Дымова́я труба́ (дымоход) — инженерная система жизнеобеспечения зданий и сооружений, предназначенная для отведения продуктов сгорания от работающих теплогенерирующих аппаратов (паровых и водогрейных котлов, печей) в атмосферу, посредством естественного или принудительного побуждения тяги, на безопасную высоту (удалённость) для людей и зданий. Промышленные дымовые трубы выполняются преимущественно вертикальными и цилиндрическими, могут достигать до нескольких сотен метров в высоту.
Принцип действия дымовой трубы, может быть как с естественной тягой, так и при помощи механических побудителей тяги, обеспечивает перемещение массы дымовых газов в направлении к устью трубы.
Материалы для изготовления дымоходов:
- Керамический кирпич, толщина стенок минимально 120 мм;
- Жаростойкий бетон, минимальная толщина стенок 65 мм
- Асбестоцементные трубы, с ограничением максимальной температуры в 300 градусов по Цельсию;
- Материалы обоснованные проектным расчетом на каждый из объектов индивидуально;
- Материалы допущенные к применению согласно сертификации заводов-изготовителей.
Дымоходы изготавливались из природного камня, кирпича, керамики, асбоцемента, металла или бетона.
В настоящее время для выпуска дымоходов применяются: вермикулитобетон, эмалированные трубы, стеклянные и композитные материалы.
Высота дымоходов один из основных параметров дымовых труб. Определяется: работоспособностью аппаратов, отношением к препятствиям и безопасностью относительно людей и зданий.
Сечение дымоходов — основной параметр определяющий пропускную способность канала. Выбирается площадь сечения канала согласно расчетам, нормативам и документам производителей оборудования.
В системах, использующих дымохо́ды — вертикальные, наклонные и горизонтальные[1] каналы для отвода дымовых газов от горелок, печей, плит, и других устройств сжигания топлива — дымовая труба является концевым элементом дымоходной системы. Отводимые по дымоходу газы поступают в дымовую трубу, по которой они затем выпускаются в атмосферу. К одной трубе могут одновременно подсоединяться несколько дымоходов от различных потребителей (теплогенерирующих аппаратов), если это согласовано с нормативами и документами на оборудование.
История
править
Впервые дымоход описал грек Теофраст в IV в. до н. э.[2]
В античном мире использовались трубы внутри стен здания для отвода газов пекарен, однако настоящие трубы появились только в Европе в XII веке. Промышленные дымовые трубы появились в конце XVIII века.
Возникновение дымовых труб неразрывно связано с отопительными сооружениями. Наиболее простое из них — костёр, окружённый камнями. Такая отопительная «конструкция» позволяла в древности погреться у огня, приготовить нехитрую снедь, но не более. Вопросом как же запастись теплом про запас, люди стали задаваться гораздо позже, когда начали кочевать все дальше и дальше на север. К примеру, в Уссурийской зоне, по свидетельствам В. К. Арсеньева, писателя-путешественника, исследовавшего те края, жилища поселенцев из Кореи обогревались дымоходными каналами, т. н. печами кан, которые были проложены в полу дома и проходили в жилых зонах, обогревая их. Выходили продукты сгорания наружу через дуплистое дерево, заменявшее им внешнюю часть дымовой трубы.
На Руси отопление велось вообще без использования дымоходных труб — по-чёрному. До XVII столетия даже в условиях города у всех сословий печи отапливались таким способом. Данный метод отопления жилого помещения был небезопасен, поскольку в доме могли скапливаться вредные для человека угарные газы. Выглядело жилье, отапливаемое таким методом, не вполне презентабельно — стены и печи все время приходилось обновлять. Кстати, побелка печей ведётся очень давно и изначально она была предназначена не для обеспечения эстетической привлекательности отопительной конструкции, а для отслеживания её рабочего состояния — на белой поверхности отчётливо проступают любые трещины и расщелины, так как на них оседает копоть.
