На тепловых электростанциях сооружаются в основном дымовые трубы с одним или несколькими стальными газоотводящими стволами в одной железобетонной оболочке и с подвесным газоотводящим стволом из кремнебетонных панелей в железобетонной оболочке. Начато проектирование и строительство двухслойных дымовых труб для ТЭС, работающих на низкосернистых топливах. Дымовая труба представляет собой железобетонную оболочку с внутренним монолитным футеровочным слоем из полимербетона или силикатполимербетона.
По данным института Теплопроект около половины дымовых труб высотой 120-180 м предусматривается построить с футеровкой из кислотостойкого кирпича с кольцевым вентилируемым зазором.
Основным недостатком труб такой конструкции является повышение продолжительности их строительства. Например, сооружение только футеровки дымовой трубы высотой 320 м с диаметром условного прохода 10,6 м занимает 1 год, удлиняется и срок возведения железобетонной оболочки трубы в связи с необходимостью выполнения консолей через каждые 10 м. Кроме того, из-за наличия таких консолей исключается возможность применения при возведении оболочки скользящей опалубки.
К настоящему времени на объектах Минэнерго СССР введены в эксплуатацию и находятся в стадии строительства 13 дымовых труб со стальными газоотводящими стволами высотой 150-320 м, из них одна труба - с одним, три - с тремя и девять - с четырьмя стальными газоотводящими стволами.
Для стальных газоотводящих стволов характерны монтажная технологичность и сравнительно небольшие сроки возведения. Так, продолжительность монтажа четырех стальных газоотводящих стволов со всеми площадками, шахтами лифта и лестницами для дымовой трубы высотой 250 м на Лукомльской ГРЭС составила 6 мес (без учета затрат времени на подготовительные работы). При этом возведение одного ствола выполнялось за 30 дней.
На Запорожской ГРЭС возведена дымовая труба высотой 320 м с подвесным газоотводящим стволом из кремнебетонных панелей. В результате применения индустриальных методов строительства сроки сооружения газоотводящего ствола значительно (в 4 раза) сокращены по сравнению с нормативными сроками монтажа традиционной футеровки. Положительный опыт строительства дымовой трубы на Запорожской ГРЭС послужил основанием для применения сборных подвесных стволов из кремнебетона на Запорожской (труба № 2), Углегорской, Молдавской, Ставропольской, Рефтинской ГРЭС, Таллинской ТЭЦ и других ТЭС.
В целях уменьшения повреждения панелей при транспортировке и производстве работ необходимо усовершенствовать их конструкцию, улучшив прочностные характеристики.
На Экибастузской ГРЭС возведена дымовая труба № 2, конструкция которой предусматривает выполнение монолитной футеровки. Основные достоинства дымовых труб с монолитной футеровкой - простота конструкции и возможность одновременного возведения оболочки и футеровки в одной опалубке, а следовательно, сокращение сроков строительства.
Основной строительной организацией, специализирующейся на возведении железобетонных дымовых труб с кирпичной футеровкой, является трест Спецжелезобетонстрой.
Для возведения железобетонных оболочек дымовых труб в тресте используется подъемнопереставная опалубка. Работы по сооружению дымовых труб проводятся в две или три смены, а на наиболее срочных объектах - непрерывно по скользящему графику. Применяемые трестом Спецжелезобетонстрой методы прогрева бетона позволяют возводить железобетонные дымовые трубы круглогодично практически во всех климатических районах Советского Союза. Основным методом обогрева бетона в зимних условиях является выдерживание его в подвижном тепляке с обогревом рабочих зон отопительными агрегатами.
В качестве основного метода возведения газоотводящих стволов дымовых труб в СССР принят метод подращивания. Учитывая технологические возможности существующего монтажного оборудования, этот метод как наиболее экономичный применяется для монтажа не только стальных, но и кремнебетонных газоотводящих стволов. Подъемно-полиспастная система, с помощью которой производятся подъем и установка блоков газоотводящего ствола, собирается внизу, а затем поднимается на трубу электролебедками и закрепляется в рабочем положении.
