да
{OWN
Ж
it»



Я.М. Щелоков, Ф.П. Дужих,
В.П. Осоловский, М.Г. Ладыгичев
СООРУЖЕНИЕ
ПРОМЫШЛЕННЫХ
ДЫМОВЫХ ТРУБ
Справочное издание в 3-х книгах
КНИГА 1.
КОНСТРУКЦИИ, РАСЧЕТЫ, ЭКСПЕРТИЗА
Под общей редакцией
Ф.П. Дужих, В.П. Осоловского
Т/
“Теплотехник”
Москва, 2007
УДК 621.181.7
ББК 38.728
Щ46
Щелоков Я.М., Дужих Ф.П., Осоловский В.П., Ладыгичев М.Г.
Щ46 Сооружение промышленных дымовых труб: Справочное издание: В 3-х книгах.
Книга 1. Конструкции, расчеты, экспертиза / Под общ. редакцией Ф.П. Дужих,
В.П. Осоловского. — М.: Теплотехник, 2007. — 336 с.
Справочник содержит сведения об их основных типах, конструктивных эле-
ментах, материалах и технологиях сооружения. В нем приведены указания о
наиболее рациональных методах возведения, ремонтов и демонтажа кирпич-
ных, железобетонных и металлических дымовых труб, рассмотрены наиболее
характерные для них дефекты и повреждения, освещены вопросы их обследо-
вания и экспертизы промышленной безопасности, а также приведены сведения
об организациях России, наиболее компетентных в этой сфере деятельности.
Ил. 132. Табл. 97. Библиогр. список: 145 назв.
Работа представлена в авторской редакции.
ISBN 5-98457-051-3
© Щелоков Я.М. и др., 2007 г.
© “Теплотехник”, 2007 г.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие............................................................7
Глава 1. Дымовые трубы: общие сведения, конструктивные схемы..........10
1.1.	Общие сведения о промышленных дымовых трубах.....................10
1.2.	Конструктивные схемы дымовых труб................................13
1.2.1.	Конструкции отечественных газоотводящих труб................13
1.2.2.	Конструкции зарубежных газоотводящих труб...................29
1.3.	Перспективы развития трубостроения...............................36
1.4.	Список литературы главе 1........................................44
Глава 2. Выбор высоты дымовых труб....................................46
2.1.	Выбор высоты труб по условиям тяги...............................46
2.1.1.	Определение высоты трубы и ее выходного отверстия
при естественной тяге............................................46
2.1.2.	Определение высоты трубы при принудительной тяге............51
2.2.	Выбор высоты трубы по экологическим требованиям..................53
2.2.1.	Общие положения по рассеиванию примесей в атмосфере.........53
2.2.2.	Методика расчета рассеивания вредных примесей...............57
2.3.	Зарубежный опыт в области расчета высоты газоотводящих труб ТЭС...62
2.4.	Список литературы к главе 2......................................66
Глава 3. Конструирование кирпичных и армокирпичных дымовых труб........67
3.1.	Основные положения...............................................67
3.2.	Материалы........................................................71
3.3.	Теплотехнические расчеты.........................................74
3.4.	Расчет ствола труб по первой группе предельных состояний.........80
3.5.	Указания по конструированию......................................87
Приложение 3.1. Теплофизические свойства материалов...................97
Приложение 3.2. Задание на проектирование дымовой
или вентиляционной трубы...........................................98
Глава 4. Конструирование железобетонных труб...........................104
4.1.	Общие положения по расчету железобетонного ствола...............104
4.2.	Рекомендации по конструированию.................................107
4.3.	Определение ветровой нагрузки...................................171
4.4.	Расчет горизонтальных сечений.....................................173
4.5.	Напряжение в арматуре при совместном действии внешних
сил и температур.....................................................185
4.6.	Расчет по раскрытию горизонтальных трещин.......................189
4.7.	Расчет вертикальных сечений.....................................191
4.8.	Особенности напряженного состояния ствола дымовой трубы,
работающей в условиях пульсирующих температурных режимов.............192
4.9.	Методы расчета температурных полей и массообмена в дымовых трубах.196
4.10.	Список литературы к главе 4....................................223
3
Глава 5. Основные положения расчета стальных дымовых труб..........226
5.1.	Общие сведения................................................226
5.2.	Свободно стоящие стальные дымовые трубы.......................226
5.3.	Стальные трубы на оттяжках....................................229
5.4.	Стальные трубы в стальном несущем каркасе.....................230
5.5.	Стальные трубы в железобетонной оболочке......................231
5.6.	Список литературы к главе 5...................................232
Глава 6. Особеииости выбора числа и типа дымовых труб,
проблемы унификации................................................233
6.1.	Основы выбора числа и типа газоотводящих труб на ТЭС..........233
6.2.	Унификация газоотводящих труб.................................237
6.3.	Унифицированный цоколь газоотводящих труб.....................239
6.4.	Список литературы к главе 6...................................246
Глава 7. Экспертиза промышленной безопасности......................247
7.1.	Общие положения...............................................247
7.2.	Порядок проведения экспертизы.................................250
7.3.	Направления по повышению эффективности выполнения
экспертизы промышленной безопасности...............................253
7.4.	Нормирование предельных значений основных дефектов повреждений
для различных категорий технического состояния промышленных труб...259
7.5.	Список литературы к главе 7...................................270
Приложения..............................................................272
Приложение 1. Проблемы экспертизы и промышленной безопасности
дымовых и вентиляционных промышленных труб на современном этапе....272
Приложение 2. Основные требования к техническим решениям
по результатам экспертизы промышленной безопасности железобетонных
и кирпичных дымовых труб...........................................275
Приложение 3. Внешние газоходы..........................................279
П 3.1. Внешние газоходы и их сопряжение с дымовыми трубами.........279
П 3.2. Золовые отложения во внешних газоходах и меры их предотвращения..286
П.3.3. Список литературы к приложению 1 ...........................292
Приложение 4. Выписки из СНиП П-23-81 Стальные конструкции
(издание 2002 г.)..................................................293
П 4.1. Материалы для конструкций и соединений......................293
П 4.2. Расчетные характеристики материалов и соединений............294
П.4.3. Учет условий работы и назначения конструкций................299
П 4.4. Материалы для стальных конструкций и их расчетные характеристики.300
П 4.5. Основные буквенные обозначения величин......................304
Приложение 5. Справочник базовых цен на проектные работы
для строительства «Промышленные печи, сушила, дымовые и
вентиляционные трубы, конструкции тепловой изоляции
и антикоррозионной защиты» (выдержки)..............................315
4
П.5.1. Общие положения.............................................315
П.5.2. Базовые цены на проектные работы..........................  316
Приложение 6. Перечень нормативных документов......................330
Заключение.............................................................
5
КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДРУГИХ КНИГ
КНИГА 2.
Промышленные дымовые трубы: строительство
Предисловие
Глава 1. Особенности организации работ по возведению дымовых труб
Глава 2. Технология строительства кирпичных дымовых труб
Глава 3. Технология строительства монолитных железобетонных труб
Глава 4. Технология строительства сборных железобетонных труб
Глава 5. Технология строительства металлических дымовых труб
Глава 6. Реконструкция дымовых труб и газоходов
Глава 7. Ликвидация дымовых труб
Глава 8. Технико-экономические показатели при возведении дымовых труб
Приложения
Перечень нормативных документов по сооружениям производственного назначения
Внешние газоходы и их сопряжения с дымовыми трубами
Материалы для защиты дымовых труб (антикоррозионные, абразивостойкие и др.)
Рекомендации по сушке и разогреву дымовых труб и боровов
Базовые цены на работы по строительству и реконструкции дымовых труб
Заключение
КНИГА 3.
Промышленные дымовые трубы: эксплуатация и ремонт
Предисловие
Глава 1. Нормативные требования по эксплуатации дымовых труб и газоходов
Глава 2. Эксплуатация и надежность газоотводящих труб
Глава 3. Эксплуатационный контроль за состоянием дымовых труб
Глава 4. Экспертиза промышленной безопасности дымовых труб
Глава 5. Ремонтные и реконструктивные работы
Глава 6. Основные критерии определения безопасной эксплуатации дымовых труб
Глава 7. Консервация дымовых труб
Приложения
Перечень нормативных документов по сооружениям производственного назначения
Перечень нормативных документов по ремонтам
Номенклатура и объем работ при капитальном ремонте
Базовые цены на работы по обследованию и контролю за состоянием дымовых труб
Внешние газоходы и их сопряжения с дымовыми трубами
Материалы для защиты дымовых труб (антикоррозионные, абразивостойкие и др.)
Рекомендации по сушке и разогреву дымовых труб и боровов
Базовые цены на работы по строительству и реконструкции дымовых труб
Заключение
б
Предисловие
В настоящее время без дымовой трубы не обойтись практически ни в одной
из сфер жизни и деятельности человека. А необходимость создания такого
устройства была вызвана появлением обогревательных средств, в которых
использовался открытый огонь (отопление по-черному). Исследователи древ-
него периода жизни людей считают, что именно камин был первым устрой-
ством для организации перехода на систему с отводом продуктов сгорания от
очага через дымовые каналы в атмосферу. Был исключительно длительный
период в истории человечества по освоению «дымоводов». Есть свидетель-
ства, что в Европе первые дымовые трубы появились только в VI веке на севе-
ре Италии. Появились и первые специалисты по обслуживанию дымоводов —
трубочисты. Кстати, такие специалисты необходимы нередко до сих пор. Це-
лесообразность развития дымовых труб была вызвана и рядом других причин
— «опрокидование тяги», защита от дождя, снега и т.п. По мере развития тех-
нологических огнетехнических устройств появилась необходимость в разви-
тии специального направления техники — промышленного трубостроения.
Активно этот вид техники развивается уже более чем 200 лет.
В СССР определяющим этапом в развитии промышленного трубостроения
следует считать период начавшийся в 1928 г., когда была создана первая госу-
дарственная организация “Госпечьтрубстрой” в составе которой имелась про-
ектно-пусковая контора и ряд строительных управлений. Менее чем через год
произошла трансформация этой организации в государственный союзный трест
“Союзтеплострой”, который в течение следующих 25 лет возглавлял и совер-
шенствовал промышленное трубостроение Советского Союза.
Среди инженеров треста, занимавшихся проблемой отечественного трубо-
строения те далекие годы следует назвать В.И. Алатырцева, А.В. Чернова, Л.Д.
Солоденникова, С.С. Серебренникова, В.И. Бельского, Б.В. Сергеева, Волын-
цева, П.В. Борисова, Е.И. Бакина, Н.В. Жовнировского.
Первое учебное пособие “Кладка заводских дымовых труб” автором которо-
го был В.И. Алатырцев, вышла в 1944 г., а первый справочник “Строителя
промышленных печей”, в котором был обширный материал по сооружению
дымовых труб---в 1949 г. под редакцией А.В. Чернова.
В 1954 г. был организован Всесоюзный научно-исследовательский и проек-
тный институт “Теплопроект”, возглавивший работу по проектированию ды-
мовых труб и разработку отраслевых нормативных документов по этому на-
правлению. Трубный отдел института возглавил инженер И. А. Шишков, а тру-
дились в нем квалифицированные, инициативные специалисты В.Г. Лебедев,
А.В. Зиновьев, Д.С. Беляев, Г.В. Крылова.
В этом же году был образован трест “Тепломонтаж”, по профилю идентич-
ный тресту “Сокозтеплострой”, но со своими регионами деятельности. Работ-
7
ники треста “Тепломонтаж”, среди которых следует упомянуть А.А. Карака-
шяна, А.И. Рассолова, В.А. Козлова, Н.П. Лебедева, Ю.М. Охаинина, В.П. Вор-
слова, В.Ф. Фролова, В.Е. Валова, Н.А. Чекмарева, В.Ф. Лапушкова, О.П. Га-
лиулину, которые были удостоены премии Совета Министров СССР за разра-
ботку и внедрение сборных железобетонных дымовых труб.
На базе треста “Союзтеплострой”, был также организован трест “Спецже-
лезобетонстрой” с направлением по сооружению монолитных железобетон-
ных труб, который возглавил Л.В. Колосов. На счету этого треста сотни моно-
литных железобетонных труб высотой до 370 м, и одна — даже 420 м — самая
высокая а мире.
В совершенствовании этого направления активно участвовали инженеры П.Ф.
Бархатов, Д.С. Рабунский, А.А. Андрачников, В.П. Меркулов, В.М. Фрумкин,
А.Н. Барышев.
Непрерывно развивается и совершенствуется современное промышленное
трубостроение. На основе новационных разработок сооружаются свободнос-
тоящие металлические дымовые трубы, монтируются металлические и пласт-
массовые стволы в монолитных железобетонных трубах и опорных специаль-
ных башнях, внедряются лакокрасочные адгезионные материалы нового по-
коления.
Благодаря усилиям многих специалистов, среди которых следует по праву
выделить А.С. Лукашевича, А.П. Денисенко, Ю.Ф. Синицына, В.П. Осоловс-
кого, В.Г. Сатьянова, Ф.П. Дужих, Ю.М. Молодчикова, П.М. Грицкова, В.А.
Сырых, Ю.В. Матвеева, А.В. Хавкина, В.И. Родионова, Г.В. Веревкина, Р.П.
Олькова, В.С. Петросяна, И.Е. Гришина, Ю.М. Перелыптейна, ГМ. Марты-
ненко, А.М. Елыпина, Л.М. Турзянского, А.П. Шадрина отечественное трубо-
строение занимает одно из ведущих мест в мире.
Опыт ведущих российских строительных и ремонтных организаций, обоб-
щен также в книгах по данному профилю, изданных в ближайшем прошлом.
В частности ‘Тазоотводящие трубы ТЭС и АЭС”, авторы Волков Э.П., Гаври-
лов Е.И., Дужих Ф.П., “Дымовые трубы”, авторы Ельшин А.М., Ижорин М.Н.,
Жолудов В.С., Овчаренко Е.Г., “Экспертиза промышленной безопастности про-
изводственных зданий и сооружений”, авторы Сатьянов В.Г., Пилипенко П.Б.,
Французов В.А., Сатьянов С.В. и нормативных документах межотраслевого
применения по вопросам промышленной безопасности дымовых и вентиля-
ционных труб, подготовленные и выпущенные надзорными органами при де-
ятельном участии А.И. Перепелицына, Ю.В. Вербицкого, Б.А. Красных, ГП.
Зуева, В.С. Котельникова, А.А. Шаталова, А.А. Ходько и др.*
Заметным событием для отечественного промышленного трубостроения был
выход в свет справочников, изданных в 2004 г. Издательством “Теплотехник”:
“Дымовые трубы” под ред. М.Н. Ижорина; «Промышленные дымовые и вен-
тиляционные трубы» авторов Дужих Ф.П., Осоловский В.П., Ладыгичев М.Г.
8
В настоящее время трубостроение развивается бурными темпами. Вызвано
это быстрым развитием ряда видов экономической деятельности — металлур-
гия, производство стройматериалов, децентрализованная энергетика и др. В
связи с этим возникла необходимость обобщения накопленного опыта по трем
направлениям:
•	конструкции дымовых труб, используемые материалы, методики расчетов
и др.;
•	строительство, сооружение промышленных дымовых труб;
•	их эксплуатация и ремонт.
Подготовка материалов в такой форме позволяет упростить поиск необходи-
мой информации на соответствующую тему, а также во многом отвечает тре-
бованиям, изложенным в системе технического регулирования, которая в на-
стоящее время реализуется в Российской Федерации, в порядке подготовки к
вступлению в ВТО.
Разработка структуры содержания данного справочника выполнена Лады-
гичевым М.Г. и Щелоковым Я.М.
Авторы понимают, что невозможно представить полную исчерпывающую
информацию по такой масштабной теме, как промышленные дымовые трубы.
Поэтому просим читателей все замечания, предложения направлять в адрес
издательства по e-mail: ladigichev@nccom.ru.
9
Глава 1.
ДЫМОВЫЕ ТРУБЫ: ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ,
КОНСТРУКТИВНЫЕ СХЕМЫ
1.1. Общие сведения о промышленных дымовых трубах [1.1, 1.2]
Вначале конструкции дымовых труб составляли единое целое с топочным
агрегатом. Однако такая компоновка не позволяла обеспечить в топке требуе-
мое разрежение для эффективного сжигания значительного количества топли-
ва, поэтому возникла объективная необходимость в отдельном сооружении тру-
бы, так как только в этом случае она могла достигать необходимой высоты.
Промышленные дымовые трубы как самостоятельные инженерные соору-
жения появились в период развития машинного промышленного производ-
ства, что произошло в России во второй половине, а в Европе в начале XIX в.
Промышленность для удовлетворения своих возрастающих мощностей тре-
бовала все большего количества тепла, что обусловило эволюцию дымовых
труб, которые становились все более высокими с одновременным увеличени-
ем размеров внутреннего канала для прохода газов.
Первые энергетические установки были небольшими по мощности и, как
правило, работали при относительно высокой температуре уходящих газов.
Поэтому и дымовые трубы предназначались для удаления дымовых газов за
счет разности плотностей окружающего воздуха и горячих газов. Тяга обеспе-
чивалась невысокими трубами: металлическими обычно высотой до 30 м и
кирпичными высотой до 50-60 м.
Длительное время дымовые трубы служили только для создания естествен-
ной тяги, образующейся вследствие разности плотностей горячего газа в топ-
ке и относительно холодного воздуха на уровне выходного отверстия трубы
или ее устья. Величина требуемого разрежения достигалась путем соответ-
ствующего подбора высоты и диаметра дымовой трубы.
По мере совершенствования печей, особенно котлов, за счет применения во-
дяных экономайзеров, воздухоподогревателей сопротивление газового тракта
возрастало, а температура отходящих газов снижалась. Существующие дымо-
вые трубы уже не могли обеспечить движение газов по всему тракту за счет
естественной тяги, что повлекло за собой применение вентилятора-дымососа,
создающего принудительную тягу, способную эвакуировать значительно боль-
шие объемы отходящих газов без увеличения параметров дымовой трубы.
Однако по-прежнему высота дымовых труб продолжала нарастать. И в силу
вступил новый фактор — загрязнение воздушного бассейна промышленными
выбросами.
Наличие фоновых загрязнений, а также отсутствие эффективных и эконо-
мически целесообразных способов очистки топлива и газов от вредньгх при-
10
месей определяют сооружение все более высоких промышленных труб для
рассеивания в атмосферном воздухе содержащихся в дымовых газах вредных
примесей с целью снизить их концентрации в приземном слое атмосферы до
приемлемого по санитарно-гигиеническим требованиям уровня.
Высота дымовых труб, первоначально обеспечивавшая лишь процессы го-
рения в топке или рабочем пространстве печи, начинает выполнять иную, не
менее актуальную, задачу — обеспечивать загрязнение атмосферы ниже опре-
деленного уровня.
Трубы, которые полностью обеспечивают тягу, создающую необходимый при-
ток воздуха в рабочее пространство печи или топку, называются тяговыми.
Трубы, в которых обеспечивается принудительная тяга, предназначающаяся
для эвакуации дымовых газов в верхние слои атмосферы, носят название отво-
дящих.
Многие трубы выполняют эти две функции одновременно. Примером могли
служить дымовые трубы мартеновских печей в черной и отражательных пе-
чей в цветной металлургии, где применение дымососов долгое время было
невозможно из-за высоких температур отходящих газов, которые к тому же
настолько запылены и содержали много вредных, в основном сернистых со-
единений, что требовало высоты труб 80-120 м.
В зависимости от основного материала, из которого сооружаются дымовые
трубы, они подразделяются на кирпичные, монолитные железобетонные, сбор-
ные железобетонные и металлические. По конструктивным особенностям,
которые обычно являются следствием их функционального назначения, они
делятся на [1.2]:
— Железобетонные дымовые трубы:
•	с футеровкой из глиняного кирпича, с частичной теплоизоляцией и воз-
душным невентилируемым зазором;
•	с футеровкой из глиняного кирпича, теплоизоляцией из минераловатных
матов или полужестких плит, прижимной стенкой;
•	с футеровкой из кислотоупорного кирпича, минераловатной теплоизоля-
цией, прижимной стенкой и невентилируемым зазором;
•	с монолитной футеровкой из полимерцементного и полимерсиликатного
бетона;
•	с вентилируемым зазором между стволом и футеровкой;
•	с внутренними металлическими газоотводящими стволами (МТС) и теп-
лоизоляцией наружной поверхности МГС;
•	с внутренним стволом из композитных материалов (стеклопластик, стек-
лоуглепластик, стеклофаолит);
•	дымовые и вентиляционные сборные железобетонные трубы из специаль-
ного бетона.
-	Кирпичные дымовые и вентиляционные трубы:
11
•	с кирпичной футеровкой и теплоизоляцией в нижней части трубы;
•	с кирпичной футеровкой по всей высоте ствола и теплоизоляцией нижней
части ствола и воздушным невентилируемым зазором;
•	с кислотоупорной кирпичной футеровкой и теплоизоляцией по всей высо-
те трубы.
-	Металлические трубы, из которых по конструктивным особенностям наи-
более распространены следующие виды:
•	самонесущие (с оттяжками или без них);
•	самонесущие с внутренним газоотводящим стволом (2-х или 3-х стволь-
ные с гасителем колебаний);
•	с несущей металлической башней;
•	многоствольные с центральной несущей решетчатой металлической баш-
ней.
-Дымовые и вентиляционные трубы из композитных материалов:
•	из стеклопластика, сборные, с болтовым соединением царг;
•	из углестеклопластика, сборные, с болтовым соединением царг;
•	из стеклофаолита и фаолита, сборные, с болтовым соединением сегментов
царг и самих царг.
Кирпичные дымовые трубы обычно не выше 100 м и используются в широ-
ком диапазоне температур, зачастую весьма высоких. Благодаря разнообраз-
ным футеровкам они успешно служат и в котельных, и в металлургии, химии
и нефтехимии. В настоящее время это наиболее распространенный вид труб в
России.
Монолитные железобетонные дымовые трубы обычно бывают высотой бо-
лее 100 м и в основном применяются на предприятиях энергетики. В принци-
пе они весьма схожи по условиям службы, однако температура газов в них не
должна превышать 200 °C. В настоящее время в России основная их часть
имеет высоту 120-150 м, несколько сот — от 180 до 250 м, незначительное
количество — 330 м и единицы — 370 м.
Сборные дымовые трубы из жаростойкого железобетона предназначены, в
основном, для работы на небольших котельных. Они сооружаются обычно
высотой 30 и 45 м, хотя имеются трубы и в 60 м. Как правило, они используют-
ся без футеровки, но при наличии высоких температур отходящих газов могут
быть зафутерованы частично или на всю высоту.
Металлические дымовые трубы многофункциональны благодаря тому, что
конструктивно позволяют выполнить футеровку практически любой сложно-
сти также, как и применить широкую гамму защитных лакокрасочных мате-
риалов.
По сравнению с рассмотренными выше типами дымовых труб они при иден-
тичных параметрах имеют наименьшую массу и наибольший уровень мон-
тажной готовности. Кроме того, они не фильтруют конденсат и вредные ком-
12
Таблица 1.1
Степень соответствия основных типов промышленных дымовых труб
общим условиям технологического процесса
Условия службы	Типы труб								
	а	б	в	г	д	е	ж	3	и
Положительное давление			—			+		+	+
эвакуируемых газов									
Отрицательное давление									
эвакуируемых газов	+	+	+	+	+	+	+	+	+
Высокая агрессивность	—	—	—	—	—	+	—	—	+
Ограниченная агрессивность	+	+	+	+	+	+	+	+	+
Температура, °C:									
>350	+	+	—	—	+	—	—	—	—
120-350	+	+	+	+	+	+	+	+	+
<100	—	—	—	__	—	+	—	+	+
Периодическая нагрузка	-	-	-	-	-	+	-	+	-
Постоянная нагрузка	+	+	+	+	+	+	+	+	+
Условные обозначения: + соответствует; - не соответствует; а — кирпичная труба, футерованная
полностью или частично; б — монолитная железобетонная труба с кирпичной футеровкой и
теплоизоляцией; в — монолитная железобетонная труба с кирпичной футеровкой без изоляции; г —
монолитная железобетонная труба с футеровкой из полимербетона; д — монолитная железобетонная
труба с кирпичной футеровкой, теплоизоляцией или без иее и воздушным вентилируемым зазором
между стволом и футеровкой; е — монолитная железобетонная труба с газоотводящими стволами из
стали или других материалов и проходных вентилируемым зазором; ж — сборная железобетонная
труба; з — свободностоящие металлические трубы с футеровкой или без иее; и — трубы с внутренними
пластмассовыми и металлическими стволами.
поненты отходящих газов, позволяя работать со значительными положитель-
ными давлениями и скоростями. Благодаря этому металлические трубы полу-
чили широкое распространение.
Следует, однако, отметить, что в СССР они выполнялись обычно незначи-
тельной высоты — 30 и 45 м, изредка до 60 м. Основная причина заключалась
в отсутствии мобильных недорогих монтажных механизмов, а также в госу-
дарственной политике экономии металла.
В настоящее время, в том числе и в России, металлические свободностоя-
щие дымовые трубы сооружаются высотой 100 м и более как на производ-
ствах со значительными температурами отходящих газов, так и на объектах
энергетики, где эти температуры незначительны.
Степень соответствия основных типов промышленных дымовых труб об-
щим условиям технологического процесса приведена в табл, 1.1 [1.1].
1.2. Конструктивные схемы дымовых газоотводящих труб
1.2.1. Конструкции отечественных газоотводящих труб
В отечественной и зарубежной литературе общепринятым является выраже-
ние “дымовая труба”. Желая подчеркнуть общность выбора параметров, под-
13
ходов при проектировании и эксплуатации труб на промышленных предприя-
тиях ТЭС и АЭС, авторы [1.2] использовали общее для них выражение “газо-
отводящие трубы”. В контексте для промышленных предприятий и тепловых
электростанций используется также выражение “дымовая труба”.
Газоотводящие (дымовые) трубы тепловых электростанций и их конструк-
тивные схемы в течение периода развития теплоэнергетики претерпевали су-
щественные изменения.
По мере укрупнения электростанций и использования сернистых и зольных
топлив для удовлетворения требования, связанных с охраной окружающей
среды, потребовалось сооружение железобетонных труб большой высоты: 100—
250 м и более. Металлические трубы с расчалками могут сооружаться высо-
той до 60-80 м, кирпичные трубы можно возводить высотой до 120 м. Нали-
чие фоновых загрязнений, а также отсутствие эффективных и экономически
целесообразных способов очистки топлива и газов от вредных примесей оп-
ределяют появление все более высоких газоотводящих труб для рассеивания в
атмосферном воздухе содержащихся в дымовых газах вредных примесей с
целью снижения их концентраций в приземном слое атмосферы до необходи-
мого по санитарно-гигиеническим требованиям уровня.
В настоящее время эксплуатируются около ста газоотводящих труб высотой
180 м, более пятидесяти труб высотой 250 м, шесть труб высотой 320 м и три
трубы высотой 330 м. Тенденция увеличения высоты газоотводящих труб на-
блюдается и за рубежом. Например, на ТЭС “Митчелл” (США) построена же-
лезобетонная труба с металлическим газоотводящим стволом высотой 366 м
для обслуживания двух блоков мощностью по 800 МВт. Высота газоотводя-
щих труб на ТЭС “Дрэкс” (Англия) — 259 м. Железобетон, являясь достаточ-
но эффективным материалом в отношении механической прочности, оказался
неспособным противостоять воздействию агрессивных сернистых соедине-
ний и повышенной температуры дымовых газов. Поэтому возникла необходи-
мость создания футеровки, имеющей функцию ограждающей поверхности для
дымовых газов.
Железобетонные трубы
На рис. 1.1 представлена железобетонная газоотводящая труба подобного
типа.
Железобетонный ствол трубы имеет форму полого усеченного конуса с посто-
янным или переменным уклоном наружной грани стенки трубы в зависимости
от условий прочности, экономичности, удобства изготовления, а также архитек-
турных соображений; переменный уклон принимается в пределах от 0,01 до 0,1,
постоянный — 0,02. При бетонировании ствола трубы в переставной опалубке
уклон может доходить до 7 %, а при скользящей — не более 2,5 %. При уклонах
14
08000
Рис. 1.1. Конструктивная схема газоотводящей трубы с прижимной футеровкой: 1 — железобетон-
ный ствол трубы; 2 — антикоррозионная изоляция; 3 — прижимная кладка; 4 — тепловая изоляция;
5 — кислотоупорная футеровка; 6 — консольные выступы; 7 — слезниковые кирпичи; 8 — фунда-
мент трубы; 9 — светофорные площадки
труб более 7 % требуются особые виды опалубки, выполняемые из перестав-
ных щитов, специально предназначенных для этого уклона.
Отношение высоты железобетонного ствола или отдельного его участка соот-
ветственно к своему нижнему наружному диаметру должно быть не более 20.
Железобетонные стволы газоотводящих труб ТЭС такой конструктивной
схемы выполняются в основном из монолитного железобетона. Толщину сте-
нок принимают согласно расчету на прочность. Из производственных усло-
вий минимальную толщину стенок вверху монолитной трубы при внутреннем
Диаметре до 5 м принимают 160 мм, при диаметре от 5,1 до 7 м — 180 мм, при
Диаметре от 7,1 до 9 м — 200 мм.
15
Внутренняя поверхность железобетонного ствола покрывается антикорро-
зионной изоляцией. Вплотную к изоляции ранее выполнялась прижимная клад-
ка из нормального глиняного кирпича (узел Г) марки 100 на глиноцементном
растворе. Зазор между прижимной кладкой и футеровкой в этом случае запол-
няется полужесткими минераловатными плитами на фенольной связке для
тепловой изоляции.
В железобетонных конических трубах внутренняя поверхность железобе-
тонного ствола покрывалась эпоксидным лаком и стеклотканью, что позволя-
ло отказаться от прижимной стенки из глиняного кирпича, удешевить трубу и
сократить сроки строительства (узел II).
С отметки ввода газоходов до верха железобетонный ствол футеруется кисло-
тоупорным кирпичом (узел I), прямым и радиальным, на андезитовой или диа-
базовой замазке, с затиркой внутренней поверхности футеровки той же замаз-
кой и последующей окисловкой 20%-ным раствором серной кислоты. Назначе-
ние такой кирпичной футеровки, как отмечалось, заключается в защите железо-
бетонного ствола от воздействия агрессивных компонентов, содержащихся в
дымовых газах, и высоких температур, футеровка разбита на отдельные футеро-
вочные пояса, опирающиеся на железобетонные консольные выступы. Консоли
для опирания футеровки в конических монолитных трубах образуются посред-
ством установки внутренней опалубки под соответствующим углом, высота их
равна 1250 мм. Для уменьшения температурных напряжений, вызванных утол-
щением стенки ствола в местах расположения консолей, последние имеют вер-
тикальные температурные швы шириной 10-25 мм с шагом по окружности не
более 1 м. Шов доводится до внутренней поверхности железобетонной стенки.
В пределах расположения консолей количество горизонтальной арматуры в же-
лезобетонном стволе конструктивно увеличивается.
Для отвода атмосферных осадков и конденсата, образование которого воз-
можно при мокром режиме очистки уходящих газов или при их низкой темпе-
ратуре, в узлах сопряжения поясов футеровки устанавливаются фасонные слез-
никовые кирпичи (узел III).
Над слезниками в футеровку закладывают трубки из кислотоупорной кера-
мики для отвода возможного конденсата из зазора между футеровкой и при-
жимной кладкой.
Антикоррозионная защита железобетонного перекрытия на отметке ввода
газоходов и железобетонных конструкций пандусов выполняется следующим
образом: по цементной стяжке наносят за 1 раз шпаклевку битуминолем Р-1
слоем 3 мм с наклейкой в два слоя стеклосетки. После этого наносят шпаклев-
ку битуминоль Р-1 за 3 раза слоем 7 мм. По шпаклевке выполняют выстилку
из кислотоупорного кирпича толщиной 140 мм на диабазовой замазке и обли-
цовку кислотоупорными плитами 5 = 20 мм на диабазовой замазке. Оклееч-
16
ную изоляцию со ствола заводят на перекрытие. Нижнюю поверхность пере-
крытия покрывают за 3 раза лакокрасочным покрытием.
Для защиты верхнего обреза трубы от воздействия дымовых газов и атмос-
ферных осадков на нем устанавливают чугунный колпак, собираемый из сек-
ций.
Фундамент трубы состоит из стакана (в виде полого усеченного конуса или
цилиндра) и плиты. Плита выполняется сплошной по всей площади основа-
ния или в виде кольца. Кольцевые плиты принимаются при грунтах с высоким
расчетным сопротивлением (скальных, полускальных, плотных глинистых и
крупнозернистых песчаных). В плане плита — круглого и многоугольного
очертания. Плита квадратного или прямоугольного очертания допускается в
виде исключения только в случаях, когда из-за крайне стесненного состояния
строительной площадки применить круглую или многоугольную плиту невоз-
можно.
Наружная поверхность железобетонной оболочки покрывается за 1 раз пер-
хлорвиниловым грунтом, затем красится 2 раза перхлорвиниловой эмалью
полосами красного и белого цвета в соответствии с требованиями Руковод-
ства по эксплуатации гражданских аэродромов Российской Федерации (РЭГА
РФ-94). Кроме того, вся наружная поверхность ствола покрывается за 1 раз
лаком ХСЛ с добавлением к нему 50 % эмали соответствующего цвета.
Для установки на трубе светооградительных огней предусматриваются све-
тофорные площадки, ходовая лестница с ограждением и балконами для отды-
ха верхолаза. Предусматривается также система грозовой защиты, состоящая
из молниеприемников, токоотводящих канатов и заземляющего контура.
В табл. 1.2 приведены типоразмеры железобетонных газоотводящих труб с
прижимной футеровкой, построенных по типовым проектам ВНИПИ Тепло-
проект.
Таблица 1.2
Типоразмеры железобетонных труб с прижимной футеровкой
Диаметр трубы, м	Высота трубы, м			
	120	150	180	250
4,2	X	—	—	—
4,8	X	—	—	—
6,0	X	X	X	
6,5				X
7,2	X	X	X	
8,0				X
8,4	X	X	X	
9,6	—	X	X	X
17
В процессе эксплуатации некоторых монолитных железобетонных дымовых
труб с прижимной футеровкой наблюдалось проникновение агрессивных га-
зов через неплотности футеровки с одновременной конденсацией водяных
паров и проникновением образующейся жидкости через швы бетонирования
наружу. Через рабочие швы бетонирования фильтруется конденсат, содержа-
щий при работе на сернистых топливах агрессивные примеси для арматуры и
бетона. В зимнее время конденсация паров приводит к образованию в верхней
части трубы наледей.
До последнего времени причины проникновения газов наружу ствола были
недостаточно изучены. В качестве основной причины этого явления предпо-
лагалась диффузия газов за счет разности концентраций агрессивного газа
внутри трубы и снаружи. Однако это не объясняло, почему на одних трубах,
работающих длительные сроки (20-30 лет), проникновение газа не наблюда-
лось, а на других трубах той же электростанции — наблюдалось через не-
сколько лет эксплуатации.
