Точка росы дымовых газов

Точка росы дымовых газов – это важная характеристика, которую следует учитывать при расчете дымоходов низкотемпературных печей и котлов. Температура продуктов сгорания топлива в пеллетных и газовых установках существенно ниже, чем в традиционных печах. Это снижает расход топлива, но создает условия для усиленной конденсации отводимых от топки дымовых газов.

Если горячие печные газы успевают достигнуть выхода из дымохода с достаточной температурой, то в низкотемпературных котлах их остывание в дымовых трубах приводит к образованию конденсата. Недостаточная температура газовой смеси так же снижает тягу. И при условии, что топливо сгорает неэффективно, возникает дефицит тепловыделения из-за несгоревших энергоемких газов. В результате неиспользованная тепловая энергия попросту выводится через дымоход, а дым загрязняет окружающую среду за счет большего количества продуктов горения.

Слишком быстрое остывание дымовых газов в дымоходе указывает на эту проблему. Следовательно, точка росы выхлопных газов играет важную роль в оптимальном горении и ее следует учитывать при установке системы дымоудаления.

Что нужно знать о точке росы печных газов

Точкой росы дымовых газов является температура, при которой кислотные компоненты в продуктах сгорания начинают конденсироваться. Когда температура дымовых газов будет ниже предела конденсации, на внутренней стенке дымохода образуются сернокислые туманы, создавая «коррозию росы». Это негативно влияет на срок службы самого дымохода и нагревательного оборудования из-за быстрого разрушения металла.

По этой причине в проекте разработки систем удаления печных газов следует создавать условия для возможности максимально поддерживать температуру дымовых газов выше точки росы. Дымовые газы всегда должны иметь температуру, позволяющую им покинуть дымоход прежде, чем они остынут и сформируют конденсат.

Точка росы и сажа

Если горячие дымовые газы теряют слишком большую температуру на пути через дымоход, они могут конденсироваться. При этом на внутренних стенках дымовых труб образуются отложения в виде сажи и креозота, являющихся основной причиной образования пожаров в дымоходе и падения тяги. Удаление отложений требует интенсивной чистки, а если их толщина значительна – демонтажа участков дымохода или замены труб. Это требует не только значительных усилий, но и сравнительно высоких затрат. Котел или печь на время проведения обслуживания или ремонта дымохода придется отключить.

При разжигании холодного котла, выходящие из камеры сгорания дымовые газы (продукты горения), должны иметь температуру не менее 150°С и относительную влажность около 85%. Контактируя с холодной поверхностью труб, дымовые газы охлаждаются и их влагоемкость снижается. Избыток влаги при охлаждении продуктов сгорания до 50-65°C выпадает в виде росы на внутренней поверхности дымовых труб.

Факторы, влияющие на точку росы

Основными факторами, влияющими на показатель точки росы дымовых газов, являются содержание диоксида углерода, СО₂ и водяного пара. Синтез СO₂ и водяной пар приводит к образованию серной кислоты и резкому повышению точки росы выхлопа. Если в нормальных условиях температура росы водяных паров в дымовых газах может составлять 30-60 градусов, при содержании небольшого количества СO₂ такой показатель быстро поднимется до 110-160°C.

Формирование СO₂ в дымовых газах в основном происходит из-за:

• процессов горения - при высокой температуре в топке идут процессы окисления диоксида углерода до СO₂.
• лишнего воздуха – поступление большого количества кислорода будет способствовать образованию СO₂.
• катализаторов Fe₂O₃ и V₂O₅ отвечающих за преобразования С0 в СO₂;
• разложение сульфата при сжигании угля.

Для котлов на угле содержимое СO₂ в дымовых газах можно оценить по содержанию диоксида углерода. Количество СO₂ обычно составляет 0.5-2.0% от содержания диоксида углерода.

Процесс конденсации также зависит от длины и формы дымовой трассы. Если трубы от теплогенерирующей установки до дымохода имеют короткий путь, конденсат не является большой проблемой. Но если секция дымовой трубы имеет значительную длину, система должна иметь надежную изоляцию.

Как защититься от конденсата

Образование конденсата в дымоходе – это физический процесс, который возникает при охлаждении дымовых газов. Самой эффективной защитой может являться только одно обстоятельство – важно не допустить охлаждения продуктов горения ниже точки росы до их полного выброса в атмосферу. Задача решается двумя способами:

• качественным утеплением дымовых труб. Особенно в зоне холодного чердака, под кровлей и на наружном участке трассы. Дымоходы из нержавеющей стали не обладают большой аккумулирующей массой, поэтому их снабжают дополнительной изоляцией;
• соблюдением теплового режима эксплуатации котла, который сводится к максимально быстрому разогреву водяной рубашки в теплообменнике до температуры 50°С и более, с постоянным поддержанием показателя на должном уровне. Такой тепловой режим достигается за счет инженерных решений в системе отопления с использованием байпасов и трехходовых кранов, регулирующих температуру теплоносителя в теплогенерирующем приборе.

Еще одним решением для стабилизации температуры дымовых труб является установка на дымоход теплообменника, который будет обогревать его стенки с помощью рециркуляции воздуха.