ППР на котельные и дымовые трубы
Принцип работы
Для того чтобы поддерживать постоянный огонь в топке котельной, к нему непрерывно должен поступать воздух. При этом происходит вывод продуктов сжигания топлива с дальнейшим их рассеиванием в атмосфере. Оба этих процесса обеспечиваются естественной тягой.
Дымовые трубы для котельных работают по принципу физического закона сообщающихся сосудов — масса воздуха низкой температуры больше, чем разогретого в форме столба такой же высоты. Таким образом происходит круговорот, при котором чистый воздух поступает в котел, выталкивая обработанный через дымоход.
В обеспечении тяги большую роль играют высота конструкции, температура внутри и снаружи, а также давление атмосферы.
Типы дымоходов для котельных
Существует несколько типов дымоходов для котельных:
Кирпичные дымоходы строятся в виде конуса для обеспечения устойчивости. Нижние части обкладываются огнеупорным кирпичом с зазором между стенками для компенсации расширения материала под воздействием высоких температур.
Железобетонные конструкции достаточно прочные, но менее стойкие к коррозии. При их строительстве выполняют внутреннюю укладку для защиты от действия агрессивных газов.
В отличие от первых двух типов, труба металлическая дымовая для котельной может быть нескольких типов:
В зависимости от сложности системы отопления все типы могут быть одноствольными или многоствольными.
Типовая технологическая карта (ТТК). Строительство труб различных диаметров
ТИПОВАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА (ТТК)
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТРУБ РАЗЛИЧНЫХ ДИАМЕТРОВ
1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Типовая технологическая карта разработана на строительство труб различных диаметров.
К огнеупорной кладке предъявляются дополнительные требования по прочности, плотности и химической стойкости. Это достигается предварительным подбором и подгонкой кирпича друг к другу насухо, строгим соблюдением перевязки и выдерживанием требуемой толщины шва.
Огнеупорную кладку производят по однорядной системе перевязки с той лишь разницей, что вертикальные поперечные швы верстовых рядов и забутки также перевязывают между собой. Основные правила разрезки и системы перевязки кирпичной огнеупорной кладки изображены на рис.1.
Рис.1. Перевязка швов огнеупорной кладки стен толщиной:
— в 1/2 кирпича;
б
— в 1 кирпич;
в
— в 1 1/2 кирпича;
г
— в 2 кирпича
Качество кладки обмуровки в значительной степени зависит от толщины и качества выполнения швов кладки. По этим признакам огнеупорная кладка может быть разделена на следующие четыре категории: особо тщательная огнеупорная кладка с толщиной шва не более 1 мм; тщательная — с толщиной шва не более 2 мм; обыкновенная — с толщиной шва не более 3 мм и грубая (красная) — с толщиной шва более 3 мм.
При выполнении обмуровки в кладке оставляют температурные горизонтальные и вертикальные швы, размеры и расположение которых устанавливают в каждом случае рабочим проектом, рабочей документацией или заводской инструкцией по эксплуатации котлоагрегатов.
Сопряжение стен кладки обычно выполняют с устройством температурных вертикальных швов, указанных в рабочей документации. Для удобства устройства таких швов закладывают деревянные рейки длиной 1,5 м и переставляют их по ходу кладки. Готовый температурный шов очищают от раствора и мусора и заполняют асбестовым шнуром. Шнур, расположенный ближе к огневому пространству, промазывают жидким раствором огнеупорной глины или графитом.
Горизонтальные температурные швы в случае отсутствия разгрузочных кронштейнов делают путем опирания футеровки на наружный слой из обыкновенного кирпича. Для этой цели в наружный облицовочный слой выпускают несколько рядов огнеупорного кирпича.
Производство каменной кладки в зимних условиях
В зависимости от назначения здания или сооружения и вида кладки каменные работы при отрицательных температурах выполняются следующими основными способами: замораживанием; с применением противоморозных добавок, обеспечивающих твердение раствора при отрицательной температуре; замораживанием в сочетании с искусственным оттаиванием и обогревом кладки нижележащих слоев; с искусственным обогревом раствора в швах в процессе возведения кладки; в тепляках.
Способ замораживания (наиболее экономичный и распространенный) основан на том, что замерзший в швах раствор твердеет в основном после оттаивания кладки и частично до замерзания (вследствие положительной температуры раствора), а также при зимних и весенних оттепелях или искусственном отогревании кладки. Способом замораживания допускается возводить здания и сооружения высотой не более 15 м с выполнением ряда мероприятий, препятствующих возникновению опасных деформаций в кладке (установка дополнительных стальных связей, анкеров и сжимов, особенно в углах наружных стен и в местах примыкания внутренних стен к наружным). Кладку ведут с использованием пластичных цементных, цементно-известковых или цементно-глиняных растворов. Марки растворов назначают исходя из температуры воздуха в момент кладки. Они к месту кладки должны подаваться в подогретом состоянии 278…288 К (5…15 °С), при морозе 263…253 К (10…20 °С).