Как показали исследования [1.3], на проникновение газов через ствол суще-
ственно влияют аэродинамические факторы. Доказано, что при наличии само-
тяги в нижней части трубы в определенных случаях (например, при увеличе-
нии нагрузки на трубу) на отдельных участках внутри ствола (обычно верхняя
часть трубы) наблюдаются избыточные статические давления, приводящие к
фильтрации газов наружу.
Л. А. Рихтером предложено выявлять наличие статических давлений внутри
ствола и тем самым определять надежность работы дымовой трубы с исполь-
зованием соотношения
(А + 8/)/?д0
(1.1)
где А — коэффициент трения ствола (для труб с кирпичной футеровкой А =
= 0,05); I — уклон образующей ствола трубы; рд0 — динамический напор в
устье ствола, Па; D(. — диаметр устья, м; Др — разница плотностей воздуха и
дымовых газов, кг/м3 (плотность газов принимается неизменной по высоте
трубы); g — ускорение свободного падения, м/с2.
Если R < 1, то вся труба находится под разрежением и проникновение агрес-
сивных газов наружу невозможно. В том же случае, когда R > 1, на некоторых
участках трубы возникает избыточное статическое давление, которое вызыва-
ет усиленную фильтрацию газов через кирпичную футеровку. Проходя через
швы, неплотности кладки и через поры кирпича, содержащиеся в газах водя-
ные пары, охлаждаясь, конденсируются и, соединяясь с имеющимися в газах
SO2 и SO,, образуют раствор серной кислоты, который разрушает железобе-
тонную оболочку.
18
Поэтому для увеличения долговечности трубы необходимо создать надеж-
ную преграду газам, проникающим через футеровку.
Конструктивно это решается с помощью широко использующейся в настоя-
щее время трубы с противодавлением [1.4]. Это второй тип трубы, появление
которого вызвано необходимостью увеличить надежность работы дымовых
труб.
ВНИПИ Теплопроект предложены и запроектированы газоотводящие тру-
бы с противодавлением в зазоре между стволом и футеровкой с подачей в за-
зор подогретого воздуха (рис. 1.2, а).
футеровка отделена от железобетонного ствола вентилируемым зазором, в
который вентилятором подается воздух, нагретый в калориферах до темпе-
ратуры 60-90 °C. Подогрев воздуха необходим для повышения трещинос-
тойкости кирпичной кладки и снижения температурных напряжений и де-
формаций.
Нагнетаемый вентилятором нагретый воздух создает в зазоре давление боль-
шее, чем давление дымовых газов внутри ствола, препятствует фильтрации
газа через кладку футеровки и тем самым исключает разрушение кладки футе-
ровки и железобетонного ствола трубы.
Для регулирования давления в зазоре в верхней части железобетонного ствола
трубы предусмотрены окна размером 120x200 мм с жалюзи. Через эти же окна
Рис. 1.2. Конструктивная схема газоотводящей трубы с вентилируемым непроходным зазором (тру-
бы с противодавлением): а — схема с принудительной вентиляцией зазора; б — схема с естественной
вентиляцией зазора; 1 — футеровка ствола; 2 — железобетонный ствол; 3 — вентилируемый зазор;
4 вентилятор; 5 — калорифер; 6 — вентиляционные окна
19
удаляется лишний воздух из зазора (часть воздуха фильтруется через кирпич-
ную кладку в нижней части трубы, где имеется разрежение).
Температура воздуха регулируется затворами, установленными на байпасе к
калориферу и на входе в него. Газоотводящие трубы с вентилируемым зазо-
ром футеруются кислотоупорным кирпичом толщиной 230 мм на диабазовой
замазке со швами толщиной 6 мм. Внутренняя поверхность ствола также за-
терта диабазовой замазкой слоем 3 мм с последующим окислением поверхно-
сти 20%-ным раствором серной кислоты.
Для контроля режима труб с вентилируемым зазором установлены автома-
тические приборы, регистрирующие температуру, давление и скорость дви-
жения дымовых газов в стволе трубы, а также воздуха в зазоре.
Создание труб с вентилируемым зазором значительно увеличивает надеж-
ность их работы, однако расходы электроэнергии на собственные нужды, а
следовательно, эксплуатационные расходы возрастают.
Расход воздуха для сохранения противодавления зависит от коэффициента
фильтрационной массопроводимости кирпичной кладки футеровки, для этих
труб Аф = 5 кг/(м2-мм). Поэтому при закрытых окнах в верхней части трубы
расход воздуха может быть сокращен до количества, фильтрующегося через
кирпичную кладку, и доведен до величины примерно 2500 м3/ч. Но и для пода-
чи этого количества воздуха требуются дополнительные эксплуатационные
расходы.
Трубы с использованием естественной вентиляции в зазоре (рис. 1.2,6) пред-
ложены ВНИПИ Теплопроект. Для создания противодавления принят пере-
менный по высоте зазор, величина которого изменяется от 700 мм (внизу) до
20 мм (вверху) [1.5]. Такое переменное сечение обеспечивает создание избы-
точного статического давления в верхней части ствола до 245 Па и тем самым
необходимое противодавление дымовым газам, проходящим в стволе трубы.
Подогрев воздуха до температуры 80 °C осуществляется непосредственно ухо-
дящими газами через стальную вставку, устроенную в нижней внутренней
части трубы в месте примыкания подводящих газоходов (боровов). Стальная
вставка облицовывается кислотоупорной плиткой.
Трубы с вентилируемым зазором и естественным противодавлением широ-
ко используются на различных ГРЭС и ТЭЦ. Трубы с вентилируемым зазором
сооружены на Криворожской, Бурштынской, Новочеркасской ГРЭС; с есте-
ственным противодавлением — на Углегорской ГРЭС (труба № 1), Рязанской
ГРЭС (труба № 1), ТЭЦ-21 Мосэнерго и др.
Однако в трубах данной конструкции нельзя решить важную задачу повы-
шения надежности работы — профилактический осмотр и текущий ремонт
трубы без ее остановки и тем самым без остановки присоединенного к ней
энергетического оборудования.
20
Более совершенными и надежными с этой точки зрения являются одностволь-
ные или многоствольные дымовые трубы с проходными зазорами между же-
лезобетонной оболочкой и газоотводящими стволами. Первая многоствольная
труба с металлическими стволами — четырехствольная труба Костромской
ГРЭС, сейчас такие трубы эксплуатируются на Лукомльской ГРЭС, Омской
ТЭЦ, ТЭЦ-23 и ТЭЦ-25 Мосэнерго и других электростанциях (рис. 1.3).
Многоствольные дымовые трубы, кроме профилактического осмотра и те-
кущего ремонта, позволяют при ревизионных осмотрах и капитальном ремон-
те стволов или выходе ствола из строя отключать один-два агрегата, подсоеди-
ненные к этому газоотводящему стволу, а не все энергетическое оборудова-
ние, подключенное к трубе, что увеличивает надежность работы оборудова-
ния по сравнению с одноствольной дымовой трубой.
Газоотводящие стволы многоствольных дымовых труб могут выполняться
как из металла, так и из кислотоупорного кирпича или бетона. Стволы много-
ствольных труб толщиной от 10 до 14 мм выполняются из стали ВСтЗсп5,
10ХНДП и др.
Для уменьшения коррозии с наружной стороны стволы должны изолиро-
ваться минераловатными прошивными матами такой толщины, чтобы разность
04000
014600
Вид Е
29,5
1^2^17,25
6,25
Рис. 13. Конструктивная схема газоотводящей трубы с
проходным зазором между железобетонной оболочкой
и металлическими газоотводящими стволами: 1 — же-
лезобетонная оболочка; 2 — газоотводящий ствол; 3 —
газохода
39,0
зЖ
Вид Ж
254,0
Жо
18,25
вВ
В'В
ав
^6,25
Ж
21
температур между стенкой ствола и газом не превышала 2-3 °C. Это позволя-
ет уменьшить охлаждение ствола снаружи, увеличить температуру стенки ство-
ла и тем самым снизить интенсивность коррозии. По высоте дымовой трубы в
межтрубном пространстве на различных отметках через 25-40 м расположе-
ны основные площадки. Кроме того, через каждые 10 м устроены ходовые
площадки шириной 800 мм. С основных площадок имеются выходы на свето-
форные площадки и наружные ходовые лестницы.
Вентиляция межтрубного пространства предусмотрена естественной через
фрамуги и вентиляционные отверстия. Наружная изоляция газоотводящих ство-
лов должна обеспечивать температуру в межтрубном пространстве не выше
40 °C.
Для предупреждения попадания в трубу атмосферных осадков в верхней ее
части устраивается крыша, состоящая из стальных ферм и прогонов, покры-
тых стальными кровельными листами.
Наружная поверхность газоотводящих стволов окрашивается за 4 раза перх-
лорвиниловыми красками, остальные металлоконструкции покрываются грун-
том ФА-031. Обычно многоствольные трубы оборудуются грузопассажирс-
ким лифтом и лестницей.
Железобетонная оболочка многоствольных дымовых труб может выполняться
как конической, так и составной: с конической нижней частью и цилиндри-
ческой верхней.
Стоимость многоствольных труб выше, чем одноствольных, при одинако-
вой подключенной к ним мощности. Однако преимущества многоствольных
труб в отношении надежности при одинаковых материалах стволов являются
бесспорными. Особенно это важно для дымовых труб ТЭЦ, так как тепловую
мощность ТЭЦ гораздо труднее резервировать, чем электрическую, и поэтому
особенно важна надежность работы дымовой трубы. Кроме того, на ТЭЦ в
случае установки одноствольных труб к ним необходимо подключить совмес-
тно пиковые и энергетические котлы, которые имеют различное количество
часов работы, и соблюдать для большинства пиковых котлов условие работы
на самотяге. Все это приводит к значительному преимуществу на ТЭЦ много-
ствольных газоотводящих труб.
При устройстве внутренних газоотводящих стволов должно уделяться боль-
шое внимание их газонепроницаемости. Для этой цели, как упоминалось, при-
меняются стальные стволы или стволы, выложенные из керамических блоков
(ФРГ и др.). Важным является также выбор такого аэродинамического режи-
ма, который позволяет иметь в газоотводящих стволах устойчивое разрежение
на всех режимах работы.
Для долговечности металлических газоотводящих стволов большое значе-
ние имеет наружная изоляция. Разность температур газа и внутренней поверх-
ности металлической стенки должна быть минимальной, так как скорость кор-
22
розии металла будет зависеть от этой разницы. При разнице 2 °C скорость кор-
розии металла достигает 0,1 мм в год, а при разнице 5 °C скорость коррозии
будет около 2 мм в год [1.6]. Увеличивая толщину металла против расчетного,
можно создать долговечную конструкцию, правда, за счет дополнительных
капитальных вложений. Интенсивность процессов коррозии металлических
стволов, кроме того, зависит от концентрации и фазового состояния агрессив-
ных компонентов дымовых газов, в частности, серной кислоты. Конденсация
паров возможна при достижении поверхностью ствола температуры насыще-
ния, а количество конденсирующейся кислоты зависит от разности темпера-
туры насыщения конденсирующихся паров и температуры стенки. Например,
при разности более 15 °C поток конденсирующейся
кислоты пропорционален парциальному давлению
ее паров, при снижении разности температур газ-
етенка поток снижается, а при температуре стенки,
большей температуры насыщения, конденсация па-
ров серной кислоты отсутствует и низкотемператур-
ная коррозия исключается [1.6].
Таким образом, изменяя изоляцию и создавая в
дымовой трубе определенные тепловые режимы,
можно снизить интенсивность низкотемпературной
сернокислотной коррозии газоотводящих стволов.
Поэтому для выбора толщины теплоизоляции газо-
9,6
240,0
195,0
150,0 ,
125,0
А-А
Рис. 1.4. Конструктивная схема многоствольной металлической га-
зоотводящей трубы в каркасной башне: 1 — газоходы; 2 — цо-
коль; 3 — металлический ствол; 4 — компенсатор; 5 — объединя-
ющий колпак; 6 — каркасная башня; 7 — неподвижная опора; 8 —
площадка; 9 — лифты
60,0
^0,0
' ?	60
270,0
30,0
23
отводящих стволов необходимо проведение теплового расчета.
Многоствольные трубы могут выполняться как в железобетонной оболочке,
так и в стальной каркасной башне. Трубы в стальной каркасной башне запро-
ектированы в виде четырехствольных труб для Углегорской и Запорожской
ГРЭС. Эти трубы высотой 320 м предназначались для обслуживания четырех
агрегатов по 300 МВт каждый.
Конструкция башни предусмотрена в виде четырехгранника, подпираемого
четырьмя “ногами”, имеющими самостоятельные железобетонные фундамен-
ты (рис. 1.4).
Через каждые 10 м по высоте башни устроены жесткие диафрагмы. Все эле-
менты башни трубчатого сечения диаметром от 530 до 1220 мм сварены меж-
ду собой без дополнительных косынок. Башня оборудована грузопассажирс-
ким лифтом грузоподъемностью 0,3 т, а также лестницей с переходными пло-
щадками.
Металлические газоотводящие стволы представляют собой цельносварную
конструкцию, подвешенную при помощи диафрагмы. Температурные дефор-
мации стволов обеспечиваются свободным их скольжением в жестких диаф-
рагмах башни. Для создания единого факела и увеличения его тепловой мощ-
ности стволы в устье имеют объединяющий колпак.
Для стволов принята углеродистая сталь ВСтЗсп5 толщиной от 10 до 12 мм.
Для компенсации возможного коррозионного износа толщина стальных сте-
нок стволов увеличена на 7 мм сверх расчета. Снаружи стволы изолированы
минераловатными плитами толщиной 100 мм. Конструкция газоотводящих
стволов и башни позволяет заменять отдельные участки трубы при ремонтах.
Общая масса четырехствольной трубы такой конструкции — 6940 т, в том
числе масса стволов 2376 т [1.7].
Из-за большого расхода металла, необходимого для строительства, подоб-
ные трубы распространения не получили, и данный проект реализован не был.
На зарубежных ГРЭС стальные трубы строят высотой 120-180 м (Япония) и
220 м (электростанция “Шиллинг”, ФРГ).
На Запорожской ГРЭС введена в эксплуатацию дымовая труба, состоящая
из несущей железобетонной оболочки и подвесного одноствольного газоотво-
дящего ствола из кремнебетонных панелей с проходным зазором для осмот-
ров и текущего ремонта [1.8]. Газоотводящий ствол в виде правильного две-
надцатиугольника (сечение Б-Б) выполнен из отдельных царг высотой 10 м,
собираемых из 12 кремнебетонных панелей шириной по 2,5 м и соединенных
глухими стыками и компенсаторами (рис. 1.5).
Царги подвешены к опоясывающему их стальному кольцу, которое, в свою
очередь, на 12 тягах подвешено к железобетонной оболочке. Для крепления
царг во время возведения железобетонной оболочки устанавливаются заклад-
ные металлические вставки. Для возможности компенсации температурных
24
09000
Б-Б
,305,0
i265,0'
320,0 .1|900
|25,0
090ОС
То
1.0
Рис. 1.5. Конструктивная схема газоотводящей тру-
бы с проходным зазором между железобетонной обо-
лочкой и кремнебетонным газоотводящим стволом:
1 — железобетонная оболочка; 2 — газоотводящий
ствол из кремнебетона; 3 — металлические подвес-
ки; 4 — диффузор; 5 — компенсаторы; 6 — подво-
дящие газоходы
50
170 Г
'	/,63-40 5
,	154
-150 6

Рис. 1.6. Компенсатор: 1 — кремнебетонная панель; 2 —
кремнебетонный вкладыш; 3 — стальные листы с про-
кладкой; 4 — минераловатные жгуты; 5 — стальная пла-
стина; б — минераловатный жгут в фторопластовой обо-
лочке; 7 — асбест на эпоксидной шпаклевке; 8 — болт
деформаций во время пуска и остановки блоков царги между собой соединя-
ются с помощью температурных компенсаторов. Чтобы уменьшить число ком-
пенсаторов, каждые три царги наглухо прикреплены друг к другу. Для герме-
тизации швов, как вертикальных между панелями, так и горизонтальных меж-
ду глухими царгами, применяется кислотостойкий фторопласт с термостойко-
стью до 327 °C.
25
Вертикальные стыки выполняются из трех жгутов — одного асбестового
диаметром 25 мм и двух минераловатных диаметром 65 мм во фторопласто-
вых оболочках. Горизонтальные стыки — из двух минераловатных жгутов
диаметром 65 мм в стеклотканевой оплетке и фторопластовой оболочке, уло-
Рис. 1.7. Конструктивная схема двухслойной газоотводящей трубы с полимерцементной прижимной
футеровкой: 1 — железобетонный ствол; 2 — полимерцементная футеровка; 3 — металлическая
вставка; 4 — компенсаторы; 5 — светофорная площадка
26
женных между царгами. В качестве утеплителя уложен минераловатный жгут
диаметром 85 мм в стеклотканевой оболочке.
Компенсатор (рис. 1.6) выполнен из двух стальных листов толщиной 1,5 мм
каждый с прокладкой между ними двух слоев лакостеклоткани и одного слоя
фторопластовой пленки и утеплен тремя минераловатными жгутами диамет-
ром 85 мм в стеклотканевой оболочке.
Ствол утеплен минераловатными плитами толщиной 150 мм с покрытием
их стеклотканью, стальной сеткой и последующей окраской лаком с алюми-
ниевым порошком. В результате такого решения создана гибкая система, что
дает возможность стволу свободно изгибаться в местах установки компенса-
торов под воздействием на него усилий от железобетонной оболочки и темпе-
ратурных деформаций.
Такая конструкция позволяет изготавливать отдельные элементы газоотво-
дящего ствола на заводах и быстро проводить монтаж ствола дымовой трубы
на стройплощадке электростанции. При возведении дымовой трубы № 1 За-
порожской ГРЭС монтаж был произведен за 28 дней вместо 10-12 мес., требу-
ющихся для возведения футеровки из кислотостойкого кирпича в трубах обыч-
ной конструкции или с непроходным вентилируемым зазором.
Наибольшая подключаемая мощность на одноствольную дымовую трубу в
настоящее время составляет 2400 МВт — три блока по 800 МВт (трубы № 2
Запорожской и Углегорской ГРЭС). На дымовую трубу № 1 Запорожской ГРЭС,
описанную выше, подключено 1200 МВт (четыре блока по 300 МВт).
На Экибастузской ГРЭС-1, где сжигаются высокозольные угли с малым со-
держанием серы (5Р = 0,8%), построена железобетонная труба высотой 330 м
новой конструктивной схемы — двухслойная дымовая труба (рис. 1.7).
В трубе применена монолитная полимерцементная футеровка, которая вплот-
ную примыкает к железобетонному стволу. При строительстве труб монолит-
ная футеровка возводится одновременно с железобетонной оболочкой, обра-
зуя единое строительное тело с ней и обеспечивая высокие темпы строитель-
ства дымовой трубы (см. также п.2.3).
Кирпичные трубы
Дымовая труба состоит из фундамента, ствола с футеровкой и теплоизоля-
цией, ходовых скоб, стяжных колец, светофорных площадок и молниезащиты.
Нижняя часть ствола высотой 3-8 м называется цоколем, а верхняя головкой.
Фундаменты дымовых труб имеют форму усеченного конуса или цилиндра
(стакана), опирающегося на плиту. Стакан и плиту выполняют из бетона или
железобетона. При подземном вводе боровов в стакане предусматривают про-
ем (или проемы) для их ввода и защищают стакан от воздействия температуры
Футеровкой. Ствол трубы обычно представляет собой усеченный конус с ук-
27
лоном наружной поверхности в пределах 0,02-0,03; цоколь трубы часто вы-
полняют цилиндрической формы.
Ствол трубы по высоте разбивают на пояса с толщиной стен, постепенно
уменьшающейся кверху. При надземных боровах в цоколе оставляют проемы
для ввода боровов, которые перекрывают полуциркульной аркой или железо-
бетонной перемычкой. Стакан при надземном вводе боровов заполняют шла-
ком или боем кирпича, поверх которых устраивают бетонное покрытие.
На головке ствола трубы выпускают для карниз, горизонтальные пояса с
нишами и т.п. На трубах диаметром более 2 м головку сверху защищают кол-
паком из чугунных сегментов. При строительстве труб в сейсмических райо-
нах предусматривается армирование ствола трубы путем закладки в швы кладки
вертикальной и горизонтальной стальной арматуры.
Футеровку выполняют отдельными поясами, опирающимися на уступы ни-
жележащего пояса ствола. При температуре отходящих газов 300 °C и выше
для защиты кладки ствола от воздействия высоких температур между футе-
ровкой и стволом предусматривают тепловую изоляцию (в стакане изоляцию
делают при температуре газов выше 150 °C). Ствол трубы кладут из обыкно-
венного или лекального глиняного кирпича пластического прессования марки
не ниже 100 на сложном растворе марки 25—100. Футеровку при температуре
до 500 °C выполняют из глиняного обыкновенного кирпича марки не ниже
100, при более высоких температурах — из шамотного или полукислого кир-
пича. При температуре до 350 °C футеровку ведут на сложном растворе марки
25, а при более высоких температурах — на жароупорном шамотно-цемент-
ном растворе.
Для подъема людей на трубу в кладку ствола по мере его воздействия закла-
дывают снаружи ходовые скобы. На трубах высотой более 60 м наружные ско-
бы ограждают металлической решеткой. На трубах высотой 50 м и более для
установки сигнальных ламп, предупреждающих самолеты, устраивают свето-
форные площадки, опирающиеся на балки, заделанные в кладку ствола.
Для предохранения от появления трещин в стволе, являющихся следствием
разности температур внутренней и наружной поверхностей кладки ствола,
ствол трубы снаружи охватывают стяжными кольцами из стальной полосы
толщиной 8-10 мм. Кольца выполняются отдельными звеньями, соединяющи-
мися между собой стяжными болтами.
Молниезащита дымовой трубы состоит из молниеприемника—газовых труб,
закрепленных на головке трубы и соединенных между собой стальной поло-
сой; токоотводящего провода, соединяющего молниеотводы с заземлением;
заземления — газовых труб, заглубленных в землю и объединенных полосо-
вой сталью.
28
1.2.2. Конструкции зарубежных газоотводящих труб
На зарубежных ТЭС устанавливаются газоотводящие трубы тех же конст-
руктивных схем, что и в СССР, но при этом имеются отличия по применяемым
строительным материалам и антикоррозионным покрытиям.
Широкое распространение за рубежом получили конические трубы с железо-
бетонным стволом и прижимной футеровкой из кислотостойкого кирпича. Между
футеровкой и стволом иногда помещают теплоизоляционный материал.
На многих электростанциях (США, ФРГ, Франции, Англии) применяются
железобетонные трубы с футеровкой и вентилируемым зазором между футе-
ровкой и несущим стволом. Внутреннюю поверхность железобетонного ство-
ла окрашивают в этом случае кислотоупорной защитной краской или наносят
слой мастики для защиты от коррозии.
В качестве противокоррозионных покрытий применяются различные мате-
риалы: эпоксидные, полиуретановые и силиконовые смолы, синтетические
каучуки и т.д.
Но наибольшее распространение в США и Западной Европе для защиты от
коррозии получило покрытие “Стекфас”, обладающее высокой адгезией и ма-
стичностью. Покрытие наносится простыми методами толщиной 5-7 мм в
несколько слоев с армированием стеклосеткой и хорошо себя зарекомендова-
ло в агрессивных средах дымовых газов при температуре до 140 °C [1.9].
При отсутствии в дымовой трубе избыточного статического давления и тем-
пературе дымовых газов ниже температуры точки росы широко применяются
(ЧССР и ФРГ) железобетонные трубы с футеровкой из кислотоупорной фа-
сонной керамики с пазом и гребнем, выполняемой звеньями 15-25 м “на отно-
се”, т.е. с проходным вентилируемым воздушным пространством между ство-
лом и футеровкой.
Примером такой конструкции являются трубы высотой 180 м для ТЭС “Ро-
берт Франк” и высотой 200 м для ТЭС “Франкен П”. Для повышения трещи-
ностойкости футеровку с наружной стороны защищают слоем теплоизоляции
из пеностекла или стекловолокна толщиной 50-100 мм. Железобетонные кон-
соли ствола и кольцевые балки, на которые опирается футеровка, защищаются
кислотостойкой мастикой. Вместо кислотостойкой керамики в качестве футе-
ровки может применяться кислотостойкий кирпич. Такие трубы построены на
ТЭС “Ингольштадт” (ФРГ) и “Поршевилль” (Франция). На ТЭС “Ингольш-
тадт” труба имеет наружную коническую железобетонную оболочку и внут-
реннюю цилиндрическую кирпичную кладку газоотводящего ствола “на от-
носе” (рис. 1.8).
Отдельные секции высотой по 30 м покоятся на кольцевых опорах, нагрузка
от которых передается через решетчатую кольцевую конструкцию с восходя-
щими и нисходящими раскосами на консоли железобетонной оболочки. Под
29
Узел сопряжения стволов
на отметке +80
Рис. 1.8. Конструктивная схема железобетонной
газоотводящей трубы с кирпичным газоотводя-
щим стволом “на относе”: 1 — цоколь; 2 — внут-
ренний ствол; 3 — наружный ствол; 4 — свето-
форные площадки; 5 — сопряжение стволов; 6 —
труба ТЭС
действием ветра наружная оболочка трубы смещается в сторону и воздейству-
ет на внутреннюю. Для предотвращения разрушения внутреннего газоотводя-
щего ствола должна быть предусмотрена возможность его перемещения.
На рис. 1.8 показан узел сопряжения, обеспечивающий взаимное перемеще-
ние. Имеется значительное количество других вариантов выполнения шарнир-
ного типа сопряжения.
В межствольное пространство подается воздух для удаления газов, которые
могут просочиться через газоотводящий ствол. Воздух для вентиляции меж-
трубного пространства подается в отверстия снизу и удаляется через отвер-
30
стия в верхней части трубы, тем самым исключая попадание просочившихся
газов на наружную железобетонную оболочку трубы и обеспечивая надежную
работу последней. Кольцевые опоры и смотровые площадки выполняются ре-
шетчатыми для того, чтобы обеспечить сквозное движение воздуха.
На дымовой трубе ТЭС “Поршевилль” диаметром 11 м секции из кислото-
стойкого кирпича выполняются высотой по 6 м, устанавливаются на балки,
расположенные на консолях, выполненных заодно с железобетонной оболоч-
кой. Между железобетонной оболочкой и газоотводящим стволом предусмот-
рен воздушный зазор шириной 70 см. Особое внимание уделено качественно-
му выполнению узлов сопряжения звеньев газоотводящего ствола. Для этой
цели применен листовой свинец. Поскольку труба предназначена для отвода
агрессивных продуктов сжигания высокосернистого мазута, внутренняя по-
верхность железобетонной оболочки защищается противокоррозионным по-
крытием “Стекфас”.
Дальнейшим развитием конструктивной схемы с вентилируемым зазором и
установкой футеровки “на относе” стала конструкция типа “труба в трубе”,
т.е. сооружение концентрических стволов (оболочек), не связанных между
собой и разделенных значительным воздушным пространством, которое ис-
пользуется для расположения лестниц и площадок, позволяющих производить
осмотр и необходимый ремонт трубы. Первоначально такие конструкции были
распространены в виде наружной железобетонной оболочки и внутреннего
кирпичного газоотводящего ствола, по которому движутся газы. Эти конст-
рукции показали себя вполне надежными, однако самонесущие кирпичные
газоотводящие стволы могут применяться для относительно невысоких труб
порядка 120-140 м.
Для более высоких труб внутренний газоотводящий ствол может выполняться
из бетона. Первой такой трубой была труба электростанции. “Булл Ран” (США)
высотой 244 м при внутреннем диаметре устья 7,5 м и наружном диаметре на
уровне земли — 19,8 м. Расстояние между железобетонной оболочкой и газо-
отводящим стволом одинаковое и составляет 0,9 м. Толщина наружной обо-
лочки и внутреннего ствола примерно одинакова и составляет у основания
750 мм, а в устье 200 мм [1.10].
В зоне окутывания, т.е. в зоне наибольшего воздействия агрессивной среды,
верхние 12 м оболочки и верхние 6 м внутреннего ствола облицованы нержа-
веющей сталью.
Положительный опыт эксплуатации этой трубы позволил применить подоб-
ную конструкцию для трубы ТЭС “Кийстоун” (США), где к ней подключен
блок мощностью 900 МВт, и трубы для блока № 3 электростанции “Парадайз”
(США) мощностью 1150 МВт.
Возведение наружной оболочки и внутреннего ствола производится с помо-
щью скользящей опалубки. Внутренний газоотводящий ствол не обязательно
31
Рис. 1.9. Конструктивная схема железобетонной газоотводящей трубы с
металлическим газоотводящим стволом: 1 — цоколь внутреннего ство-
ла; 2 — внутренний металлический ствол; 3 — диффузор; 4 — наруж-
ный железобетонный ствол; 5 — тяга; 6 — упорная пята; 7 — лестница;
8 — внутренняя площадка; 9 — светофорная площадка
выполнять из кирпича, керамики или бетона. На многих
электростанциях США внутри несущей конической же-
лезобетонной оболочки располагают со значительным
зазором металлический ствол цилиндрической формы.
На ТЭС “Кардинал” (США) труба имеет высоту 252 м
(рис. 1.9).
Внутри железобетонной оболочки на специальных тя-
гах подвешен металлический газоотводящий ствол. В
межтрубном пространстве расположены лестницы и
площадки с выходами на светофорные площадки. Раци-
онально построена форма металлического ствола — в
нижней части цоколь повышенного диаметра для ввода
газоходов с умеренными потерями. В целях экономии
металла в средней части ствола скорость составляет 32
м/с, а на выходе для уменьшения выходных потерь сни-
жается с помощью длинного диффузора до 22 м/с.
Для повышения долговечности труб иногда вместо обычной стали для газо-
отводящих стволов применяются коррозионно-устойчивые легированные стали
“Mayari R” или “Кортэн”. Из этих сталей сооружены стволы труб высотой 305
и 366 м для ТЭС “Конемо” и “Митчелл” (США) [1.11].
За последние годы в ряде стран находят все более широкое применение мно-
гоствольные трубы.
Стволы многоствольных труб выполняются как из металла, так и из железо-
бетона. Металлические стволы позволяют наиболее просто осуществить прин-
цип многоствольности и существенно сократить сроки их сооружения. При-
мером трехствольной металлической дымовой трубы является труба высотой
220 м электростанции “Шилинг” (ФРГ). Каждый ствол трубы обслуживает
блок мощностью 125 МВт, работающий на сернистом мазуте (S* = 3 %). Сталь-
ные стволы имеют диаметр 3 м (скорость газа 25 м/с) при толщине стенки 10
мм. Ствол набирается из секций высотой 8 м, соединяющихся на фланцах со
свинцовыми прокладками. Через каждые 40 м длины ствола предусмотрены
компенсаторы. Для предотвращения коррозионных разрушений верхняя часть
ствола на длине 6 м освинцована с обеих сторон слоем 3 мм. На каждый ствол
снаружи нанесены теплоизоляция из минеральной ваты толщиной 50 мм, об-
шитая снаружи оцинкованным железом толщиной 2 мм.
32
Стволы крепятся к несущей стальной конструкции (башне) трехгранного
очертания высотой 200 м. Пояса располагаются в углах равностороннего тре-
угольника. Размер сторон треугольника у основания 40 м, по верху 7 м. Очер-
тания башни выполнены по параболе. Для защиты стальных конструкций баш-
ни применено цинкование методом распыления.
Для обслуживания и ремонта стволов в средней части конструкции предус-
мотрен лифт. Расход металла на башню составил 1000 т, на стволы 600 т. Стро-
ительство трубы продолжалось 8 мес.
В Японии многоствольные металлические дымовые трубы, как правило, са-
монесущие с каркасными металлоконструкциями по высоте. Такая труба, со-
оруженная на электростанции “Оуэйз” (Япония) (рис. 1.10), обслуживает два
блока по 375 МВт и имеет высоту 120 м.
Диаметр стволов внизу 5 м, вверху 4 м. Для увеличения мощности струи и
лучшего рассеивания вредных примесей в атмосфере в верхней части трубы
установлен колпак, объединяющий все стволы, причем скорость выхода газов
принята равной 30 м/с.
В Японии большое распространение получили трубы, стволы которых со-
стоят из двух кожухов. Пространство между ними заполняется теплоизоляци-
онным материалом или оставляется воздушная прослойка, а по внутренней
поверхности трубы наносится кислотостойкое покрытие F50S (рис. 1.11).
Рис. 1.10. Многоствольная металлическая
газоотводящая труба
Рис. 1.11. Конструктивный элемент металличес-
кой трубы с кожухом: 1 — наружный стальной
ствол; 2 — воздушная прослойка или тепловая
изоляция; 3 — защитный колпак; 4 — внутрен-
ний стальной кожух; 5 — покрытие F50S
33
Данное покрытие не изменяет защитных свойств в условиях сернокислот-
ной агрессии до температуры 190 °C. Металлические трубы такой конструк-
ции построены для теплоэнергетических установок, работающих на жидком
сернистом топливе. Обследования труб показали, что после 4-5 тыс. ч работы
изменений покрытия F50S не обнаружено [1.12].
Применение многоствольных труб с железобетонной оболочкой и такими
же газоотводящими стволами наиболее широко и успешно осуществлено в
Англии. Там, как правило, на крупной тепловой электростанции устанавлива-
ется одна дымовая труба, имеющая число стволов, равное числу блоков.
Первая многоствольная труба сооружена на электростанции “Эгборо”, на
которой установлены четыре блока по 500 МВт. Эта труба имеет четыре газо-
отводящих ствола диаметром 5,85 м, высотой 198 м каждый, выполненных из
кислотоупорного кирпича, к которым подключается по одному блоку мощно-
стью 500 МВт. Наружная железобетонная оболочка выполнена в виде четы-
рехгранника со скругленными углами (рис. 1.12).
Внешний диаметр железобетонной оболочки достигает у основания трубы
18 м, а в устье 15 м. Скорость выхода газов при полной нагрузке равна 23 м/с.
Газоотводящие стволы расположены близко друг от друга с тем, чтобы обра-
зовался на выходе общий газовый факел. Кладка газоотводящих стволов про-
изводится звеньями высотой по 9 м, которые опираются на консоли наружной
железобетонной оболочки. Внешняя поверхность газоотводящих стволов по-
Рис. 1.12. Поперечное сечение многоствольной га-
зоотводящей трубы с проходным зазором между
железобетонной оболочкой и газоотводящими ство-
лами из кислотоупорного кирпича: 1 — газоотво-
дящие кирпичные стволы; 2 — несущая железобе-
тонная оболочка; 3 — шахта подъемника; 4 — пе-
шеходный переход
Рис. 1.13. Железобетонная газоотводящая тру-
ба с тремя железобетонными газоотводящи-
ми стволами: 1 — наружная железобетонная
оболочка; 2 — внутренние железобетонные
газоотводящие стволы; 3 — футеровка; 4 —
диафрагма; 5 — шахта лифта; 6 — сигналь-
ные огни освещения
34
крыта тепловой изоляцией в виде панелей из стекловолокна с креплением их
полосовой сталью. Между газоотводящими стволами предусмотрена специ-
альная шахта с лифтом и лестницей, обеспечивающими доступ на любую пло-
щадку для осмотра и ремонта всех частей трубы. Подобная четырехствольная
труба для электростанций мощностью 2000 МВт является в Англии типовой.
