertos de cobre. Su número puede variar de uno (estructuras de hasta 50 m) a tres (a partir de 150 m). En algunos casos, las varillas se reemplazan con placas de anillo de acero, que se montan en el extremo.

• Para tuberías de concreto, el papel de los conductores de rayos es el refuerzo interno. Para mejorar la eficiencia de su funcionamiento, los bordes superiores de las varillas se sueldan entre sí.
• El propio tubo de acero desempeña el papel de un conductor de rayos. Naturalmente, en este caso es importante proporcionar una conexión a tierra de alta calidad.

Conclusión

El diseño de las chimeneas de las salas de calderas, así como la selección de elementos para la formación de circuitos de transporte de calor, se deben realizar solo después de la formación teórica fundamental. Para empezar, le recomendamos que estudie los algoritmos y el video de este artículo; sin embargo, no debe comenzar a trabajar sin la práctica adecuada: el riesgo de error es demasiado grande, lo que puede afectar significativamente el funcionamiento del sistema (consulte también Tubos deformados en frío: estándares y tecnología de producción).