С распространением дымовых труб во время промышленной революции в XIX веке стало использоваться понятие дымной промышленности — промышленности, которая требовала угольных электространций и дымовых труб.
Назначение дымовых труб
правитьОсновным предназначением дымовых труб является отвод газов (продуктов сгорания топлива в топливнике). Вместе с ними через трубу удаляются дым, сажа, смола, водяные пары, паразитный воздух (не участвующий в горении), пепел, зола и копоть, которые, при неправильном формировании внутренних поверхностей дымохода, и при переохлаждении, могут оседать на его стенках, затрудняя в дальнейшем прохождение дымовых газов. Чтобы этого не происходило, необходимо внутреннюю поверхность дымоходных труб делать как можно более ровной и гладкой, без выбоин, щелей и выступов, чтобы саже и копоти не было за что «зацепиться». Но недопустимо выравнивать внутреннюю часть дымовой трубы оштукатуриванием.
Ещё одним предназначением дымовых труб является обеспечение нормальной тяги в печи, которая находится в прямом соотношении с сечением и высотой дымового канала. Температура продуктов сгорания на выходе из трубы должна превышать 373 К (около 100°С), что позволяет создавать в отопительной конструкции естественную тягу — путём замещения горячих слоев воздуха холодными. В связи с этим стенки дымовой трубы должны быть достаточно теплоизолированы.
Конструкция и материалы
править
В России широко распространены дымовые трубы из кирпича. Кирпичная дымовая труба может состоять из следующих элементов (сверху вниз):
- металлический колпак (он же дымник, зонт или флюгарка)
- оголовок
- шейка
- увод оси в сторону
- боров
- откос
- выдра†
- стояк†(разговорное)
- дымовые (шиберные) задвижки;
- вьюшка;
- основание (опора)
- конденсатосборник с отводом конденсата
- дымовой патрубок, для подключения к источнику отводимого в трубу газа.
- дымооборот (канал внутри печи)
- фундамент
- †Примечание. В местах соприкосновения участка трубы со строительными конструкциями здания или сооружения (крыша, перекрытия, стены, перегородки), используется распушка (разделка), обеспечивающая тепловую изоляцию и предупреждение возгорания конструкций.
Модульные дымовые трубы собирают из сборных металлических секций заводского изготовления. Металлические дымовые трубы могут быть самонесущими. Если труба не является самонесущей, секции трубы крепят к стенам, рамам, фермам или иным несущим конструкциям. Внешняя и внутренняя поверхности трубы могут делаться из разных металлов — к примеру, из кислотостойкой нержавеющей стали для внутренней поверхности и алюминия для наружной — а пространство между ними заполняться теплоизоляционным материалом.
Бетонные дымовые трубы могут изготавливаться из сборных элементов или монолитного бетона.
Оголовок дымовой трубы
правитьСлужит многим целям: защита от снега и дождя, увеличение тяги, украшение крыши.
Дымовая тяга
править
| где: | |
| Q | = дымовая тяга/поток тяги, м³/сек |
|---|---|
| A | = сечение дымовой трубы, м² (подразумевается, что оно не меняется с высотой) |
| C | = коэффициент расхода (обычно берётся от 0,65 до 0,70) |
| g | = ускорение свободного падения, 9,807 м/сек² |
| H | = высота трубы, м |
| Ti | = средняя температура внутри трубы, K |
| Te | = температура наружного воздуха, K |
Основные проблемы
правитьИх две — отложения изнутри, которые сокращают сечение дымохода, и разрушение изнутри и снаружи самой трубы под действием агрессивных дымовых газов и ветровой нагрузки. Также высокие трубы должны быть заметны издалека для летательных аппаратов. Для этой цели их красят преимущественно в интернациональные красный и белый цвета в соответствии с нормами авиационной безопасности (так называемая маркировочная окраска)[3]. Дело в том, что полосатая окраска почти моментально бросается в глаза, и лётчики (пилоты) видят, что на их пути препятствие.