Получить полный текст
С целью повышения прочности раствора к моменту замерзания и понижения температуры замерзания в раствор вводят противоморозные добавки (нитрит натрия, хлориды кальция и поташ). Количество и состав добавок зависят от среднесуточной температуры воздуха и определяются строительной лабораторией. Кладку на растворах с противоморозными добавками ведут, как и кладку способом замораживания, но при условии, что приготовленный раствор должен быть использован в дело с температурой не ниже 278 К (5 °С) до начала его схватывания.
Если невозможно строить здания на всю высоту способом замораживания, то этот способ сочетают с искусственным отогревом возведенных конструкций нижерасположенной части здания. Таким образом, возводят такую часть здания, которая даст возможность оставшуюся часть здания по высоте выполнить способом замораживания.
При возведении специальных сооружений иногда искусственно прогревают раствор в швах переменным электрическим током, реже паром или горячим воздухом. Электрический ток к раствору подводят с помощью стержневых электродов диаметром 4…6 мм, укладываемых в горизонтальные швы. Расстояние между электродами и подводимое напряжение определяют расчетом.
В исключительных случаях сравнительно небольшие здания и сооружения возводят в тепляках, где с помощью нагревателей или калориферов обеспечивают температуру окружающей среды в пределах 278…283 К (5…10 °С).
2. ОРГАНИЗАЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ
Рис.2. Перевязка швов кладки стен толщиной:
— в 1 кирпич;
б
— в 1 1/2 кирпича;
в
— в 2 кирпича;
г
— в 2 1/2 кирпича;
д
— в 3 кирпича
Радиальные швы перевязывают на 1/4 кирпича при обычном кирпиче и наполовину ширины при лекальном кирпиче. Кладку наружного ряда кирпичей ведут так, чтобы тычковые грани ложились точно по очерченной линии наружной окружности. Таким же образом выкладывают ряд кирпичей по внутренней окружности. Наружный ряд кирпичей кладут под расшивку, а внутренний — вподрезку. Забутку ведут с полным заполнением швов. Для того чтобы вертикальные швы по мере кладки конической трубы не набегали друг на друга, применяют трехчетвертки кирпича,- укладываемые ложками вдоль поверхности стены. Проверку уклона конической трубы в вертикальной плоскости производят не менее одного раза в сутки сбавочным уровнем, который прикладывают косой частью к наружной поверхности трубы. Вертикальность оси ствола проверяют отвесом через каждые 5 м по высоте. Толщина стенки ствола трубы по высоте уменьшается за счет устройства уступов с внутренней стороны трубы.
В результате сжигания различного топлива в топках котлов образуются продукты сгорания с разной степенью агрессивности и влажности и различными температурами отходящих газов. Для защиты ствола трубы от их воздействия чаще всего устраивают футеровку — специальную защитную стенку внутри трубы из обычного керамического или специального кирпича (рис.3). При этом между внутренней поверхностью ствола трубы и наружной поверхностью футеровки оставляют зазор, который может быть воздушной прослойкой или заполняется шлаком, шлаковатой и другим термоизоляционным материалом.
Рис.3. Футеровка трубы в 1/2 кирпича:
— прямая;
б
— сопряжение смежных поясов футеровки;
1
— стенка ствола трубы;
2
— футеровка;
3
— шаблон для проверки правильной футеровки;
4
— воздушный зазор;
5
— напускные ряды футеровки;
6
— температурный зазор между рядами футеровки
Кладку кирпичных труб производят с переставных подмостей, оборудованных простейшими грузоподъемными средствами (возведение труб высотой до 40 м) или шахтных подъемников, оснащенных подъемными головками в виде пространственной рамы с рабочей площадкой. Кладка борова обычно состоит в устройстве двух стенок, перекрытых сводом, и выстилки по бетонной подготовке. Сооружение боровов из кирпича начинают с разбивки на готовом бетонном основании осей каналов, а также размещения шиберов и клапанов. Потом по бетонному основанию делают выстилку из кирпича с последующей кладкой стен канала борова. Затем устанавливают опалубку и производят кирпичную кладку свода (рис.4) от пят к замку (вершине) одновременно с двух сторон. Пятовые опоры изготовляют из специальных фасонных камней или вытесывают из нормальных кирпичей. Для предохранения пятового кирпича от быстрого разрушения пяты сводов обычно углубляют в стены на 20…30 мм.