Объединение Гидроспецстрой Минэнерго СССР сооружает железобетонные оболочки дымовых труб с применением скользящей опалубки. Для сооружения оболочек дымовых труб, имеющих максимальный наружный диаметр у основания 32 м при толщине стенки от 0,8 внизу до 0,3 м в верху ствола, скользящая опалубка поставки ГДР перепроектирована институтом Гид-роспецпроект. Управлением Энерговысотспецстрой ВО Гидроспецстрой начиная с 1972 г. построены с этой опалубкой железобетонные дымовые трубы высотой 180, 250 й 150 м на ТЭЦ-25, ТЭЦ-23 и ТЭЦ-26 Мосэнерго. На рис. 13.21 приведены схемы сооружений оболочек дымовых труб в подъемно-переставной и скользящей опалубке.
Проектные марки бетона оболочек труб приняты следующие: по прочности М300, морозостойкости Мрз-200, водонепроницаемости В8.
Средняя скорость скольжения опалубки при возведении железобетонной оболочки дымовой трубы на ТЭЦ-25 равнялась 2,1 м/сут. Прочность бетона через 6-8 ч после распалубки составляла 0,16-0,25 МПа.
Введение комплексной добавки позволило интенсифицировать процессы твердения бетона и увеличить скорость бетонирования оболочки в среднем на 10%.
На ТЭЦ-23 скорость подъема опалубки при применении комплексной добавки (0,15% СДБ+1% NaNO 3) достигала 3,5 м/сут.
На строительстве трубы ТЭЦ-26, осуществлявшемся в зимних условиях с обогревом бетона электрокалориферами, также использовалась комплексная добавка (0,2-0,4 % СДБ+0,5 % Na 2 SO 4), что позволило сократить продолжительность тепловой обработки на 15%.
На строительстве Экибастузской ГРЭС-1 впервые в практике энергетического строительства дымовые трубы наружным диаметром у основания 32 м с толщиной стенки 0,8 м бетонировались с помощью скользящей опалубки в условиях резкоконтинентального климата. Для ствола трубы применен бетон М400 (выше отметки 30,0 м - М350) морозостойкостью Мрз-200 и водонепроницаемостью В8. Выбор и подбор марки и состава бетона для ствола дымовой трубы № 1 Экибастузской ГРЭС-1 осуществлены институтом Гидроспецпроект.
Прочность бетона принималась на 20% выше проектной, чтобы компенсировать нестабильность качества материалов (особенно портландцемента), несовершенство бетонного завода и резкие перепады температуры воздуха.
Конструкция опалубки потребовала обеспечения стабильной подвижности бетонной смеси в месте укладки в опалубку 7-9 см по осадке стандартного конуса. Бетонная же смесь, предназначенная для укладки в опалубку, подвергается частой перевалке и значительно теряет свою подвижность. В связи с этим институтом Гидроспецпроект предложен следующий состав бетонной смеси (в расчете на 1 м 3):
При таком составе была получена бетонная смесь со следующими характеристиками:
Уход за бетоном осуществляется путем нанесения на поверхность трубы пленкообразующего материала - раствора универсальной карбамндной смолы, а при отсутствии смолы - путем непрерывного полива бетона. Указанные мероприятия обеспечили получение проектных характеристик бетона.
В процессе бетонирования постоянно проводится контроль однородности бетонной смеси.
Строительство оболочек дымовых труб показало, что высокие трубы, имеющие массивные нижние части, до отметки 30,0-40,0 м целесообразно бетонировать в подъемно-переставной опалубке, а выше - в скользящей.
Поверхностно-активные добавки (например, СДБ), замедляющие потерю подвижности бетонных смесей, следует вводить в количестве 0,15-1,6% массы цемента (в зависимости от температуры наружного воздуха).
Результаты исследований и опыт бетонирования в скользящей опалубке показали, что скорость подъема опалубки необходимо назначать с учетом температуры наружного воздуха (рис. 13.22), качества бетона, минералогического состава применяемого цемента, вида и количества вводимых химических добавок. При температуре воздуха 20±5°С скорость подъема скользящей опалубки должна быть не менее 3 м/сут. При повышении температуры воздуха скорость бетонирования должна быть соответственно увеличена, с тем чтобы прочность бетона после распалубки находилась в пределах 0,1-0,3 МПа.
Перед началом сооружения дымовой трубы строительство должно быть обеспечено пленкообразующими материалами или оборудованием для непрерывного увлажнения бетона и его укрытия.
March 23rd, 2013
Однажды, когда мы въезжали в славный город Чебоксары, с восточного направления моя супруга обратила внимание на две огромные башни, стоящие вдоль шоссе. "А что это такое?" - спросила она. Поскольку мне абсолютно не хотелось показать жене свою неосведомленность, я немного покопался в своей памяти и выдал победное: "Это ж градирни, ты что, не знаешь?". Она немного смутилась: "А для чего они нужны?" "Ну что-то там охлаждать, вроде бы". "А чего?". Потом смутился я, потому что совершенно не знал как выкручиваться дальше.