Ночью на трубах должны гореть красные сигнальные огни. Предназначены они для той же цели, что и маркировочная красно-белая окраска[4]. Иногда даже дымовые трубы оснащаются ночной подсветкой.
Уход за дымовыми трубами
правитьДымовые трубы нуждаются в постоянном уходе — без этого они быстро теряют рабочую способность, засоряясь и забиваясь сажей и копотью. Чистку дымоходных труб необходимо проводить до или после отопительного сезона, то есть в то время, когда они не функционируют. Своевременное обследование трубы позволяет выявить возникшие дефекты и обеспечить нормальную циркуляцию воздуха в отопительном сооружении. Уход за дымовой трубой предполагает проверку подсоединений (патрубка, гильзы) и того, нет ли каких-либо выступлений, препятствующих подаче кислорода. При обнаружении трещин в трубе их необходимо устранять, поскольку попадание в них влаги может привести к полному разрушению труб в холодный период, когда вода в них, замёрзнув, расширит швы. Раствор из швов заменяют каждые пять-десять лет, что входит в капитальный ремонт дымовых труб. Профилактическая чистка труб предполагает удаление из канала пепла, сажи и копоти, осевших на его стенах. Одним из видов ремонта и улучшения характеристик дымохода является гильзовка.
Другие применения
правитьНекоторые высокие трубы используются в качестве держателя антенн передатчиков ТВ и мобильной связи, а иногда даже и в качестве опор ЛЭП (примеры: Конаковская ГРЭС в городе Конаково Тверской области, Выборгская ТЭЦ в Санкт-Петербурге и Каширская ГРЭС в Кашире). В этих случаях приходится принимать специальные меры по защите от коррозии, так как большинство дымовых газов коррозийно активны.
-
Две дымовые трубы Конаковской ГРЭС используются также в качестве опор ЛЭП -
То же самое и на Выборгской ТЭЦ Санкт-Петербурга -
Каширская ГРЭС — ещё один пример
._View_from_Volga_river.jpg)
.jpg)
Снос труб
править
Дымовые трубы обычно сносят путём направленного взрыва. Снос трубы взрывом является очень ответственной и опасной операцией, требующей сноровки. Только на подготовку может уйти не один день, килограммы (иногда десятки и даже сотни) взрывчатого вещества и многие метры детонирующего шнура. Подготовка заключается в ослаблении конструкции трубы в районе основания и грамотного размещения динамита и запальных шнуров. После того, как подготовка завершена, взрывотехники удаляются на безопасное расстояние, подают предупредительные сигналы и после этого включают электронный запал. Взрыв подрубает основание трубы, а далее она уже сама падает. Если динамит подложен правильно, то труба упадёт, практически не причинив вреда никаким расположенным поблизости объектам[5].
Если же взрыв применять опасно или нецелесообразно (например, экономически невыгодно), то снос производят, разбирая трубу по порядку сверху вниз, откалывая куски и сбрасывая обломки внутрь. Как только труба таким образом будет разобрана примерно наполовину, у неё подрубают фундамент и уже окончательно сносят с помощью металлических тросов, которые тянут трактора или другая спецтехника. Иногда методом подрубания производят снос сразу (если труба не слишком высокая)[6]. Также предварительно подрубленную трубу можно свалить толканием.
Судовые трубы
правитьПервое, что видно у приближающегося парового судна,— дымовая труба. Поэтому трубы красили в опознавательные цвета. С появлением дизельных судов трубы различного назначения стали объединять в общий кожух, который также называется трубой и служит для опознавания судна.