Для электростанции “Дрэкс” (Англия) мощностью 3960 МВт с блоками мощ-
ностью 660 МВт построена железобетонная дымовая труба высотой 259 м
[1.13]. Труба состоит из наружной железобетонной цилиндрической оболочки
диаметром 26,18 м и трех внутренних железобетонных стволов эллиптичес-
кой формы, изолированных с внешней стороны минеральной ватой (рис. 1.13).
Внутренняя поверхность газоотводящих стволов защищена противокорро-
зионным материалом “Стекфас”. Газоотводящие стволы разрезаны диафраг-
мами на секции высотой 22 м. Несущие конструкции газоотводящих стволов
— это диафрагмы, опирающиеся на наружную цилиндрическую оболочку.
Наружная цилиндрическая железобетонная оболочка выполняется в деревян-
ной переставной опалубке, а внутренние газоотводящие стволы — в металли-
ческой скользящей опалубке. Пространство между стволами вентилируется
самотягой и оборудовано грузопассажирским лифтом и металлической лест-
ницей. Таким образом, во всем мире применяются примерно одинаковые кон-
структивные схемы дымовых труб. Для предохранения наружного несущего
ствола от воздействия дымовых газов за рубежом применяются различные
конструкции защиты.
1.	Футеровка из кислотоупорного кирпича на кислотоупорном растворе, вы-
полняемом звеньями высотой 7,5-15 м, опирающимися на консоли несущего
ствола. Между футеровкой и стволом — тепловая изоляция или воздушный
зазор. Дымовые трубы такой конструкции широко применялись во всех стра-
нах, но в последние годы применяются реже.
2.	Противодавление в принудительно вентилируемом воздушном зазоре меж-
ду железобетонным стволом и футеровкой из кислотоупорного кирпича. В
воздушном зазоре создается давление большее, чем в дымовом канале (Фран-
ция).
3.	Футеровка “на относе” из кислотоупорного кирпича на кислотоупорной
замазке или из кислотоупорной фасонной керамики, выполняемая звеньями
высотой 20-30 м. По наружной поверхности футеровки имеется тепловая изо-
ляция. Между железобетонной оболочкой и футеровкой проходной вентили-
руемый зазор (ЧССР, ФРГ, Англия, Франция).
4.	Внутренняя стальная газоотводящая труба или несколько труб по числу
блоков (многоствольные трубы) с тепловой изоляцией по наружной поверх-
ности. Между несущим и газоотводящими стволами — проходное вентилиру-
емое пространство (США, ФРГ, Англия, Япония).
35
5.	Наружная железобетонная оболочка и внутренний железобетонный газо-
отводящий ствол или несколько стволов из плотного кислотостойкого бетона
или футеровки. Между несущим и газоотводящими стволами — проходное
вентилируемое пространство (США, Британия). Такие трубы работают на теп-
ловых электростанциях общей мощностью до 4000-4500 МВт.
1.3.	Перспективы развития трубостроения
Перспективы развития трубостроения в настоящее время регулярно обсуж-
даются. Одной из основных тем — это было на Международных конгрессах
по пече-трубостроению [1.14, 1.15]. Приведем здесь некоторые итоги этих
обсуждений [1.16, 1.17].
Для современного трубостроения в России характерно многообразие типов
труб, различающихся расчетной схемой, конструктивным решением в части
разделения газоотводящей и несущих функций сооружения, применяемыми
материалами.
В настоящее время в России строятся и эксплуатируются:
1.	Железобетонные и кирпичные трубы с футеровкой.
2.	Железобетонные трубы с одним или несколькими внутренними газоотво-
дящими стволами из металла, кремнебетона, стеклопластика и фаолита.
3.	Сборные железобетонные трубы высотой до 75 м.
4.	Газоотводящие стволы в наружном несущем металлическом каркасе.
5.	Самонесущие металлические дымовые трубы (СМТ) с футеровкой или
внутренним газоотводящим стволом (высотой 60 м и выше), которые широко
применяются в последние 20 лет (самая высокая 77= 135 м).
В настоящее время в эксплуатации находятся свыше 3 500 железобетонных
труб высотой до 370 м, более 10000 кирпичных труб высотой до 120 м, около
7000 металлических вытяжных башен высотой 80-200 м, около 100 000 ме-
таллических труб малой высоты на оттяжках и около 300 самонесущих метал-
лических труб Малая доля металлических самонесущих труб в общем объеме
объясняется существовавшими в СССР директивными ограничениями на про-
ектирование дымовых труб из металла. Трубы строились преимущественно
кирпичными и железобетонными. Металлическими проектировались малога-
баритные трубы на растяжках (диаметром 0,4-0,8 и высотой Н = 10-30 м) и
несущие каркасы вытяжных стволов.
Иная ситуация в трубостроении за рубежом, где сооружаются преимуще-
ственно металлические самонесущие трубы с “двойной стенкой”, где наруж-
ный несущий ствол выполняется из малоуглеродистой или низколегирован-
ной стали, а внутренний, газоотводящий, теплоизолируется и выполняется из
легированной стали со специальными свойствами. При необходимости воз-
можно объединение двух, трех и четырех стволов в одно сооружение.
36
Достоинства СМТ наиболее полно удовлетворяют требованиям заказчиков:
1.	Вес труб значительно ниже стволов из кирпича или бетона. Это позволяет
опирать металлические дымовые трубы на несущие конструкции котлов или
здания цеха (что сразу увеличивает отметку устья трубы на несколько десят-
ков метров), возводить трубы на слабых грунтах, а также на старых фундамен-
тах после демонтажа исчерпавших свой срок эксплуатации кирпичных или
железобетонных дымовых труб.
2.	Малые габариты СМТ в плане. Отсутствует наружный каркас, поддержи-
вающие растяжки, а также характерные для железобетонных и кирпичных труб
большие диаметры опорных сечений. Возможность возведения СМТ в усло-
виях стесненной территории действующего предприятия.
3.	Минимальные сроки строительства. Монтаж осуществляется блоками,
царгами максимальной заводской готовности. Отсутствие мокрых процессов
на строительной площадке позволяет вести работы круглогодично.
4.	Газоплотность СМТ исключает подсосы холодного воздуха, способству-
ющие выпадению конденсата, и позволяет эксплуатацию на режимах с избы-
точным статическим давлением без ущерба для несущей способности ствола
и теплоизоляции.
5.	Оптимальная геометрия газоотводящего ствола. Серьезным недостатком
конических футерованных кирпичных и железобетонных дымовых труб явля-
ются горизонтальные сечения большого диаметра в нижней части ствола и
высокий коэффициент сопротивления трению (для СМТ в 2,5 раза ниже) дви-
жения газов, способствующий их охлаждению и образованию конденсата.
Пропускная способность СМТ, выполняемых как правило цилиндрическими,
на 40 % выше труб конической формы. Дымовые газы имеют высокие скорос-
ти по всей высоте ствола без снижения температуры до точки росы. Металли-
ческая дымовая труба не требует столь строгого режима прогрева при включе-
нии, как у кирпичных и железобетонных труб.
6.	Для СМТ с “двойной стенкой” не требуется соблюдения специального гра-
фика разогрева и данная конструкция идеальна для предприятий с цикличес-
ким режимом работы.
Вышеперечисленные качества обеспечивают высоконадежную, долгосроч-
ную эксплуатацию сооружения. По оценкам зарубежных фирм поставщиков
ресурс СМТ составляет не менее 60 лет.
В ближайшие годы в трубостроении России также следует ожидать значи-
тельный рост доли самонесущих металлических труб. Причины тормозящие
процесс внедрения СМТ следующие:
1.	Отсутствие на отечественных заводах-изготовителях современного метал-
лообрабатывающего оборудования.
2.	Отсутствие в строительном секторе России грузоподъемных кранов с вы-
сотой подъема монтажных элементов до 100-150 м и выше, при весе 30—40 т.
37
3.	Высокая стоимость отечественных легированных сталей, значительно пре-
вышающая импортные цены.
4.	Отсутствие специальной нормативной литературы по проектированию,
изготовлению и монтажу СМТ, заданной надежности и долговечности.
Приведем здесь обобщение опыта строительства, реконструкции и эксплуа-
тации самонесущих металлических дымовых труб [1.17].
Главными потребительскими принципами, положенными в основу разработ-
ки СМТ являются: повышенная долговечность дымовых труб, малые сроки
строительства, умеренная стоимость.
Нормативный срок эксплуатации металлических дымовых труб традицион-
ной конструкции составляет 20-30 лет [1.18]. Для труб, выполненных из ма-
лоуглеродистых или низколегированных сталей, увеличения срока службы
можно достичь устройством тепловой изоляции (для исключения или умень-
шения возможности образования конденсата) и хорошей антикоррозионной
защитой от агрессивных дымовых газов — футеровкой.
Малые сроки строительно-монтажных работ могут быть достигнуты за счет
использования сборных конструкций максимальной заводской готовности.
На рис. 1.14 показана схема сборной самонесущей металлической дымовой
трубы. Эта базовая конструкция дымовой трубы защищена свидетельством
Роспатента РФ на полезную модель. Дымовая труба собирается из отдельных
царг, изготавливаемых на заводе. Соединение царг фланцевое, на болтах. Фу-
теровка в зависимости от условий эксплуатации и монтажа может быть одно-
слойной или двухслойной и включать в себя теплоизолирующий слой; выпол-
няться на заводе при изготовлении царг либо на строительной площадке. Как
вариант, теплоизолирующий слой может располагаться с наружной стороны
ствола трубы. Цокольная часть ствола трубы имеет, как правило, увеличенный
диаметр, обусловленный вводом газоходов и мощные опорные ребра. Между
верхней цилиндрической частью и цоколем монтируются переходные кони-
ческие царги. Вверху для гашения колебаний предусматриваются интерцеп-
торы. Трубы такой конструкции построены высотой до 90 м. Дальнейшее уве-
личение высоты возможно за счет введения дополнительных усиливающих
элементов, переходом на конструкцию с двойной металлической стенкой типа
“труба в трубе”, а также с использованием стенки комбинированной конст-
рукции, имеющей несущий железобетонный слой.
По оценкам авторов [1.17] срок эксплуатации представленных типов СМТ
должен составлять не менее 50 лет, что соответствует показателям наиболее
долговечных труб — железобетонных и кирпичных. По сравнению с железо-
бетонными, кирпичными трубами, а также газоотводящйми стволами в решет-
чатых башнях и металлическими трубами с растяжками, СМТ имеют ряд дос-
тоинств, позволяющих удовлетворить требования заказчиков:
38
Молниеприемники
Рис. 1.14. Схема самонесущей металлической трубы
1.	Вес стволов труб, который значительно ниже стволов из кирпича или бе-
тона. Данное обстоятельство особенно активно используется при реконструк-
ции ограниченно работоспособных и аварийных дымовых труб с использова-
нием существующего фундамента без его усиления. К примерам таких рекон-
струкций можно отнести замену аварийной трубы (кирпичной, железобетон-
ной) всей или частично на СМТ с восстановлением прежней высоты и диамет-
ра или сооружение СМТ внутри существующей дымовой трубы в качестве
внутреннего газоотводящего ствола.
2.	Малые габариты СМТ в плане. Поскольку отсутствует наружный каркас,
поддерживающие растяжки, а также характерные для железобетонных и кир-
39
личных труб большие диаметры опорных сечений, СМТ позволяют сооружать
их в условиях как стесненной территории действующего предприятия, так и в
действующем цехе вблизи обслуживаемого теплового аппарата. Например, на
ОАО ЧТПЗ таким образом, построена дымовая труба 77= 60 м, Д = 2,6 м, что
позволило избежать устройства длинного борова за пределы действующего
цеха. Данное преимущество в совокупности с разработанной ООО “ИЦ АС
Теплострой” технологией возведения самонесущих металлических труб в чрез-
вычайно стесненных условиях, в том числе через кровлю действующего цеха
может обеспечить значительное снижение затрат.
3.	Сроки строительства (реконструкции). Применение конструкций макси-
мально заводской готовности, включая футеровку и теплоизоляцию, позволя-
ет исключить мокрые процессы на строительной площадке в холодное время
года, обеспечить монтаж блоками, царгами и значительно сократить сроки
возведения ствола.
В частности:
-	футерованная дымовая труба 77= 90 м, Д = 2,7 м сооружена в течение 1 ме-
сяца;
-	монтаж внутреннего теплоизолированного газоотводящего ствола Д = 4,2
м в железобетонной трубе 77= 120 м котельной выполнен в межотопительный
период за 3 месяца;
-	монтаж новой металлической самонесущей трубы 77 = 135 м, Д = 3,0 м,
исполненной по типу “труба в трубе” произведен за 6 месяцев;
-	замена аварийной кирпичной дымовой трубы 77 = 45 м, Д - 2,1 м на футе-
рованную СМТ 77 = 60 м на прежнем фундаменте реализована за 2 суток.
4.	Газоплотность СМТ. Конструкция металлического газоотводящего ствола
исключает подсосы холодного воздуха, способствующие выпадению конден-
сата и позволяет работать при необходимости на режимах с избыточным ста-
тическим давлением без ущерба для несущей способности ствола. Это важное
качество используется при реконструкции кирпичных и же-лезобетонных труб
путем установки внутри них СМТ.
5.	Оптимальная геометрия газоотводящего ствола. Серьезным недостатком
конических кирпичных и железобетонных дымовых труб являются горизон-
тальные сечения большого диаметра в нижней части ствола, в этих сечениях
дымовые газы имеют низкие скорости движения и интенсивно охлаждаются,
образуя конденсат. СМТ как правило выполняются цилиндрической формы,
пропускная способность которых на 40 % выше труб конической формы. При
правильно выбранном диаметре дымовые газы имеют высокие скорости по
всей высоте ствола без снижения температуры до точки росы. Сооружены са-
монесущие металлические дымовые трубы цилиндрической формы как мало-
габаритные, например, 77= 30 м,Д= 0,5 м, так и крупногабаритные, например,
77= 120 м, Д = 6,3 м или 77= 135 м, Д= 3,0 м.
40
Особо следует отметить использование СМТ для увеличения ресурса желе-
зобетонных и кирпичных дымовых труб, исчерпывающих срок эксплуатации.
Традиционные решения — ремонт ствола путем выполнения усиливающих и
изолирующих обойм, устройство внутреннего подвесного ствола создают но-
вые нагрузки на поврежденный ствол дымовой трубы. Установка внутри ста-
рого железобетонного или кирпичного ствола СМТ в качестве газоотводящего
ствола, никоим образом не соприкасающимся с существующим стволом, не
увеличивает силовые воздействия на старый ствол, но защищает его от агрес-
сивного воздействия дымовых газов.
Большего эффекта можно добиться при разборке верхней (как правило наи-
более повреж-денной) части дымовой трубы, что существенно снижает уси-
лия в существующем стволе от ветровых воздействий. Например, при умень-
шении высоты трубы на 10-15 % ветровые усилия в опасных сечениях могут
уменьшиться более чем в два раза. Внутренний самонесущий металлический
ствол для компенсации удаленной части трубы может быть выведен на пре-
жнюю высоту. В этом случае он частично воспринимает ветровые нагрузки.
Таким способом был увеличен ресурс железобетонных дымовых труб высо-
той 80—120 м ОАО “Пензаэнерго”, ОАО “Самараэнерго”, ОАО “Перьмэнерго”
и ряде предприятий Урала.
Не менее актуальной проблемой является разработка новых конструкций
дымовых труб для сотен тысяч малых котельных, индивидуальных отопитель-
ных установок [1.19].
Для длительной и надежной работы дымовой трубы, ее конструкция должна
соответствовать условиям эксплуатации. Традиционные конструкции дымо-
вых труб малых котельных — из малоуглеродистой стали (свободно стоящие
или на оттяжках) и кирпичные с футеровкой — имеют узкий диапазон нор-
мальной эксплуатации и однозначно не удовлетворяют современным парамет-
рам технологических процессов. Возможны случаи, когда дымовая труба экс-
плуатируется одновременно и при избыточном давлении коррозионно-актив-
ных дымовых газов, и в условиях самоокутывания верхней части (см. гл. 5).
Для предотвращения коррозии современные малые котельные зарубежного
производства комплектуются дымовыми трубами из легированных сталей и
сплавов. Однако в некоторых ситуациях коррозии подвержены и нержавею-
щие стали. Ее вызывает кислый конденсат соединений галогенов. При этом
кислота является катализатором и не расходуется в процессе коррозии, поэто-
му даже однократное попадание соединений галогенов в воздух для горения
со временем неминуемо приводит к коррозионным повреждениям.
В качестве альтернативы традиционным конструкциям дымовых труб могут
быть предложены сооружения мачт (башен) с газоотводящими стволами из
легких, газоплотных и химически стойких полимерных композиционных ма-
териалов (ПКМ). В этом случае один конструктивный элемент—мачта (баш-
41
ня), обеспечивающий работу сооружения на ветровые нагрузки и собствен-
ный вес, полностью отделен от другого конструктивного элемента — газоот-
водящего ствола, воспринимающего в основном технологические воздействия
дымовых газов. Такое разделение функций существенно повышает эксплуата-
ционную надежность и ремонтопригодность всего сооружения, что подтверж-
дается многолетним опытом эксплуатации подобных конструкций вентиляци-
онных башен-труб промышленных предприятий [1.19].
Относительно небольшие тепловые нагрузки (для стационарных малых ко-
тельных), а также мобильность (для блочных котельных) определяют основ-
ные типоразмеры дымовых труб. Их высота, как правило, находится в преде-
лах 24-40 м, диаметр устья — 0,4—1,2 м. Для указанных типоразмеров разра-
ботаны следующие конструкции дымовых труб. Несущая конструкция выпол-
няется преимущественно в виде четырехгранной пространственной металли-
ческой фермы с раскосной решеткой из открытых прокатных профилей с бес-
фасоночными соединениями элементов, что позволяет упростить изготовле-
ние сократить расход металла. По высоте несущая конструкция разбита на
монтажные элементы длиной до 6 м с соединениями на болтах. Элементы ре-
шетки одновременно выполняют функцию ходовых скоб для подъема и тех-
нического обслуживания сооружения при эксплуатации. Удельный вес несу-
щей конструкции составляет 60-100 кг на 1 м высоты трубы, в зависимости от
ветрового района, наличия и количества оттяжек.
Разработанные опорные узлы многоугольного или криволинейного очерта-
ния позволяют устанавливать несущую конструкцию, как на новый собствен-
ный фундамент, так и на уже существующий, например, при реконструкции.
Внутренний газоотводящий ствол выполняется на основе эпоксидных или
фенолоформальдегидных связующих в виде отдельных царг длиной до 6 м с
раструбным соединением монтажных элементов. Элементы подвешиваются
на диафрагмы основной несущей конструкции с последующей герметизацией
раструбов. При этом, как правило, обрез газоотводящего ствола располагается
на 2-3 м выше обреза несущей конструкции, что исключает самоокутывание
металлических конструкций мачты (башни) дымовыми газами.
Использование композиционных материалов позволяет сконструировать и
изготовить слоистую стенку газоотводящего ствола, которая наиболее эффек-
тивна для фактических условий эксплуатации данного сооружения. При этом
относительно небольшие (для ПКМ) концентрации химически агрессивных
веществ и отсутствие силовых нагрузок позволяет упростить изготовление
элементов ствола, отказавшись от использования гелькоут-слоя и применения
сложного технологического оборудования.
В общем случае стенка газоотводящего ствола включает:
42
•	внутренний химически стойкий слой толщиной 1-2 мм на полимерных свя-
зующих повышенной теплостойкости с 5-10% армированием стекломатами
на основе Е-, С-стекол;
•	наружный конструкционный слой толщиной 2-3 мм на полимерных связу-
ющих обычного назначения с армированием стеклотканями;
•	огнезащитный слой толщиной 0,8-1 мм на трудногорючих связующих или с
использованием полимерных огнезащитных мастик, например “Огракс В/ВВ”.
Характеристики газоотводящего ствола приведены в табл. 1.3.
Технология изготовления газоотводящего ствола позволяет без дополнитель-
ных затрат улучшить аэродинамические характеристики газоотводящего тракта
теплового агрегата. Это достигается выполнением в верхней части ствола диф-
фузора параболической формы. Параметры диффузора определяются расче-
том и обеспечивают минимальное гидравлическое сопротивление в заданном
интервале скоростей дымовых газов.
Применение в газоотводящем стволе материалов с универсальной стойкос-
тью к физически и химически активным средам позволяет отказаться от необ-
ходимости утепления конструкций и реализовать технологии глубокой утили-
зации тепла уходящих газов. При этом оценочные расчеты показывают, что
снижением температуры дымовых газов со 160 до 80 °C (даже не до точки
росы), можно получить экономию только на газовом топливе для водогрейно-
го котла мощностью 3 МВт в денежном эквиваленте 1000 руб./сут. Очевидно,
что при утилизации тепла конденсации водяных паров экономический эффект
будет более значительным.
В 2004 г. на малых котельных ЦДНГ-9 “Шумы” и ЦДНГ-6 “Деменево” (ООО
“Лукойл-Пермь”) введены в эксплуатацию две дымовые трубы/7= 30 м и Н=
= 27 м со стеклопластиковыми газоотводящим стволами D = 0,6 и D = 0,5 м. В
2005 г. запланировано строительство еще трех подобных сооружений. Сто-
Таблица 1.3
Техническая характеристика газоотводящего ствола
Удельный вес газоотводящего ствола, кг/м’	6,5-7
Максимальная рабочая температура среды: длительно кратковременно	150 180
Стойкость в химически (SOr, NO,, СО?) и физически (Н?О) активных средах	Стоек
• руппа горючести материала ствола с огнезащитным покрытием по гост 12.1.044-89	Трудногорючий
Содержание армирующего наполнителя % по массе (не менее): в химически стойком слое в конструкционном слое	5 50
Прочность, МПа (не менее): при сжатии _ при растяжении:	50 НО
43
имость их изготовления и монтажа “под ключ” сопоставима со стоимостью
аналогов из малоуглеродистой стали. Так для диаметров 0,4-0,8 м стоимость
1 пог. метра сооружения с газоотводящим стволом из ПКМ составляет 5,5-
9 тыс. рублей без учета поставки, монтажа и фундаментов. При этом необхо-
димо отметить, что малый удельный вес конструкций из ПКМ позволяет в
ряде случаев полностью отказаться от использования несущей конструкции
(мачты, башни), выполнив установку дымовой трубы на кровле непосредствен-
но над котлоагрегатом, или выполнив ее навесной пристенной. Такое решение
позволит существенно снизить материалоемкость сооружения, что дополни-
тельно снизит затраты на строительство.
1.4. Список литературы к главе 1
1.1.	Дымовые трубы. Справочное издание / Под ред. М.Н. Ижорина. — Теплотехник,
2004. — 496 с.
1.2.	Дужих Ф.П., Осоловский В.П., Ладыгичев М.Г. Промышленные дымовые и вен-
тиляционные трубы. Справочное издание / Под ред. Ф.П. Дужих. — М.: Теплотех-
ник, 2004. — 464 с.
1.3.	Рихтер Л.А. Тепловые электрические станции и защита атмосферы. — М.: Энер-
гия, 1975.
1.4.	Заседателев И.Б., Тринкер БД., Дужих Ф.П., Шишков И.А. Эксплуатация ды-
мовых железобетонных труб с противодавлением в принудительно-вентилируемом
канале // Электрические станции. 1971. №3. С. 80-82.
1.5.	Рихтер Л.А., Заседателев И.Б., Дужих Ф.П. Исследование работы дымовой трубы
с противодавлением в естественно-вентилируемом канале // Теплоэнергетика. 1972.
№7. С. 68-71.
1.6.	Внуков А.К., Скворцов А.П. Защита газоотводящих стволов дымовых труб от сер-
нокислотной коррозии // Энергетическое строительство. 1970. №10. С. 12-15.
1.7.	Скворцов А.П. Дымовые трубы тепловых электростанций. — М.: Информэнерго,
1973.
1.8.	Сапожников Ф.В., Рихтер Л.А., Волков Э.П. Дымовые трубы высокой надежно-
сти // Теплоэнергетика. 1976. №6. С. 43—49.
1.9.	Материалы фирмы “Benjamin Foster” (США). Защита от коррозии кирпичных,
стальных и бетонных дымовых труб.
1.10.	O’Sullivan М. Design of reinforced concrete chimney // Transactions of the Institution
of Ireland. 1965-1966. P. 172-205.
1.11.	Stelle W. Falls smoke stack for Mitchell Plant // Civil Engineering. 1969. N 3. P. 44-
47.
1.12.	Фукуи Сабуро, Ямамото Акихиро. Борьба с коррозией дымовых труб и дымо-
ходов // Нэпу канри сире. 1967. №1.
1.13.	The chimney at Drax power station // Concrete. 1969. N 7. P. 281-185.
1.14.	Пече-трубостроение: тепловые режимы, конструкции, автоматизация и эколо-
гия. Труды Международного конгресса. — М.: Теплотехник. 2004. — 279 с.
44
1.15.	Пече-трубостроение: тепловые режимы, конструкции, автоматизация и эколо-
гия. Труды II Международного конгресса / Под ред. В.Г. Лисиенко. — Екатеринбург:
Уральский Университет - “Инженерная мысль”, 2006. — 316с.
1.16.	Сырых В.А., Губайдулин Р.Г, Губайдуллин М.Р. О перспективе развития трубо-
строения в России // Пече-трубостроение: тепловые режимы, конструкции, автомати-
зация и экология: Труды II Международного конгресса. — Екатеринбург: Уральский
Университет - “Инженерная мысль”, 2006. С. 113-114.
1.17.	Сырых В.А., Шматков С.Б. Самонесущие металлические дымовые трубы при
строительстве, реконструкции и эксплуатации // Пече-трубостроение: тепловые ре-
жимы, конструкции, автоматизация и экология. Труды Международного конгресса. —
М.: Теплотехник, 2004. С. 139-142.
1.16.	РД 22-01-97. Требования к проведению оценки безопасности эксплуатации про-
изводственных зданий и сооружений поднадзорных промышленных производств и
объектов (обследование строительных конструкций специализированными организа-
циями) / ЦНИИПроектстальконструкция, ЭКЦ “Металлург”. — М., 1997.
1.17.	Лужков В., Асташкин В., Субботин Е. Новые конструкции дымовых труб ма-
лых котельных // Пече-трубостроение: тепловые режимы, конструкции, автоматиза-
ция и экология: Труды II Международного конгресса. — Екатеринбург: Уральский
Университет - “Инженерная мысль”, 2006. С. 221-225.
45
Глава 2.
ВЫБОР ВЫСОТЫ ДЫМОВЫХ ТРУБ
2.1.	Выбор высоты труб по условиям тяги
2.1.1.	Определение высоты трубы
и ее выходного отверстия при естественной тяге
Естественная тяга обуславливается разностью плотности воздуха и продук-
тов сгорания (дымовых газов) в трубе. Плотность воздуха зависит от его тем-
пературы и влажности, поэтому летом тяга дымовых труб снижается, а зимой
возрастает [2.1].
При малых диаметрах ствола трубы потери на трение бывают очень значи-
тельными, но при больших диаметрах наблюдается обратный поток атмос-
ферного воздуха, так называемое задувание в трубу.
Чтобы свести к минимуму негативные последствия этих явлений, скорость
дымовых газов на выходе из трубы принимают в пределах 5-8 м/с.
Диаметр выходного отверстия трубы при естественной тяге определяются
по формуле
^=1,13^/^,	(2.1)
где V — объем дымовых газов, м3/с; Wo — скорость дымовых газов, м/с.
Необходимую высоту дымовой трубы для создания естественной тяги опре-
деляют по формуле
1,2Дй + (1,1Лдо + Д/ц,)-^—
п до тр 12,93 йбап
Н =-----------------------(2.2)
М -А А 273 ^ар
Фв Ро) 273+ ?2 760
где Дйп — перепад полных давлений газового тракта, не включающих в себя
при естественной тяге самотягу трубы и ее сопротивление, Па; 1,2 —коэффи-
циент запаса по тяге; йдо — динамическое давление при скорости выхода из
дымовой трубы, Па; Дй[р — сопротивление трения в трубе, Па; рв — плотность
наружного воздуха, кг/м3; р0 — приведенная плотность дымовых газов при
нормальных условиях, кг/м3; 273 — термодинамическая температура, °C; 1,1
— коэффициент местного сопротивления выхода; 12,93 — плотность сухого
воздуха при нормальных условиях, кг/м3; й6ар — среднее барометрическое дав-
ление, мм рт. ст.; t2 — средняя температура дымовых газов в трубе, °C.
46
Динамическое давление
Рис. 2.1. Определение динамического давления воздуха при 760 мм. рт. ст.
47
Динамическое давление /гдо определяют по рис. 2.1, а плотность наружного
воздуха по формуле
рв = 352/(273 + Q,
где t — средняя температура наружного воздуха в самых жаркий летний ме-
сяц, °C.
Сопротивление трения цилиндрической трубы, Па, рассчитывают по фор-
муле
Л^=Х(НЦ)(1Г02/2)р,	(2.3)
где X — коэффициент сопротивления трения, равный приблизительно 0,015-
0,03 для нефутерованных дымовых труб и 0,05 для футерованных; р — плот-
ность дымовых газов при средней температуре, кг/м3.
Сопротивление трения конической трубы, Па, рассчитывают по формуле
Дйтр=(А/80(Лдо-Лд),	(2.4)
где i — уклон дымовой трубы; /гдо — динамическое давление на выходе, Па; Лд
— динамическое давление в нижнем сечении трубы, Па.
Динамическое давление определяют по графику (см. рис. 2.1) [2.2].
Следует отметить, что при выборе высоты дымовой трубы по условиям тяги
(как естественной, так и принудительной) необходимо учитывать аэродина-
мические параметры соответствующего газоотводящего тракта от котлов, пе-
чей и других тепловых агрегатов. С этой целью длительное время использует-
ся нормативный метод аэродинамических расчетов [2.2].
В настоящее время данная методика была переиздана. Наряду с норматив-
ным методом в практике естественной тяги использовались и различные дру-
гие схемы расчета дымовых труб, чаще всего упрощенные. Приведем здесь
одну из них [2.3].
В данном источнике [2.3] использованы единицы измерения, не входящие в
международную систему единиц СИ. Поэтому приведем здесь таблицу соот-
ношений между использованными единицами и принятыми в практике к на-
стоящему времени [2.2]:
Давление: 1 мм вод. ст. = 9,81 Па
Давление: 1 кгс/см2 = 10 000 мм вод.ст. = 9,8Ы04 Па
Барометрическое давление: 1 мм рт.ст. = 133,3 Па
Плотность: 1 (кгс')/м4 = 9,81 кг/м’
Динамическая вязкость: 1 (кгс с)/м2 = 9,81 Па с
Энтальпия: 1 ккал/кг = 4,19-103 Дж/кг.
48
При естественной тяге расчету подлежат высота и диаметр выходного сече-
ния. Последний определяется из условия пропуска суммарного количества газов
от всех подключенных к трубе котлов.
Высота дымовой трубы определяется по формуле:
Н = 215	м,
р---------—4
ч273 + ?нв 273 + Ср,
(2-5)
где S — разряжение, создаваемое дымовой трубой, мм вод.ст.; b — баромет-
рическое давление, мм рт. ст.; tm< — температура наружного воздуха, °C; (,р —
средняя температура газов в трубе, °C.
Верхний диаметр трубы определяется из соотношения:
W,2 SKr(Z -ЯА/ + 273)
—- =------Е----------м.
4	3600-273^
(2.6)
где В — расход топлива всеми присоединенными к трубе котлами, кг/ч; К —
объем продуктов сгорания 1 кг топлива, нм3/кг (см., например, [2.4, 2.5]); /тр —
температура газов при входе в трубу, °C; Н— высота трубы от оси подводяще-
го канала, м; W— скорость газов, принимая равной 6-10 м/с, но не менее 4 м/
с (во избежание “задувания” трубы); At — охлаждение газов в трубе на 1 м ее
высоты, определяемое по формуле:
А/ = 4=°С/м,
(2-7)
где D — суммарная номинальная паропроизводительность всех подсоединен-
ных к трубе котлов, т/ч; С— опытный коэффициент, принимаемый из табл. 2.1.
Сопротивление трения в канале дымовой трубы подсчитывается по формуле:
АЬ 3 Н	'
Аптп = А.-------у мм вод.ст.
Р <Р 2g
(2.8)
Таблица 2.1
Значение коэффициента С для дымовых труб
Характеристика трубы	Железные трубы		Кирпичные трубы	
	не футерованные	футерованные	со средней толщиной кладки <0,5 м	со средней толщиной кладки >0,5 м
Значение коэффициента С	2	0,8	0,4	0,2
49
где / — удельный вес газа, определяемый при температуре, равной
, _ МН
/тр-Л,р 2
IV — средняя скорость газа, определяемая по формуле:
BKrk-^ + 273 4
ИС =-----------------— м/с;
р 36ОО-273тсг/д,
vp
(2.9)
(2.10)
Формула.
S = (Yi - Ъ)Н'- где Yi = Yoi'273 (273 -+ Г,); у, = у02'273/(273 t- t2):
у01 = 1.293 кг mj - удельный вес воздуха;
у01 = 1,293 кг mj - удельный вес дымовых газов.
Пример. Дано: tt = 5 С; г, = 300 С; Н = 100 м.
Находим: S - 63 мм вод.ст.
Рис. 2.2. Номограмма для расчета разрежения создаваемого дымовой трубой
50
d — средний расчетный диаметр трубы, определяемый по формуле:
где d}, d2 — верхний и нижний диаметр трубы, м.
Для стальных труб dt = d2, для кирпичных труб определяется из соотноше-
ния:
d2>d, + 0,01 Нм.	(2.12)
В эксплуатационных условиях иногда бывает, что разрежение, создаваемое
дымовой трубой у ее основания, оказывается недостаточным. В этом случае
приходится расчетным путем проверять теоретическую тягу, которую может
развивать имеющаяся труба.
Определение теоретической тяги может быть легко произведено по номог-
рамме (рис. 2.2). Температура уходящих газов t2 должна быть замерена у осно-
вания дымовой трубы.
2.1.2.	Определение высоты дымовой трубы
при принудительной тяге
При искусственной тяге высота дымовой трубы определяется противопо-
жарными и санитарно-гигиеническими требованиями [2.3].
В табл. 2.2 указана минимальная высота дымовых труб для промышленных
котельных.
