Дымовая труба

Заводская труба

Труба Харьковской ТЭЦ-5, 330м

Дымова́я труба́ или дымохо́д — труба для отвода дымовых газов в атмосферу. Обычно вертикальная труба, но может содержать отдельные горизонтальные или наклонные участки.

История

Впервые дымоход описал грек Теофраст в IV в. до н. э.

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 весьма интересными дымоходными каналами, 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.

А на Руси ранее 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 дому могли скапливаться вредные для человека угарные газы. Да и 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.

Назначение дымовых труб

Основным предназначением дымовых труб является вывод газов (продуктов сгорания топлива в топливнике). Вместе с ними через трубу удаляются дым, сажа, пепел и копоть, которые, при неправильном формировании внутренней поверхности дымохода, могут оседать на его стенках, затрудняя в дальнейшем прохождение газов. Чтобы этого не произошло, необходимо делать внутреннюю поверхность дымоходных труб 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 глиной, так как она плохо проводит тепло и может вызвать появление конденсата и отсыревание трубы, что в итоге чревато плохой циркуляцией воздуха (тяги).

Ещё одним предназначением дымовых труб является обеспечение нормальной тяги в печи, которая находится в прямом соотношении с толщиной и высотой дымоходного канала. Температура продуктов сгорания на выходе из трубы может превышать 373 К, что позволяет создавать в отопительной конструкции естественную тягу — путём замещения горячих слоев воздуха холодными. В связи с этим толщина стенок дымовой трубы должна быть не менее чем в полтора кирпича (идеальное соотношение для труб коренного типа), а высота — в 5 метров и выше, считая от колосниковой зоны.

Конструктивные особенности дымовых труб

Большинство конструкций из кирпича вынужденно были вертикальными. В связи с появлением новых материалов это перестало быть строго необходимым.

Чаще всего дымовые трубы делаются из кирпича. Стандартная кирпичная дымовая труба состоит из следующих элементов (описание ведётся сверху вниз):

• колпака металлического;
• оголовья;
• шейки;
• бетонного откоса;
• выдры;
• места прохождения через кровлю;
• обрешётки;
• стропила;
• стояка;
• распушки (разделки);
• изоляционного слоя у перекрытия и балок;
• дымовой задвижки;
• шейки трубы.

Всё чаще на замену дымовым трубам из кирпича приходят сборные теплоизолированные металлические трубы. Они монтируются из типовых элементов заводского производства, которые необходимо крепить через каждые 150 см к стенам или иным сооружениям, поскольку они не являются самонесущими конструкциями. Преимущественно такие трубы выпускаются из алюминия (внешняя часть) и кислотостойкой нержавеющей стали (внутренняя часть). Пространство между ними заполняется специальным теплоизоляционным материалом. Конструктивно теплоизолированная стальная дымовая труба чердачного типа состоит из (описание ведётся сверху вниз):

• дефлектора;
• концевого элемента;
• промежуточного элемента;
• промежуточного элемента с очистным каналом;
• крепёжной рамы (основание дымоходной трубы, начинающееся с чердачных перекрытий);
• сечения теплоизолированной трубы;
• промежуточного элемента с подведённым патрубком;
• нижнего элемента с очистным каналом трубы, начинающейся с уровня пола.

Промышленное производство некоторых стран также предлагает к реализации высотные дымовые трубы (высотой с этаж), которые производятся на основе лёгкого бетона. Конструктивно высотные дымовые трубы из бетона состоят из: обмуровки (120 мм), шва (10 мм), теплоизолирующего штукатурного слоя (30 мм), лещадного камня, различных элементов (присоединительного, промежуточного, нижнего, верхнего), люка зольника.

Оголовок дымовой трубы

Служит многим целям: защита от снега и дождя, увеличение тяги, украшение крыши.

Дымовая тяга

Эффект тяги в трубе: манометры показывают абсолютное давление воздуха, поток показан светлосерыми стрелками. Рост давления в манометрах — по часовой стрелке.

$Q = C\; A\; \sqrt {2\;g\;H\;\frac{T_i - T_e}{T_i}}$

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

Их две — отложения изнутри, которые сокращают сечение дымохода, и разрушение изнутри и снаружи самой трубы под действием агрессивных дымовых газов и ветровой нагрузки.

Уход за дымовыми трубами

См. также: Трубочист

Дымовые 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 выведение из канала пепла, сажи и копоти, осевших на его стенах.

Другие применения

Некоторые высокие трубы используются в качестве держателя антенн передатчиков ТВ и мобильной связи. В этом случае приходится принимать специальные меры по защите от коррозии, так как большинство дымовых газов коррозийно активны.

Снос дымовой трубы на бывшей пивоварне «Хеннингер» во Франкфурте-на-Майне

Судовые трубы

Первое, 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

Труба	Год постройки	Страна	Город	Высота	Примечания
Экибастузская ГРЭС-2	1987	Казахстан	Экибастуз	420 м	Высочайшая труба в мире
Inco Superstack	1971	Канада	Садбери	385 м	Высочайшая труба в западном полушарии
Берёзовская ГРЭС	1985	Россия	Шарыпово	370 м
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 труба из кирпича
Windscale Pile	1957	Великобритания	Селлафилд	124 м	Высочайшая труба АЭС; первый в мире инцидент, связанный с АЭС

Ссылки

• Article about chimney breast removal
• Путешествие по дымовой трубе