Рис.4. Кирпичная кладка боровов:
— из обыкновенного глиняного кирпича;
б
— план свода при кладке кирпича кольцами;
в
— то же, вперевязку;
г
— футеровка борова огнеупорным кирпичом;
1
— кладка из обыкновенного глиняного кирпича;
2
— фасонный пятовый камень;
3
— окат свода из глиняного кирпича;
4
— угольник для проверки кладки кирпичей свода;
5
— опалубка;
6
— кружала;
7
— стойка;
8
— клинья;
9
— выстилка;
10
— кладка кольцами;
11
— клиновой кирпич;
12
— кладка вперевязку;
13
— слой жирной глины;
14
— окат свода из огнеупорного кирпича;
15
— футеровка из огнеупорного кирпича
Получить полный текст
Замыкающие кирпичи в своде предварительно подбирают насухо так, чтобы последний кирпич при нажиме рукой заходил в свод не более 2/3 своей длины. После указанного подбора кирпичи укладывают на раствор, а замковый кирпич забивают с помощью киянки или металлической кувалды через деревянную прокладку.
Кирпичные высокотемпературные борова выкладывают с футеровкой из огнеупорного кирпича в следующем порядке: выкладывают выстилку по бетонному основанию и стены из обыкновенного керамического кирпича; выполняют все работы по огнеупорной футеровке выстилки, стен, свода; по своду из огнеупорного кирпича делают смазку густой глины толщиной 15…20 мм, по которой кладут второй слой из обыкновенного керамического кирпича со швами толщиной 10 мм. Кладку футеровки ведут со швами для стен 3 мм, для выстилки — 5 мм, для сводов — 2 мм. Температурные швы в огнеупорной кладке боровов размером 10…15 мм оставляют через каждые 5 м по длине, а в кладке из обыкновенного керамического кирпича температурные швы не делают.
3. ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ
Требования к качеству каменных работ
Качество кладки необходимо проверять на протяжении всего процесса ее возведения, применяя соответствующие инструменты и приспособления. Во время каменной кладки следует осуществлять приемку скрытых работ с составлением соответствующего акта. Промежуточной приемке с составлением актов подлежат следующие законченные работы и конструктивные элементы: основания и фундаменты; гидроизоляция (особенно горизонтальная); установленная арматурная сталь; участки кладки в местах опирания ферм, прогонов и балок; установка закладных частей; закрепление карнизов и балконов; деформационные швы; защита от коррозии стальных элементов и деталей, заделываемых в кладку; заделка концов прогонов и балок в стенах и столбах; опирание плит перекрытий на стены.
Отклонения в размерах и положении каменных конструкций от проектных не должны превышать допустимых. В частности, неровности на поверхности стен, обнаруженные при накладывании рейки длиной 2 м, не должны быть более 100 мм для оштукатуриваемых и не более 5 мм для неоштукатуриваемых стен. Качество применяемых для кладки материалов и изделий устанавливают по паспортам заводов-изготовителей, а качество раствора — по актам лабораторных испытаний.
4. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ
Инструменты и приспособления для каменной кладки
Процесс кладки состоит из ряда производственных и контрольно-измерительных операций, выполняемых с помощью соответствующих инструментов и приспособлений.
Рис.5. Основной производственный инструмент каменщика:
Технологии строительства дымовых промышленных труб
И. Б. Дудочкин, М. В. Кухта, Е. А. Шишкина, Г.У. Зарипова
Аннотация
В данной статье рассмотрены наиболее распространенные способы возведения дымовых промышленных труб.
При техническом диагностировании дымовых промышленных труб, для понимания причин возникновения тех или иных дефектов, предотвращения их появления в дальнейшем, необходимо знать и учитывать материалы, из которых изготовлен объект, их свойства, особенности работы в различных условиях, а так же саму технологию строительства трубы, что позволяет изначально с большей вероятностью определить те элементы конструкции, которые наиболее подвержены образованию дефектов.
При появлении первых дымовых труб, они строились из кирпича (см. рис. 1). Он долгое время и оставался для них главным материалом. Множество таких сооружений и по сей день находится в эксплуатации. В основном они принадлежат предприятиям тепловых сетей и котельным различных заводов. Недостатки кирпича стали очевидны с ростом высоты строящихся труб. Стало ясно, что прочностные пределы кирпича не удовлетворяют новым требования, он недостаточно хорошо работает на сжатие. Строители еще некоторое время пытались возводить трубы большой высоты из старого материала, подбирая сам кирпич и связующие растворы с особыми качествами. Самая высокая в мире кирпичная труба появилась в 1919 году в США, в городе Анаконда, штат Монтана, ее высота 178,3 м, диаметр у основания 23 м, у вершины 18 м, толщина стены у основания 1,8 м. Однако, уже в двадцатые годы прошлого века на смену кирпичу пришел бетон (см. рис. 2). Но кирпич не утратил актуальности. В нашей стране свидетельством этому является массовое возведение относительно невысоких промышленных кирпичных труб в пятидесятых – восьмидесятых годах прошлого века, которые мы до сих пор можем наблюдать на огромном количестве предприятий. Кроме железобетонных и кирпичных, широкое распространение получили металлические дымовые трубы, кроме того, появились трубы из композитных материалов.