При расположении в радиусе 200 м от котельной соседних зданий высотой
более 15м минимальная высота дымовой трубы принимается 45 м.
Дымовая труба при искусственной тяге рассчитывается как отдельный учас-
ток в общем расчете газового тракта. Охлаждение дымовых газов при этом не
учитывается, т.е. расчет ведется по температуре газов у дымососа. Самотяга
трубы подсчитывается совместно с Самотягой всего газового тракта котла.
Скорость газов на выходе из трубы принимается в пределах 6-15 м/с.
По санитарно-гигиеническим требованиям необходимая высота дымовых
труб всегда выше. Поэтому при искусственной тяге высоту дымовой трубы
Таблица 2.2
Минимальная высота дымовой трубы
В*, т/ч	Н, м	В, т/ч	Н, м	В, т/ч	Н, м	В, т/ч	Н, м
До 5 * Среднесут	30 энный расхох	5-15 топлива.	45	15-50	60	50-100	80
51
определяют по условиям обеспечения допустимых концентраций вредных ве-
ществ в атмосфере (ПДК).
При этом скорость дымовых газов в трубах с принудительной тягой обычно
доводят до 3(М0 м/с. В этих условиях столб дымовых газов поднимается за-
частую значительно выше самой трубы. Следовательно, на высоту выбрасы-
ваемого столба газов существенное влияние начинает оказывать общее состо-
яние атмосферы [2.1].
Важнейшим фактором, определяющим рассеивание в атмосфере дымовых
газов, содержащих вредные примеси, является атмосферная турбулентность.
Эта характеристика атмосферы — результат двух процессов: нагревания ат-
мосферы и поверхности земли, в связи с чем образуются естественные кон-
вективные потоки, и механической турбулентности вследствие взаимодействия
ветрового потока с подстилающей поверхностью.
Нагревающийся у поверхности земли воздух в результате уменьшения плот-
ности поднимается вверх, а более холодный и плотный воздух опускается к
поверхности земли. Но бывают случаи, когда температура воздуха с высотой
возрастает (инверсия температуры), и вертикально поднимающийся столб
дымовых газов на определенной высоте оказывается холоднее окружающих
масс и его движение затухает.
Если условия инверсии дополняются малыми скоростями ветра, то призем-
ные концентрации вредных веществ увеличиваются как за счет ограничения
их активного перемешивания по вертикали, так и за счет уменьшения в этих
условиях эффективной, высоты подъема факела.
Таким образом, можно считать, что для дымовой трубы большой высоты
наиболее неблагоприятно сочетание приподнятой мощной инверсии, начина-
ющейся на высоте выброса, и малой скорости ветра в приземном слое атмос-
феры, а для невысокой трубы сочетание приземной инверсии и приземного
штиля.
Концентрации вредных примесей определяют, решая уравнение турбулент-
ной диффузии применительно к тому или иному состоянию атмосферы.
При постоянной скорости ветра (и = const) и изотропной (одинаковой по
всем направлениям) турбулентности выражение для определения максималь-
ной концентрации См выглядит так:
С = 235М/иН Л	(2.13)
м	эф *	v 7
где М— массовый выброс вредной примеси; — эффективная высота ис-
точника выброса.
Однако в реальной атмосфере характер изменения турбулентной диффузии
и скорости ветра значительно сложнее, поэтому для практических расчетов
рассеивания в атмосфере вредных примесей, содержащихся в выбросах пред-
52
приятий, используют методику, основанную на неблагоприятных метеороло-
гических условиях, когда скорость ветра достигает опасного значения и имеет
место интенсивный вертикальный турбулентный обмен в атмосфере.
Опасная скорость ветра — это такая скорость, при которой для заданного
состояния атмосферы концентрация вредных примесей на уровне дыхания лю-
дей: достигает максимальной величины.
Действительно, из формулы (2.13) следует, что с повышением скорости вет-
ра и максимальная наземная концентрация вредных выбросов от точечного
источника, расположенного на высоте /7 над землей, падает. С другой сторо-
ны, с увеличением скорости ветра параметр Я уменьшается вследствие сни-
жения гидродинамической и тепловой составляющих подъема факела [2.1].
Рассмотрим эти процессы подробнее [2.6].
2.2.	Выбор высоты трубы по экологическим требованиям
2.2.1.	Общие положения по рассеиванию примесей в атмосфере [2.6]
Рассеивание примесей в атмосфере есть результат осредненного движения
масс воздуха (которое переносит загрязнитель в направлении ветра), турбу-
лентных пульсаций скорости — атмосферной турбулентности (которые рассе-
ивают загрязнитель по всем направлениям) и массовой диффузии, связанной с
градиентами концентраций.
Кроме того, на рассеивание влияют общие аэродинамические характеристи-
ки, такие как размер, форма и масса частиц, которые определяют их скорость
оседания на землю или попадания вновь в воздух с поверхности земли. Важ-
нейшим фактором, определяющим рассеивание в атмосфере дымовых газов и
вредных примесей, заключенных в них, является атмосферная турбулентность.
Данная характеристика атмосферы является результатом двух процессов: на-
гревания атмосферы и поверхности земли, в связи с чем образуются естествен-
ные конвективные потоки и механической турбулентности, которая является
результатом взаимодействия ветрового потока с подстилающей поверхностью
и ветрового сдвига.
Хотя обычно имеют место эти оба эффекта, могут быть случаи, когда один
из них преобладает. Тепловые вихри чаще возникают в солнечные дни, когда
скорость ветра невелика. Нагревающийся у поверхности земли воздух вслед-
ствие уменьшения его плотности поднимается вверх, а более холодный и плот-
ный воздух опускается к поверхности Земли. Если, поднимаясь, нагретый воз-
Дух расширяется адиабатически, без теплообмена с окружающими массами
воздуха, то температура его понижается примерно на 1 °C на каждые 100 м
высоты. Эта величина принимается за адиабатический градиент температуры.
53
При вертикальном градиенте температуры, равном адиабатическому (или
несколько ниже), поднимающийся снизу объем воздуха на каждом уровне бу-
дет обладать такими же свойствами, что и окружающие массы воздуха, и, сле-
довательно, не будет иметь дополнительного ускорения. Такое состояние ат-
мосферы называется нейтральным или безразличным.
Если температура окружающего воздуха понижается с высотой так, что ее
вертикальный градиент больше адиабатического, что бывает при солнечной
погоде и сильном прогреве Земли и приземного слоя воздуха, то движущийся
снизу объем воздуха получает ускорение за счет сил плавучести и образующи-
еся конвективные токи поднимаются на большую высоту, вызывая интенсив-
ное вертикальное перемешивание слоев воздуха. Такие условия называются
неустойчивыми, конвективными.
И, наконец, когда вертикальный градиент температуры воздуха становится
отрицательным, т.е. температура воздуха с высотой возрастает (или, как гово-
рят, возникает инверсия температуры), то вертикально поднимающийся объем
воздуха оказывается холоднее окружающих масс и его движение затухает. Та-
кие условия называются устойчивыми, инверсионными, они характеризуются
слабым турбулентным обменом.
Вышеназванные три вида устойчивости атмосферы принято делить на семь
классов: сильная неустойчивость, умеренная неустойчивость, слабая неустой-
чивость, безразличное (нейтральное) состояние, слабая устойчивость, умерен-
ная устойчивость, сильная устойчивость.
Рассеивание примеси в условиях каждого отдельного класса устойчивости
атмосферы имеет свои особенности, формирующие характерный вид дымо-
вой струи. Так, в ясную теплую погоду при неустойчивых условиях наблюда-
ется волнообразная струя, представляющая собой совокупность клубов дыма,
переносимых крупными вертикальными вихрями (рис. 2.3, а).
Поскольку интенсивность перемешивания большая, клубы достигают Зем-
ли достаточно близко от источника, и поэтому приземная концентрация при-
месей сравнительно высока и имеет ярко выраженный максимум, располо-
женный относительно недалеко от источника.
При безразличном состоянии атмосферы интенсивность перемешивания
уменьшается, и наблюдается так называемая конусообразная струя (рис. 2.3,
б). Расстояние до максимума приземной концентрации в этом случае больше,
чем при неустойчивых условиях, а максимальная концентрация меньше. В ус-
ловиях устойчивой стратификации атмосферы образуется веерообразная струя
с малым углом раскрытия факела в вертикальной плоскости (рис. 2.3, в), для
которой в силу изменчивости направления ветра характерна извилистая тра-
ектория движения примеси в горизонтальном направлении при слабом верти-
кальном и поперечном рассеянии самой струи.
54
Рис. 2.1. Различные типы дымовых факелов в атмосфере: 1 — адиабатический градиент температу-
ры; 2 — наблюдаемые профили; а-<) — различные случаи стратификации атмосферы
Устойчивая стратификация не является неблагоприятной с точки зрения заг-
рязнения приземного слоя воздуха для выбросов из высотных дымовых труб, к
которым подключены значительные мощности. Обычно в этом случае факел
поднимается достаточно высоко и максимум приземных концентраций распо-
ложен относительно далеко от источника. Приземные концентрации примесей
ниже, чем при неустойчивой и безразличной стратификациях. Существенно здесь
то, что из-за слабого турбулентного обмена при движении факела примеси пере-
носятся на большие расстояния (иногда сотни километров), не достигая непос-
редственно земной поверхности. При этом проходят различного рода процессы
трансформаций вредных примесей, их взаимодействие с осадками, туманооб-
разованиями и т.д., что приводит к нежелательным последствиям: так называе-
мым кислым дождям, воздействиям больших концентраций NO2 и т.д.
В случае низких источников выброса устойчивая стратификация может ока-
заться неблагоприятной и с точки зрения прямого воздействия концентраций
газообразных вредных примесей на приземный слой воздуха и биосферу. Если
верхняя граница приземного устойчивого (инверсионного) слоя оказывается
55
ниже уровня выброса, то создаются наиболее благоприятные условия для рас-
сеяния примеси, выбрасываемой из труб, так как в этом случае образуется так
называемая приподнятая струя и рассеяние происходит только в слое выше
верхней границы инверсии, которая предотвращает перенос примеси к Земле
(рис. 2.3, г). Такие условия летом обычно кратковременны и могут существо-
вать на протяжении нескольких часов, главным образом ночью. Зимой эти ус-
ловия могут быть продолжительными.
При переходе от ночной инверсии к дневной конвекции в ясное теплое утро
приземная инверсия, разрушаясь у поверхности Земли, становится приподня-
той и может образовать “крышку” над вершиной трубы, препятствующую рас-
пространению примеси вверх, в то время как развивающиеся у Земли конвек-
тивные вихри перемешивают струю только в пределах прилегающего неус-
тойчивого слоя. В таких задымляющих условиях может наблюдаться увеличе-
ние приземных концентраций вблизи трубы, но в течение непродолжительно-
го времени, порядка десятков минут (рис. 2.3, Э).
При антициклонной погоде в осенне-зимний период, характеризующейся
слабыми ветрами и штилями, приподнятая инверсия может носить характер
инверсии оседания и условия задымления могут существовать в течение не-
скольких часов и даже суток.
Приподнятая инверсия в слое значительной толщины (300-500 м и более)
может создать задымляющие условия даже при выбросах из высотных труб, к
которым подключены существенные мощности. В этом случае приземные кон-
центрации увеличиваются как за счет ограничения активного перемешивания
по вертикали слоя, так и за счет ограничения в этих условиях эффективной
высоты подъема факела. Концентрации вредных примесей могут увеличиться
во много раз и привести к существенному ущербу окружающей среде и лю-
дям. Таким образом, можно считать, что для приподнятого (высокого) источ-
ника выбросов особо опасным является сочетание приподнятой мощной ин-
версии, начинающейся на высоте выброса, и малой скорости ветра (штиля) в
приземном слое, а для наземного (невысокого) источника — сочетание при-
земной инверсии и приземного штиля.
Концентрации вредных примесей определяют, решая уравнение турбулент-
ной диффузии применительно к тому или иному состоянию атмосферы.
В общем случае это уравнение записывается в виде:
дС д дС д дС д дС
и— = ~КХ — + —К — +—К, —,
дх Эх Эх ду ду dz * dz
где х, у, z — координатные оси; К, К, К — коэффициенты турбулентной диф-
фузии по различным направлениям; и — скорость ветра в атмосфере; С —
концентрация вредной газообразной примеси.
2.14
56
Данное уравнение обычно решается при следующих граничных условиях:
С—>0 при z—С—>0 при [у|—и на подстилающей поверхности С = 0 при
z = 0, или средний турбулентный поток примеси мал: Kdc/dz = 0 при z = 0.
При решении уравнения турбулентной диффузии большое значение имеет
определение коэффициентов турбулентной диффузии и скорости ветра сло-
жен и задача определения концентраций вредных примесей решается с помо-
щью ЭВМ. Для простейшего случая изотропной турбулентности (Кх = К =
= К^~К)п постоянной скорости ветра (м = const) задачу можно решить анали-
тически.
Распределение концентраций вредных примесей на Земле в этом случае за-
писывается уравнением [2.7]:
М
-----ехр
2лАД
и (у2+Н^)
4К х
(2.15)
Максимальная концентрация имеет место при у = 0, и распределение кон-
центраций определяется по уравнению
С =
М
----ехр -
2пК
47Г
* 7
(2.16)
Определяя из условия ЭС7Эх| 0 = 0 координаты точки максимума концентра-
ций, находим выражение для расчета максимально-разовой концентрации
С = 235М/иН *	(2.17)
где М — массовый выброс вредной примеси; Я — эффективная высота ис-
точника выброса.
Решая уравнение турбулентной диффузии для случая, близкого к реальным
условиям распространения вредных выбросов, можно получить выражение
Для определения максимально-разовой приземной концентрации или высоты
дымовой трубы, необходимой, чтобы обеспечить выбранную приземную кон-
центрацию вредных примесей.
2.2.2.	Методика расчета рассеивания вредных примесей [2.6]
Для практических расчетов рассеивания в атмосфере вредных примесей,
содержащихся в выбросах предприятий, используется методика (СН 369-74),
разработанная Главной геофизической обсерваторией им. А. И. Воейкова [2.8].
По этой методике расчет рассеивания вредных примесей ведется при небла-
57
гоприятных метеорологических условиях, когда скорость ветра достигает опас-
ного значения и имеет место интенсивный вертикальный турбулентный об-
мен в атмосфере.
Опасная скорость ветра — это такая скорость, при которой для заданного
состояния атмосферы концентрации вредных примесей на уровне дыхания
людей достигают своей максимальной величины. Для расчетных условий ды-
мовых труб тепловых электростанций состояние атмосферы характеризуется
развитым турбулентным обменом.
Действительно, из выражения (2.17) следует, что с повышением скорости
ветра и максимальная наземная концентрация от точечного источника, распо-
ложенного на высоте Я над Землей, падает. С другой стороны, с увеличени-
ем скорости ветра уменьшается эффективная высота 77 вследствие снижения
гидродинамической и тепловой составляющих подъема факела. Отсюда опас-
ная скорость ветра определится из выражения dCJdu = 0.
Опасная скорость ветра на уровне флюгера (обычно 10 м от уровня Земли)
определяется по следующим соотношениям:
«„ = 0,5 при ум <0,5;
Мм=ум при0,5<цм<2;
«м = М1 + 0,! 2^7) при vM > 2,
(2-18)
VAT
где пм=0,65з^-;
Н2АТ
В этих уравнениях — объемный расход выбрасываемых уходящих газов,
м /с; АТ— разность между температурой выбрасываемых газов и средней тем-
пературой воздуха Г, °C, под которой понимается средняя температура само-
го жаркого месяца в полдень; Н — геометрическая высота трубы, м; w(| —
скорость выхода газов из устья трубы, м/с; Do — диаметр устья дымовой тру-
бы, м.
При вышеназванных условиях максимальная приземная концентрация вред-
ных веществ для выброса из одиночного точечного источника с круглым усть-
ем определяется по формуле
AMFmn
h2i]v,at ’
(2-19)
58
где А — коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосфе-
ры для неблагоприятных метеорологических условий, определяющий усло-
вия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмос-
ферном воздухе, (с2/3-мг)/К1/3. Принимаются следующие значения А\ для суб-
тропической зоны Средней Азии — 240; для Казахстана, Нижнего Поволжья,
Кавказа, Молдавии, Сибири, Дальнего Востока и для остальных районов Сред-
ней Азии — 200; для Севера и Северо-Запада европейской территории СССР,
Среднего Поволжья, Урала и Украины — 160; для европейской части Центра
СССР — 120; М— суммарное количество вредного вещества, выбрасываемо-
го в атмосферу, г/с; F — безразмерный коэффициент, учитывающий скорость
оседания вредных веществ в атмосферном воздухе: для газообразных приме-
сей F = 1, для пыли при степени улавливания более 90 % F = 2, менее 90 % —
F = 2,5; т и п — безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода
газовоздушной смеси из устья источника выброса.
Коэффициент т определяется в зависимости от параметра f.
т =----------Д-------;=.	(2.20)
0,67 + 0,177 + 0,34^/
Безразмерный коэффициент п определяется в зависимости от параметра v :
при vm <0,3 и = 3;
при 0,3 < vm < 2 п = 3 - 7(vM -0,3)(4,36-vM) ;
при vm > 2 п = 1.
Максимальная концентрация вредных веществ у земной поверхности при
опасных метеорологических условиях См достигается на оси факела выброса
(по направлению среднего за рассматриваемый период времени ветра) на рас-
стоянии
х = dH,
где d — безразмерная величина, определяемая по формулам:
при < 2 б/ = 4,25гм(1 + 0,2з77);
при vm > 2 ^ = 777(1 + 0,2877)-
Если безразмерный коэффициент F> 2, величина^ определяется из соотно-
шения
хч = S~—dH
м 4
59
Приземная концентрация вредных веществ в атмосфере по оси факела на
различных расстояниях х от источника выброса
С=5.С,
I м’
где S', — безразмерная величина, определяемая по формулам:
5, = Зх4 - 8х3 + 6х2 при х < 1;
113
^5, =—------ при1<х<8;
0,13х2+1
(2-21)
3,18х2 + 3,52х + 12,0
при х > 8 и F = 1;
при х > 8 и F, равном 2; 2,5 или 3, 5 определяется по формуле
1 0,1х2 + 2,47х -17,8 ’
где х = х/хм.
Значения приземных концентраций вредных веществ в атмосфере С, на рас-
стоянии у по перпендикуляру к оси выброса находятся по выражению
С = S.C,
У 2
причем безразмерная величина S2 определяется в зависимости от скорости ветра
и и отношения у/х по формуле
5
(2.22)
Основываясь на данной методике расчета рассеивания вредных примесей,
определяют высоту газоотводящей трубы. Так как расчет ведется при небла-
гоприятных метеоусловиях, выбранная высота дымовой трубы позволит осу-
ществлять эксплуатацию ТЭС в условиях, при которых большую часть време-
ни в году концентрации вредных примесей на уровне дыхания людей будут
ниже предельно допустимых норм.
60
Необходимо подчеркнуть, что высота дымовой трубы ТЭС должна выби-
раться после того, как использованы все возможности, связанные с уменьше-
нием количества выбросов вредных веществ, образующихся при работе ТЭС,
в атмосферу.
Высота дымовой трубы подсчитывается по формуле
„ \AMFmn z
Я =------з----
V ПДК
(2.23)
где z — число дымовых труб одинаковой высоты, установленных на ТЭС; ПДК
— предельно допустимая концентрация вещества, лимитирующего чистоту
воздушного бассейна.
Было введено требование об учете суммарного действия сернистого ангид-
рида и окислов азота. В этом случае формула для определения высоты дымо-
вой трубы выглядит следующим образом:
Wso
AFmn---
ПДК8о2 „
ПИК Mn°2 I-----
hAkno,	2
-----=----3----
' V^T
пдк8Оз
(2.24)
Формулы (2.23) и (2.24) используются в случае, если при строительстве ТЭС
фоновая загазованность (загазованность атмосферы до начала строительства
ТЭС) отсутствует. Если же ТЭС сооружается в городах или вблизи промыш-
ленных предприятий, то при расчете высоты дымовых труб необходимо учи-
тывать имеющуюся фоновую загазованность атмосферы. В этом случае фор-
мула для расчета высоты трубы имеет вид:
ПДК5О, , .
------~-М.
ПДК™,
no2
z
пик -с ПДК^ с
Д so2 (j)so_> пик"
(2.25)
AFmn Msa,
где Сф — фоновые концентрации вредных примесей в атмосфере, мг/м3.
Наличие единой методики позволяет упорядочить расчеты загазованности
атмосферы выбросами различных отраслей промышленности и дать общий
подход для сравнения различных методов ее уменьшения.
61
2.3.	Зарубежный опыт в области расчета высоты
газоотводящих труб ТЭС
За рубежом имеются опубликованные работы, посвященные вопросам опре-
деления высоты начального подъема факела и нахождения концентраций вред-
ных примесей на уровне дыхания людей. Особенно значительные из них —
это работы, связанные с многолетними исследованиями, а так же проведенны-
ми в районе размещения ряда ТЭС, расположенных в долине реки Теннесси
[2.7].
Рассмотренная методика [2.8], по существу, не имеет адекватных аналогов
среди документов такого рода и отличается прежде всего однозначностью тре-
бований, которые предъявляются в ней к практическим расчетам. Получае-
мые значения максимальных концентраций должны сопоставляться с их пре-
дельно допустимыми значениями (ПДК), которые устанавливаются для не-
благоприятных метеорологических условий. В других методиках не дается ре-
комендаций для выбора таких условий.
Формулы [2.8] имеют универсальный характер и предназначаются для рас-
чета наибольшей концентрации при неблагоприятных условиях с учетом на-
чального подъема примесей не только для источников точечного типа, но и
для линейных источников, для легкой (газообразной) и тяжелой примесей.
Особо рассматривается случай вентиляционных сравнительно холодных выб-
росов. Значительное внимание уделено методам расчета загрязнения воздуха.
Учитывается изменение их взаиморазмещения при различных направлениях
ветра. Устанавливаются климатические особенности рассеивания примеси в
различных регионах страны.
Упомянутые вопросы практически не рассматриваются в зарубежных мето-
диках, тем не менее представляется возможным сопоставить некоторые ре-
зультаты, относящиеся к определению концентраций от одиночных высотных
источников. С этой целью целесообразно использовать [2.9-2.11]. Во всех этих
работах имеются формулы для расчета наземных концентраций примесей, ус-
тановленные из статистических соображений, и для расчета эффективного
подъема факела — высоты источника.
В [2.9] полагается, что наземная осевая концентрация примеси определяет-
ся по формуле
М ехр
С =------
7io ,а_и
(Н + АНУ
62
где A// — эффективный подъем факела; и — скорость ветра на высоте источ-
ника; о и о_ — горизонтальная и вертикальная дисперсия распределения при-
месей.
При этом максимальное значение концентрации С , достигающееся на рас-
стоянии хм от источника, рассчитывается по формуле
2М
пеи(Н + АН)~ '
(2.27)
Для расчета о и используются соотношения о = Ах и о_ = Вх\ где а,Ан
В определяются по табл. 2.3.
Для сопоставления результатов расчета по [2.8, 2.9] рассмотрим случай не-
устойчивой стратификации, когда могут достигаться наибольшие концентра-
ции у земли от высотного источника. Из табл. 2.3 для этих условий а ~ 1.
Для расчета эффективного подъема факела АН при неустойчивой стратифика-
ции в [2.9] предлагается формула
АН =
7,4ЯХ^Г
и
(2.28)
где
г -
°	4 Т
(2.29)
Формулы (2.26) и (2.28) и условие дОди = 0 позволяют установить выраже-
ния для наибольшей концентрации С и соответствующей ей опасной скорос-
ти ветра им, которым можно придать следующий вид:
0,008Л/ <т;	- WAT
(2.30)
Таблица 2.3
Коэффициенты а, А, В
Стратификация	а	А	В
Сильная неустойчивость	0,91	0,40	ОАО
Неустойчивость	0,86	0,36	0,33
Равновесное состояние	0,78	0.32	0,22
Устойчивость	0,71	0,31	0,06
63
Рассмотрим случай высоких источников Н = 100+200 м, расположенных в
условиях ровной местности с шероховатостью, примерно равной 1 см. В этом
случае формулам (2.30) можно придать точно такой же вид, как формулам (2.19)
и (2.26), положив V/F = 5,3 и ии = 1,4г/м (им — опасная скорость ветра на высо-
те 10 м). Тогда получим (при См, г/м3):
м. М I N /таг
Сы ~ 0,2—- --; и = з----.
“ Я2 V V\T V NH
(2-31)
Для легкой примеси и для сравнительно нагретых выбросов, когда тп ~ 1,
различия в формулах методик заключаются в значениях коэффициентов. Та-
ким образом, можно считать, что в случае источников высотой Н = 100+200 м
максимальные концентрации, рассчитанные по [2.8, 2.9], близки между собой
(для тех климатических зон, где А = 0,2). В [2.8] значение А принимается рав-
ным 0,2 преимущественно для азиатской территории. Значения иы по [2.9] при-
мерно на 50 % больше, чем по формулам (2.18) из [2.8]. Следовательно, для
мощных тепловых электростанций опасная скорость ветра им вместо 5-6 м/с
по [2.8] при использовании [2.9] будет примерно 7-9 м/с.
Методика расчета, близкая к изложенной в [2.9], представлена в [2.11]. Здесь
для расчета концентраций от источника с фиксированной высотой использу-
ется частный вид формулы (2.27), предложенной ранее Сеттоном, соответству-
„	1-5 С, 1-» ,
ющии о = —j=^x 2; о = —Лх 2 (параметр п определяется на основании дан-
л/2	’ V2
ных об изменении скорости ветра с высотой). Эффективная высота подъема
факела ДЯ в отличие от [2.9] определяется по формуле
ДЯ = 4OOFo/и3.	(2.32)
Эта формула по своей структуре близка ко второму члену формулы для ДЯ,
использованной при разработке методики [2.8], которую можно записать в сле-
дующем виде:
ДЯ = 1,9
woD
Я
5F
и3 '
(2.33)
Представляется, однако, что коэффициент 400 в формуле (2.32) завышен,
поскольку не соответствует имеющимся экспериментальным данным.
Если формулы из [2.11] преобразовать так же, как это было сделано с форму-
лами из [2.9], то можно получить формулы, соответственно эквивалентные
(2.19), (2.27) или (2.30):
64
0,0065Л/
йы = 2,74
VAT
N NH ’
(234)
Для См при высотах H= 100-5-200 м снова получается формула типа (2.31), но
с коэффициентом 0,16. Наибольшие отличия наблюдаются в коэффициенте
для опасной скорости ветра им. Опасные скорости ветра в данном случае еще
больше завышены, чем при использовании [2.9], для мощной ТЭС составляют
около 20 м/с, что является существенно завышенным значением.
В [2.11] отмечается, что рассчитанные по формуле (2.34) значения См согла-
суются с данными измерений максимальных концентраций сернистого газа
вокруг ряда ТЭС, расположенных в долине р. Теннесси. Отсюда можно зак-
лючить, что и данные расчета по формуле (2.19) будут близки к эксперимен-
тально измеренным значениям.
Еще одна схема расчета представлена в [2.10]. Для расчета концентраций от
источника фиксированной эффективной высоты здесь используется приведен-
ная выше формула (2.26) с примерно такими же коэффициентами. Для АН в
[2.11] принимается формула Холланда:
АН = ^-\ 1,5 + 0,0027/J—D
и I	Т
(2.35)
где р — атмосферное давление.
Для практического использования в [2.10] дан график зависимости величины
Си/М от эффективной высоты источника Н + АН. Если для каждой эффектив-
ной высоты источника выбрать максимальное значение (Си/М)ы, то по этим
данным может быть записана следующая интерполяционная формула:
,	0,052Л/
“ " й(Н + АН)1’67 ’
(2.36)
Из соотношения ЭС /Эи = 0 можно аналогично изложенному выше найти,
м	J
что
0,0168М
woZ>(1,5 + O,O1A7Z))№'67
(2.37)
Формула (2.27) имеет иную структуру, чем (2.19), (2.30) и (2.31). Поэтому ее
сопоставление с формулами из [2.8] должно состоять в рассмотрении различ-
ных вариантов расчетов. Некоторые из таких расчетов показали определен-
65
ную близость рассчитанных по формулам (2.19) и (2.30) значений максималь-
ных концентраций.
Изложенные результаты показывают возможность согласования методов рас-
чета, используемых в России и США, и выработки общих подходов для даль-
нейшего их развития.
Определением высоты трубы и ее выходного диаметра не заканчивается вы-
бор её аэродинамических параметров, тем более для высокой трубы. Необхо-
дима проверка различных аэродинамических режимов работы труб, что опре-
деляет выбор оптимальной геометрии дымового канала трубы.
2.4.	Список литературы к главе 2
2.1.	Дымовые трубы. Справочное издание / Под ред. М.Н. Ижорина. — М.: Теплотех-
ник, 2004. — 496 с.
2.2.	Аэродинамический расчет котельных установок (нормативный метод). — Л.: Энер-
гия, 1977. — 256 с.
2.3.	Касаткин ИМ. Справочное пособие для теплотехников промышленных пред-
приятий. — Минск: Госиздат БССР, 1963. — 304 с.
2.4.	Равич М.Б. Топливо и эффективность его использования. — М.: Наука, 1971. —
358 с.
2.5.	Теплофизические свойства топлив и шихтовых материалов черной металлургии.
Справочник / В.М. Бабошин, Е.А. Кричевцов, В.М. Абзалов, Я.М. Щелоков. — М.:
Металлургия, 1982. — 152с.
1.6.	Дужих Ф.П., Осоловский В.П., Ладыгичев М.Г. Промышленные дымовые и вен-
тиляционные трубы. Справочное издание / Под ред. Ф.П. Дужих. — М.: Теплотех-
ник, 2004. — 464 с.
2.7.	Рихтер Л.А., Волков Э.П., Покровский В.Н. Охрана водного и воздушного бас-
сейнов от выбросов ТЭС. — М.: Энергоиздат, 1981.
2.8.	Указания по расчету рассеивания в атмосфере вредных веществ, содержащихся в
выбросах предприятий (СП 369 -74). — М.: Стройиздат, 1975.
2.9.	Методика расчета концентрации в атмосферном воздухе вредных веществ, содер-
жащихся в выбросах предприятий. —Л., Гидрометеоиздат, 1987.
2.10.	Carpenter S. В. et al. Principal Plume Dispertion Models. TVA Power Plants. 63d
Annual Meeting Air Pollution Control Association, June 1970.
2.11.	Recommended Guide for prediction of the Dispersion of Airforce effluent (Second
edition). The American Society of Mechanical Engineers. New York. 1973. N 4.
2.12.	Work-book of Atmospheric Dispertion Estimates (D. B. Turner ed.) U. S. Department
of Health, Education and Welfare, “Cincinnati” Ohio, 1969.
2.13.	Метеорология и атомная энергия. Пер. с англ. — Л.: Гидрометеоиздат, 1971.
66
Глава 3.
КОНСТРУИРОВАНИЕ КИРПИЧНЫХ
И АРМОКИРПИЧНЫХ ДЫМОВЫХ ТРУБ
Инструкция по проектированию кирпичных
и армокирпичных дымовых труб (РМ 9-84)
3.1.	Основные положения
Общие указания
Настоящая инструкция распространяется на проектирование кирпичных и
армокирпичных дымовых и вентиляционных труб (именуемых в дальнейшем
— трубы), предназначенных для отвода газов с температурой до 900 °C.
При проектировании дымовых труб, кроме настоящей инструкции, необхо-
димо учитывать требования следующих нормативных документов: глав СНиП
по нагрузкам и воздействиям, по проектированию строительства в сейсмичес-
ких районах, по проектированию каменных и армокаменных конструкций,
бетонных и железобетонных конструкций, стальных конструкций, свайных
фундаментов, инструкции по проектированию бетонных и железобетонных
конструкций, предназначенных для работы в условиях воздействия повышен-
ных и высоких температур.
Противокоррозионную защиту конструкций трубы от агрессивного воздей-
ствия отводимых газов и грунтовой воды следует проектировать в соответ-
ствии с требованием главы СНиП по проектированию защиты строительных
конструкций от коррозии.
При проектировании оснований следует руководствоваться главой СНиП по
проектированию оснований зданий и сооружений, а также в необходимых слу-
чаях главами СНиП по проектированию зданий и сооружений на подрабаты-
ваемых территориях и по проектированию свайных фундаментов.
Молниезащиту трубы следует проектировать в соответствии с требования-
ми “Инструкции по проектированию и устройству молниезащиты зданий и
сооружений”.
Светоограждение труб следует проектировать в соответствии с “Правилами
маркировки и светоограждения высотных препятствий” Министерства граж-
данской авиации СССР.
Задание на проектирование трубы должно содержать необходимые данные
Для выбора конструктивных решений ствола трубы и фундамента.
67
Классификация и конструктивные решения кирпичных
и армокирпичных труб
Промышленные трубы по назначению подразделяются на:
а)	дымовые — отводящие продукты сжигания различных топлив;
б)	вентиляционные — отводящие газовоздушные смеси от вентиляционных
систем или местных отсосов газовыделяющей аппаратуры.
Трубы по типу ввода газоходов подразделяются на:
а)	трубы с подземным вводом газоходов;
б)	трубы с наземным вводом газоходов;
в)	трубы с надземным вводом газоходов;
г)	трубы с комбинированным вводом газоходов.
Трубы по конструктивному решению подразделяются на:
а)	трубы с футеровкой на консолях;
б)	трубы без футеровки с защитным противокоррозионным или гидроизоля-
ционным покрытием внутренней поверхности ствола;
в)	трубы с самостоятельными газоотводящими стволами и проходным зазо-
ром на всю высоту.
Рис. 3.1. Конструкции кирпичных труб: а — с футеровкой на консолях; б — без футеровки с защит-
ным покрытием внутренней поверхности ствола; в — с самостоятельным (металлическим) газоотво-
дящим стволом
68
При проектировании кирпичных труб выбор их конструктивного решения
(рис. 3.1) должен производиться с учетом:
а)	режима эксплуатации на всех стадиях работы;
б)	современной технологии их возведения;
в)	экономии металла, кирпича, огнеупорных и теплоизоляционных материа-
лов;
г)	максимального снижения трудоемкости возведения труб и изготовления
их элементов, узлов и деталей;
д)	стандартизации и унификации труб, их элементов, узлов и деталей.
При проектировании кирпичных труб (рис. 3.2) необходимо предусматри-
вать ходовую лестницу для подъема на трубу, светофорные площадки для ус-
Рис. 3.2. Кирпичная дымовая труба: 1 — фун-
дамент; 2 — ствол; 3 — футеровка; 4 — теп-
лоизоляция; 5 — светофорная площадка; 6 —
молниезащита; 7 — защитный колпак; 8 —
лестница; 9 — стяжные кольца; 10 — трубка
для КИП; 11 — ходовые скобы; 12 — ввод га-
зохода
69
тановки и обслуживания светоограждения, молниезащиту, реперы для конт-
роля осадки фундамента, закладные трубки для контрольно-измерительных
приборов.
