Konzeption und Dimensionierung von Industrieschornsteinen und -kanälen
Als Experten der CFD-Simulation (Strömungsmechanik) dimensionieren wir die Industrieschornsteine und -kanäle. Ihre Konzeption ist entscheidend für einen optimalen Betrieb der Anlagen.
Regulatorisch
- Regulatorische Höhe der Emissionen
- Studie der Erosion
- Verschmutzungsstudie
Aeraulik
- Berechnung der Druckverluste
- Berechnung des thermischen Auftriebs
- Taupunkte
Struktur
- Windbeständigkeit
- Strukturelle Stabilität
- Materialauswahl
Dank fortschrittlicher CFD-Simulationssoftware modellieren wir präzise die Fluidströmungen in den Schornsteinen und Kanälen und analysieren die Schlüsselparameter: Luftgeschwindigkeit, Drücke, Temperaturen und Schadstoffkonzentrationen. Die numerischen Modelle simulieren die realen Betriebsbedingungen und identifizieren die Probleme (Geschwindigkeitsverlust, Instabilitäten, Wirbel), um optimierte Lösungen für einen sicheren und effizienten Betrieb vorzuschlagen.
Welche Regeln gelten für die Dimensionierung?
Dimensionierungsregel der Verbrennungsschornsteine
Die Abfuhr der Verbrennungsrauchgase ist wesentlich (Umweltauswirkung, Sicherheit und Komfort der Bediener). Der Schornstein wirkt zunächst als Rauchabsauger: Durch seine Höhe erzeugt er einen Unterdruck, der die Rauchgase aus der Verbrennungskammer abzieht. Seine zweite Rolle besteht darin, die Rauchgase so hoch wie möglich abzuführen und zu verteilen, um ihre Umweltauswirkung zu verringern — wenn die Umweltberechnung eine größere Höhe als die für die Absaugung erforderliche vorschreibt, ist diese maßgeblich. Die Norm NF EN 13084-1 (Sept. 2007) empfiehlt eine Überprüfung alle zwei Jahre, zumal die Schornsteine starken Temperaturen und durch die Rauchgase bedingten Säureangriffen ausgesetzt sind.
Wichtigste einzuhaltende Normen
- Umweltgesetzbuch: Artikel R224-18;
- Erlass vom 2. Februar 1998, Artikel 52 bis 63;
- NF EN 13084-1 (Sept. 2007) — freistehende Schornsteine, allgemeine Anforderungen;
- EN 1990 — Eurocodes (März 2003) — Grundlagen der Tragwerksberechnung;
- EN ISO 14122-1 (März 2017) — ortsfeste Zugänge zu Maschinen;
- technisches Verbrennungsdatenblatt.
Regulatorische Berechnung der Höhe
Die in Metern ausgedrückte Höhe hängt von den Schadstoffemissionsniveaus und dem Vorhandensein von Hindernissen ab, die die Dispersion behindern. Sie darf nicht unter 10 Metern liegen und wird durch den Genehmigungserlass (Artikel 53 bis 56 des Erlasses vom 2. Februar 1998) oder durch eine standortangepasste Studie der Dispersionsbedingungen festgelegt.
Wobei k 340 für gasförmige Schadstoffe und 680 für Stäube beträgt; q ist der maximale theoretische Momentanvolumenstrom des Schadstoffs (kg/h); cm die maximal zulässige Konzentration am Boden (mg/Nm³), gleich cr − co (cr Referenzwert, co gemessener Jahresmittelwert).
Korrektur der Höhe je nach Standort
Zwei Schornsteine gelten als abhängig, wenn gleichzeitig: der Abstand zwischen ihren Achsen kleiner als (hi + hj + 10) m ist, hi > hj/2 und hj > hi/2. Die zugrunde gelegte Höhe ist dann mindestens gleich dem für den gesamten Massenstrom berechneten Wert. Bei natürlichen oder künstlichen Hindernissen, die die Dispersion stören können, wird die Höhe korrigiert. Über die regulatorische Höhe hinaus kommen weitere Kriterien ins Spiel: Auftriebsniveau, Druckverluste, Verdünnungsvolumenströme und Risiko einer unfallbedingten Verschmutzung.
Die Studie industrieller Netze per CFD-Simulation
Die auf Schornsteine angewandten strömungsmechanischen Studien sind wesentlich für ihren guten Betrieb. Unsere CFD-Expertise umfasst:
- Thermischer Auftrieb: Fähigkeit, Rauchgase und Gase abzuführen, je nach Höhe, Temperatur der Rauchgase und Umgebungsbedingungen;
- Druckverluste: Reibung Gas/Wände, für den Auftrieb verfügbarer Druck, Dimensionierung und Materialien;
- Erosion durch die Stäube der Rauchgase: Risikozonen und abriebfeste Materialien;
- Atmosphärische Dispersion: Dispersion der Gase je nach lokalem Wetter und Luftqualitätsvorschriften;
- Strukturelle Stabilität: Wind- und Erdbebenbeständigkeit, eventuelle Verstärkungen;
- Taupunkte: Risiko von Kondensation, Korrosion oder Vereisung in den unter Druck stehenden Kanälen.
Die Dimensionierung von Schornsteinen mit EOLIOS
Unser Team verfügt über eine solide Erfahrung in der CFD-Simulation und eine vertiefte Kenntnis der geltenden Normen. Wir berücksichtigen alle relevanten Parameter, um maßgeschneiderte Lösungen anzubieten, die an Ihre spezifischen Bedürfnisse angepasst sind, mit persönlicher Beratung und Begleitung über den gesamten Dimensionierungsprozess. Unser Ziel: die Leistung Ihrer Anlagen zu maximieren und zugleich die Konformität mit den Umwelt- und Sicherheitsnormen zu gewährleisten.
Expertise: Druckverluste & Erosion der Netze
Expertise: natürliche Belüftung & Schornsteine der Produktionshallen