Известные дымовые трубы
править| Труба | Год постройки | Страна | Город | Высота | Примечания | Фото |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Экибастузская ГРЭС-2 | 1987 | СССР ныне Казахстан | Экибастуз | 420 м | Высочайшая труба в мире[7] | 
|
| Inco Superstack | 1971 | Канада | Садбери | 385 м | Высочайшая труба в Западном полушарии | 
|
| Берёзовская ГРЭС | 1985 | Россия | Шарыпово | 370 м | Высочайшая труба в России | 
|
| Trbovlje Chimney | 1976 | Словения | Трбовле | 360 м | Высочайшая труба в Европе | 
|
| Труба № 3 Приморской ГРЭС | 1990 | Россия | Лучегорск | 330 м | Высочайшая труба на Дальнем Востоке | 
|
| Харьковская ТЭЦ-5 | 1991 | Украина | Харьков | 330 м | Одна из двух высочайших труб на Украине. | 
|
| Дымовая труба Анаконды | 1919 | США | Анаконда | 178 м | Высочайшая кирпичная труба и, возможно, самое высокое сооружение из кирпича | 
|
| Windscale Pile | 1957 | Великобритания | Селлафилд | 124 м | Высочайшая труба АЭС; первый в мире инцидент, связанный с АЭС | 
|
На территории бывшего СССР возведено более сотни дымовых труб высотой 240—250 метров — из них первой была сооружена в 1966 году труба Каширской ГРЭС. Также построена 21 труба высотой 320—330 метров — первыми такой высоты достигли трубы Углегорской и Запорожской ГРЭС[8].
Галерея
править-
Стальная дымовая труба на оттяжках. Они не позволяют ветрам опрокинуть трубу. Также верхушка трубы имеет флюгер, предохраняющий её от задувания -
Сигнальные огни, маркировочная окраска и ночная подсветка железобетонных дымовых труб (высота 100 метров) -
Эта кирпичная дымовая труба имеет высоту около 60 метров, не имеет сигнальных огней и маркировочной окраски, но оснащена ночной подсветкой -
Архангельская ТЭЦ. Одна из труб служит опорой ЛЭП. Таких примеров в бывшем СССР существует несколько
.jpg)
См. также
правитьПримечания
править- ↑ К примеру, в конструкции русских печей предусмотрены горизонтальные участки дымохода для обогрева помещений; они позволяют снизить скорость газового потока и эффективную передачу тепла ограждающей конструкции дымохода, которая в свою очередь передает тепло в помещение.
- ↑ Джеймс П., Торп Н. Древние изобретения. — Мн., 1997. — С. 523 . — ISBN 985-438-139-0.
- ↑ РЭГА РФ-94. Дата обращения: 19 июля 2015. Архивировано 27 марта 2015 года.
- ↑ Светофорные площадки, маркировочная окраска и светоограждение. Дата обращения: 28 ноября 2015. Архивировано 8 декабря 2015 года.
- ↑ Большая иллюстрированная энциклопедия школьника. Статья «Взрывчатые вещества». Изд. «Махаон» 2000 год ISBN 5-88215-872-9
- ↑ АльпТехСервис. ДЕМОНТАЖ КИРПИЧНЫХ И БЕТОННЫХ ТРУБ. Дата обращения: 3 сентября 2015. Архивировано 12 марта 2016 года.
- ↑ Diagram of 25 tallest flue gas stacks worldwide. Дата обращения: 15 ноября 2008. Архивировано 14 апреля 2020 года.
- ↑ Дужих Ф. П., Осоловский В. П. Промышленные дымовые и вентиляционные трубы Архивная копия от 11 августа 2020 на Wayback Machine
Литература
править- Менделеев Д. И. Трубы заводские, дымовые // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
- Дымовая труба // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
- Как строят дымовые трубы // Журнал «Популярная механика», 2014 год.
- Дымоход // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
- Газоходы // Краткая энциклопедия домашнего хозяйства. — М.: Государственное Научное издательство «Большая Советская энциклопедия», 1959.
- Дымовые каналы и трубы // Краткая энциклопедия домашнего хозяйства. — М.: Государственное Научное издательство «Большая Советская энциклопедия», 1959.