Основные расчетные требования
Высоту труб следует определять в соответствии с “Указаниями по расчету
рассеивания в атмосфере вредных веществ, содержащихся в выбросах пред-
приятий” и “Санитарными нормами проектирования промышленных предпри-
ятий”.
Примечание. Высота труб при естественной тяге определяется на ос-
новании результатов аэродинамического расчета газовоздушного тракта от теп-
лового агрегата до устья трубы и проверяется по условиям рассеивания в ат-
мосфере вредных веществ.
Высоту труб следует назначать по следующему унифицированному ряду:
30; 45; 60; 75; 90; 120 м.
Диаметры выходных отверстий определяются из условий оптимальных ско-
ростей дымовых газов и технологии возведений кирпичных труб. Диаметры
следует принимать по следующему унифицированному ряду: 1,2; 1,5; 1,8; 2,1;
2,4; 2,7; 3,0; 3,3; 3,6; и далее через 0,6 м. Минимальный выходной диаметр
кирпичных труб — 1,2 м.
Примечание. Кирпичные трубы высотой более 90 м и трубы с выход-
ным диаметром 3,6 м и более следует проектировать только при технической
целесообразности.
При расчете труб необходимо учитывать следующие нагрузки:
а)	постоянные — вес сооружения;
б)	временные длительные — воздействие температуры дымовых газов и на-
ружного воздуха, нагрузки от отложения пыли, содержащейся в дымовых га-
зах, воздействие крена ствола и фундамента, не сопровождающееся измене-
нием структуры грунта и не связанное с влиянием горных выработок;
в)	кратковременные — ветровые;
г)	особые — сейсмические, воздействие неравномерных деформаций осно-
вания, сопровождающееся изменением структуры грунта; воздействие дефор-
маций земной поверхности в районах влияния горных выработок.
При определении ветровых нагрузок, назначении коэффициентов перегру-
зок, коэффициентов сочетаний нагрузок следует руководствоваться главой
СНиП “Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования”.
При определении ветровой нагрузки допускается учитывать только первую
форму собственных колебаний трубы.
Для кирпичных труб коэффициент перегрузки при ветровой нагрузке п = 1,3.
70
Расчет ствола труб следует вести в соответствии с указаниями раздела 4 на-
стоящей инструкции по несущей способности (расчет горизонтальных и вер-
тикальных сечений по предельным состояниям первой группы).
Примечание. Допускается не производить расчет ствола на раскрытие
трещин (предельное состояние второй группы), т.к. при принятых ограниче-
ниях эксцентриситета продольной силы (п. 4.2, 4.6), температуры на внутрен-
ней поверхности ствола (п. 2.3), напряжений на арматуре (примеч. п. 4.5) и в
стяжных кольцах (примеч. п. 4.8) раскрытие трещин в кладке не превысит до-
пускаемых пределов.
Расчет фундаментов следует вести в соответствии с “Руководством по рас-
чету статически неопределимых железобетонных конструкций” с учетом тре-
бований соответствующих глав СНиП.
При расчете труб на положительное статическое давление следует руковод-
ствоваться требованиями главы СНиП “Котельные установки. Нормы проек-
тирования”.
Расчет статического давления газов необходимо вести по среднемесячным
параметрам режима работы трубы того месяца, когда расход газа и среднеме-
сячная температура воздуха являются максимальными.
Положительное статическое давление газов в кирпичных трубах не допус-
кается.
Теплотехнический расчет ствола и фундамента дымовой трубы следует вы-
полнять в соответствии с указаниями раздела 3 настоящей инструкции. Ре-
зультаты расчета (температура на границах слоев многослойной конструкции
ствола и фундамента) используются для подбора материала элементов трубы
по температуростойкости и для определения температурных усилий в несу-
щих конструкциях.
В теплотехнических расчетах значение температуры воздуха и скорости вет-
ра следует принимать согласно СНиП “Строительная климатология и геофи-
зика”.
3.2. Материалы
Материалы и изделия для кладки стволов
Для кладки стволов кирпичных труб следует применять: кирпич глиняный
Для дымовых труб (ГОСТ 6426-75) или кирпич глиняный обыкновенный пла-
стического прессования (ГОСТ 530-80) марок по прочности — 125, 150, 200,
250, 300, по морозостойкости Мрз25, Мрз35, Мрз50 с водопоглощением не
более 15 %. Применение кирпича полусухого прессования, кирпича “недожо-
га”, с трещинами по ребру и S-образными, а также силикатного для кладки
труб не допускается.
71
Для кладки стволов труб следует применять цементно-известковые растворы
марок 25, 50, 75, 100. Для труб высотой 50 м и более, а также для армокирпич-
ных труб любой высоты следует применять раствор марки не ниже 50.
Температура на внутренней, поверхности кладки ствола не должна превы-
шать 300 °C.
Для армирования кладки ствола следует применять сталь горячекатаную
круглую гладкую класса A-I и периодического профиля класса A-II (ГОСТ
5781-82).
Материал для футеровки
Для футеровки кирпичных труб следует применять:
а)	кирпич глиняный для дымовых труб прямой и радиальный (ГОСТ 8426-
75) марки не ниже 125, с водопоглощением не более 15 % — при температуре
дымовых газов до 700 °C;
б)	кирпич глиняный обыкновенный пластического прессования (ГОСТ 530-
80) марки не ниже 100, с водопоглощением не более 15 % — при температуре
дымовых газов до 500 °C.
в)	кирпич кислотоупорный (ГОСТ 474-80) — при температуре дымовых га-
зов до 300 °C;
г)	изделия огнеупорные шамотные марки ШБ (ГОСТ 8691-73) при темпера-
туре дымовых газов от 500 до 900 °C.
Для футеровки дымовых труб следует применять растворы:
а)	цементно-известковый марок 25, 50 — при температуре дымовых газов
до 300 °C;
б)	цементно-глиняный марки 50 — при температуре дымовых газов до 300 °C;
в)	жаростойкий при температуре дымовых газов выше 300 °C;
г)	кислотоупорные растворы.
При назначении растворов следует руководствоваться “Инструкцией по при-
готовлению и применению строительных растворов”.
Футеровку из кислотоупорного кирпича и кислотоупорных изделий на кис-
лотоупорном растворе следует предусматривать в трубах, предназначен-
ных для удаления дымовых газов от сжигания твердого и жидкого сернистого
топлива (независимо от процентного содержания серы) при образовании кон-
денсата. При отсутствии конденсата на внутренней поверхности футеровки
при всех режимах эксплуатации допускается применение глиняного кирпича
на цементно-глиняном растворе в пределах температуры их службы.
Материалы для тепловой изоляции и гидроизоляции
В качестве тепловой изоляции несущих конструкций кирпичных труб сле-
дует применять:
72
а)	маты минераловатные прошивные типа 1М или 2М марки 100, 125, 150
(ГОСТ 21880-76), температура применения — до 600 °C;
б)	плиты и маты теплоизоляционные из минеральной ваты на синтетичес-
ком связующем марок 100, 125, 150 (ГОСТ 9573-82), коэффициент уплотне-
ния 1,2, температура применения — до 400 °C;
в)	кирпич пенодиатомитовый теплоизоляционный марок ПД-350, ПД-400
(ГОСТ 2694-78) на диатомитовом растворе, температура применения — до
900 °C.
Для гидроизоляции ствола следует применять торкрет-штукатурки:
а)	на цементно-песчаном растворе;
б)	кислотостойкие (на основе жидкого стекла и кислотостойкого заполнителя).
Основные теплофизические свойства строительных, огнеупорных и тепло-
изоляционных материалов приведены в приложении 1.
Материалы железобетонных конструкций кирпичных труб
Железобетонные конструкции кирпичных труб (фундамент, балки, перемыч-
ки, перекрытие) следует предусматривать из обычного или жаростойкого бе-
тона. Марка бетона по прочности на осевое сжатие должна назначаться из рас-
чета конструкции на прочность и быть не ниже М200.
Марка бетона по водонепроницаемости должна назначаться в зависимости
от агрессивного воздействия среды и быть не ниже В4.
Марку бетона по морозостойкости следует назначать исходя из температур-
но-влажностных условий работы конструкции в соответствии с нормами СНиП.
Железобетонные конструкции в условиях воздействия температуры выше
200 °C следует предусматривать из жаростойкого бетона.
Для армирования железобетонных конструкций кирпичных труб следует
применять горячекатаную арматуру — гладкую класса A-I и периодического
профиля классов A-II, A-III. Марка арматурной стали должна назначаться с
учетом температурного воздействия дымовых газов и температуры наружного
воздуха.
Материалы для металлоконструкций кирпичных труб
Марки стали для металлоконструкций дымовых труб следует принимать в
соответствии с требованием СНиП “Стальные конструкции. Нормы проектиро-
вания”. При назначении марок стали необходимо учитывать внешние нагрузки,
температурный режим работы, агрессивное воздействие среды.
При назначении марок стали для работы в условиях отрицательных темпе-
ратур наружного воздуха в соответствии со СНиП металлоконструкции труб
необходимо относить к следующим группам:
73
-	консольные балки, настилы светофорных площадок, ходовые скобы — к
III группе конструкций;
-	элементы ограждений площадок, ходовой лестницы, элементы молниеза-
щиты — к VI группе конструкций.
Для стяжных колец в районах с расчетной температурой наружного воздуха
___40 °C и выше следует применять углеродистую сталь ВСтЗсп5 (ГОСТ 3 SO-
71).
Для защитных литых колпаков на головках труб, работающих в серосодер-
жащей газовой среде до температуры 600 °C следует применять коррозионно-
стойкий чугун марки ЧН15Д7Х2 ГОСТ 11849-76, при более высоких темпе-
ратурах до 900 °C — жаростойкий чугун марки ЖЧХ16 ГОСТ 7769-75.
Для противокоррозионной защиты металлоконструкций следует применять
кислотостойкие лакокрасочные покрытия.
3.3. Теплотехнические расчеты
Теплотехнический расчет ствола трубы
Расчет распределения температуры в многослойной конструкции ствола для
установившегося теплового потока следует вести по зонам. За расчетную зону
следует принимать участок ствола с одинаковой толщиной стенки, изоляции и
футеровки.
При определении температур для расчета максимальных температурных на-
пряжений в стенке ствола (расчет стяжных колец) коэффициент теплоотда-
чи от стенки к наружному воздуху следует определять по формуле:
ан=з+ю^,	(3.1)
где Wh — средняя скорость ветра наиболее холодного месяца, м/с; за расчет-
ную температуру воздуха следует принимать температуру наиболее холодной
пятидневки.
При определении температур для выбора материалов по температуростой-
кости коэффициент теплоотдачи от стенки к наружному воздуху следует опре-
делять по формуле:
а = 8,4 + 0,06-И -t),	(3.2)
где t — температура наружной поверхности стенки, °C; / — температура на-
ружного воздуха, °C; за расчетную температуру воздуха следует принимать
среднюю температуру наиболее жаркого месяца.
Значение коэффициента теплоотдачи от газа к футеровке следует опреде-
лять по формуле:
74
a = aK + a",
в в в’
(3.3)
где акв—конвективная составляющая коэффициента теплоотдачи, ккал/м2-ч-°С,
aK = И';А,
В т г в /’
(3.4)
где кт — температурный коэффициент, принимаемый по табл. 3.1;	— ско-
рость газа в расчетном сечении, м/с; d‘p — средний по высоте расчетной зоны
внутренний диаметр футеровки, м; ez — коэффициент турбулизации потока,
принимаемый по таблице 2 в зависимости от отношения высоты расчетной
зоны h к внутреннему диаметру d‘p и критерия Рейнольдса Re,
Re = (RAcp)/v,
(3.5)
где V — коэффициент кинематической вязкости дымовых газов, определяется
по табл. 3.3, м2/с; авл — лучистая составляющая коэффициента теплоотдачи,
принимается по табл. 3.4, ккал/м2-ч-°С.
Примечание. Промежуточные значения определяемых величин в
табл. 3.1-3.4 уточняются по интерполяции.
Температуру на границе слоев многослойной цилиндрической стенки в пре-
делах расчетной зоны следует определять по формуле:
Таблица 3.1
Температура газов, °C	Коэффициент	Температура газов, °C	Коэффициент кт
0	3,05	600	4,62
200	3,65	800	5.03
		400	4,15		
Таблица 3.2
Критерий Рейнольдса Re		Коэффициент Е/ при соотношении h/d,cf							
		0	1	2	5	10	15	20	30
Ламинарный режим Турбулентный режим		2,3	1,9	1,7	1,44	1,28	1,18	1,13	1,05
1	10	2,00	1,65	1,50	1,34	1,23	1,17	1,13	1,07
2	10	1,66	1,51	1,40	1,27	1,18	1,13	1,10	1,05
5	10	1,50	1,34	1,27	1,18	1,13	1,10	1,08	1,04
1	10	1,38	1,28	1,22	1,15	1,10	1,08	1,06	1,03
1	10	1,20	1,14	1,11	1,08	1,05	1,04	1,03	1,02
Таблица 3.3
Температура газов, °C	Коэффициент кинематической вязкости V-106, м2/с	Температура газов, °C	Коэффициент кинематической вязкости v-106, м2/с
0	12,2	500	76,3
100	21,5	600	93,6
200	32,8	700	112,0
300	45,8	800	132,0
400	60,8	900	152,0
75
Таблица 3.4
Температура газа, °C	50	100	200	300	400	500	600	700	800	900
Коэффициент теплоотдачи о,'. ккал/м2 ч-°С	10	10	10	12	15	20	30	40	55	70
(3.6)
где: t — температура дымовых газов, °C; q — удельный линейный (на едини-
цу длины цилиндрической стенки) тепловой поток, ккал/м-ч, определяемый
по формуле:
(3.7)
где Z — расчетная температура наружного воздуха, определяемая согласно
пп. 3.2, 3.3; 7?в' — линейное термическое сопротивление при теплоотдаче от
дымовых газов к внутренней поверхности ствола (футеровки), м-ч-°С/ккал,
1
ти/врав ’
(3.8)
где б/вср — средний по высоте расчетной зоны внутренний диаметр футеровки,
м; ав — коэффициент теплоотдачи от газа к стенке (футеровке) трубы, опреде-
ляемый в соответствии с п. 3.4, ккал/м2 ч-°С; R' — линейное термическое со-
противление “Г’-го слоя цилиндрической стенки, определяемое по формуле
(3.9), м-ч-°С/ккал,
inGC,/^)
К, — --------
2л9л
(3.9)
где d.+icp, — средний по высоте расчетной зоны наружный и внутренний
диаметры “z”-ro слоя стенки, м; X — коэффициент теплопроводности матери-
ала “f’-го слоя, ккал/м-ч-°С, определяемый по таблице приложения 1; R* —
линейное термическое сопротивление при теплоотдаче от наружной стенки
ствола к воздуху, м-ч-°С/ккал,
76
где б/нср — средний по высоте расчетной зоны наружный диаметр ствола, м; ан
-— коэффициент теплоотдачи от наружной стенки ствола к воздуху, определя-
емый в соответствии с (3.1), (3.2), ккал/м2-ч-°С.
При отношении общей толщины слоев цилиндрической стенки, теплоизоля-
ции и футеровки к наружному диаметру трубы в пределах расчетной зоны
меньше 0,1 допускается вести расчет температур как через плоскую много-
слойную стенку. Формулы термических сопротивлений в этом случае имеют
вид:
*=1/а;	(3.11)
Я. = 8Д;	(3.12)
Я=1/ан;	(3.13)
где 8 — толщина “z’’-го слоя стенки.
Расчет теплопередачи в конструкциях трубы с замкнутыми воздушными
прослойками следует вести по эквивалентному коэффициенту теплопровод-
ности, приведенному в табл. 3.5.
Для расчета температуры в цилиндрической стенке и днище фундамента
следует предварительно определить температуру на наружной поверхности
стенки ?сн и днища /дн (рис. 3.3) по формулам:
а)	для цилиндрической стенки фундамента:
сн
(3.14)
Таблица 3.5
Средняя температура воздушной прослойки, °C	Эквивалентный коэффициент теплопроводности воздушной прослойки (ккал/м ч °С) при ее толщине, мм						
	10	20	30	40	50	60	70
0	0,056	0,096	0,196	0,178	0,222	0,268	0,364
50	0,081	0,142	0,204	0,268	0,334	0,40	0,54
100	0,113	0,202	0,295	0,390	0,48	0,58	0,78
200	0,206	0,39	0,56	0,75	0,93	1,11	1,49
300	0,346	0,66	0,97	1,29	1,60	1,92	2,56
Примечание. Для промежуточных значений температур коэффициент теплопроводности определяется по интерполяции.							
77
Рис. 3.3. Фрагмент фундамента дымовой трубы
Рис. 3.4. График для определения величины \|/
где t — температура дымовых газов, °C; ?н — температура окружающей фун-
дамент среды, °C; эф — эффективный коэффициент теплопроводности грун-
та, ккал/м-ч-°С; а — величина, определяемая по соотношению а = г Ihj гн —
наружный радиус стакана фундамента, м; hc — высота подземной части стака-
на фундамента (расстояние от уровня поверхности грунта до уровня футеров-
ки днища фундамента), м; — величина, определяемая по графику рис. 3.4 в
зависимости от относительной высоты рассматриваемого сечения; R/ — ли-
нейное термическое сопротивление при теплоотдаче от дымовых газов к фу-
теровке, определяемое по формуле (3.8), м-ч-°С/ккал; R' — линейное терми-
ческое сопротивление “f’-го слоя “и”-слойной цилиндрической стенки фунда-
мента, определяемое по формуле (3.9), м-ч-°С/ккал.
б)	для днища фундамента:
(3-15)
где гв — радиус внутренней поверхности футеровки, м; Rb — термическое со-
противление от газа к футеровке, определяемое по формуле (3.11), м2-ч-°С/
78
ккал; R — термическое сопротивление “Г-го слоя “w’’-слойного днища фун-
дамента, определяемое по формуле (3.12), м2-ч-°С/ккал.
Температуру на границе “X” и “к+1” слоев “n’’-слойной цилиндрической стен-
ки и “w’’-слойного днища фундамента следует определять по формулам:
а)	для цилиндрической стенки:
^с(к+1)-^г	('г ^сн) „	•	(3.16)
1
б)	для днища:
?д(*+1) =?г “(?г ~*дн)	„		(3-17)
1
Распределение температуры во всех слоях цилиндрической части фундамента
для интервала относительной высоты рассматриваемых сечений в пределах b
= 0,3-5-0,9 определяется по формуле (3.16), справедливой при а > 0,2. Макси-
мальная температура в слоях стенки будет при Ъ = 0,3. Температура в слоях
днища, полученная по формуле (3.17), бу-
дет максимальной.
В формулах (3.14) и (3.15) за расчетную
температуру среды /н следует принимать:
а)	при определении температур для расче-
та максимальных температурных напряже-
ний в бетоне фундамента — среднюю тем-
пературу воздуха наиболее холодного пери-
ода;
б)	при определении температур для выбо-
ра материалов по температуростойкости —
среднегодовую температуру воздуха.
Эффективный коэффициент теплопровод-
ности грунта X, допускается определять
Рис. 3.5. График для определения эффективного коэф-
фициента теплопроводности влажных грунтов
79
по графикам рис. 3.5 в зависимости от температуры tcH и ( (н и коэффициентов
теплопроводности сухого и влажного грунта при фактической влажности. Ко-
эффициент теплопроводности всех видов сухого грунта допускается прини-
мать постоянным 2irpc = 0,3 ккал/м ч °С. Коэффициент теплопроводности влаж-
ного грунта следует принимать по фактическим данным для районов строи-
тельства фундаментов.
Допускается принимать следующие значения коэффициентов теплопровод-
ности влажных грунтов:
-для всех видов песков плотностью р = 1500+1700 кг/м3 с объемной влаж-
ностью 8-5-10%	= 1,0 ккал/м-ч-°С;
- для глин, суглинков и супесей плотностью р = 1600-S-2100 кг/м3 с объемной
влажностью 18-5-25% \рвл = 2,0 ккал/м-ч-°С.
При температуре ?сн и /да < 100 °C Х,^ = Х?вл.
При расчете температуры в цилиндрической стенке фундамента, находящейся
в зоне грунтовых вод, для определения температурных напряжений необходи-
мо предварительно найти /сн как для влажного грунта при отсутствии грунто-
вой воды в соответствии с п.3.8. Если при этом /сн > 100 °C, то расчет темпера-
туры в стенке следует вести по формуле (3.14) при /сн = 100 °C. Если при пред-
варительном расчете / < 100 °C, то расчет следует вести как для влажного
грунта без учета грунтовой воды по формулам (3.14), (3.16).
Температуру в цилиндрической стенке и днище фундамента, находящегося
в зоне грунтовых вод, для подбора материалов по температуростойкости сле-
дует рассчитывать как для случая влажного грунта при отсутствии грунтовой
воды по формулам (3.14)-(3.17).
Если фундамент выступает над поверхностью грунта, необходимо дополни-
тельно выполнить расчет температуры в условиях теплообмена наружной ци-
линдрической поверхности с воздухом, и для определения температурных на-
пряжений в бетоне принять наиболее неблагоприятное распределение тем-
пературы.
3.4.	Расчет ствола труб по первой группе предельных состояний
Расчет горизонтальных сечений кирпичного ствола
на внецентренное сжатие
Расчет горизонтальных сечений кирпичных труб (без вертикальной армату-
ры) на внецентренное сжатие следует вести в соответствии с главой СНиП
“Каменные и армокаменные конструкции. Нормы проектирования” по фор-
муле:
N< m^RFa,	(3.18)
80
где N—расчетная продольная сила, кгс; = 1,1 —коэффициент, учитываю-
щий влияние длительности нагрузки; R — расчетное сопротивление кладки
сжатию, принимаемое с коэффициентом тк = 0,9 для труб, выполняемых из
обыкновенного (не лекального) кирпича, кгс/см2; F. — площадь сжатой части
сечения, для кирпичных труб равная площади расчетного сечения ствола, см2;
со — коэффициент, для кирпичных труб (О = 1;
Ф1 = Ф
1--М 0,06-^--0,2
2г I к
(3-19)
где /0 — расчетная высота участка ствола выше расчетного сечения, м,
10 = Ш,	(3.20)
где If — высота участка ствола от расчетного сечения, м; /?э = 3,5ги — эквива-
лентный размер (диаметр) сечения (здесь ги — радиус инерции сечения в на-
правлении действия изгибающего момента), для замкнутого кольцевого сече-
ния ствола (без проемов)
^=1,757^?,	(3.21)
где гв, гн — соответственно внутренний и наружный радиус сечения ствола, м;
е0 — эксцентриситет продольной силы относительно центра тяжести сечения,
м; ф — коэффициент продольного изгиба, принимаемый по таблице главы
СНиП “Каменные и армокаменные конструкции. Нормы проектирования” в
зависимости от приведенной гибкости элемента Хпр2, определяемой для кир-
пичных труб по формуле:
Для всех горизонтальных сечений ствола точка приложения продольной силы
должна находиться в пределах ядра сечения, т.е.:
е0 - Гя = (Гн2 + Гв2)/4гн’	*3 23)
Эксцентриситет продольной силы следует определять с учетом случайного
эксцентриситета:
ео = с0рП + <,	(3.24)
где еор — эксцентриситет от внешних расчетных нагрузок и усилий, м;
81
е/ = £M/N,	(3.25)
где LM— суммарный изгибающий момент от внешних нагрузок, м; Т| = 1,1 —
коэффициент, учитывающий изменение эксцентриситета, вызванное прогибом
ствола; еосл — случайный эксцентриситет, м,
e(JCI = 0,002/7”.	(3.26)
Расчет горизонтальных сечений ствола, ослабленных проёмами, следует ве-
сти по формуле (3.17) с учетом изменения положения центра тяжести и пло-
щади сечения.
В тех случаях, когда эксцентриситет продольной силы выходит за пределы
ядра сечения, т.е. когда не выполняется неравенство (3.23), следует проекти-
ровать армокирпичные трубы с вертикальной арматурой.
Расчет горизонтальных сечений армокирпичного ствола
Расчет напряжений в арматуре для растянутой зоны сечения (с наветренной
стороны ствола) от внешних нагрузок и температурных усилий следует вести
по формуле:
о = 1,43Е е ,(1 -£),
а ’ а/ клЛ
(3-27)
где Е — модуль упругости арматуры, принимаемый равным при температуре
на арматуре < 100 °C 5^ = 2,1-10 кгс/см2; при 100 °C < ?а < 200 °C =
= 2,0-10 кгс/см2; е — свободная температурная деформация кладки, опреде-
ляемая по формуле:
₽
еклГ
Г
-~t3 nt,
(3.28)
= ОС t
^КЛГ ‘св
где —расчетный температурный коэффициент линейного расширения клад-
ки, равный aw = 5-10 1/°С в интервале температур от 20 до 200 °C и a =
= 6-10 1/°С в интервале температур от 201+300 °C; /св — температура на внут-
ренней поверхности ствола на участке расчетного сечения, °C; г — темпера-
тура в сечении ствола, где располагается арматура, °C; га— радиус окружнос-
ти, по которой располагается арматура, м; и = 1,1 — коэффициент условий
работы, учитывающий возможный перегрев арматуры; £ — относительная
высота сжатой зоны, определяемая по формуле:
(3.29)
82
где
a = (3/EJ/(W’	(3-30)
/а — площадь сечения одного арматурного стержня, см2; hQ — расстояние от
внутренней поверхности кладки ствола до центра тяжести сечения стержня,
см; и — шаг арматурных стержней, см; Ео — модуль упругости неармирован-
ной кладки, для кирпичных труб Ео = 20007? (здесь R — расчетное сопротивле-
ние кладки сжатию, кгс/см2);
s = 0/i-2^Sh. ;	(3.31)
где о н — напряжение в арматуре от продольной силы и изгибающего момен-
та, определяемое по формуле
O.4WW	(3.32)
где — коэффициент, определяемый по графикам рис. 3.6-3.8 в зависимости
от коэффициента и относительного эксцентриситета, Со,
а, = (ЛД )а,	(3.33)
(3.34)
где 5, — толщина стенки ствола, см; гср = (гн + гв)/2 — средний радиус ствола,
см; е0 — эксцентриситет продольной силы, определяемый в соответствии с
п. 4.2.
При S < 0 расчетное значение напряжения в арматуре Оа = О , т.е. темпера-
турные напряжения в арматуре отсутствуют.
Значение относительной высоты сжатой зоны £ может быть определено по
графику рис. 3.9 в зависимости от коэффициентов а и S’.
Вычисленное по формуле (3.27) расчетное напряжение sa в растянутой арма-
туре должно удовлетворять неравенству
2100 кгс/см2 > <5а < тJI*,	(3.35)
ГДе wa/ — коэффициент условий работы, учитывающий изменение механичес-
ких свойств арматуры в зависимости от нагрева, принимаемый равным при
температуре ta = 50 °C т* = 1,0; при /а = 100 °C т* = 0,95; при /а = 200 °C =
= 0,85; (для промежуточных значений температур та1 определяется по интер-
поляции); 7? — расчетное сопротивление арматуры в армированной кладке,
кгс/см2.
83
Примечание. Ограничение расчетных напряжений в растянутой арма-
туре величиной, равной 2100 кгс/см2, установлено с таким расчетом, чтобы
раскрытие горизонтальных трещин в кладке не превышало 0,2 мм.
Относительный эксцентриситет продольной силы (3.34) в армокирпичных
трубах не должен превышать 0,9, т.е. Со < 0,9.
Расчет напряжений в кладке ствола сжатой зоны сечения (с подветренной
стороны) следует вести по формуле:
о = о + о <R,
кл клн кл/ ’
(3.36)
здесь R — расчетное сопротивление сжатию неармированной кладки, имеет
те же значения, что и в формуле (3.17); а — напряжение в кладке от про-
дольной силы, кгс/см2,
о =(А N)/(2r 8),	(3.37)
где А^ — коэффициент, определяемый по графикам рис. 3.6-3.8 в зависимос-
ти от коэффициента а! и относительного эксцентриситета Со; с — напряже-
ние в кладке от температурных усилий, кгс/см*,
(3.38)
о = 0,165е Е
кл/ ’	кл ~ 0
Рис. 3.6. Графики для определения коэффициентов Лкя и Аа для кольцевых сечений без проемов
84
и
Рис. 3.7. Графики для определения коэффициентов и	Рис. 3.8. Графики для определения коэффициентов А
Аа для кольцевых сечений, имеющих один проем с углом	и А* для кольцевых сечений, имеющих один проем с
сектора ослабления кладки 25°	углом сектора ослабления кладки 35°
85
Расчет вертикальных сечений ствола
Вертикальные сечения трубы следует рассчитывать на температурные уси-
лия, вызванные перепадом температур по толщине стенки ствола.
Средние напряжения в стяжных кольцах, воспринимающих температурные
усилия, которые возникают в стенке ствола, определяются по формуле
о = Е е ,(!-£),	(3.39)
ас ау кл?' •>7’	v 7
где Е — условный модуль упругости стяжных колец, определяемый для обыч-
ных стыковых замков с неприваренными к кольцам серьгами по формуле
Езу 1 г 1 '7Л /	>	(3-40)
1 + 170п/гн ’	v ’
где Е= 2,1 • 10 кгс/см2 — модуль упругости стали; п — число стыков (замков) в
кольце; — свободная температурная деформация кладки, определяемая по
формуле
е =а Аг(г/г),	(3.41)
где а — расчетный температурный коэффициент линейного расширения клад-
ки, имеет те же значения, что и в формуле (3.28); А/ — температурный перепад
по толщине стенки ствола, °C; гиг — соответственно внутренний и наруж-
ный радиусы ствола, м; с, — относительная высота сжатой зоны сечения, оп-
ределяемая по формуле
где
« = (3/Д,)/(8Л£.)-	(3.43)
fk — сечение стяжного кольца, см2; 5с — толщина стенки ствола, см; ик — шаг
стяжных колец, см; Ео — модуль упругости неармированной кладки, кгс/см2.
Значение относительной высоты сжатой зоны может быть определено по
графику рис. 3.9 при а = S.
Средние расчетные напряжения в стяжных кольцах (3.39) должны удовлет-
ворять следующему неравенству:
1300 кгс/см2 > a <mR ,	(3.44)
ас a a’	v '
86
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
iiiii’;iiiiiiiiii>!:;iiiiiiiiiniiiii
iiiiii!!:diiiiiiiiiiiiiii>!!!::;iin
iiiiilijMr.iip-..................
lllirjftlll’dl
iuhww., iiiiiiiiiM>::;iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiinii
r7 4^»2daai>!;iiraaii'*!!::;uiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiniiiiiii
w ......................................................
^^iiilllllliiiiliiillliliillllililllllliillllilliililllll
^<11111111111111 iiiiiiiiillllllliiiiiiiiiinillllllllllll
0,1	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2 a
Рис. 3.9. График для определения относительной высоты сжатой зоны (£) в зависимости от а и S. Для
вертикальных сечений S = а
где тг = 0,7 — коэффициент условий работы стяжных колец; 7?а — расчетное
сопротивление материала стяжных колец (для стяжных колец из стали марки
ВСтЗсп5 7?а = 1900 кгс/см2).
Примечание. Ограничение средних расчетных напряжений в стяжных
кольцах величиной, равной 1300 кгс/см2, установлено с таким расчетом, что-
бы раскрытие вертикальных трещин от температурных усилий не превышало
0,5 мм.
3.5.	Указания по конструированию
В местах соединения газоходов с трубой должны предусматриваться оса-
дочные швы и компенсаторы.
Два проема на одном уровне в трубе следует располагать диаметрально про-
тивоположно (на одной оси), три проема — под углом 120° между ними. Об-
щее ослабление проемами ствола не должно превышать 30 %, фундамента —
40 %.
При вводе нескольких газоходов в трубу, расположенных на одном уровне,
пРи одновременной их работе следует предусматривать разделительную стен-
ку, исключающую взаимное влияние потоков газа.
87
При проектировании разделительной стенки необходимо учитывать темпе-
ратурные деформации при двухстороннем и одностороннем нагреве, ветро-
вую нагрузку при открытых проемах во время строительства.
В стенках необходимо предусматривать отверстия в местах примыкания к
футеровке для пропуска дымовых газов и выравнивания температуры на уча-
стках, разделенных стенкой, при одностороннем подключении газоходов в
пусковой период. В футеровке по контуру примыкания стенки следует предус-
матривать пилястры. Между футеровкой и стенкой должен предусматривать-
ся температурно-компенсационный зазор.
Организация движения газового потока при входе в трубу и конструкция
вводов газоходов должны способствовать созданию минимального гидравли-
ческого сопротивления на этом участке.
С целью снижения гидравлических потерь разделительную стенку следует
располагать под углом 45° к оси газоходов. При надземном вводе газоходов
необходимо предусматривать наклонное перекрытие из сборного или моно-
литного железобетона. Высота входного проема должна быть в 1,4 раза боль-
ше высоты газохода. Варианты цокольной части труб с минимальным гидрав-
лическим сопротивлением приведены на рис. 3.10.
При наличии в отводимых газах твердых частиц (пыль, зола) следует пре-
дусматривать устройства для сбора и удаления пыли.
Рис. 3.10. Схема цокольной части трубы с двухсторонним (а) и односторонним (б) вводом газоходов:
7 — разделительная стенка; 2 — наклонная часть перекрытия
88
При подземном вводе газоходов в стакане фундамента, если это необходи-
мо, следует предусматривать проем для очистки стакана и зольник глубиной
не менее 250 мм.
В трубах, в которых по режиму работы возможно образование конденсата,
следует предусматривать устройства для сбора и удаления конденсата.
В трубах с футеровкой на консолях (рис. 3.1, а), отводящих продукты сжига-
ния газообразного топлива, образование конденсата при всех режимах работы
не допускается.
Для наблюдения за осадкой и креном фундамента в период строительства и
эксплуатации трубы в проектах необходимо предусматривать закладку репе-
ров в количестве не менее трех.
Рис- 3.11. Конструкция
нижней части трубы с ни-
шами для выравнивания
ствола при помощи домк-
ратов: 1 — опорная часть
Фундамента; 2 — цоколь-
ная часть фундамента; 3 —
Разделительный шов; 4 —
ииши для домкратов; 5 —
Регулируемая стяжка; 6 —
етвол дымовой трубы
II- 11
I
89
Для труб высотой до 45 м, расположенных на подрабатываемой территории,
где возможны значительные деформации основания, следует предусматривать
конструктивные мероприятия, обеспечивающие возможность изменения кре-
на ствола. На рис. 3.11 изображен вариант трубы, имеющей возможность вы-
равнивания ствола с помощью домкратов в случае значительных деформаций
основания.
В трубах следует предусматривать монтажные проемы следующих разме-
ров: шириной 0,8-И,2 м и высотой 1,8 м — для труб диаметром до 1,6 м; шири-
ной 1,5 м и высотой 1,8 м — для труб диаметром 2,1 м и более. Трубы с выход-
ным диаметром 2,7 м и более должны иметь два монтажных проема.