Может быть этот вопрос, так и остался навсегда в памяти без ответа, но чудеса случаются. Через несколько месяцев после этого случая, вижу в своей френдленте пост z_alexey о наборе блогеров, желающих посетить Чебоксарскую ТЭЦ-2, ту самую, что мы видели с дороги. Приходиться резко менять все свои планы, упустить такой шанс будет непростительно!
Так что же такое ТЭЦ?
Это сердце ТЭЦ, и здесь происходит основное действие. Газ, поступающий в котел, сгорает, выделяя сумасшедшее количество энергии. Сюда же подается "Чистая вода". После нагрева она превращается в пар, точнее в перегретый пар, имеющий температуру на выходе 560 градусов, а давление 140 атмосфер. Мы тоже назовем его "Чистый пар", потому что он образован из подготовленной воды.
Кроме пара, на выходе мы еще имеем выхлоп. На максимальной мощности, все пять котлов потребляют почти 60 кубометров природного газа в секунду! Что бы вывести продукты сгорания нужна недетская "дымовая" труба. И такая тоже имеется.
Трубу видно практически из любого района города, учитывая высоту 250 метров. Подозреваю, что это самое высокое строение в Чебоксарах.
Рядом находится труба чуть поменьше. Снова резерв.
Если ТЭЦ работает на угле, необходима дополнительная очистка выхлопа. Но в нашем случае этого не требуется, так как в качестве топлива используется природный газ.
В втором отделении котлотурбинного цеха находятся установки, вырабатывающие электроэнергию.
В машинном зале Чебоксарской ТЭЦ-2 их установлено четыре штуки, общей мощностью 460 МВт (мегаватт). Именно сюда подается перегретый пар из котельного отделения. Он, под огромным давлением направляется на лопатки турбины, заставляя вращаться тридцатитонный ротор, со скоростью 3000 оборотов в минуту.
Установка состоит из двух частей: собственно сама турбина, и генератор, вырабатывающий электроэнергию.
А вот как выглядит ротор турбины.
Повсюду датчики и манометры.
И турбины, и котлы, в случае аварийной ситуации можно остановить мгновенно. Для этого существуют специальные клапаны, способные перекрыть подачу пара или топлива за какие-то доли секунды.
Интересно, а есть такое понятие как промышленный пейзаж, или промышленной портрет? Здесь есть своя красота.
В помещении стоит страшный шум, и чтобы расслышать соседа приходиться сильно напрягать слух. К тому же очень жарко. Хочется снять каску и раздеться до футболки, но делать этого нельзя. По технике безопасности, одежда с коротким рукавом на ТЭЦ запрещена, слишком много горячих труб.
Основную часть времени цех пустой, люди здесь появляются один раз в два часа, во время обхода. А управление работой оборудования ведется с ГрЩУ (Групповые щиты управления котлами и турбинами).
Вот так выглядит рабочее место дежурного.
Вокруг сотни кнопок.
И десятки датчиков.
Есть механические, есть электронные.
Это у нас экскурсия, а люди работают.
Итого, после котлотурбинного цеха, на выходе мы имеем электроэнергию и частично остывший и потерявший часть давления пар. С электричеством вроде бы попроще. На выходе с разных генераторов напряжение может быть от 10 до 18 кВ (киловольт). С помощью блочных трансформаторов, оно повышается до 110 кВ, а дальше электроэнергию можно передавать на большие расстояния с помощью ЛЭП (линий электропередач).
Оставшийся "Чистый пар" отпускать на сторону невыгодно. Так как он образован из "Чистой воды", производство которой довольно сложный и затратный процесс, его целесообразней охладить и вернуть обратно в котел. Итак по замкнутому кругу. Зато с его помощью, и с помощью теплообменников можно нагреть воду или произвести вторичный пар, которые спокойно продавать сторонним потребителям.
В общем то именно таким образом, мы с вами получаем тепло и электричество в свои дома, имея привычный комфорт и уют.
Ах, да. А для чего же все-таки нужны градирни?
