Сегодня промышленные предприятия оснащаются все более прогрессивным и мощным оборудованием для увеличения эффективности, скорости и объемов работы и производства. Данные тенденции касаются и ТЭЦ - теплоэлектростанций, мощность которых с каждым годом тоже увеличивается, что сказывается также и на модернизации дымовых труб, которыми оснащаются предприятия.
Дымоходы для теплоэлектростанций и иных промышленно-индустриальных объектов представляют собой сложнейшие инженерные сооружения и конструкции, проектирование, возведение и использование которых предполагает применение только комплексного и компетентного подхода в решении многочисленных задач технического плана, учета всех тонких нюансов, в том числе, решение задач по созданию качественной и эффективной теплоизоляции как самой конструкции, так и каналов удаления дыма.
Виды дымоходов для ТЭЦ и иных промышленных задач
Сегодня объекты промышленности и энергетики эксплуатируют трубы различной конструкции, например, такие как:
- дымоходы с внутренним контуром и каналами отведения газов из стали, и внешней оболочкой из железобетона, достигающих в высоту 300 метров;
- свободно, отдельно стоящие металлические дымоходы, или облаченные в стальной каркас несущего типа, достигающих в высоту не более 130 метров.
Основным, главным назначением дымовых труб ТЭЦ является рассеивание в атмосфере дыма и газов, образующихся в процессе работы промышленного оборудования. Рассеивание веществ осуществляется в той концентрации, которая находится на приемлемом уровне, согласно санитарным и гигиеническим нормам РФ.
Тепловая изоляция дымоходов ТЭЦ
И дымоходы в оболочке из железобетона, и отдельно стоящие стальные трубы в каркасе из металла предусматривают наличие слоя теплоизоляции, в обоих упомянутых случаях он прокладывается по внешнему контуру основного канала отведения дыма из металла. Теплоизоляция газоходов ТЭЦ является обязательным конструкционным решением, которое отвечает за следующие рабочие параметры дымохода:
- снижает потери тепла, не давая ему «уходить» через стенки;
- предотвращает оседание конденсата, содержащегося в дымовых газах, на внутреннем контуре газохода;
- ограничивает развитие и распространение коррозии в условиях агрессивных химических веществ во внутреннем контуре газохода.
Внимание! Применение теплоизоляционных материалов в конструкции дымохода позволяет снизить скорость образования коррозии на поверхности металла в семь раз!
Расчет параметров теплоизоляции
Действия по расчету требуемых параметров тепловой изоляции осуществляются исходя из температуры дымовых газов, которые будут отводиться по внутреннему контуру трубы. Учитывается и режим, который будет характерен для эксплуатации дымохода, во время которого допускается задать перепад температуры между отводящими газами и стенкой трубы в значении, равном 1,5 градусам Цельсия. Для грамотного расчета применяются формулы теплового баланса и теплопередачи, учитывая кондуктивные, конвективные и радиационные характеристики теплообмена – между окружающим воздухом, элементами, входящими в конструкцию дымохода и непосредственно самими дымовыми газами. На основе теплопроводности и толщины материала для изоляции рассчитываются характеристики термического сопротивления изоляции.
Особенности теплоизоляции
Для того, чтобы защитить ствол дымохода от воздействия высокой температуры дымовых газов и их вредного влияния, внутренний контур канала дымоотведения усиливается футеровкой, как правило, из кирпича толщиной в порядка 120 миллиметров, которая на уровне существующего газохода может достигать 250 миллиметров. Если уровень агрессивности дымовых газов характеризуется чрезмерной высотой, то футеровку исполняют из кирпича кислотоупорных характеристик с андезитовой замазкой. Между контуром оболочки и футеровки часто предусматривают также дополнительные решения теплоизоляции в виде плит из минеральной ваты.
Особенности современных труб для ТЭЦ
Современные трубы для ТЭЦ могут достигать порядка 400 метров. Как правило, такие дымоходы имеют оболочку из монолитной железобетонной трубы, которая проектируется в виде конуса усеченной формы или в виде цилиндра, также часто можно встретить сочетание обоих геометрических решений. За минимальную толщину стенок берут от 180 до 200 миллиметров.
Дымовые трубы для ТЭЦ требуют установки фундамента, который представляет собой сплошную кольцевую или круглую плиту, которая переходит в стакан конической формы. В тех случаях, когда строительство фундамента осуществляется на слабом или подвижном грунте, применяют сваи – буронабивного или забивного вида.
Обработка внешнего и внутреннего контура для защиты
На основе уровня агрессивности продуктов сгорания внутренний контур оболочки из железобетона покрывается защитой от коррозии, которая основана на применении эпоксидной смолы, битуминоля и стеклоткани. Наружный контур конструкции выполняется защитой лакокрасочными покрытиями в несколько слоев – в тех зонах, где поверхность контактирует с дымом, то есть где-то на 15 сантиметров ниже трубного оголовка. Устье такой трубы оснащается специальным колпаком, изготовленным из чугунных плит. Место дымохода, который возвышается над крышей котельной, оснащается маркированной раскраской в виде кольца, а также светофорными площадками и сигнальными осветительными приборами.
Установлен тот факт, что конические дымоходы большой высоты подвергаются повышенному давлению в верхних частях из-за движения дымовых веществ с высокими скоростями. Это свойство влияет на футеровку из кирпича, которая фильтрует дымовые газы, частично пропуская их через поры кирпича, неплотности и швы, что со временем приводит к разрушению как самой футеровки, так и оболочки трубы. Поэтому наиболее оптимальным сегодня видом дымоходов являются не кирпичные, а металлические.
Наиболее распространенный вид труб для ТЭЦ
Сегодня наибольшим спросом и распространением на территории России пользуются железобетонные трубы, они применяются для отвода как слабо агрессивных, так и высоко агрессивных дымовых газов. В условиях правильной, оптимальной эксплуатации такие дымоходы способны прослужить сроком более 50 лет.
Достоинства железобетонных дымовых конструкций:
- большая надежность
- простота эксплуатации
- простота проведения профилактических осмотров
- простота осуществления ремонтных работ
Недостатки железобетонных дымовых конструкций:
- сложность ремонта (замены) элементов газохода, расположенных внутри канала дымоотведения (промежуточные звенья).
Основные требования
Высокий уровень надежности – является главным требованием, применяемым к трубам для ТЭЦ. Уровень надежности должен быть рассчитан на срок работы дымохода от 30 до 50 лет и больше. Стоит отметить, что срок до 50 лет подразумевает отсутствие необходимости проведения ремонтных работ. Но опыт применения показывает, что не все дымоходные сооружения выдерживают данные сроки, и в некоторых случаях, в зависимости от того, как эксплуатируется труба, ремонт или реконструкция дымохода может потребоваться уже через 10 – 15 лет. Такая необходимость почти всегда основана на режиме и условиях эксплуатации конкретной дымовой трубы, а также, на главном «разрушителе» поверхности газоходов – коррозии.