Ствол
Ствол кирпичной трубы следует проектировать в виде полого усеченного
конуса с постоянным уклоном наружной поверхности в пределах 0,02-4),04.
Цоколь, как правило, следует проектировать цилиндрической формы. Высота
цокольной части ствола принимается, как правило, равной '/10 высоты трубы с
учетом отметки подводящих газоходов.
Головка и цоколь трубы обрамляются архитектурными выступами — карни-
зами. Общий вынос карниза должен быть не более 250 мм. Верхний обрез
карниза на головке трубы следует предусматривать на расстоянии не менее
500 мм от верхнего обреза ствола.
Толщина стенки ствола трубы менее 1'/2 кирпича не допускается. Изменение
толщины стенки по высоте должно быть кратным 1 /2 кирпича с образованием
уступа с внутренней стороны.
Перекрытие проемов в стволе трубы следует предусматривать полуциркуль-
ными арками или горизонтальными железобетонными перемычками. Толщи-
ну арки следует принимать равной ’/4 ширины проема, но не более 770 мм.
Лучковые арки в стволе трубы не допускаются.
Проемы более одного, расположенные на одном уровне, следует перекры-
вать кольцевой железобетонной балкой.
Наклонные газоходы следует вводить в прямые проемы с заполнением про-
странства между газоходом и стенками проема бетоном или железобетоном.
Для армирования стволов кирпичных труб следует применять арматуру ди-
аметром 8-10 мм.
Стержни вертикальной арматуры необходимо располагать равномерно по
окружности ствола с шагом не менее чем в один кирпич (250 мм), защитный
слой — 120 мм. Длина стержней — не более 3 м.
Перепуск стержней в стыках — не менее 30 диаметров арматуры. Для сохра-
нения нормальной перевязки швов стыкуемые стержни необходимо смещать
на /4 кирпича по окружности ствола.
90
Кольцевая арматура принимается из стержней 08А1 с шагом по высоте
300 мм (4 ряда кладки).
При армировании ствола концы арматурных стержней отгибают под пря-
мым углом вовнутрь.
Проемы в кирпичных и армокирпичных трубах следует дополнительно по
периметру армировать вертикальной и горизонтальной арматурой.
Вертикальную арматуру (Ж8А1) следует предусматривать вдоль боковых
граней проемов с защитным слоем в ’/2 кирпича, с запуском концов стержней
за границы проема не менее чем на 30 диаметров.
При ширине проемов более 1,5 м кладку ствола над проёмами, если они
перекрыты полуциркульной аркой, и под проёмами следует армировать гори-
зонтальной арматурой 010А1, располагая стержни в два ряда с шагом 100-г 15 0
мм с анкеровкой концов на 0,5 м за границы проёма.
На участках трубы, где установка стяжных колец невозможна (в местах под-
вода газоходов или при наличии пилястр), кладку ствола следует армировать
горизонтальной арматурой 08А1 или 01ОА1. Площадь сечения арматуры дол-
жна соответствовать площади сечения стяжных колец на 1 м.п. высоты ствола.
Защитный слой раствора в швах армирования — не менее 50 мм.
арматурная сетка
8<500
ствол; 2 — футеровка и
тепловая изоляция; 3 —
Рис. 3.12. Консольная опо-
Ра под футеровку: 1 —
91
Для опирания футеровки с внутренней стороны ствола следует предусмат-
ривать выступы в виде коротких консолей. В местах изменения толщины кладки
консоли должны совмещаться с уступами. Максимально допустимый вылет
консолей — 500 мм. Угол между образующей наклонной части консольных
выступов и образующей ствола должен быть не более 18°. При вылете 300 мм
и более следует предусматривать армирование консолей сетками в два ряда.
Для армирования допускается применять сварные сетки с размером ячейки
80x80 мм из арматурной проволоки 04+5 мм. Вариант конструкции консоль-
ной опоры под футеровку приведен на рис. 3.12.
Футеровка и теплоизоляция
Футеровку следует предусматривать звеньями высотой не более 12 метров
при толщине в '/ кирпича и не более 25 метров при толщине в 1 кирпич. В
зоне проемов толщину футеровки следует увеличивать на '/2+1 кирпич.
Обрыв футеровки среди звена не допускается.
Конструкция звеньев футеровки должна обеспечивать ее свободное темпе-
ратурное расширение.
Между стволом и футеровкой следует предусматривать температурно-ком-
пенсационный зазор толщиной не менее 50 мм. При высокой температуре
дымовых газов вместо зазора следует предусматривать тепловую изоляцию.
При температуре дымовых газов менее 100 °C допускается предусматривать
футеровку вплотную к стволу.
Минимальная толщина температурно-компенсационного кольцевого зазора
в зоне сопряжения звеньев футеровки — 10 мм.
Для труб, по режиму работы которых на внутренней поверхности футеров-
ки возможно образование конденсата, конструкция сопряжения звеньев долж-
на исключать попадание конденсата в пространство между стволом и футе-
ровкой.
При назначении материала для футеровки труб следует учитывать темпера-
туру и агрессивность дымовых газов.
Тепловую изоляцию следует предусматривать по расчету в зависимости от
температуры дымовых газов, принимая во внимание температуростойкость
материала. Порошкообразные и несвязанные изоляционные материалы для
тепловой изоляции ствола не допускаются.
При использовании в качестве тепловой изоляции минераловатных матов
или плит в футеровке следует предусматривать противоос ад очные пояса с
шагом по высоте 2500 мм. Зазор между поясом и стволом должен быть не
менее 15 мм.
92
Фундамент
Фундаменты (рис. 3.13) под кирпичные и армокирпичные трубы следует
проектировать в виде полого усеченного конуса или цилиндра со сплошной
или кольцевой плитой. Допускается конструкция многоугольной плиты. Пли-
ты квадратного или прямоугольного очертания допускаются только в случаях,
когда из-за стесненности территории строительства применить плиту круглой
или многоугольной формы невозможно.
Глубину заложения фундамента следует назначать в зависимости от грунто-
вых условий, глубины заложения газоходов и примыкающих сооружений.
Толщину фундаментной плиты следует принимать по расчету, толщину кон-
сольной части плиты на свободных концах необходимо назначать не менее
0,25 от расчетной и не менее 400 мм.
Отметку верхнего обреза стакана фундамента необходимо предусматривать
выше уровня планировки не менее чем на 150 мм.
Уклон наружной поверхности стакана фундамента назначается конструктивно
с учетом оптимальных размеров консольной части плиты.
Защитный слой для нижней арматуры плиты следует принимать:
а)	при отсутствии агрессивных грунтовых вод не менее 70 мм при отсутствии
бетонной подготовки и не менее 35 мм при наличии бетонной подготовки;
Рис. 3.13. Фундамент под кирпичную трубу: 1 — подводящий газоход; 2 — стакан; 3 — плита; 4 —
нижняя арматура плиты; 5 — верхняя арматура плиты
93
б)	при наличии агрессивных грунтовых вод — не менее 80 мм при отсутствии
бетонной подготовки и не менее 50 мм при наличии бетонной подготовки.
Плиту фундамента следует армировать отдельными стержнями или сетками по
расчету. При диаметре плиты более 15 м дополнительно к арматуре необходимо
предусматривать плоские или пространственные арматурные каркасы.
Стакан фундамента следует армировать вертикальной и горизонтальной ар-
матурой. Для армокирпичных труб в фундаменте необходимо предусматри-
вать выпуски вертикальных стержней в ствол.
Проемы в стакане фундамента следует армировать по периметру вертикаль-
ными и горизонтальными стержнями в количестве, равном числу стержней,
перерезанных проемом, с установкой дополнительно не менее двух наклон-
ных стержней в каждом углу проема
Перемычки над проемами должны иметь высоту не менее 600 мм.
При высоком уровне грунтовых вод трубы следует проектировать с назем-
ным или надземным вводом газоходов, подземный ввод допускается только в
том случае, если для фундамента предусматривается дренаж.
В фундаментах дымовых труб с подземным вводом газоходов следует пре-
дусматривать футеровку, между футеровкой и стенкой — воздушный зазор
50 мм. Необходимость и мощность тепловой изоляции (вместо воздушного
зазора) для снижения температуры на бетоне и на арматуре устанавливается
теплотехническим расчетом.
Металлоконструкции и гарнитура трубы
Стяжные кольца следует проектировать из полосовой стали шириной 80-ь 100
мм, толщиной не более 10 мм и не менее 6 мм. Сечение колец принимается по
расчету. Кольца должны быть разъемными, состоящими из звеньев, соединяе-
мых между собой стяжными замками. Количество звеньев необходимо пре-
дусматривать в зависимости от диаметра ствола и оптимального их веса, учи-
тывая, что монтаж стяжных колец ведется вручную на высоте. Звенья должны
иметь кривизну, соответствующую наружному радиусу ствола.
Вариант конструкции стяжного замка приведен на рис. 3.14.
Шаг стяжных колец следует принимать от 500 (минимальный) до 1500 мм
(максимальный) по расчету. В кольцах необходимо предусматривать натяг до
напряжений 500-600 кгс/см2. Замки стяжных колец располагают вразбежку по
всей высоте ствола. В проектах труб следует предусматривать подтяжку колец с
наступлением теплого периода года, если установка велась в холодный период.
Установка сварных стяжных колец на трубах не допускается.
Наружные ходовые скобы следует предусматривать на расстоянии не более
2,5 м от уровня земли. Скобы закладываются с шагом 375 мм по высоте в два
ряда, вразбежку, с расстоянием по осям рядов 300 мм. Верхнюю скобу необхо-
94
3
Рис. 3.14. Вариант конструкции замка стяжных колец: 1 — звено кольца; 2 — серьга; 3 — болт; 4 —
гайка, шайба
димо закладывать на расстоянии 375 мм (5 рядов кладки) от верхнего обреза
трубы.
Ограждение ходовых скоб необходимо предусматривать с расстояния не бо-
лее 5 м от уровня земли. Шаг скоб ограждения, закладываемых в кладку ство-
ла для крепления ограждающих полос, не должен превышать 1500 мм.
В проектах труб с выходным диаметром до 2,4 м необходимо предусматри-
вать скобы для крепления крана-укосины, которые закладываются в ствол с
внутренней стороны с шагом 375 мм в один ряд.
Скобы ходовые и для крепления крана-укосины следует проектировать из
круглой стали диаметром 20 мм, скобы ограждения — из полосовой стали.
Глубина закладки скоб — не менее 250 мм (1 кирпич). Скобы должны иметь
отогнутые концы длиной 50 мм из круглой стали — вниз, из полосовой стали
--В стороны.
Для установки заградительных огней аэрофлота на трубах необходимо пре-
дусматривать светофорные площадки.
Верхняя площадка устанавливается на 5 м ниже верхнего обреза ствола, ниж-
ние площадки — через 45 м. Необходимость площадок для труб высотой до
45 м и нижних площадок для труб большей высоты следует согласовать с ме-
стными службами аэрофлота.
Светофорные площадки, как правило, следует проектировать в виде пане-
лей с решетчатым настилом и ограждением, устанавливаемым на консольные
ллки, которые закладываются в кладку стволе. Вариант светофорной площадки
приведен на рис. 3.15.
95
Рис. 3.15. Вариант светофорной площадки кирпичной трубы: 1 — консольная балка; 2 — панель
настила; 3 — панель настила с люком; 4 — ограждение; 5 — скоба для закрепления консольной
балки во время монтажа
На всех трубах следует предусматривать молниезащиту. Труба высотой бо-
лее 45 м должна иметь два токоотвода, одним из которых может служить ог-
раждение ходовых скоб. В этом случае все элементы ограждения должны иметь
достаточный по электропроводности контакт.
Величина импульсного сопротивления заземлителей для труб не должна
превышать 50 Ом на каждый токоотвод.
Соединения элементов молниезащиты должны быть сварными. Болтовые
соединения допускаются как исключение.
По верхнему обрезу стволов следует, как правило, предусматривать защит-
ный колпак. Колпак должен состоять из звеньев, плотно закрывающих верх-
ний обрез кладки. Конструкция колпака должна обеспечивать свободное тем-
пературное расширение футеровки.
96
Значение коэффициента теплопроводности (ккал/м ч °С) при средней температуре, °C	900	1,10 1,26 0,182 0,192
	800	1,05 1,20 0,176 0,186
	700	1 1 s 1 5	III	1	||
	009	0,95 1,08 - 0,144 0,132 0,126 0,164 0,174 1И.
	500	0,95 0,90 1,02 0,122 0,144 0,110 0,148 0,158 эполяци
	400	0,90 0,80 0,96 0,098 0,095 0,094 0,120 0,107 0,132 0,142 ю инте|
	300	0,85 1,40 0,75 0,90 0,077 0,077 0,078 0,100 0,091 0,116 0,126 1Я1ОТСЯ 1
	200	0,80 1,35 0,70 1,75 0,84 1,15 0,058 0,060 0,062 0,080 0,075 0,100 0,200 опредет
	100	0,75 1,30 0,65 1,7 0,78 1,10 0,045 0,048 0,054 0,060 0,059 0,084 0,95 1ератур
	о	0,72 1,25 0,63 1,65 0,75 1,00 0,040 0,043 0,046 0,050 0,051 0,075 0,085 ий темп
	о	0,48 0,9 1,3 0,58 0,85 0,038 0,040 0,042 0,042 0,044 0,072 0,082 : знамен
Предельная температура применения, °C		500 300 900 200 900 750 600 600 600 400 400 900 900 ля промежуточных
Объемная масса в сухом состоянии, кг/м3		1800 2100 1900 2400 1900 2000 76-100 101-125 126-150 100-125 150 350 400 юпроводности д
Наименование материала		5	С ел	О	г	и ®	й	§•	з	з	н	h 2	«	д	я	®	О	у	3 се	— н	£	КО	О	я „ Е	5	я	я	2	3	g	Е	и	1 2 с ё §	? о о	’S	я о	о.	Й	Е	н	Й	°-	So	2	S ?	О.	Н	S	Ц	е	О	g	3	°	± =	3	g,	Ё	•£ 2 ё.	£	&	1	=	°	“	В	g	н	|	° «С 2 2 2 £	ess	2 о о S о g	ю j g, g	Los 7	5-	7 = Sog 3 ft Й«	Q-, § §io^o£io О О § tf Ef = SgSaS-Cogog	“ £ *§ 1 § 2 О 2 S £ S 8 S 2	cSSS	c
97
Приложение 3.2
Задание на проектирование дымовой или вентиляционной трубы
№	Вопросы	Ответы
1.	Наименование и адрес заказчика	
2.	Подчиненность заказчика (министерство, ведомство)	
3.	Почтовый и телеграфный адрес заказчика, номер телефона и фамилия ответственного лица за данный проект	
4.	Наименование и адрес строительной организации- генерального подрядчика	
5.	Наименование и адрес субподрядной строительной организации, осуществляющей строительство дымовой трубы	
6.	Основание для проектирования	
7.	Вид строительства (новое, расширение, реконструкция)	
8.	Намечаемые сроки строительства, порядок его осуществления и ввода мощностей по очередям и пусковым комплексам	
9.	Требования по разработке вариантов проекта или его частей для выбора оптимальных решений	
10.	Стадийность проектирования	
И.	Наименование цеха, для которого проектируется труба	
12.	К какому классу капитальности относится дымовая труба	
13.	Степень надежности конструкции трубы	
14.	Степень долговечности конструкции трубы	
15.	Марка, количество, производительность и мощность подключаемого оборудования с указанием числа часов работы по месяцам	
16.	Высота трубы от отметки 0,000	
17.	Верхний внутренний диаметр трубы	
18.	Вид топлива и его расход при номинальной нагрузке (при нескольких видах топлива указать расход при раздельном и совместном сжигании)	
19.	Содержание серы в топливе	
20.	Число часов работы в год на каждом виде топлива по месяцам	
21.	Вид очистки дымовых газов	
22.	Температура отводимых газов, °C, у ввода в трубу и продолжительность ее действия по месяцам для каждого вида топлива: номинальная максимальная минимальная	
23.	Точка росы отводимых газов (при нескольких видах топлива указать точку росы при раздельном и совместном сжигании)	
24.	Объем отводимых газов, м3/с, при 0°С и 1 * 105 Па (760 мм рт.ст.), с указанием продолжительности по месяцам: максимальный нормальный минимальный	
25.	Состав отводимых газов в % по объему с точным указанием агрессивных составляющих (в том числе SO, и SOa) и относительной влажности при минимальной температуре для каждого вида топлива, %	
26.	Потребное разрежение у основания трубы (при различных режимах)	
98
Продолжение табл.
№	Вопросы	Ответы
27.	Количество, сечение и отметки подводящих газоходов (согласно приложению 1)	
28.	Сейсмичность района строительства согласно СНиП П-7-81 и расчетная сейсмичность дымовой трубы	
29.	Район строительства по ветровым нагрузкам согласно СНиП II-6-74	
30.	К какому виду препятствия аэрофлота (линейное или аэродромное) относится данная труба	
31.	Расположение трубы на генплане с нанесением габаритов примыкающих сооружений, коммуникаций и фундаментов (согласно приложению 2) и расстоянием трубы от корпуса с обслуживаемыми агрегатами	
32.	Абсолютная отметка, принятая за 0,000	
33.	Абсолютная планировочная отметка	
34.	Абсолютная черная отметка в месте строительства трубы	
35.	Нормативные и расчетные характеристики грунтов в соответствии со СНиП II-15-74 и отчет об инженерно- геологических изысканиях (согласно приложению 8)	
36.	Наибольшая высота сооружений в радиусе 150 м	
37.	Строительные, кислотоустойчивые и теплоизоляционные материалы, намечаемые для строительства данной трубы и их характеристики, в том числе материалы для жаростойкого бетона фундамента трубы при температуре отводимых газов 500°С и более	
38.	Рекомендуемые марки кабелей для прокладки от датчиков ко вторичным приборам по высоте трубы	
39.	Данные для составления сметы с приложением ЕРЕР и ценников (приложение 4, если есть местные материалы): 1)	территориальный район строительства; 2)	установленный размер накладных расходов и коэффициент НУЧП; 3)	размер транспортных расходов к стоимости оборудования (% или руб./т); 4)	поправочные коэффициенты к сметной стоимости (на транспорт привозных материалов, электроэнергии и др.); 5)	категория грунта на площадке строительства; 6)	расстояние отвозки излишнего грунта Параметры теплоносителя для подогрева в калориферах воздуха, подаваемого в вентилируемый зазор между стволом и футеровкой (выдаются только для дымовых труб с принудительно вентилируемым зазором)	
40.	Дополнительные данные и особые требования, предъявляемые заказчиком к проекту (согласно приложению 5), при использовании нижней части трубы для спецпомещений выдается задание на рекомендуемые габариты нижней части. Для железобетонных монолитных труб указывается способ возведения (в переставной или скользящей опалубке).	
99
Приложения.
1.	Эскиз, содержащий компоновку, сечение в свету и отметки подводящих
газоходов, размер и отметки входных окон в дымовой трубе, расположение и
размеры внутренних перегородок и пандусов в трубе или в газоотводящих ство-
лах многоствольных труб, узел уплотнения газоходов на входе в дымовую трубу,
привязку и размеры закладных деталей в трубе со схемой нагрузок на них, для
многоствольных труб — геометрия газоотводящих стволов
Прилагается чертеж № .
2.	Расположение трубы на генплане с указанием координат центра трубы,
габаритов примыкающих сооружений, коммуникаций, фундаментов, ориен-
тации относительно меридиана, и розы ветров, схем нагрузок от примыкаю-
щих сооружений.
Прилагаются чертежи №.
3.	Инженерно-геологические изыскания должны выполняться в объеме, тре-
буемом действующими нормативными документами. Ниже приведен пример-
ный объем сведений, которые должен содержать отчет об инженерно-геологи-
ческих изысканиях.
3.1.	Местоположение территории предполагаемого строительства трубы, све-
дения о климатологических и сейсмических условиях и о ранее выполненных
исследованиях грунтов и грунтовых вод.
3.2.	Данные об инженерно-геологических выработках (план расположения с
указанием координатной сетки и привязкой центра трубы; колонки грунтовых
выработок, инженерно-геологические разрезы и все места отбора проб).
Необходимо использование выработок наряду с выявлением общей инже-
нерно-геологической картины для отбора монолитов и проб с определением
физико-механических характеристик грунтов. Максимально допускаемое рас-
стояние в плане между выработками в зависимости от сложности инженерно-
геологических условий следует принимать по табл. 1.
Выработки должны размещаться внутри контура проектируемого фундамен-
та: одна в центре, остальные — равномерно по длине окружности радиусом
=5, 10, 15, 20, 25, 30 м для труб высотой 50, 100, 200, 300, 400, 500 м соответ-
ственно. Для промежуточных высот труб значения радиусов принимать по
интерполяции.
Количество выработок для труб любой высоты должно быть не менее 4.
Сложность инженерно-геологических условий площадки строительства тру-
бы определяется следующими признаками:
а)	Простые — однородное строение толщи грунта в геоморфологическом и
геологическом отношениях (на 10 м глубины выработок не более 3-х слоев
грунта различных по номенклатурным водам, возрасту и генезису с горизон-
тальным или пологим их залеганием).
100
б)	Средней сложности — неоднородное строение толщи грунта в геоморфо-
логическом и геологическом отношениях (на 10 м глубины выработок более 3-
х слоев, залегающих наклонно или выклинивающихся). В слоях грунта одно-
го и того же номенклатурного вида возможны включения прослоев и линз грун-
тов иных видов.
в)	Сложные — то же, что и средней сложности, но с проявлением неодно-
родности грунтов как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях и
наличием набухающих, проселочных, засоленных и сильно сжимаемых
Е < 49-105 Па (50 кгс/см2) грунтов.
3.3.	Глубина проходки грунтовых выработок.
Минимальную глубину проходки принимать по табл. 2.
Минимальная глубина проходки для свайных фундаментов увеличивается
на величину предполагаемого заглубления концов свай.
При наличии проселочных, набухающих, сильно сжимаемых грунтов (илов,
торфов, глинистых текучей консистенции и т.д.) глубина проходки должна
определяться необходимостью их изучения на всю величину залегания и уста-
новления глубины залегания подстилающих более прочных грунтов, но быть
не менее указанной в табл. 2.
При наличии в пределах указанных глубин скальных грунтов, глубина про-
ходки должна назначаться из условия прохождения всей мощности выветрив-
шегося слоя с заглублением в скальную породу на глубину не менее 1 м.
3.4.	Гидрогеологические условия (с учетом требований приложения 3 СНиП
П-9-78) с указанием высотных отметок, появившихся и установившихся уров-
ней грунтовых вод, амплитуды их колебаний.
Наличие гидравлических связей горизонтов вод между собой и ближайши-
ми открытыми водоемами.
Агрессивность вод в отношении материалов конструкций (согласно СНиП
П-28-73) с учетом возможности ее повышения в процессе эксплуатации.
3.5.	Описание грунтов строительной площадки в стратиграфической после-
довательности с детальным описанием литологических особенностей, усло-
вий залегания грунтов и указанием следующих характеристик грунтов:
1)	удельная и объемная массы, природная влажность для всех видов грун-
тов;
2)	коэффициент пористости для нескальных грунтов;
3)	гранулометрический состав слоя крупнообломочных и песчаных грунтов;
4)	число пластичности, показатель консистенции и удельное сопротивление
пенетрации для глинистых грунтов;
5)	модуль деформации расчетных величин угла внутреннего трения (j) удель-
ного сцепления (с) для всех видов нескальных грунтов;
6)	временное сопротивление при одноосном сжатии, коэффициент размяг-
чаемое™ и степень выветренности для скальных грунтов;
101
7)	степень растворимости (для скальных грунтов, способных к растворению)
не только грунтовыми, но и промышленными агрессивными водами, появле-
ние которых возможно в процессе эксплуатации трубы;
8)	коэффициент выветренности для крупнообломочных грунтов;
9)	относительная просадочность и величина начального просадочного дав-
ления;
10)	относительное набухание и усадка, величины давления набухания и влаж-
ности набухания для набухающих грунтов;
11)	количественный и качественный состав засоления для засоленных грун-
тов, степень коррозионной активности грунтов;
12)	процентное содержание растительных остатков для нескальных грунтов
и степень разложения органического вещества для насыпных заторфованных
грунтов и торфа.
Вышеуказанные характеристики грунтов следует определять на основании
проведения комплексных (лабораторных, полевых, геофизических) исследо-
ваний показателей свойств грунтов, с учетом требований приложений 1, 2, 4
СНиП П-9-78 соответственно.
Монолиты грунтов для лабораторных исследований отбирать в соответствии
с ГОСТ 12071-72 из инженерно-геологических выработок для каждого но-
менклатурного вида грунта не реже, чем через 1 м по глубине. Для однородно-
го слоя количество монолитов может быть уменьшено до 3-х, отбираемых с
кровли, середины и подошвы слоя.
3.6.	Определение модуля деформации, неоднородности состава и состояния
грунтов полевыми методами следует производить с помощью:
1)	штампов 5000 см2 (в шурфах), начиная с глубины 5 м от принятой нулевой
отметки, 800 см2 (в скважинах) согласно ГОСТ 12374-77.
Проходку шурфов производить с учетом “Рекомендаций по проходке шур-
фов в песчаных и глинистых грунтах при производстве инженерно-геологи-
ческих изысканий для строительства” М., 1971 г., изд-во литературы по стро-
ительству;
2)	прессиометров — согласно ГОСТ 20276-74;
3)	динамического и статического зондирования согласно СН 448-72, ГОСТ
18912-81 и ГОСТ 20069-81.
3.7.	Геофизические методы исследований применять для определения плот-
ности и влажности грунтов. В тексте отчета указывать применяемые методы
лабораторных, полевых и геофизических определений характеристик грунтов,
типы установок — при полевых испытаниях, прикладывать графики полевых
испытаний.
4.	Каталог ЕРЕР и ценники сметных цен на строительные материалы к изде-
лиям, привязанные к местным условиям (передаются ВНИПИТеплопроект во
временное пользование).
102
5.	Дополнительные данные по п.40, номер документов.
Примечания.
1. При непредставлении заказчиком материалов по приложению 4, институт
выдает заказчику вместо сметы ведомость объемов работ.
2. Для многоствольных труб в пунктах 17-27 должны быть указаны данные
для каждого ствола.
Подпись заказчика	________________
(фамилия и должность подписавшего).
«___»Г.
Неполностью заполненное, а также при отсутствии подписей и печати, задание на проекти-
рование не принимается и возвращается заказчику.
103
Глава 4-
КОНСТРУИРОВАНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ
ДЫМОВЫХ ТРУБ
Целью механического расчета любого оборудования, аппаратов и сооруже-
ний является определение конструктивных размеров отдельных элементов,
обеспечивающих безопасную эксплуатацию этого оборудования и сооруже-
ний за счет достаточной механической прочности, плотности разъемных со-
единений, устойчивости к сохранению формы и необходимой долговечности.
Применительно к дымовым трубам для достижения указанных выше целей
необходимо определение как статических, так и динамических показателей
их устойчивости и прочности. При этом данные показатели существенно за-
висят от типа трубы, применяемых материалов, вида технологических агрега-
тов, используемых топлив, сырья и т.п.
4.1. Общие положения по расчету железобетонного ствола
Расчет ствола железобетонных газоотводящих труб на прочность проводит-
ся в соответствии с [4.14.3] и содержит следующие элементы:
• расчет горизонтальных сечений на воздействие ветра, собственного веса
трубы и температур. Из этого расчета определяется толщина железобетонной
оболочки — ствола трубы и количество продольной вертикальной арматуры;
• расчет вертикальных сечений стенки железобетонной оболочки — ствола
трубы на воздействие температуры. Из этого расчета определяется необходи-
мое количество горизонтальной кольцевой арматуры;
• расчет прогибов трубы для определения и учета дополнительных изгибаю-
щих моментов от собственного веса, а также для проверки динамической ус-
тойчивости трубы.
Расчет горизонтальных и вертикальных сечений производится по двум пре-
дельным состояниям: по несущей способности и по раскрытию трещин.
За первое предельное состояние вертикальных и горизонтальных сечений с
наветренной стороны трубы принимается образование пластического шарни-
ра. В горизонтальном сечении трубы с ненапрягаемой арматурой этому соот-
ветствует состояние, когда зона текучести растянутой арматуры доходит до
центра тяжести арматуры растянутой зоны (рис. 4.1), в сечении с подветрен-
ной стороны трубы — использование несущей способности сжатой зоны бе-
тона.
При расчете несущей способности нагрузки от собственного веса принима-
ют без коэффициента перегрузки (масса бетона принимается в высушенном
состоянии), температуры внутренней поверхности бетона и арматуры прини-
104
Рис. 4.1. Расчетная схема с ненапрягаемой ар-
матурой: а — схема горизонтального сечения;
б — эпюра напряжений в предельном состоя-
нии; в — схема деформаций сечения; г — рас-
четная эпюра напряжений
мают согласно теплотехническому
расчету и расчетную ветровую на-
грузку рассчитывают по нижепри-
веденной методике. В результате
статического расчета и конструктив-
ными мероприятиями (увеличением
толщины стенки и количества арма-
туры) должно быть обеспечено со-
блюдение следующих требований.
1. Наибольшие значения темпера-
тур нагрева бетона и арматуры (L и
1), получаемые из теплотехническо-
го расчета температур, не должны
превышать максимально допусти-
мых значений.
2. Расчетные значения напряже-
ний в растянутой арматуре бив сжатой зоне бетона G6 должны удовлетво-
рять неравенствам
G <R
а ;
(4.1)
где
R=kyRHG<R ,R =kmy"R н;	(4.2)
wa’ ^б’ m6 — поправочные коэффициенты, близкие к единице; R^ и 7? —
расчетные сопротивления арматуры при растяжении и бетона при осевом сжа-
тии, принимаемые соответственно по табл. 4.1 и 4.2; уа — коэффициент, учи-
тывающий изменение сопротивления арматуры с изменением температуры,
определяется по табл. 4.3 в зависимости от температуры арматуры; у6" — ко-
эффициент, учитывающий изменение сопротивления бетона при осевом сжа-
тии с изменением температуры, определяется по табл. 4.3 в зависимости от
средней температуры сечения стенки ствола; R” и 7? " — соответственно нор-
мативные сопротивления растянутой арматуры и бетона осевому сжатию (при-
зменная прочность), табл. 4.4.
105
Таблица 4.1
Расчетные сопротивления арматуры в трубах прн расчете на прочность
Вид арматуры	Расчетное сопротивление арматуры, МПа		
	растянутой RM		сжатой Лас
	при расчете		
	ствола	фундамента	
Горячекатаная гладкого профиля из стали класса A-I	180уа	210уа	210
Горячекатаная периодического профиля из стали класса А-П	230уа	270у„	270
То же класса А-Ш Горячекатаная периодического профиля из стали класса А-П, упрочненная вытяжкой:	290уа	340уа	340
до напряжения 4500 кг/см2, но при удлинении не более 5,5 %	370уа	—	270
до удлинения 5,5 % без контроля напряжения То же класса А-Ш, упрочненная вытяжкой:	325уа	—	270
до напряжения 5500 кг/см2, но при удлинении не более 3,5 %	450уа	—	340
до удлинения 3,5 % без контроля напряжения Проволока круглая углеродистая холоднотянутая по ГОСТ 7348-55:	400уа	—	340
диаметром 5 мм	950уа	—	360
6 мм	900у,	—	360
7 мм	840уа	—	360
8 мм	780уа	—	360
Примечание. Значения коэффициента уа приведены в табл. 4.3.			
Таблица 4.2
Расчетные сопротивления бетона, МПа
Вид напряженного состояния	Обозначение расчетного сопротивления	Тип конструкции	Коэффициент		Марка бетона				
					150	200	250	300	400
Сжатие осевое (призменная прочность)	Лпр/	Железо- бетонная		Тб"	3,5	4,5	6,0	7,0	9,5
Сжатие при изгибе	Лн/	То же		Уб	8,0	10,0	13,0	16,0	21,0
Растяжение	Лрг	То же		Уб	0,58	0,72	0,88	1,05	1,25
Прим еч ан и	R, е. Значения коэ	Бетонная Железо- бетонная ффициентов у6	и уб"	Уб приведен	0,52 0,80 ы в табл	0,64 0,10 4.3.	0,79 1,22	0,95 1,45	1,75
106
Значения коэффициентов уб, у.", уа,
Таблица 4.3
Вид материала	Коэффициент	Температура нагрева, °C		
		20	100	200
Обычный бетон	Гб	1	0,9	0,75
	Гб"	1	0,75	0,5
	Рб	1	0,85	0,65
Сталь всех классов и марок	Га	1	0,95	0,85
Таблица 4.4
Нормативные сопротивления бетона, МПа
Вид напряженного состояния	Марка бетона				
	150	200	250	300	400
Сжатие осевое (призменная прочность) Лг|р"	Н,5	14,5	18,0	21,0	28,0
Растяжение RPH	1,3	1,6	1,8	2,1	2,5
3. Расчетная величина раскрытия трещин ат в растянутой зоне сечения не
должна превышать: для верхней трети высоты трубы 0,1 мм, для остальной
части трубы — 0,2 мм.
Расчетные сечения ствола выбираются через каждые 20-30 м по высоте ство-
ла. Содержание кольцевой и продольной арматуры, а также напряжения в них
определяют путем последовательных приближений, пользуясь формулами и
графиками, которые будут приведены ниже.
4.2. Рекомендации по конструированию
Дымовые и вентиляционные трубы паровых и водогрейных котлов различ-
ной производительности, промышленных печей различных производств (ста-
леплавильное производство, прокатное производство, термическое производ-
ство, печи промышленности строительных материалов, печи нефтехимичес-
кой и химической промышленности), предназначены для отвода и эффектив-
ного рассеивания дымовых газов, имеющих температуру до 600 °C.
Выбор конструктивных решений дымовых и вентиляционных труб произ-
водится, исходя из условий обеспечения требуемой надежности и долговечно-
сти сооружения, максимального снижения материалоемкости, трудоемкости и
стоимости строительства и унификации проектных решений.
Техническое задание на проектирование труб должно содержать необходи-
мые данные для выбора конструктивных решений ствола, трубы и фундамента.
107
В проектах труб необходимо предусматривать дневную маркировочную ок-
раску и светоограждения трубы в соответствии с требованиями, изложенны-
ми в “Правилах дневной маркировки, радиомаркировки и светоограждений
препятствий, находящихся на приаэродромных территориях и воздушных трас-
сах” Министерства гражданской авиации СССР.
Молниезащиту трубы следует проектировать в соответствии с требования-
ми “Инструкции по проектированию и устройству молниезащиты зданий и
сооружений” (СН-305-77).
Сушка и вывод дымовых труб на рабочий режим после окончания строи-
тельства производится по специальным указаниям.
Классификация труб и выбор конструктивных решений
Трубы по назначению разделяются на:
•	дымовые — отводящие дымы и газовоздушные смеси, образующиеся при
сжигании различных видов топлива. В смесях содержатся газы среднеагрес-
сивные или неагрессивные, взвеси сажи, золы и пыли. Влажность дымо- и
газовоздушных смесей не превышает 80 %, температура в пределах от 70 до
600 °C.