Оказывается все очень просто. Что бы охладить, оставшийся "Чистый пар", перед новой подачей в котел, используются все те же теплообменники. Охлаждается он при помощи технической воды, на ТЭЦ-2 ее берут прямо с Волги. Она не требует какой-то специальной подготовки и также может использоваться повторно. После прохождения теплообменника техническая вода нагревается и уходит на градирни. Там она стекает тонкой пленкой вниз или падает вниз в виде капель и охлаждается за счет встречного потока воздуха, создаваемого вентиляторами. А в эжекционных градирнях вода распыляется с помощью специальных форсунок. В любом случае основное охлаждение происходит за счет испарения небольшой части воды. С градирен остывшая вода уходит по специальному каналу, после чего, с помощью насосной станции отправляется на повторное использование.
Одним словом, градирни нужны, что бы охлаждать воду, которая охлаждает пар, работающий в системе котел - турбина.
Вся работа ТЭЦ, контролируется из Главного Щита Управления.
Здесь постоянно находится дежурный.
Все события заносятся в журнал.
Меня хлебом не корми, дай сфотографировать кнопочки и датчики...
На этом, почти все. В завершение осталось немного фотографий станции.
Это старая, уже не рабочая труба. Скорее всего скоро ее снесут.
На предприятии очень много агитации.
Здесь гордятся своими сотрудниками.
И их достижениями.
Похоже, что не напрасно...
Осталось добавить, что как в анекдоте - "Я не знаю, кто эти блогеры, но экскурсовод у них директор филиала в Марий Эл и Чувашии ОАО "ТГК-5", КЭС холдинга - Добров С.В."
Вместе с директором станции С.Д. Столяровым.
Без преувеличения - настоящие профессионалы своего дела.
Ну и конечно, огромное спасибо Ирине Романовой, представляющей пресс-службу компании, за прекрасно организованный тур.
На вопрос Зачем на ТЭЦ большие конусовидные трубы(обычно их несколько)? заданный автором Mitya лучший ответ это Это не трубы! Это- градирни, специальные водоохлаждающие сооружения. В настоящее время градирни применяются в системах оборотного водоснабжения для охлаждения теплообменных аппаратов (как правило, на тепловых электростанциях, ТЭЦ). Процесс охлаждения происходит за счёт испарения части воды при стекании её тонкой плёнкой или каплями по специальному оросителю, вдоль которого в противоположном движению воды направлении подаётся поток воздуха. При испарении 1 % воды, температура оставшейся понижается на 6 °C.
Ответ от 22 ответа
[гуру]
Привет! Вот подборка тем с ответами на Ваш вопрос: Зачем на ТЭЦ большие конусовидные трубы(обычно их несколько)?
Ответ от Европеоидный
[гуру]
Чем выше труба, тем больше тяга в котле. Трубы могут быть каждая на свой котел (это хорошо) или из экономии -одна на несколько котлов. А конусовидные, понятно, для прочности!
Ответ от Низкосортный
[эксперт]
Есть градирни а есть и трубы причем очент высокие, а градирни сейчас разрешают экологи и Ростехнадзор заменять на открытые водоемы при наличии специальных очистных сооружений
Ответ от Проспиртоваться
[гуру]
В замкнутых системах водоснабжения для охлаждения воды, подогретой в конденсаторе, сооружаются устройства, называемые градирнями.
Градирни делятся на испарительные и сухие (радиаторные). В испарительных градирнях вода, стекая по оросителю под действием силы тяжести, вступает в соприкосновение с потоком воздуха. Охлаждение воды происходит в основном за счет ее испарения. Дополнительное охлаждение достигается путем теплопередачи. Вода, поступающая в градирню, стекает на первый из многочисленных слоев насадки. Роль насадки состоит в ускорении рассеивания тепла за счет разбрызгивания воды и увеличения тем самым площади контакта с воздухом.
Испарительные градирни делятся на три типа: открытые; с естественной циркуляцией воздуха; с принудительной циркуляцией воздуха.
Открытые градирни просты по конструкции и надежны в работе. Для притока воздуха в них используется сила ветра. Недостатком является значительная площадь и необходимость установки градирни на открытом пространстве для хорошего продувания ветром.
Испарительные градирни с естественной циркуляцией воздуха значительно сложнее по конструкции и представляют собой гиперболические башни, высота которых достигает 120 м. Перемещение воздуха в них создается за счет разницы в плотностях входящего и выходящего потоков.