Любая дымовая труба представляет собой стержень, консольно защемленный в основании. Под трубой заливается бетонная плита. Если плита опирается на сваи, ее площадь можно сделать меньше, если не опирается, приходиться эту площадь увеличивать. Над плитой устанавливается стакан – круглое основание для трубы. Для сооружения железобетонных труб используют в настоящее время два метода – подъемно-переставной опалубки и скользящей опалубки. Первый метод проще и дешевле, но гораздо сложнее и уступает в качестве ствола.
Рисунок 1. Кирпичная дымовая труба
При строительстве методом подъемно-переставной опалубки внутри будущей трубы, на фундаменте устанавливают «шахтный подъемник». Это специальная наращиваемая решетчатая конструкция. С ее помощью поднимают арматуру и бетон. Кроме того, она является опорой электромеханического подъемника – «подъемной головки», к которому подвешивается круглая
площадка, с которой свисает внешняя часть опалубки. Внутренняя (переставная) часть опалубки монтируется дополнительно. После сборки и закрепления опалубки, в нее устанавливают арматуру и заливают бетонный раствор. Застывая, бетон обретает конструктивную прочность, после этого площадку поднимают, и процесс повторяется. Труба нарастает кольцами, каждое из которых имеет внутренний выступ, который называется консолью. Консоль служит для крепления внутренней оболочки трубы – футеровки. Футеровку выполняют из огне– и кислотоупорного кирпича. Она состоит из отдельных колец, при этом каждое опирается на свою консоль. Между футеровкой и железобетонным стволом находится теплоизолирующая прослойка из минеральной ваты. Бывают случаи, когда между стволом и футеровкой оставляют пространство, не заполненное минеральной ватой.
Если же котлы работают на угле, тогда образуется налет, который хорошо защищает кирпич футеровки.
Рисунок 2. Железобетонная дымовая труба
Кроме метода подъемно-переставной опалубки, последние 50 лет используется и метод скользящей опалубки. Его родоначальники – шведы. Суть метода заключается в том, что рабочая площадка с опалубкой поднимается на домкратных стержнях, которые остаются в бетоне. Укладка бетона идет слоями по 20—30 см, как только слой обретает конструктивную прочность, на него укладывается следующий. Такой метод позволяет наращивать трубу без разбора и сбора опалубки, строительный процесс практически непрерывен. Скорость подъема ствола трубы 3 м в сутки и более. Недостатком метода является его большая сложность, невозможность применения при минусовых температурах (постоянно подающийся жидкий раствор может замерзнуть), оборудование для него изготавливают лишь зарубежные фирмы, необходимость наличия больших мощностей для непрерывного подвоза бетона.
Для того чтобы возводить трубы зимой, используют специальное сооружение – «тепляк», окружающее строительную площадку. В нем положительная температура поддерживается с помощью калорифера.
Рисунок 3 Отдельно стоящая металлическая труба
На объектах, требующих применение более крупных и высоких труб, часто применяют трубы, закрепленные в несущем портале, который является
решетчатой фермой. Возведение металлических труб проще технологически, их проще ремонтировать, но они менее долговечны. Для подъема металлических колец используют тяжелые краны. Из-за дороговизны этих машин строители стали использовать и другой способ монтажа. На всю высоту трубы строится решетчатая легкосборная ферма, а уже внутри нее монтируют трубу из металлических колец. Ее наращивают или сверху (секции поднимаются вверх лебедками), или снизу, тогда построенная часть поднимается на домкратах.
Как видим, сооружение трубы сложный процесс, на каждом этапе которого могут возникнуть дефекты, которые впоследствии, со временем, а особенно при неблагоприятных условиях эксплуатации, к примеру, при поступлении химически агрессивных газов с влажностью выше и температурой ниже проектных значений, могут значительно сократить срок службы трубы, или привести к необходимости сложного и дорогостоящего ремонта. При экспертизе промышленной безопасности, специалистам ее проводящим, приходится учитывать всю совокупность факторов, влияющих на техническое состояние трубы с момента ее возведения и далее, на протяжении всего времени работы сооружения.
Список литературы
Справочная нормативная система NormaCS. Лицензия 41456/NCS-2013 выдана ООО «ЭкспертСервисПроект», г. Уфа.
СП 13-101-99 Правила надзора, обследования, проведения технического обслуживания и ремонта промышленных дымовых и вентиляционных труб. Приняты и введены в действие постановлением Госстроя России от 14.07.1999 г. № 2