•	вентиляционные — отводящие среднеагрессивные, слабоагрессивные или
сильноагрессивные газовоздушные смеси от вентиляционных систем или ме-
стных отсосов газовыделяющей аппаратуры или образующиеся при сжигании
топлива для обжига и плавления различных материалов.
Влажность среднеагрессивных или слабоагрессивных газовоздушных сме-
сей не превышает 90 %, температура в пределах 20-70 °C, периодически воз-
можно образование конденсата. Влажность сильноагрессивных газовоздуш-
ных смесей не превышает 80 %, температура в пределах 60-300 °C.
Трубы по типу ввода газоходов разделяются на:
-	трубы с подземным вводом газоходов;
-	трубы с наземным вводом газоходов;
-	трубы с надземным вводом газоходов;
-	трубы с комбинированным вводом газоходов.
Трубы по конструктивному решению разделяются на:
•	монолитные железобетонные стволы с футеровкой на консолях (рис. 4.2, а);
•	монолитные железобетонные стволы с газоотводящими стволами из ме-
талла, кремнебетона, пластмасс и др. материалов с проходным зазором (рис. 4.2,
б, в);
•	монолитные железобетонные стволы с футеровкой на консолях с принуди-
тельно или естественно вентилируемым зазором между футеровкой и стволом
(рис. 4.2, г);
•	сборные железобетонные трубы из однослойных или многослойных царг;
108
Рис. 4.2. Конструкции монолитных железобетонных дымовых труб: а — с футеровкой на консолях; б — с вентилируемым зазором; в — с внутренним
газоотводящим стволом из кремнебетона; г — с металлическими газоотводящими стволами
109
•	монолитный или сборный ствол без футеровки.
Трубы по методу возведения несущих железобетонных стволов разделяются на:
- монолитные железобетонные, возводимые в подъемнопереставной опалубке;
- монолитные железобетонные, возводимые в скользящей опалубке;
-	сборные железобетонные, монтируемые из однослойных или многослой-
ных царг.
Трубы по очертанию несущего ствола разделяются на цилиндрические, ко-
нические, и трубы с переменным уклоном по высоте.
Конструктивные решения промышленных труб и их антикоррозионная за-
щита устанавливаются на основании следующих факторов, определяемых ус-
ловиями эксплуатации, требованиями по рассеиванию дымовых газов, мето-
дами возведения:
•	высота трубы, внутренний диаметр выходного отверстия;
•	температура, относительная влажность и химический состав отводимых
газов;
•	точка росы удаляемых газов, возможность образования и химический со-
став конденсата на поверхности футеровки и несущего ствола;
•	количество, скорость движения и статическое давление или разрежение га-
зов в газоотводящем стволе;
•	суточные, месячные и годовые изменения условий эксплуатации;
•	климатический район строительства трубы;
•	способ возведения несущего ствола.
Выбор параметров трубы (высота, диаметр выходного отверстия и скорости
движения газов) определяются на основании технико-экономического расчета
при условии:
-	обеспечения концентрации вредностей дымовых газов на уровне дыхания
установленных санитарными нормами;
-	обеспечения требуемой тяги, создаваемой трубой и определяемой услови-
ями обеспечения технологического процесса.
При назначении высоты трубы и диаметра выходного отверстия следует ру-
ководствоваться унифицированными размерами опытных параметров дымо-
вых труб (приведенными в табл. 4.5).
Внутренние газоотводящие стволы следует проектировать в виде отдельных
подвесных звеньев или отдельно стоящих стволов. Внутренние газоотводя-
щие стволы выполняются из различных коррозионностойких материалов. Для
обеспечения нормальных условий обслуживания межтрубного пространства
и повышения температуры внутренней поверхности газоотводящего ствола
предусматривается теплоизоляция газоотводящих стволов.
Основные конструктивные решения и методы антикоррозионной защиты
промышленных труб в зависимости от степени агрессивности среды приведе-
ны в табл. 4.6.
110
Т а б л и ц а 4.5
111
Таблица 4.6
112
Тип труб и характеристика конструкций			Характеристика отводимых газов																	Крите- рий стат, давл.		Возможность обр.конденс.		
			Вид газов, их концентрация, %					Относитель- ная влаж- ность, %			Температура газов, °C													
Тип трубы	Вид защиты железобетон- ного несущего ствола	Газоотводя- щий ствол илн футеровка	Отсутствуют	SO2 < 0,4; SO3 < 0,08	VI VI с? о ио СИ	SO2 < 4,0; SO3 < 0,01	SO2 < 1,0; SO3<0,01; NO2<0,5	VI	61-75	д'	250-500	|	120-250	120-180	80-170	60-200	|	60-120	60-130	|	40-120	20-60	R> 1				Не образуется	Периодически образуется	С образованием конденсата
С футеровкой на консолях	—	Кирпичная футеровка	++	—	—	—	—	++	+	—	—	+	++	—	—	—	—	—	—	+	++	++	—	—
		Кирпичная футеровка с защитой торкретбето- ном на порт- ландцементе	++	—	—	—	—	+	++	—	—	—	—	+	++	—	—	—	—	+	++	—	++	—
	Защита по- лимерными покрытиями	Кирпичная футеровка	—	++	—	—	—	++	—	—	—	—	++	—	—	—	—	—	—	—	++	++	+	—
		Кирпичная футеровка из шамотного или глиняно- го кирпича с теплоизоля- цией	++	—	—	—	—	++	+	—	++	+	—	—	—	—	—	—	—	—	++	++	—	—
	Защита по- лимерными покрытиями	Кирпичная футеровка с защитой торкретбето- ном на порт- ландцементе	++	—	—	—	—	+	++	—	—	—	—	—	—	++	++	—	—	—	++	—	++	+
Продолжение табл. 4.6
Тип трубы	Вид защиты железобетон- ного несущего ствола	Г азоотводящий ствол или футеровка	Отсутствуют	SO2 < 0,4; SO3 < 0,08	SO2< 1,0; SO3 <0,01	SO2 < 4,0; SO3<0,01	SO2 < 1,0; SO3 <0,01; NO2 < 0,5	VI	61-75	д'	250-500	120-250	120-180	80-170	60-200	60-120	60-130	40-120	20-60	R> 1	R<1	He образуется	Периодически образуется	С образованием конденсата
С футеровкой на консолях	Защита тор- кретбетоном на портланд- цементе	Кирпичная футеровка с защитой торкретбето- ном на порт- ландцементе	++	—	—	—	—	—	+	++			—			++	++	++	—	—	++	—	++	++
	Защита по- лимерными покрытиями	Кирпичная футеровка с защитой кислото- упорной торкрет- штукатуркой	—	++	+	—	—	—	+	++	—	—	—	—	+	—	+	+	—	—	++	—	++	—
С футеровкой на консолях и про- тиводавлением с естественно или принудительно вентилируемым зазором		Кирпичная футеровка	—	++	—	—	—	++	—	—	—	—	+	++	—	—	—	—	—	++	+	+	++	—
«Труба в трубе» с проходным зазором		Г азоотводя- щий ствол из кремнебе- тонных па- нелей с теп- лоизоляцией	—	++	1	—	-	++	—	—	1	+	++	+			—				++	+	+	—
Продолжение табл. 4.6
Тип труб и характеристика конструкций			Характеристика отводимых газов																	Крите- рий стат, давл.		Возможность обр.конденс.		
			Вид газов, их концентрация, %					Относитель- ная влаж- ность, %			Температура газов, °C													
Тип трубы	Вид защиты железобетон- ного несущего ствола	Г азоотводя- щий ствол или футеровка	Отсутствуют	’Т о VI VI О О СО &	SO2< 1,0; SO; <0,01	VI о о	SO2< 1,0; SO, <0,01; NO2 < 0,5	VI	61-75	А	250-500	120-250	120-180	80-170	60-200	|	60-120	60-130	|	40-120	20-60	А as	R< 1	Не образуется	Периодически образуется	С образованием конденсата
«Труба в трубе» с проходным зазором		Газоотводя- щие стволы из металла с теплоизоля- цией	—	+	—	—	—	+	—	—	—	++	++	—	—	—	—	—	—	++	+	+	+	—
	—	Газоотводя- щие стволы из тексто- фаолита	—	++	++	—	—	—	++	++	—	—	—	—	—	++	++	++	—	—	++	—	+	++
	Защита по- лимерными покрытиями	Г азоотводя- щий ствол из дублирован- ного вини- пласта, тек- стофаолита или фаолита	—	—	—	++	—	—	+	++					—				++	—	++	—	+	++
	Защита по- лимерными покрытиями	Газоотводя- щий ствол из дублирован- ного вини- пласта	—	—	—	—	++	—	+	++	—	—	—	—	—	—	—	—	++	—	++	—	+	++
Без футеровки	Защита тор- крет-раство- ром на порт- ландцементе	Ствол	++	—	—	—	—	—	+	++	—	—	—	—	—	—	—	—	++	—	++	—	++	+
Продолжение табл. 4.6
Тип труб и характеристика конструкций			Характеристика отводимых газов																	Крите- рий стат, давл.		Возможность обр.конденс.		
			Вид газов, их концентрация, %					Относитель- ная влаж- ность, %			Температура газов, °C													
Тип трубы	Вид защиты железобетон- ного несущего ствола	Газоотводя- щий ствол или футеровка	Отсутствуют	0© VI S О о со &	SO2< 1,0; 	SO; < 0,01	SO2 < 4,0; SO; < 0,01	SO2 < 1,0; SO; <0,01; 	NO2 < 0,5	VI	61-75	A	250-500	I	120-250	I	120-180	80-170	60-200	60-120	1	60-130	1	20-60	А as	V as	Не образуется	Периодически образуется	С образованием конденсата
Сборная из одно- слойных царг	—	—	-н-	—	—	—	—	-н-	—	—	—	—	-н-	+	+	—	—	—	—	—	-Н-	++	+	—
Сборная из одно- слойных царг с защитой кисло- тоупорным тор- крет-раствором	Защита ки- слотоупор- ным раство- ром		—	+	—	—	—	++	—	—	—	—	++	+			—			—	++	++	+	—
Обозначения. ++	рекомендуется для применения; + — возможно применение; — — не рекомендуется к применению.
115
Рис. 4.3. Железобетонные фундаменты: а — с круглой плитой; б — с кольцевой плитой:
1 — плита; 2 — стакан; 3 — ствол
Конструкции фундаментов под трубы следует выполнять по данным гидро-
геологических и инженерно-геологических изысканий, конструктивных осо-
бенностей трубы и расположения примыкающих сооружений в виде:
•	сплошной круглой фундаментной плиты и стакана в виде усеченного кону-
са или цилиндра (рис. 4.3, а);
•	кольцевой фундаментной плиты и стакана в виде усеченного конуса или
цилиндра (рис. 4.3, б);
•	сплошной или кольцевой фундаментной плиты без стакана.
Фундаменты квадратного или прямоугольного очертания в плане допуска-
ется применять только в случаях стесненной площадки для труб высотой не
более 150 м.
Кольцевые фундаментные плиты следует проектировать при диаметрах фун-
дамента более 10 м (высота труб более 120 м) при скальных грунтах или грун-
тах, обладающих высокими деформационными и прочностными характерис-
тиками.
116
Фундамент без стакана в виде сплошной или кольцевой плиты целесообраз-
но применять при высоком уровне грунтовых вод и залегания сверху грунтов
с высокими деформационными и прочностными характеристиками, подсти-
лаемыми более слабыми грунтами.
Основные расчетные требования
Железобетонный ствол трубы должен удовлетворять требованиям расчета
по несущей способности (предельное состояние первой группы) и по пригод-
ности к нормальной эксплуатации (предельное состояние второй группы).
Расчет по предельным состояниям первой группы должен обеспечивать кон-
струкцию ствола от разрушения под совместным воздействием силовых факто-
ров: собственный вес, ветровая нагрузка, сейсмические воздействия, и небла-
гоприятных воздействий окружающей среды: температурные и влажностные
воздействия, воздействия агрессивных дымовых газов. При этом усилия, возни-
кающие во внутреннем газоотводящем стволе, в расчете не учитываются.
Расчет по предельным состояниям второй группы должен обеспечивать кон-
струкцию: от чрезмерного развития трещин при воздействии силовых факто-
ров с учетом напряжений, возникающих от температурно-влажностных воз-
действий; от чрезмерных прогибов ствола трубы.
Допускается расчет железобетонного ствола трубы выполнять с использова-
нием вероятностно-экономического метода. При этом толщина стенки ствола
и процент ее армирования выбираются таким образом, чтобы сумма едино-
временных затрат и затрат на ремонт, вызванные нарушениями нормальной
работы конструкции в течение всего срока службы, была минимальной. Ос-
новной исходной предпосылкой метода является представление всех исход-
ных данных в виде случайных величин или случайных процессов. Метод ос-
новывается на применении теории вероятностей, математической статистики
и теории надежности в совокупности с детерминистическими методами рас-
чета строительных конструкций.
Железобетонный фундамент ствола трубы должен удовлетворять требова-
ниям расчета по несущей способности (предельное состояние первой группы)
и по пригодности к нормальной эксплуатации (предельное состояние второй
группы).
Расчет по предельным состояниям первой группы должен обеспечивать кон-
струкцию фундамента от разрушения при воздействии силовых факторов (на-
грузка от собственного веса, ветрового давления, сейсмические воздействия).
Расчет по предельным состояниям второй группы должен обеспечивать кон-
струкцию от чрезмерного раскрытия трещин при воздействии силовых факто-
ров (нагрузка от собственного веса и ветрового давления, сейсмические воз-
действия) и усилий, возникающих от температурно-влажностных воздействий.
117
Усилия при расчете по первой и второй группам предельных состояний во
внутренних газоотводящих стволах и элементах подвески ствола определяют-
ся по правилам строительной механики с учетом действительной жесткости
сечений железобетонного ствола трубы и внутреннего газоотводящего ствола.
При расчете элементов сборных конструкций на воздействие усилий, возни-
кающих при их подъеме, транспортировании и монтаже, массу элементов сле-
дует вводить в расчет с коэффициентом динамичности, равным: 1,8 — при
транспортировании; 1,5 — при подъеме и монтаже. В этом случае коэффици-
ент перегрузки от собственного веса элемента не вводится.
При наличии опытных данных допускается принимать другие значения ко-
эффициентов динамичности, но не менее 1,25.
Расчет по предельным состояниям конструкции ствола в целом и в отдель-
ных элементах для сборных труб должен производиться для всех стадий изго-
товления, транспортирования и монтажа.
Величины нагрузок и воздействия, значения коэффициентов нагрузок, а так-
же подразделение нагрузок на постоянные и длительные, кратковременные и
особые должны приниматься по данным табл. 4.7.
Значения коэффициентов сочетания нагрузок при основных сочетаниях дол-
жны приниматься по табл. 4.7.
К железобетонным элементам труб (несущий ствол, футеровка из торкрет-
бетона, газоотводящий ствол, фундамент) предъявляются требования трещи-
ностойкости соответствующих категорий. Категории требований к трещинос-
тойкости железобетонных конструкций в зависимости от условий работы, а
также предельно допустимые ширины раскрытия трещин в зависимости от
степени агрессивности среды приведены в табл. 4.8.
Таблица 4.7
Вид нагрузки	Коэффициент при сочетаниях		
	Основных		Особых
	I группа предельных состояний	II группа предельных состояний	
Собственный вес ствола, футеровки, площадок и др.оборудования Ветровая нагрузка Температурный перепад по толщине стенки (без учета значений Л, иЛа и 7 и 7'?) Дополнительные усилия от крена фундамента Дополнительные усилия от прогиба ствола вследствие солнечной радиации Сейсмические воздействия Примечание. Следует принимать наиболее с коэффициентом сочетания 0,9 или одной с коэ<	1,о 1,0 1,0 1,0 тевыгодное сочетав эфициентом сочета	1,о 0,9 1,0 1,0 0,9 ие двух кратковр иия, равным 1,0.	1,о 0,8 1,0 1,0 0,8 1,0 еменных нагрузок
118
Т а б.л и ц a 4.8
Наименования элементов конструкций	Категория требований к трещиностойкости и предельно допустимая ширина кратковременного и длительного раскрытия трещин ат кр и ат ш класса A-I, А-П, A-III
1.	Монолитный и сборный железобетонный несущий ствол для верхней трети для остальной части трубы 2.	Внутренний газоотводящий ствол из кислотостойкого бетона (внутренняя поверхность) 3.	Торкретбетонная футеровка сборных труб 4.	Фундамент: выше уровня грунтовых вод ниже уровня грунтовых вод Примечание. Под кратковременным раекры-п постоянных, длительных и кратковременных нагр> постоянных и длительных нагрузок (см. табл. 4.7).	Ят-кр = 0,3 Ят.ДЛ = 0,2 ^т.кр — 0,4 Ят.дл = 0,3 ят.кр = 0,2 Дт.дл не допускается ^т.кр 0,2 Ят.дд не допускается ^т.кр “ 0,4 йт.дл 0,3 Ят.кр = 0,3 (Ят.ДЛ 0,2 1ем трещин понимается их раскрытие при действии зок, а под длительным раскрытием — только
Расчет оснований фундаментов железобетонных дымовых труб производится
по второй группе предельных состояний (по деформациям). В случае залега-
ния скальных грунтов труб, расчет должен производиться по первой группе
предельных состояний.
Проектирование металлоконструкций площадок, балконов, лестниц выпол-
нять в соответствии с требованиями СНиП П-23-75 “Стальные конструкции”.
Полезную нормативную нагрузку на площадки и балконы принимать 200
кгс/м2.
Сосредоточенную нагрузку от подвески люльки на усиленные площадки
принимать:
•	от собственного веса люльки и монтажных приспособлений 850 кг.
•	от временной нагрузки 500 кг.
Коэффициенты перегрузки принимать: для собственного веса 1,1; для по-
лезной нагрузки 1,4; для временной нагрузки 1,2.
Теплоаэродинамические расчеты элементов ствола трубы выполняются для:
1)	определения гидравлических потерь в газоотводящем стволе для выбора
тягодутьевых устройств;
2)	определения статических давлений по высоте трубы, для выбора конст-
руктивных решений;
3)	определения разрежения в цокольной части дымовой трубы и примыкаю-
щих дымо- и газоходов для статических расчетов элементов газоотводящего
ствола;
119
4)	определения температур по толщине стенки ствола трубы, в проходном
канале и в наиболее характерных сечениях фундамента;
5)	определения конфигурации вентилируемого зазора по высоте трубы и тем-
пературы воздуха в зазоре с противодавлением с целью обеспечения трещино-
стойкости футеровки.
Теплоаэродинамические расчеты проводятся для летнего и зимнего периода
эксплуатации трубы.
Расчет потоков конденсации серной кислоты производится для определения
скорости коррозии материала газоотводящего ствола или футеровки.
Материалы
Для бетонных и железобетонных конструкций, металлоконструкций, тепло-
вой изоляции и антикоррозионной защиты, проектируемых в соответствии с
требованиями настоящей инструкции, должны предусматриваться следующие
материалы:
-	обычный и жаростойкий бетон и железобетон для сооружения несущих
стволов и фундаментов монолитных и сборных труб;
-	кислотостойкие футеровочные материалы для защиты от коррозии;
-	футеровочные и теплоизоляционные материалы для защиты несущих ство-
лов от воздействия высоких температур и теплоизоляции внутренних газоот-
водящих стволов;
-	кислотостойкие бетоны, обычные и специальные виды сталей для выпол-
нения внутренних газоотводящих стволов;
-	покрытия для наружной покраски стволов труб и их маркировки.
Бетон для несущих стволов и фундаментов
Для выполнения несущих монолитных стволов железобетонных дымовых и
вентиляционных труб, а также железобетонных фундаментов должен исполь-
зоваться бетон, отвечающий требованиям, изложенным в табл. 4.9.
При проектировании состава бетона цемент для его приготовления должен
соответствовать требованиям ГОСТ 22266-76 “Цементы сульфатостойкие.
Технические условия”.
Наибольший размер крупного заполнителя в бетонной смеси не должен пре-
вышать 3/4 наименьшего расстояния в свету между стержнями арматуры.
Для труб бетонируемых в скользящей опалубке, размер зерен крупного за-
полнителя должен быть не более '/ наименьшего размера поперечного сече-
ния бетонируемой конструкции, а для густоармированных конструкций — не
более 20 мм.
Температура длительного нагрева обычного бетона ствола или фундамента
дымовых труб не должна превышать 200 °C.
120
Таблица 4.9
			Требования	к бетону		
Наименование конст- руктивных элементов труб	Марка бетона по прочности на осевое сжатие, кг/см2	Марка бетона по морозо- стойкости	Марка бетона по водонепро- ницаемости	Водопо- глощение бетона, % по массе, не более	Водоце- ментное отношение, не более	Подвижность бетонной смеси при укладке в опалубку, см**
Несущий ствол Стакан фундамента Плита фундамента * Для 1 -й климатичес основании специальн ** Под ПОДВИЖНОСТЬ! *** При применении	М300 и М400 М300 и М400 М200 и М300 кой зоны марка ых исследовали о бетонной смес скользящей опа.	МрзЗОО* Мрз200 Не нормиру- ется бетона по моро й). и принята осад лубки	6-8 CN	В8 В8 В4 зостойкости ка стандарта г	4,5 5,0 6,0 может быть ого конуса в	0,40 0,45 0,50 выше (устаь см.	4—6*** 4-6 3-5 авливается на
Таблица 4.10
Наименование конструктивных элементов труб	Требования к жаростойкому бетону	
	Марка по прочности на осевое сжатие, кг/см2	Марка по морозостойкости
Несущий ствол Стакан и плита фундамента	М3 00 М200	Мрз200 Не нормируется
Составы жаростойкого бетона и технология их укладки должны удовлетво-
рять требованиям инструкции СН-482-76 и инструкции СН-156-67.
Для стволов и фундаментов труб рекомендуется применять следующие виды
жаростойких бетонов:
•	с заполнителями из базальта, диабаза, андезита (состав № 5 Инструкции
СН-156-67);
•	с заполнителями из шамота (состав № 11 инструкции СН-156-67).
Жаростойкий бетон должен удовлетворять требованиям, изложенным в
табл. 4.10.
Нормативные характеристики обычного и жаростойкого бетона должны при-
ниматься по указаниям главы СНиП П-21-75 “Бетонные и железобетонные
конструкции”.
Расчетные сопротивления бетона несущих стволов для предельных состоя-
ний первой и второй группы определяются путем деления нормативных со-
противлений на коэффициенты безопасности по бетону и умножения на коэф-
фициенты условий работы т.™ и m т, учитывающих длительное и кратковре-
менное воздействие повышенных температур, значения которых приведены в
табл. 4.11.
Для сборных труб, собираемых из царг бетонируемых вертикально моно-
литных труб с наибольшей толщиной стенки менее 30 см, расчетные сопро-
тивления бетона следует умножать на коэффициент условий работ, равный
0,85.
121
Таблица 4.11
Вид бетона	Обозначение коэффициента	Вид нагрева	Коэффициенты условий работы бетона при сжатии и растяжении mDt при температуре нагрева t, °C							
			50	70	100	200	300	400	500	600
Обычный	ты	Кратковременный	1,о	0,85	0,9	0,8	0,65	—	—	—
		Длительный	1,0	0,85	0,9	0,8	0,5	—	—	—
	тр1	Кратковременный	1,0	0,7	0,7	0,6	0,4	—	—	—
		Длительный	1,0	0,7	0,7	0,5	0,2	—	—	
Жаростойкий	ты	Кратковременный	1,0	1,0	1,1	1,0	1,0	0,95	0,9	0,75
состав П.СН-		Длительный	1,0	1,0	1,0	1,0	0,7	0,55	0,4	0,3
156-67	тр1	Кратковременный	1,0	0,85	0,8	0,65	0,6	0,55	0,5	0,45
		Длительный	1,0	0,85	0,8	0,65	0,4	0,3	0,2	0,13
Таблица 4.12
Вид бетона	Обозначение коэффициента	Вид нагрева	Значения при температуре нагрева бетона, °C							
			50	70	100	200	300	400	500	600
Обычный	Рб	Кратковременный и длительный	1,0	0,9	0,8	0,6	0,4	—	—	—
Жаростойкий состав П.СН- 156-67	Рб	Кратковременный и длительный	1,о	1,0	1,0	0,9	0,75	0,67	0,5	0,41
Обычный	V	Кратковременный Длительный	0,85 0,25	0,65 0,25	0,7 0,25	0,7 0,25	0,65 0,2	—	—	—
Жаростойкий состав П.СН- 156-67	V	Кратковременный Длительный	0,85 0,24	0,80 0,24	0,80 0,24	0,75 0,22	0,62 0,21	0,62 0,14	0,53 0,07	0,43 0,05
Обычный	V	Кратковременный Длительный	0,45 0,15	0,45 0,15	0,45 0,15	0,45 0,15	0,35 0,1						
Жаростойкий состав П.СН- 156-67	V	Кратковременный Длительный	0,45 0,15	0,43 0,15	0,43 0,15	0,4 0,1	0,37 0,09	0,33 0,08	0,28 0,07	0,24 0,06
Таблица 4.13
Вид бетона	Вид нагрева	Значения при температуре нагрева бетона, °C							
		50		100	200	300	400	500	600
		сухой	влажный						
Обычный	Кратковременный	10,0	10,0	10,0	9,5	9,0	—	—	—
	Длительный	2,0	6,0	7,5	8,0	7,8	—	—	—
	Кратковременный	1,0	0,5	1,5	1,1	1,3	—	—	—
	Длительный	9,0	4,5	4,5	2,6	2,5	—	—	—
Жаростойкий	Кратковременный	6,5	6,5	6,5	6,0	5,5	4,8	4,0	3,5
состав П.СН-	Длительный	8,5	8,5	8,5	7,5	7,0	6,3	5,5	5,0
156-67	Кратковременный	12,0	6,0	6,0	3,5	2,8	2,7	2,5	2,5
	Длительный	2,0	1,0	2,0	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5
Примечание. Значения, приведенные в таблице, должны быть умножены на 10Л									
122
Для выполнения стыков сборных железобетонных дымовых труб следует
использовать шамотно-песчаный раствор на портландцементе в соответствии
с требованиями инструкции СН-156-67.
Величина модуля упругости обычного и жаростойкого бетона Е при сжатии
и растяжении принимается по указаниям главы СНиП П-21-75 “Бетонные и
железобетонные конструкции” в зависимости от марки бетона. Учет влияния
кратковременного и длительного нагрева производится умножением началь-
ного модуля упругости на коэффициент Рб, значения которого приведены в
табл. 4.12.
Значение коэффициента температурных деформаций следует принимать по
данным табл. 4.13.
Арматура
Для армирования железобетонных дымовых труб применяется арматура,
отвечающая требованиям соответствующих государственных стандартов, сле-
дующих видов и классов: ‘
а)	стержневая горячекатаная арматура: гладкая класса A-I, периодического
профиля классов А-П и А-Ш; преимущественно следует применять горячека-
таную арматуру сталь А-Ш;
б)	обыкновенная арматурная проволока: гладкая класса В-I, периодического
профиля класса Вр-1.
Для закладных деталей, соединительных и упорных накладок применяется,
как правило, прокатная углеродистая сталь класса С38/23 согласно главе СНиП
по проектированию стальных конструкций.
Для изготовления стыков сборных труб высокопрочные шпильки должны
выполняться из стали марки 40Х (ГОСТ 4543-61), гайки (ГОСТ 5915-70) и
шайбы — из стали марок Ст.5 (ГОСТ 380-71), Ст.35 или Ст.40 (ГОСТ 1050—
60). Допускается изготовлять высокопрочные шпильки из других марок ста-
лей в случае, если механические характеристики шпилек удовлетворяют изло-
женным требованиям.
Шпильки, гайки и шайбы должны быть термически обработаны. Режим тер-
мической обработки должен обеспечивать следующие механические характе-
ристики:
а)	шпильки — временное сопротивление разрыву не менее 10000 и не более
14000 кгс/см2 и твердость по Бринеллю не более 390;
б)	гайки — твердость по Бринеллю в пределах от 270 до 360;
в)	шайбы — твердость по Роквеллу от 35 до 45 по шкале С.
Для упорных накладок следует применять полосовую сталь (ГОСТ 103-57)
марки Ст.З.
123
За нормативное сопротивление шпильки R”^ принимается наименьшее конт-
ролируемое значение временного сопротивления разрыву, равное 10000 кгс/см2.
Расчетное сопротивление шпильки растяжению 7?шп при расчете по первой
группе предельных состояний определяется путем деления нормативного со-
противления на коэффициент безопасности Ка = 1,10, и умножения на коэф-
фициент условий работы та = 0,85. Расчетное сопротивление принимается рав-
ным 7730 кгс/см2.
Уменьшение расчетного сопротивления вследствие нагрева определяется
путем умножения на коэффициент условий работ, mat, приведенным в табл. 4.15.
При выборе вида и марок стали для арматуры, устанавливаемой по расчету,
а также прокатных сталей для закладных деталей должны учитываться темпе-
ратурные условия возведения трубы.
Основные виды арматурных сталей и области их применения в железобе-
тонных трубах в зависимости от расчетных температур наружного воздуха
приведены в табл. 4.14. Области применения углеродистых сталей для заклад-
ных деталей приведены в табл. 4.15.
Расчетные сопротивления арматуры растяжению и сжатию для основных
видов арматуры при расчете конструкций по предельным состояниям группы
приведены в табл. 4.16, а при расчете по предельным состояниям второй груп-
пы — в табл. 4.17.
Величины модуля упругости арматуры Е принимаются по табл. 4.18.
Коэффициент Ра, учитывающий снижение модуля упругости арматуры при
нагреве, принимается по табл. 4.19 в зависимости от температуры нагрева ар-
матуры.
Коэффициент линейного температурного расширения aat следует принимать
по табл. 4.19.
При наличии трещин в растянутой зоне сечения коэффициент температур-
ного расширения арматуры в бетоне ал определяется по формуле
а , = CL + (а, - aJA,	(4.3)
где а& и aat — коэффициенты, принимаемые по табл. 4.9 и 4.15 в зависимости
от температуры нагрева бетона на уровне арматуры; к — коэффициент, прини-
маемый по табл. 4.20 в зависимости от процента армирования сечения про-
дольной растянутой арматурой.
Материалы для футеровки труб
Для футеровки труб используется:
• кладка из глиняного обыкновенного или лекального кирпича на цементо-
глиняном растворе;
124
оЗ
s
оз
parype		1	ниже -55 до -70 °C включительно	1	1	1 + 1 1	* +	1 1	1 *+ 1 1 + +	
[етной зимней темпе	ниже -40 до - 55 °C включительно	1	1	1 + 1 1	4-	1 1	1 + 1 + + +	
е & S Е сч S СЗ ?8 & Е	ниже -30 до -40 °C включительно	1	1	1 + + 1	4-	* * 4- +	| 4- + + 4-	4"	
X Г)	до-30 °C включительно	+	+	+ + + +	4-	4- +	* 4- 4- 4- 4-	+	Й § S
Диаметр, мм		6—40	о о о о о ттттт ч© ч© ч© ч© ч©		оо 7	10-40 10-16	18-40 40-80 6^10 6^10 3-5 3-5	аных каркасах
Марка стали		СтЗспЗ	СтЗпсЗ	_ сч гл сл S2 е о с Ли ии и ш и	ВСтХГпс2	ВСт5сп2 ВСт5пс2	Вст5пс2 18Г2С 35ГС 25Г2С	ержней и в вяз итускается».
Класс арматуры трубы		ГУ				5 5	й (§	О Kf х и 3 ® к * 5 > И о ~
Вид арматуры и документы, регламентирующие		Стержневая горячекатаная гладкая ГОСТ 5781-75				Стержневая горячекатаная периодического профиля ГОСТ 5781-75	Обыкновенная арматурная проволока гладкая ГОСТ 6727-53* То же, периодического профиля ТУ 14-4-659-75	* Допускается применять только в вид Знак «+» означает «допускается», знак
125
Таблица 4.15
Характеристика закладных деталей	Класс стали	Расчетная температура эксплуатации закладной детали			
		до -30 °C включительно		ниже -30 до -40 °C включительно	
		марка стали по ГОСТ 380-71*	толщина проката, мм	марка стали по ГОСТ 380-71*	толщина проката, мм
1. Закладные детали,	С38/23	ВСтЗкп2	4-30	ВСтЗпсб	4-25
рассчитываемые на усилия от статических нагрузок 2. Закладные летали,	С38/23	ВСтЗпсб	4-10	ВСтЗпсб	4-10
рассчитываемые на усилия от		ВСтГпс5	11-30	ВСтЗГпс5	11-30
динамических нагрузок **		ВСтЗсп5	11-25	ВСтЗсп5	11-25
3. Закладные детали	С38/25	ВСтЗкп2	4-10	ВСтЗпс2	4-10
конструктивные, не рассчитываемые на силовые воздействия		ВСтЗкп2	4-30	ВСтЗкп2	4-30
** Ветровая нагрузка считается динамической нагрузкой.					
Примечание. При температуре ниже ^10 °C выбор марки стали для закладных деталей следует производить как для стальных сварных конструкций в соответствии с требованиями главы СНиП по					
проектированию стальных конструкций.					
Таблица 4.16
Вид и класс арматуры	Расчетные сопротивления арматуры для предельных состояний первой группы, кгс/см2		
	Растяжению		Сжатию
	Продольной и поперечной при расчете наклонных сечений на действие изгибающего момента Ra	Поперечной при расчете наклонных сечений на действие поперечной силы RaX	R,fi
Стержневая арматура классов:			
A-I	2100	1700	2100
А-П	2700	2150	2700
А-Ш диаметрами: 6-8 мм	3400	2700	3400
10-40 мм	3600	2900	3600
Проволочная арматура класса В-I диаметром 3-5 мм То же, Вр-I при диаметре:	3150	2200(1900)	3150
3-4 мм	3500	2600 (2800)	3500
5 мм	3400	2500 (2700)	3400
Примечание. Значения RrJx в скобках даны для хомутов вязаных каркасов.			
Таблица 4.17
Вид и класс арматуры	Нормативные сопротивления RaH и расчетные сопротивления растяжению для предельных состояний второй группы Лац, кгс/см2
Стержневая арматура классов:	
A-I	2400
А-П	3000
Проволочная арматура класса	
В-1	5500
Вр-I при диаметре:	
3-4 мм	5500
5 мм	5250
126
Таблица 4.18
Класс арматуры	Модуль упругости арматуры Ла. кгс/см2
A-I, А-П	2100000
А-Ш, 40Х	2000000
В-1	2000000
	ВрД		1700000
Примечания к табл. 4.17 и 4.18.
1. При расчете горизонтальных и вертикальных сечений ствола трубы значения /?а и Я умножаются на
коэффициент условий работы, равный 0,85.