В градирнях с принудительной циркуляцией воздушный поток создается с помощью вентиляторов. В сухих, или радиаторных градирнях испарение полностью отсутствует, а для рассеивания теплоты используется эффект теплопередачи. Основное преимущество сухой градирни состоит в том, что в ней практически отсутствуют потери воды.
Наша ТЭЦ - гордость москвичей. И наше проклятье. С одной стороны, она обеспечивает теплом и электричеством всю северо-восточную часть Москвы, и это безусловно радует. С другой, она наполняет воздух пылью, влагой и прочей ерундой, которой нам волей-неволей приходится дышать. Справедливости ради надо сказать, что на трубах ТЭЦ установлены фильтры и загрязнений в воздухе почти не чувствуется. Но существуют карты загрязнений, на которых видно, что в нашем районе города. Впрочем, бригада, устанавливавшая фильтры на левой трубе, оставила там свою визитную карточку - надпись "Дрезна 94", сделанную двухметровыми буквами на самой верхушке. Эту надпись легко разглядеть в 20-кратную оптику. Дрезна - это небольшой город в Орехово-Зуевском районе Подмосковья. По крайней мере, теперь мы знаем куда предъявлять претензии, если фильтры выйдут из строя .
ТЭЦ-23 была запущена в эксплуатацию 17 декабря 1966 года. Она постоянно расширяется, и на 01.01.2005 её мощность выросла в 14 раз в сравнении с далёким 1966-ым. В историческом разделе Фотогалереи есть две фотографии начала 1960-х годов, на которых хорошо видно что было на месте нашей ТЭЦ за несколько лет до её строительства.
Высота двух самых высоких труб "сигар" - 250 метров. Сооружение впечатляет! Первую трубу (правую от нас) закончили в мае 1975 года. Вторую возвели в 1980 году. Трубы наращивали методом скользящей опалубки, которая двигалась вверх по трубе. В неё заливали бетон, а когда он затвердевал - опалубку передвигали вверх, и так в течение 8 месяцев "дотягивали ствол" до самого верха. На каждую трубу ушло 700 тонн арматуры и 5000 кубометров бетона, качество которого непрерывно контролировалось, так что можно быть уверенными, что трубы ещё долго не попадают нам на головы. К ТЭЦ проведена отдельная ветка железной дороги - это тот самый мост, под которым мы проезжаем когда едем по Монтажной улице на Щёлковское шоссе. Помнится когда я ходил в детский сад, на трубах ещё были устроены внешние лифты, и я очень любил наблюдать как они ползают вверх-вниз.
Один из наших читателей, Владимир Емельянов, поделился фотографиями со строительства этих 250-метровых труб и вырезками из газет тех славных лет. Вы можете ознакомиться с ними в Фотогалерее ! В газетах того времени были не только обычные тогда дифирамбы в честь героев-строителей, досрочно закончивших строительство к очередной годовщине очередного великого праздника, но и критические статьи, связанные с задержками, возникшими при строительстве: канал отвода горячей воды в теплосеть Москвы (1,5-метровые подземные трубы, идущие вдоль улиц Химушина и Тагильской) долго не могли закончить из-за трудностей с переносом старой автобазы (старожилы помнят, что раньше трамвайная остановка "Тагильская улица" называлась "Автобаза"). К слову сказать, подземные тепломагистрали расходятся от нашей ТЭЦ во всех направлениях. Например, одна из них уходит за несколько километров в район Богородское.
Тот факт, что ТЭЦ-23 - одна из крупнейших в Европе, внушает гордость москвичам! Но не всем, а только тем кто смотрит на неё издалека. А те, кому довелось пожить непосредственно под сенью дивных труб, считают её не гордостью, а проклятьем. Фильтры, установленные на "сигарах", конечно задерживают сажу и вредные примеси, но они не избавляют нас от пыли и влаги. Пыль сыпется нам на головы тоннами! Тот кто летом оставлял невдалеке от ТЭЦ машину, наверняка заметил, что через несколько дней крыша, капот и стёкла покрыты толстым слоем этой гадости. Зимой пыли меньше, но есть другая беда - влага. Пар из труб оседает на землю и покрывает всё вокруг прочной ледяной коркой. Чтобы содрать её со стёкол машины приходится отогревать их минут пятнадцать!
