Рост экономики и ужесточение требований по безопасности производственного процесса, а также надежности и экономичности конструкций, неразрывно связано с техническим перевооружением действующих предприятий [1]. Интенсификация промышленного производства связана с увеличением объемов и степени концентрации вредных выбросов. Для охраны природы используют вынос предварительно очищенных газов из производственной зоны на высоту 150 … 500 м с тем, чтобы рассеять их на значительную площадь и тем самым снизить концентрацию до безопасного уровня.
Трубы имеют основные конструктивные элементы: фундамент, цоколь, ствол, оголовок, зольное перекрытие, бункер, вводы боровов, антикоррозионную защиту, теплоизоляцию, футеровку, ходовую лестницу, молниезащиту, светофорные площадки. Стволы дымовых труб могут выполняться кирпичными, армокирпичными, железобетонными или стальными.
Дымовая труба является ответственным инженерным сооружением, работающим в чрезвычайно тяжелых условиях высоких ветровых нагрузок, температуры и агрессивного воздействия дымовых газов.
Теоретический срок службы железобетонных и кирпичных труб составляет 50 лет, металлических — 25 лет. Однако в связи с реальными условиями эксплуатации котельных установок эти сроки значительно сокращаются. По истечению этого срока техническое состояние дымовых труб приводит к необходимости их реконструкции, а чаще — к полной замене. В настоящее время стоимость полной реконструкции сборной железобетонной дымовой трубы составляет 3,5 … 6,5 млн. руб., а экономический ущерб от остановки котельной в зависимости от наличия резервного источника тепла, времени года может достигнуть цифр, сравнимых со стоимостью новой котельной.
В связи с большими затратами на возведение дымовых труб рационально и экономически выгодно подключать на одну трубу несколько мощных энергоблоков.
В процессе эксплуатации котельных установок промышленных предприятий и тепловых электростанций необходимо систематически наблюдать за состоянием газоходов и дымовых труб.
Любое обследование следует начинать с изучения документации: исполнительной, касающейся строительства, и эксплуатационной, сравнивая режим эксплуатации проектной с фактическим.
Газоходы, как правило, эксплуатируются в условиях воздействия агрессивных дымовых азов. Агрессивные дымовые газы, например, образуются при сжигании топлив, содержащих серу (мазут, угли и т. д.). При этом сера, содержащаяся в топливе, окисляется до сернистого ангидрида и частично переходит в серный ангидрид, при соединении которого с водяным паром, содержащимся в отводимых газах, образуются пары серной кислоты, которые, конденсируясь на поверхности стен газоходов, вызывают коррозию материалов — разрушение цементного камня в бетонах и растворах и кирпича в кладке.
Сернокислотная коррозия вызывает дефекты, характеризующиеся следующими признаками:
- разрушением защитного слоя в железобетонных плитах покрытия с оголением арматуры;
- коррозией арматуры;
- коррозией стен;
- появлением трещин в стенах и местах примыкания газоходов к трубе;
- коррозией крышек во взрывных клапанах и смотровых люках с образованием сквозных отверстий;
- обрушением плит перекрытия; разрушением уплотнений в температурных швах; обводнением подземных газоходов грунтовыми водами вследствие разрушения гидроизоляции.
При малом количестве конденсата, когда его недостаточно для вымывания продуктов коррозии, в газоходах с внутренней стороны накапливаются и кристаллизуются сульфаты. Увеличиваясь в объеме при кристаллизации, сульфаты сначала заполняют поры, повышая прочность материалов (начальная стадия), но при дальнейшем увеличении объема разрывают их. Следует заметить, что наиболее интенсивно протекает сульфатная коррозия в ограждающих конструкциях газоходов при сжигании высокосернистого топлива.
Газоходы подвержены действию, как агрессивных газов, так и повышенных температур — от 85 до 200° С. Особенность работы газоходов состоит и в том, что в период растопки котла строительные конструкции газоходов подвергаются одностороннему нагреву, причем подъем температуры происходит очень быстро (на растопку котла, как правило, затрачивается 2–6 ч). За это время строительные конструкции не успевают равномерно прогреться. При растопках (особенно в холодный период) в ограждающих конструкциях возникают наибольшие температурные перепады и наибольшие деформации, приводящие к возникновению трещин в кирпичных стенках, ребрах панелей перекрытия и продольных ригелях, а также к разрушению рулонного ковра из-за отсутствия температурных швов в цементной стяжке покрытия газоходов.
Применение современной эффективной теплоизоляции и защитных материалов, повышение качества их монтажа, систематический контроль и своевременный ремонт способствуют существенному повышению долговечности дымовых труб и газоходов.
Литература:
1. Гарькин И. Н. Обследование промышленных зданий: меры предотвращения обрушений// Промышленное и гражданское строительство в современных условиях. Материалы международной научно-технической конференции студентов./Моск.гос.строит.ун-т.-М.:МГСУ,2011-С.19–20.
