Дымовая труба

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Труба Харьковской ТЭЦ-5 (330 м)
Промышленная труба

Дымова́я труба́ — вертикально расположенное трубное устройство для отвода продуктов сгорания в атмосферу. Принцип действия дымовой трубы основан на эффекте тяги, который обеспечивает перемещение массы газа в направлении от входного к выпускному отверстию трубы. Трубы могут иметь круглое, овальное или многоугольное сечение и изготавливаются из негорючих материалов — природного камня, кирпича, керамики, асбоцемента, металла или бетона. Высота промышленных труб может достигать нескольких сотен метров.

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 дымохода. Отводимые по дымоходу газы поступают в дымовую трубу, по которой они затем выпускаются в атмосферу. К одной трубе могут одновременно подсоединяться несколько дымоходов.

История[править | править вики-текст]

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 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[править | править вики-текст]

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.

Конструкция и материалы[править | править вики-текст]

Кирпичная труба Экибастузской ГРЭС-2 (419,7 метров)

В России широко распространены дымовые трубы из кирпича. Кирпичная дымовая труба может состоять из следующих элементов (сверху вниз):

  • металлический колпак
  • оголовье
  • шейка
  • откос
  • выдра
  • стояк
  • дымовые задвижки;
  • шейка для подключения к источнику отводимого в трубу газа.
Примечание. В местах соприкосновения участка трубы со строительными конструкциям здания или сооружения (крыша, перекрытия, стены, перегородки), используется распушка (разделка), обеспечивающая тепловую изоляцию и предупреждение возгорания конструкций.

Более современными и менее трудоемкими материалами для изготовления дымовых труб являются металл и бетон.

Секционные металлические 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[править | править вики-текст]

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

Дымовая тяга[править | править вики-текст]

Эффект тяги в трубе: манометры показывают абсолютное давление воздуха, поток показан светло-серыми 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[править | править вики-текст]

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[править | править вики-текст]

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. Одним из видов ремонта и улучшения характеристик дымохода является гильзовка.

Другие применения[править | править вики-текст]

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[править | править вики-текст]

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[править | править вики-текст]

Труба Год постройки Страна Город Высота Примечания
Экибастузская ГРЭС-2 1987 Казахстан Экибастуз 420 м Высочайшая труба в мире[3]
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 труба, сложенная 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[4].

Примечания[править | править вики-текст]

  1. 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.
  2. Джеймс П., Торп Н. Древние изобретения. — Мн. — 1997 — Стр. 523 — ISBN 985-438-139-0
  3. Diagram of 25 tallest flue gas stacks worldwide
  4. Дужих Ф.П., Осоловский В.П. - Промышленные дымовые и вентиляционные трубы

Литература[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]