К тому же, после аварии на Останкинской башне, к этим двум бедам может добавиться третья - на трубах нашей ТЭЦ собираются разместить передающие телевизионные антенны канала ТВЦ (возможно не основные, а лишь резервные). Это позволит надёжно покрыть Москву качественным телевещанием, но напряжённость электро-магнитного поля в непосредственной близости от труб будет такой высокой, что это будет представлять серьёзную опасность для здоровья людей и их потомков! Дай Бог, чтобы планы остались лишь планами. Общеизвестно, что вокруг Останкинской башни - мёртвая зона, а если взять в руки лампочку за цоколь, у неё едва заметно засветится нить! Конечно мощность передатчиков в Останкине выше, но и антенны расположены на высоте вдвое большей, а значит вреда от них меньше. Вообщем перспективка та ещё. Один радиоинженер на пенсии рассказал мне дивную историю: как-то раз занесло его на стройку, расположенную в километре от гиганского антенного поля радиостанции "Маяк" под Москвой. На стройке стоял кран, с него свисал трос, на конце которого в метре от земли болтался крюк, под ним на земле лежала железная плита, и между ней и крюком била мощная искра, из которой слышался ясный голос диктора! Искровой радиодетектор в действии.
Теперь о весёлом и светлом. У нашей ТЭЦ помимо высоких тонких труб есть низенькие и толстые серого цвета монстры, расширяющиеся книзу. На техническом языке такая труба называется "градирня". Народ зовёт их "горшками".
 |
| Градирня. На жаргоне - "горшок" |
Так вот, в этих самых "горшках" можно купаться как в заправском бассейне! Сосед рассказывал мне как они в детстве пролезали на территорию ТЭЦ, проходили внутрь "горшков" и купались там в тёплой и с виду чистой воде. "Горшок" начинается не от самой земли, а нависает над ней как колокол, поэтому внутрь него можно легко пройти. Там сверху падает тёплый дождь, а по периметру устроен эдакий кольцевой бассейн, в котором можно купаться!
Однако, пока человечество не научилось избавляться от газообразных отходов предприятий и электростанций, не выбрасывая эти отходы подальше в атмосферу, трубы будут строиться, а возведение этих сооружений останется сложнейшей и интереснейшей инженерной задачей.
Самая высокая дымовая труба в мире была построена в 1987 году в СССР, а находится ныне на территории Казахстана. На высоту 420 м она отводит выбросы Экибастузской ГРЭС-2, вырабатывающей электроэнергию из местного высокозольного угля. Этой трубе немного уступает по высоте канадская Inco Superstack с ее 385 м, возведенная в 1971 году.
В XXI веке ничего подобного уже не строилось — сегодня ставка делается на очистные сооружения, которые серьезно снижают токсичность выбросов. Это, однако, не означает, что трубы утратили свою актуальность — просто появилась возможность строить их ниже, но не так чтобы намного: трубы выше 200 м возводятся и сегодня. Они не столь зрелищны, как небоскребы, но многие инженерные проблемы, которые приходится решать при строительстве сверхвысоких зданий, присутствуют и в работе трубокладов — да-да, именно так называют строителей дымовых труб.
Один из финальных этапов сооружения трубы — ее окраска. Здесь не может быть никаких вольностей: труба — высотный объект и должна быть хорошо заметна для экипажей летательных аппаратов.
Кирпич отступил
Классическим и самым первым материалом для строительства дымовых труб был кирпич. Пока трубы оставались невысокими, все было отлично, но по мере увеличения их высоты выяснилось, что кирпич имеет свои прочностные пределы и недостаточно хорошо работает на сжатие. Впрочем, если подобрать кирпич покрепче и связующие растворы с особыми качествами, то рекорды возможны и в этой области. Еще в 1919 году американской компанией Custodis Chimney в городе Анаконда, штат Монтана, была возведена самая высокая в мире кирпичная труба для отвода газов от множества медеплавильных печей. Труба имеет коническую форму (диаметр 23 м у основания и 18 у вершины) и уходит в небо на 178,3 м. Толщина ее кирпичных стен у основания составляет 180 см.
У этого рекордсмена не было последователей. В грядущие десятилетия самым популярным конструкционным материалом стал железобетон. Железобетонные трубы возводят и поныне, хотя уже существуют альтернативы в виде металла и пластика. Чтобы узнать, что представляют собой современные гигантские дымовые трубы, «ПМ» отправилась в Санкт-Петербург, где расположилась штаб-квартира ЗАО «Корта». Эта компания проектирует и строит высокие дымовые трубы, градирни, а также занимается их ремонтом и обслуживанием в 40 регионах России.
При возведении железобетонной трубы в зимнее время, особенно если речь идет о скользящей опалубке, строительную площадку окружают так называемым тепляком, где плюсовая температура поддерживается с помощью калорифера.
«Видео в интернете, на которых жаждущие адреналина молодые люди прыгают с высоких труб с тарзанок и с парашютами, в нашей профессиональной среде воспринимаются без восторга, — говорит Алина Смирнова, генеральный директор ЗАО «Корта». — Эти сорвиголовы рискуют ради риска, а работа трубоклада сопряжена с риском по необходимости. До сих пор работа на высоте — это тяжелый, по преимуществу ручной труд, где невнимательность и пренебрежение техникой безопасности может стоить жизни». Кубометр бетона, залитый вблизи земли, и кубометр бетона, залитый на высоте 150 м, колоссально отличаются по стоимости — так нам говорят специалисты. Чтобы убедиться в справедливости этого утверждения, стоит разобраться, как устроена и как строится современная железобетонная дымовая труба.
Все ближе к небу
Все, конечно, начинается с фундамента, и тут аналогии с небоскребом напрашиваются сами собой. Подобно ядру высотного здания, дымовая труба — это стержень, консольно защемленный в основании. Как под будущей трубой, так и под будущим небоскребом заливается бетонная плита. Плита может опираться на сваи, а может и не опираться, но в последнем случае придется значительно увеличить ее площадь. Поскольку дымовые трубы строятся, как правило, в стесненных условиях промышленных территорий, сваи обычно используют. Над плитой устанавливается так называемый стакан — круглое основание будущей трубы.
На шахтном подъемнике (решетчатой конструкции) установлена подъемная головка, к которой будет прикреплена рабочая площадка с внешней опалубкой.
Сооружение трубы в чем-то сходно с монолитным строительством зданий — она поэтапно растет вверх. Разница лишь в том, что в распоряжении трубокладов не просторные этажи, а пространство, ограниченное диаметром трубы — всего несколько метров. Существует два основных метода сооружения труб — подъемно-переставной опалубки и скользящей опалубки. Первый метод технологически проще, дешевле, но уступает второму в скорости работ и в качестве железобетонного ствола трубы.
Если трубу возводят методом подъемно-переставной опалубки, то на фундаменте (внутри будущей трубы) устанавливают наращиваемую решетчатую конструкцию — «шахтный подъемник». Он используется для подъема наверх строительных материалов (арматуры, бетона), а также служит опорой для электромеханического подъемного механизма — «подъемной головки». К головке подвешивается круглая площадка, с которой свисает внешняя часть опалубки. Внутренняя (переставная) часть опалубки монтируется дополнительно. Опалубка собрана, закреплена, в ней установлена арматура, туда заливают бетонный раствор. После того как бетон застывает и обретает конструктивную прочность, головка поднимает площадку на 2,5 м. Все повторяется снова. Таким образом труба нарастает кольцами, и каждое из этих колец имеет внутренний выступ, так называемую консоль. Зачем она?
О чем плачут трубы?
Дело в том, что помимо внешнего ствола железобетонной трубы есть еще и внутренняя оболочка, так называемая футеровка. Она выполняется, как правило, из огне- и кислотоупорного кирпича. Футеровка (в отечественных конструкциях) тоже состоит из отдельных колец, каждое из которых опирается на свою консоль. В западных трубах футеровка представляет собой обычно цельный отдельный ствол, который устанавливается внутри основного. Между футеровкой и железобетонным стволом делается теплоизолирующая прослойка из минеральной ваты, а то и просто ничем не заполненной пустоты.
Задача футеровки и теплоизоляции — сберечь железобетонный ствол от действия отводимых газов. Во‑первых, газы бывают очень горячими, на стеклопроизводстве, например, их температура достигает порой 400°. Но более того, отводимые газы обладают еще и агрессивными свойствами. В них чаще всего присутствуют соединения серы. «Если труба спроектирована неправильно или изменены условия ее эксплуатации, — объясняет Алина Смирнова, — то может произойти очень неприятная вещь: прямо в стволе трубы на определенной высоте появится зона «точки росы» и газообразные отходы начнут конденсироваться. Надо понимать, что в присутствии водяного пара, который в трубе есть всегда, соединения серы могут дать серную кислоту, и прямо в трубе пойдет кислотный дождь». Агрессивный конденсат, стекающий по футеровке, представляет большую опасность. При сильном перепаде температуры газов внутри трубы и воздуха снаружи происходит миграция влаги: конденсат проникает внутрь железобетонного ствола и разъедает арматуру и камень.
Сооружение финальной части фундамента под дымовую трубу — так называемого стакана. Сначала монтируется арматура, затем создается бетонная форма.
Иногда он выступает на наружной поверхности трубы в виде белесых пятен, а в зимний период превращается в огромные сосульки. Тогда говорят: труба плачет. Чтобы исключить такие явления, футеровку покрывают специальными составами, снижающими ее проницаемость для конденсата. А вот в трубах, отводящих газы при сжигании угля (в России много угольных разрезов и много ТЭЦ при них), защита футеровки возникает естественным образом: образующийся налет прекрасно защищает кирпич.
Недешевое скольжение
В 1960-е годы в Швеции была разработана более прогрессивная технология строительства железобетонных труб — метод скользящей опалубки. В этом случае рабочая площадка с опалубкой двигается от нулевой отметки, поднимаясь на домкратных стержнях, которые остаются в теле бетона. Высота опалубки 1,2 м, но укладка бетона происходит слоями по 20−30 см. Как только слой обретает конструктивную прочность 5 МПа, укладывается следующий. Метод скользящей опалубки позволяет наращивать строящуюся трубу на 3 м и более в сутки, процесс идет практически непрерывно, и нет необходимости разбирать и собирать опалубку.
«Однако это сложная и дорогая технология, — говорит директор по производству ЗАО «Корта» Андрей Кузнецов. — Оборудование для строительства труб методом скользящей опалубки производят только две фирмы в мире, и его эксплуатация настолько сложна, что нам приходится использовать его только под контролем иностранных супервайзеров, представляющих производителя. Строить же конические сооружения этим методом умеют только австрийцы. Кроме дороговизны, в России метод скользящей опалубки имеет еще два недостатка. Во‑первых, его практически нельзя применять при минусовых температурах (из-за постоянной подачи жидкого раствора, который может замерзнуть), а во-вторых, технология предполагает бесперебойный подвоз раствора в течение, скажем, двух месяцев, и далеко не в каждом регионе нашей страны производственные мощности такое позволяют».
Но какой бы сложной ни была технология опалубки, работа на высоте предъявляет людям высокие требования. Если строящаяся труба не оснащена лифтовым оборудованием (а до определенных высот оно не устанавливается), только забраться на высоту 100−150 м — это приличная затрата времени и сил. Работа на высоте нелегка и психологически — страх высоты заложен в человеке с рождения. Как нам рассказали, некоторые трубоклады, успешно работающие на 120-метровых трубах, отказываются наотрез от работы на 200-метровых. Страшно! Наверху на небольшой площадке нет места для тяжелой техники — для заливки раствора в опалубку рабочие используют тачки и много разного ручного инструмента. Куб бетона, залитый на высоте, «золотым» делает еще и необходимость обеспечивать безопасность трубокладов, а это стоит больших денег. «Экономия на безопасности позволяет некоторым компаниям предлагать низкие цены, — говорит Андрей Кузнецов, — но в итоге это может привести к трагическим последствиям, вроде гибели трех рабочих во время ремонта трубы Конаковской ГРЭС в мае этого года. Люди сорвались вниз вместе с люлькой, которая, очевидно, не прошла положенных испытаний».
Железный аргумент
Впрочем, железобетонным трубам с их трудоемкими технологиями есть альтернатива — металлические конструкции. Металлические трубы бывают отдельно стоящими (в этом случае металла нужно много) или закрепленными в несущем портале, имеющем вид решетчатой фермы. Возведение таких труб технологически проще, они более ремонтопригодны, но менее долговечны.
«Выбор в пользу металлической трубы должен основываться на экономических расчетах, — поясняет Андрей Кузнецов. — Если железобетонная труба наращивается, то металлическую надо собирать из кольцевых элементов с помощью кранов. Краны, способные поднять детали трубы на высоту 150 м, — это уникальные машины, аренда которых может обходиться в миллион рублей в день и выше. Чтобы удешевить процесс, мы сейчас экспериментируем с другой технологией. На всю высоту трубы выстраивается решетчатая легкосборная ферма, а затем внутри нее монтируется труба из металлических колец. Она наращивается либо сверху (тогда секции поднимаются вверх с помощью лебедки), либо снизу (тогда построенная часть трубы поднимается на домкратах). В данном случае тяжелые краны не нужны».