2. В условиях воздействия температуры расчетные сопротивления арматуры умножаются на дополни-
тельный коэффициент условий работы т , принимаемый по табл. 4.19 в зависимости от температуры арма-
туры.
Таблица 4.19
Вид и класс арматуры, прокат из стали марки	Обозначение коэффициент а	Расчет на нагрев	Коэффициенты условий температурного расши при температу|		арматуры та1 линейного зения арматуры аи; и ра зе арматуры, °C	
			50	100	200	300
A-I, А-П В-1, Вр-1 ВСтЗкп2 ВСтЗсп5	та1	Кратковременный Длительный	1 1	0,95 0,95	0,9 0,85	0,76 0,65
	Qat	Кратковременный и длительный	11,5	11,7	12,5	13
А-Ш, 40Х		Кратковременный Длительный	1 1	1 1	0,95 0,9	0,85 0,75
	аа	Кратковременный и длительный	11,5	12	13	13,5
Все классы арматуры и марки сталей, указанные в таблице Примечание. 1. Ко значению, умноженном температур определяют	k эффициент ли у на 10 г' град ся по HHiepnoj	Кратковременный и длительный нейного температурь . 2. Коэффициенты г 1ЯЦИИ.	1 юго расшир Clat И J	1 ения армаг ля промеж)	0,96 /ры равен ч /точных зна	0,92 исловому чений
Таблица 4.20
Отношение момента Л6, принятого при расчете по предельному состоянию второй группы, к моменту М, принятому при расчете по предельному состоянию первой группы	Коэффициент к сечения щ		при проценте армирования юдольной арматурой		
	0,2	0,4	0,7	1	2 и более
М\/М= 1 Л/1/Л/= 0,7 Л/1/Л/=0,2 Примечание. Коэффициент к для промежуточных значе интерполяции.	0,9 0,75 0,2 НИЙ отно	0,95 0,9 0,55 шения }	1 0,95 0,7 /;'Л/ОПр	1 1 о,8 еделяетс)	1 1 0,95 по
•	кладка из глиняного обыкновенного или лекального кирпича на кислото-
упорном растворе или замазке с устройством слезниковых поясов из кислото-
упорной керамики;
•	кладка из кислотоупорного кирпича на кислотоупорном растворе или за-
мазке с устройством слезниковых поясов из кислотоупорной керамики в мес-
тах сопряжений;
•	кладка из шамотного кирпича на цементно-шамотно-глиняном растворе;
127
•	легкий жаростойкий бетон;
•	кладка из крупных блоков жаростойкого бетона;
•	кладка из крупных блоков кислотоупорного бетона;
•	торкрет-раствор на основе калиевого стекла.
Требования к качеству обыкновенного глиняного кирпича, лекального и кис-
лотоупорного кирпича, кислотостойкому бетону крупных блоков и легкому
жаростойкому бетону приведены в табл. 4.21.
Для кладки футеровки следует использовать растворы:
-	цементно-глиняный или цементный раствор на портландцементе;
-	цементно-шамотно-глиняный раствор на портландцементе;
-	кислотоупорный раствор (замазку) на калиевом жидком стекле.
Требования к качеству растворов для выполнения кладки приведены в
табл. 4.22.
Основные физико-механические свойства футеровок приведены в табл. 4.23.
Для защиты железобетонного ствола и фундамента от воздействия высоких
температур и теплоизоляции внутреннего газоотводящего ствола используют-
ся теплоизоляционные материалы. Выбор вида теплоизоляционных материа-
лов следует производить, исходя из условий эксплуатации (температуры на-
грева, возможности воздействия агрессивных газов (и условий возведения),
удобство и простота монтажа), на основании технико-экономических расче-
тов. Рекомендуемые виды теплоизоляционные материалов, температуры при-
менения и теплотехнические свойства приведены в табл. 4.24.
Материалы для внутренних газоотводящих стволов
Внутренние газоотводящие стволы следует выполнять из металла, панелей
кремнебетона, кислотоупорного бетона.
Таблица 4.21
Наименование материала, ГОСТ	Марка на сжатие, кгс/см2	Водопоглощение, %	Кнслото- стойкость, %
Кирпич глиняный обыкновенный ГОСТ 530-71 Лекальный кирпич ГОСТ 8426-75 Кислотоупорный кирпич ГОСТ 414—67 Фасонная кислотоупорная керамика ГОСТ 9221-71 Шамотный кирпич ГОСТ 390-69, ГОСТ 8691-73 Блоки кислотоупорного бетона Легкий жаростойкий бетон Торкрет-раствор на основе калиевого стекла	Не менее 150 Не менее 150 Не менее 400 250 150 Не менее 250 50 150	Не более 12,0 8,0 7,0 10-12 Не норми Не более 7 Не норми Не нормируется	97 92-94 руется 93 эуется 85
Таблица 4.22
Вид раствора	Марка на сжатие, кгс/см"	Кислотостойкость, %
Цементно-глиняный или цементный	50	Не нормируется
Цементно-шамотный глиняный	50	Не нормируется
Кислотоупорный раствор (замазка)	150	85
128
Т а б л и ц а 4.23
Значение коэффициента теплопроводности (ккал/м-ч-град)	1 600	0,40 0,95
	500	0,36 1,02 0,95 0,90
	1 400	0,33 0,96 0,90 0,80
	300	0,29 0,90 0,85 0,75 	
	1 । 200	1,75 1,9 2,33 0,26 0,84 0,80 1,35 0,70 1,15
	о	1,7 1,85 1,89 0,22 0,78 0,75 1,3 0,65 1,10
	о	1,65 1,8 1,67 0,20 0,75 0,72 1,25 0,63 1,00
	20	1,3 1,45 1,45 0,58 0,48 0,9 0,85
Предельная температура применения, °C		200 200 600 500 500 200 600 750
Объемная масса ; в сухом | состоянии, кг/м3		2400 2500 2445 900 1900 1800 2100 1900 2000
Наименование футеровочных материалов		Обычный бетон с заполнителем из горных пород Железобетон Кремнебетон Легкий жаростойкий бетон Жаростойкий бетон на портландцементе с заполнителем из шамота Кладка из глиняного обыкновенного кирпича Кладка из кислотоупорного кирпича Кладка из шамотного кирпича на цементно-шамотно-глиняном растворе Кислотоупорный торкрет-раствор на основе жидкого калиевого стекла
129
Таблица 4.24
Коэффициент теплопроводности, ккал/м-ч-°С, при средней температуре, °C	600	Z 0,164 0,174 0,210 0,230 0,242 0,269 0,183
	500	ч© ОО ОО	О О О Г- О 1 1 1 1 1 Ч	Illi	III ччччч ООО	ооооо
	400	0,120 0,125 1 0,130 0,120 0,123 0,103 0,132 0,142 0,144 0,144 0,132 0,126 0,170 0,190 0,198 0,225 0,137
	300	0,104 0,109 1 0,114 0,107 0,110 0,090 0,116 0,126 0,122 0,122 0,114 0,110 0,141 0,12 0,107 0,150 0,170 0,175 0,202 0,125
	200	0,088 0,093 0,098 0,094 0,097 0,077 0,10 0,20 0,098 0,098 0,095 0,094 0,115 0,10 0,091 0,130 0,150 0,154 0,181 0,11
	8	0,072 0,077 0,082 0,081 0,084 0,064 0,084 0,094 0,077 0,077 0,077 0,078 0,089 0,08 0,075 0,110 0,130 0,131 0,158 I 0,10
		0,060 0,065 0,070 0,071 0,074 0,054 0,072 0,082 0,058 0,058 0,060 0,062 0,069 0,06 0,059 0,095 0,115 0,115 0,142 0,044
Температура применения		500 500 600 900 900 0,045 0,045 0,048 0,054 0,049 0,05 0,051 900 900 1150
Предел прочности, кгс/см2, не менее	при изгибе	ОО СО О N	тг СЧ тг ч© Г- о О	II	Г, П	X тг тг I I I I I 1 1 ЧЧЧ®	11111 о о о о	° о о
	при сжатии	1	1	1	1	।	1	О О О О	ООО	—	I ч© 00	ОООО	О О О чо 00 ОО 2 1 111111	Ч© Ч© Ч© Ч©	’t 't	—“1
Объемная масса		250 300 350 150 400 225 ЦД-350 ЦЦ-400 50-75 75-100 101-125 126-150 50-70 100-125 150 500 600 600 700 150
Вид материалов и изделий, ГОСТ		1.	Плиты перлитоцементные ГОСТ 5742-61 2.	Плиты и блоки из пеностекла РТУ БССР 1555-68 3.	Известково-кремнеземистые плиты VHNE 34-4601-68 МЭ и Э СССР 4.	Кирпичи, блоки пенодиатомитовые ГОСТ 2694-67 5.	Маты минераловатные прошивные 76 ГОСТ 21880-76: марки 75 марки 100 марки 125 марки 150 6.	Плиты и маты теплоизоляционные из минеральной ваты на синтетичес- ком связующем ГОСТ 9573-72: марки 50-75 марки 100-125 марки 150 То же, диатомитовые То же, трепельные Высокоглиноземистый рулонный материал ВГР-150
130
При выборе марки сталей для газоотводящих стволов и элементов крепления
следует руководствоваться указаниями СНиП П-В.3-72 “Стальные конструкции”,
“Нормы проектирования” при этом по условиям работы принимаются:
•	конструкции подвесок, детали крепления — I группа;
•	стали для газоотводящих стволов и металлических вставок, несущие ме-
таллические площадки — III группа;
•	сварные конструкции вспомогательных элементов (лестницы и слабонаг-
руженные настилы) — IV группа.
Рекомендуемые марки стали в зависимости от условий эксплуатации приве-
дены в табл. 4.25.
Типы электродов для ручной сварки конструкций внутренних газоотводя-
щих стволов приведены в табл. 4.26.
Физические и химические свойства сталей приведены в табл. 4.27.
Материал внутренних газоотводящих стволов из железобетона (кремнебе-
тона или кислотоупорный бетон) должен удовлетворять требования, приве-
денные в табл. 4.28.
Основные свойства кремнебетона и кислостойкого бетона на калиевом стек-
ле приведены в табл. 4.29.
Таблица 4.25
Температура дымовых газов, °C	Степень агрессивности среды	Возможность образования конденсата	Марки стали	ГОСТ
90-140	Слабоагрессивная (от сжигания природного газа), SOj отсутствует, ф < 60%	Без конденсата	Углеродистые или низколегированные стали 10ХСНД, 15ХСНД	380-71 19282-73
70-160	Слабоагрессивная, SO2 < 0,05%, ф > 10%; SO3 < 0,001	Образование конденсата	Хромоникелевые стали типа Х18Н10Т	5632-72
140-250	Слабоагрессивная, SO2 <0,05%, ф> 10%; SO3 <0,001	Без конденсата	Углеродистые или низколегированные стали 10ХСНД, 15ХСНД	380-71 19282-73
70-160	Среднеагрессивная (от сжигания топлива, содержащего сернистые соединения) SO3 < 0,05; SO2 < 0,2%; ф > 10%	Образование конденсата при кратковременно м понижении температуры ниже точки росы	Низколегированная сталь 10ХНДП, не имеет преимущества перед СтЗ из-за высокой стоимости (близка по хим.составу «Кортэн»)	19282-73
70-160	Сильноагрессивная SO2 < 0,4%; ф > 10%; SO3 < 0,009	Образование конденсата 60- 80%-ной серной кислоты	Хромоникельмолибденистые стали типа 06ХН28МДТ; для верхней части труб - 2Н943 (ОХ23Н28МЗДЗТ) - высоко- легированная хромоникель- молибденовая сталь	5632-72
131
Таблица 4.26
Марки свариваемой стали	Электроды и сварочная проволока для ручной сварки (ГОСТ 9466-75, 9467-75)
СтЗ 10ХНДП 18ХН10Т 06ХН28МДТ	УОНИ-13/55, кв.08А ОЗС-1804; ВСН-3; Э-138/50Н ОЗЛ-7; св.07Х25Н1Х; св.04Х19Н9 ОЗЛ-17У; св.07Х25Н13; св.04Х19Н11МЗ
Таблица 4.27
Марка стали	Физические и механические свойства					
	Предел текучести, от, кгс/мм2	Предел прочности, ов, кгс/мм2	Относительное удлинение, 5, %	Теплопроводность, а, ккал/м-ч-град, при 100°С	Коэффициент линейного расширения а, 20-100° град-1	Удельное электрическое сопротивление, р, см-мм2/м
СтЗ	24	38	22	43,5	11,5	0,10-0,14
10ХНДП	35	48	20	38,0	12,0	—
Х18Н10Т	21	52	38	13,8	16,6	0,75
06ХН28МДТ	22	55	35	12,2	10,9	—
Примечание. Значения а, приведенные в таблице, должны быть умножены на 106.						
Таблица 4.28
Показатели	Кремнебетон	Кислотостойкий бетон на калиевом стекле
Нормативное сопротивление осевому сжатию кубов, кгс/см2 Нормативное сопротивление осевому сжатию призм, кгс/см2 Кислотостойкость, %	500 280 1	300 170 е менее 97
Таблица 4.29
Показатели	Кремнебетон	Кислотостойкий бетон
Марка Начальный модуль упругости, кг/см2 Коэффициент линейной температурной деформации aOTHT, град"1 Коэффициент линейной усадки, град Объемная масса, кг/м3 Кислотостойкость, %	500 0,1-106 12-Ю"6 410”6 2400 97-99	300 0,29-106 810"6 610"6 2300 97-98
Швы в сборных стволах из панелей кремнебетона следует уплотнять при
помощи минераловатных теплоизоляционных шнуров, заключенных во фто-
ропластовую оболочку.
Материалы для окраски стволов
Окраска наружной поверхности ствола трубы производится для защиты бе-
тона в зоне окутывания трубы от воздействия дымовых газов и маркировки
ствола трубы в соответствии с требованиями “Правил дневной маркировки,
132
Таблица 4.30
Наименование материала	Нормативные документы	Расход материалов при однослойном нанесении в граммах	
		кисть	пульверизатор
Грунт ХС-010	ГОСТ 9855-60	100-130	90-150
Эмаль ХСЭ-1	ГОСТ 7313-55	100-120	200-250
Эмаль ХСЭ-26	ГОСТ 7313-55	140-160	150-200
Эмаль КЧ-749	МРТУ-6-10-795-69	150-170	200-250
Лак ХСЛ	ГОСТ 7313-55	130	180-200
Лак ХС-76	ГОСТ 9355-60	—	180-200
Эмаль ЭП-140 белая	МРТУ-6-10-599-66	100	150
Алюминиевая	МРТУ-6-10-599-66	100	150
Красная	МРТУ-6-10-599-66	100	150
Шпаклевка ЭП-0010	ГОСТ 10277-62	Шпателем-162	—
Шпаклевка ЭП-4022	ТУ МХП-56-58	Шпателем-165	—
радиомаркировки и светоограждений препятствий, находящихся на приаэрод-
ромных территориях и воздушных трассах” Министерства гражданской авиа-
ции СССР. Маркировочные окраски наносятся в виде полос белого (серебрис-
того) и красного (красно-коричневого) цвета.
Для защиты наружной поверхности ствола трубы следует применять защит-
ные покрытия на основе перхлорвиниловых, эпоксидных смол и хлоркаучука.
Перхлорвиниловые эмали марок ХСЭ-1, ХСЭ-26 (белая и красная) наносят-
ся на поверхности бетона по одному из следующих грунтов: лак ХСЛ, ХС-76
или этиноль. Для придания покрытию повышенных декоративных качеств и
химической стойкости рекомендуется в покровный слой вводить 50% лака ХСЛ.
Эмали на основе хлоркаучука марок К4-749 (белая и красно-коричневая)
наносятся по грунту из лака ХС-010.
Защитные покрытия на основе эпоксидных смол марок: шпаклевки и ЭП-
0010 (красно-коричневая), Э-4022 (красно-коричневая), эмаль В-5 (белая) и
эмаль ЭП-140 (белая, алюминиевая, красная).
Ориентировочные расходы лакокрасочных материалов для окраски наруж-
ной поверхности труб приведены в табл. 4.30.
Указания по конструированию
Арматуру, закладные детали, крепежные изделия следует принимать, как
правило, выпускаемые промышленностью в виде товарной продукции. Сле-
дует использовать унифицированные узлы, детали, арматурные изделия.
Размеры сборных железобетонных элементов, узлов металлоконструкций
следует назначать с учетом грузоподъемности монтажного оборудования, име-
ющегося на площадке строительства трубы.
При назначении размеров сборных железобетонных элементов и узлов метал-
локонструкций следует учитывать также условия изготовления и перевозки.
133
В железобетонных конструкциях переходы в местах изменения уклонов, со-
пряжения ствола с фундаментом, стакана фундамента с плитой и т.п. следует
проектировать плавными.
Несущий ствол
Ствол железобетонной дымовой трубы выполняется в виде полого усечен-
ного конуса или цилиндра.
По высоте конический ствол имеет постоянный или переменный уклон на-
ружной поверхности и перемещенную толщину стенки, определяемые по рас-
чету из условия прочности, экономичности, удобства изготовления, а также
архитектурных соображений; переменный уклон рекомендуется принимать от
1,5 % вверху до 8 % внизу, постоянный — 2 %.
Ствол выполняется из монолитного железобетона в переставной или сколь-
зящей опалубке или из сборных железобетонных элементов.
Сборные железобетонные трубы проектируются преимущественно цилинд-
рической формы высотой до 60 м и собираются из отдельных цилиндричес-
ких элементов-царг.
Горизонтальные швы между царгами заполняются раствором. Толщина шва
не должна превышать 10 мм. Стыки продольной арматуры сборных труб мо-
гут выполняться сварными или при помощи болтов (рис. 4.4). Наибольшее
распространение получили болтовые соединения царг.
Толщину стенки ствола принимают согласно расчету. При этом минималь-
ная толщина стенки монолитных труб вверху ствола должна составлять:
при диаметре устья до 4,8 м 160 мм;
при диаметре устья до 7,2 м 180 мм;
при диаметре устья более 7,2 м 200 мм.
Минимальный диаметр устья конических монолитных железобетонных труб
принимается равным 3,5 м.
Все проемы в стволе монолитных труб рекомендуется делать прямоуголь-
ной формы независимо от сечения подводящих газоходов. Углы проемов дол-
жны иметь закругления с радиусом не менее '/|0 ширины проема. Для проемов
шириной до 3 м допускается закругления заменять вутами.
При наличии в одном горизонтальном сечении ствола двух или трех про-
емов последние должны быть расположены по окружности равномерно. При
двух вводах с противоположных сторон проемы располагаются на одной оси,
при трех вводах — под углом 120° один к другому. Суммарная площадь ослаб-
ления в одном горизонтальном сечении не должна превышать 40% от общей
площади сечения, при этом наибольшая ширина проема не должна превышать
среднего радиуса ствола в ослабленном сечении.
134
Рис. 4.4. Конструкция болтового соеди-
нения элементов дымовых труб: 1 —
верхний блок; 2 — нижний блок; 3 —
шпилька; 4 — рабочая арматура; 5 —
теплоизоляционный слой из легкого
жаростойкого бетона
В качестве рабочей арматуры ствола, назначаемой по расчету на прочность,
рекомендуется применять преимущественно горячекатаную сталь периодичес-
кого профиля диаметром до 28 мм.
Стержни диаметром более 28 мм применяются для армирования участков,
ослабленных двумя-тремя проемами, расположенными в одном сечении.
Шаг кольцевой и продольной арматуры рекомендуется назначать в пределах
125-ь200 мм. В местах расположения домкратных стержней скользящей опа-
лубки шаг продольной арматуры допускается увеличивать до 400 мм.
Рекомендуется двухрядное расположение продольной и кольцевой армату-
ры из расчета на ветровые нагрузки, температурный перепад по толщине стенки
в период возведения ствола.
Горизонтальная (кольцевая) арматура проектируется в виде колец или спи-
рали. Горизонтальную арматуру целесообразно располагать с внешней сторо-
ны относительно продольной. Однако при возведении оболочек в перестав-
ной опалубке из условия удобства производства работ кольцевая арматура рас-
полагается с внутренней стороны. Каждый узел пересечения кольцевой и про-
дольной арматуры должен быть перевязан проволокой.
Продольная арматура оболочек, возводимых в переставной опалубке, может
устанавливаться группами стержней одинаковой длины (групповое армирова-
ние), либо отдельными стержнями, располагаемыми в разбежку (обычное ар-
мирование) (рис. 4.5).
135
При возведении оболочек в скользящей опалубке применяется только груп-
повое армирование.
Количество групп в горизонтальном сечении должно приниматься с учетом
количества балок рабочей площадки переставной опалубки, либо количества
домкратных стержней скользящей опалубки.
Группа выпусков
арматуры из
фундамента
Выпуски арматуры из
фундамента
Рис. 4.5. Схема установки вертикальной арматуры: а — при групповом армировании; б — при обыч-
ном армировании
136
Рис. 4.6. Железобетонная оболочка дымовой трубы с подвесными газоотводящими стволами, возво-
димая в переставной опалубке: а) опалубочный чертеж; б) схема расположения стыков вертикальной
арматуры. 1 — ось подвески; 2 — монтажная арматура; 3 — основная наружная вертикальная и
горизонтальная арматура; 4 — основная внутренняя вертикальная и горизонтальная арматура; 5 —
арматура по расчету, с учетом воздействия сосредоточенных сил от подвесок; 6— выпуски арматуры
из фундамента; 7 — выпуски для 2-го ряда продольной арматуры, обеспечивающие разбежку стыков
137
Длина группы по дуге окружности должна ограничиваться углом не более
15° и быть не более 3 м.
При установке арматуры в два ряда у наружной и внутренней граней обо-
лочки стыки стержней противоположных групп необходимо располагать в раз-
бежку, что должно обеспечиваться соответствующей установкой выпусков
арматуры из фундамента (рис. 4.6).
Толщина защитного слоя бетона для рабочей арматуры должна приниматься
не менее 30 мм и не менее диаметра арматуры. В зоне окутывания оболочки
газами, содержащими агрессивные примеси, толщина защитного слоя должна
быть не менее 30 мм и не менее диаметра арматуры плюс 5 мм.
Консоли для опирания футеровки или иного назначения образуются посред-
ством установки переставной опалубки под соответствующим углом, поэтому
высота их в зависимости от вылета консоли равна 1250 мм или кратна 1250 мм.
Консоли армируются кольцевой и продольной арматурой (рис. 4.7).
Рабочая арматура консолей устанавливается одновременно с арматурой обо-
лочки. При движении скользящей опалубки через участки расположения кон-
солей арматура подгибается, а затем выправляется в проектное положение с
установкой монтажных стержней. Диаметр рабочей арматуры в этом случае
не должен превосходить 10 мм.
В целях уменьшения температурных напряжений, вызванных утолщением
стенки оболочки в местах расположения консолей, последние разрешается
разрезать вертикальными температурными швами шириной 10-25 мм с шагом
по окружности не более 1,0 м. Шов доводится до внутренней поверхности
железобетонной стенки. В пределах расположения консолей в этом случае ко-
личество горизонтальной арматуры увеличивают конструктивно.
Проемы в оболочке следует армировать по всему периметру вертикальными
и горизонтальными специальными стержнями обрамления проемов (рис. 4.8).
Количество вертикальных, горизонтальных и наклонных стержней обрам-
ления проемов должно быть не менее 4-х штук с каждой стороны.
Рис. 4.7. Деталь консоли железобетонной оболочки, возводимой в скользящей опалубке: 1 — стенка
железобетонной оболочки; 2 — температурный шов
138
Количество горизонтальных стержней обрамления проемов рекомендуется
принимать равным количеству перерезанной проемом горизонтальной арма-
туры при высоте проема до 2,5 м, при большей высоте проема с каждой сторо-
ны проема (сверху и снизу) площадь горизонтальных стержней должна быть
Рис. 4.8. Армирование проема: 1, 2 — горизонтальная и вертикальная арматура обрамления проема;
3 — наклонная арматура обрамления проема; 4 — хомуты; 5 — стыки арматуры (не более 25 %
стыкуемых стержней в сечении); 6 — отгиб основной вертикальной и горизонтальной арматуры же-
лезобетонной оболочки; 7 — основная арматура железобетонной оболочки
139
не менее площади горизонтальной арматуры оболочки, приходящейся не ме-
нее чем на '/4 высоты проема.
При расчете горизонтального сечения оболочки с учетом наличия проемов
только в сжатой зоне сечения количество вертикальных стержней обрамления
проемов с каждой стороны должно быть одинаковым, и в сумме равным коли-
честву перерезанных проемов вертикальных стержней оболочки. При расчете
горизонтального сечения оболочки с учетом наличия проемов в растянутой
зоне сечения количество вертикальных стержней обрамления проемов назна-
чается по конструктивным соображениям.
При невозможности установить горизонтальную и расчетную вертикальную
арматуру обрамления проемов в пределах балок и колонн обрамления армату-
ру обрамления проемов разрешается устанавливать в одном ряду с основной
арматурой оболочки на расстоянии до 0,15 ширины проема от грани проема.
Площадь сечения наклонных стержней с каждой стороны назначается кон-
структивно и должна составлять 10+15 % площади горизонтальной арматуры
обрамления с одной из сторон проема.
Если ослабление проемами настолько велико, что компенсировать это ос-
лабление утолщением стенки оболочки и постановкой дополнительной арма-
туры не представляется возможным, ослабленную часть ствола допускается
усиливать железобетонными пилястрами.
В футерованных трубах оголовок железобетонной оболочки (рис. 4.9) арми-
руется усиленной кольцевой арматурой для придания жесткости, верхней тор-
цевой поверхности оболочки футерованных труб придается уклон внутрь тру-
бы, соответствующий углу наклона защитного колпака.
В трубах с внутренними газоотводящими стволами кольцевая и продольная
арматура оголовка назначается по расчету на воздействие сосредоточенных
сил от элементов креплений газоотводящих стволов и монтажных нагрузок с
учетом температурного воздействия (рис. 4.10).
Для болтового крепления ходовой лестницы, светофорных площадок, эле-
ментов молниезащиты трубы в железобетонной оболочке предусматривается
установка унифицированных типовых закладных деталей. Закладные детали
для крепления элементов внутренних газоотводящих стволов и других конст-
рукций проектируются как под болтовое, так и под сварное крепление конст-
рукций к железобетонной оболочке (рис. 4.11, 4.12).
При горизонтальном расположении анкерных стержней на их концах обяза-
тельно устройство анкерных шайб с анкирующими стержнями.
При горизонтальном расположении лицевых поверхностей закладных дета-
лей размером более 400x400 мм, в них необходимо предусматривать отвер-
стия для пропуска вибратора при укладке бетона, контроля заполнения бето-
ном и выхода воздуха при бетонировании (рис. 4.13).
140
Рис. 4.9. Железобетонная оболочка футерованной дымовой трубы, возводимой в переставной опа-
лубке: а — армированная консоль; б — неармированная консоль:
I — температурный шов; 2 — монтажная арматура; 3 — основная наружная вертикальная и горизон-
тальная арматура; 4 — основная внутренняя вертикальная и горизонтальная арматура; 5 — усилен-
ная арматура оголовка
Остальные требования по конструированию должны приниматься по дей-
ствующим нормам.
На рис. 4.14 показана установка закладной детали с шарнирным креплением
примыкающих конструкций.
141
Рис. 4.10. Железобетонная оболочка дымовой трубы с подвесными газоотводящими стволами, воз-
водимая в скользящей опалубке: а — опалубочный чертеж; б — схема расположения стыков верти-
кальной арматуры:
I — ось подвески; 2 — консоль для демонтажа скользящей опалубки; 3 — основная наружная верти-
кальная и горизонтальная арматура; 4 — основная внутренняя вертикальная и горизонтальная арма-
тура; 5 — арматура по расчету, с учетом воздействия сосредоточенных сил от подвесок; 6 — выпуски
арматуры из фундамента; 7 — выпуски для 2-го ряда продольной арматуры, обеспечивающие раз-
бежку стыков; S — ось домкратных стержней
142
Вид К
I-I
Рис. 4.11. Установка закладной детали для
шарнирного крепления примыкающих кон-
струкций: 1 — ось подвески; 2 — верти-
кальная и горизонтальная наружная арма-
тура оболочки; 3 — вертикальная и гори-
зонтальная внутренняя арматура оболочки;
4 — хомут; 5 — закладная деталь; 6 — кар-
ман закладной детали; 7 — анкерующий
стержень; 8 — дополнительная усиленная
арматура
143
Рис. 4.12. Закладные детали для сварного крепления примыкающих конструкций: а — при больших
значениях Q и Q > N; б — при Q < N и при Q и М, равных нулю
Рис. 4.13. Установка закладной детали с горизонтально расположенной лицевой поверхностью: 1 —
отверстие для пропуска вибратора при бетонировании; 2 — отверстие для выхода воздуха при бето-
нировании; 3 — стенка железобетонной оболочки; 4 — консоль железобетонной оболочки
144
Рис. 4.14. Закладная деталь для болтового крепления примыкающих конструкций: а) при больших
значениях Q и Q > N; б) при Q < N и при Q и М, равных нулю. I — анкерный стержень; 2 — анкерная
пластина; 3 — упор для восприятия сдвигающей нагрузки
Шарнир закладной детали расположен в нише, бетонируемой заподлицо с
внутренней поверхностью железобетонной оболочки.
Сечение растянутой арматуры (в проценте от площади расчетного сечения)
в горизонтальных и вертикальных сечениях ствола трубы должно быть не ме-
нее: для кольцевой арматуры — 0,1, продольной — 0,2 %.
Эти требования не распространяются на армирование, определяемое расче-
том элементов сборных труб для стадии транспортирования и возведения.
Если расчетом установлено, что несущая способность элемента исчерпыва-
ется одновременно с образованием трещин в бетоне растянутой зоны, то пло-
щадь сечения продольной растянутой арматуры должна быть увеличена по
сравнению с требуемой из расчета по прочности не менее чем на 15 %.
Арматура ствола трубы может выполняться в виде сварных каркасов (в тру-
бах из сборных элементов) или в виде отдельных стержней.
145
Пространственные арматурные каркасы для сборных элементов труб следу-
ет конструировать достаточно жесткими для возможности их складирования,
перевозки и соблюдения проектного положения в форме.
Закладные детали и строповочные устройства-петли, трубки и т.п. допуска-
ется заранее крепить к пространственному каркасу. Если требуется высокая
точность положения закладных деталей, то фиксация должна осуществляться
креплением их к форме.
Пространственный арматурный каркас для сборных элементов труб реко-
мендуется образовывать путем навивки спиральной поперечной арматуры на
продольную арматуру, причем в процессе навивки все пересечения должны
свариваться контактной точечной сваркой.
Стыки растянутой арматуры монолитных труб выполняются внахлестку без
сварки. Стыки продольной и горизонтальной арматуры должны располагаться
вразбежку так, чтобы число стыков в сечении было не более 25 % от общего
количества стержней. Расположение стыков продольной арматуры должно
согласовываться с ярусами перестановки опалубки при выполнении труб из
монолитного железобетона в переставной опалубке.
Стыки арматуры должны иметь длину перепуска (нахлестки) / не менее
величины, определяемой по формуле:
(4-4)
где Ga — напряжение в арматуре в месте стыка внахлестку в растянутой зоне
сечения ствола.
Значения тк и ДХн, а также минимальные значения 7н и Хн = IJd идя определе-
ния длины перепуска стыков арматуры внахлестку приведены в табл. 4.31.
При полном использовании расчетного сопротивления арматуры
G = 0,85m Д.	(4.5)
При стыке внахлестку стыкуемые стержни должны располагаться по воз-
можности вплотную друг к другу; расстояние в свету между стыкуемыми стер-
жнями не должно превышать 4<7.
Таблица 4.31
Условия работы	Параметры для определения длины стыка арматуры внахлестку							
	периодического профиля				гладкой			
	тн	АЛ„		/н, мм		АЛ„	^-Н	мм
			не менее				не менее	
Стык в растянутом бетоне	0,9	11	20	250	1,55	11	20	250
146
Все проемы в стволе трубы следует армировать по периметру проемов до-
полнительно устанавливаемыми горизонтальными и вертикальными стерж-
нями.
Участок стенки ствола под проемом рекомендуется рассчитывать как балку-
стенку пролетом, равным ширине проема, защемленную на опорах, на нагруз-
ку, передаваемую фундаментом. При высоте этого участка, не превышающей
половины ширины проема, рекомендуется рассчитывать стенку совместно с
фундаментной лентой как однопролетную балку таврового сечения, защем-
ленную на опорах.
Участок стенки ствола над проемом рекомендуется рассчитывать как квад-
ратную балку-стенку пролетом, равным ширине проема, защемленную на опо-
рах и загруженную по верхнему краю напряжением, действующим в неослаб-
ленном кольцевом сечении.
Конструкция стыка царг сборных труб и технология его исполнения долж-
ны обеспечивать обжатие швов в эксплуатационный период. Для уменьшения
потерь предварительного напряжения шпилек и обеспечения требуемого об-
жатия швов в период эксплуатации трубы конструкция стыка может включать
тарельчатые пружины.
Рабочая продольная арматура царг выполняется в виде сварных каркасов.
Каркасы представляют собой два параллельных стержня, соединенных на кон-
цах с двух сторон упорными накладками таким образом, что между ними мо-
жет свободно проходить стяжная шпилька. Торцы накладок являются упором
для шайб и гаек стяжных шпилек. Расстояние между стержнями рабочей ар-
матуры каркаса /, мм, следует назначать в зависимости от ширины ниши Ьшп и
диаметра рабочей арматуры da по формуле:
l=b + d+lQ,	(4.6)
где />шп — ширина ниши в месте установки шпильки, принимаемая в зависи-
мости от размеров ключей для затяжки шпилек.
Поперечный размер паза Ьп (мм) между упорными накладками для пропуска
шпилек должен назначаться в зависимости от диаметра шпилек d^, из условия
b >d +5.	(4.7)
п ш	v
Высоту упорных накладок /?н следует определять по формуле:
h	= lFaXa™atIH	(4.8)
V 2Мн
где Fa — суммарная площадь арматуры каркаса; R° — расчетное сопротивле-
ние арматуры при растяжении, принимаемое по табл. 4.16; /н — расчетная длина
147
упорных накладок, принимаемая равной расстоянию между стержнями рабо-
чей арматуры; та — коэффициент условий работы, принимаемый в зависимо-
сти от температуры арматуры по табл. 4.19; /?н — расчетное сопротивление
материала упорных накладок; Ья — толщина одной упорной накладки.
Высота упорных накладок /?н должна быть не менее 3 диаметров арматуры.
Размеры ниш для установки высокопрочных шпилек должны назначаться,
исходя из возможности затяжки шпилек гаечными ключами по ГОСТ 2839-71
и ГОСТ 16983-71.
Фундамент
Конструирование фундамента необходимо выполнять в соответствии с ука-
заниями СНиП П-21-75 и дополнительными указаниями, приведенными ниже.
Все проемы в стакане фундамента рекомендуется проектировать прямоуголь-
ной формы, независимо от сечения подводящих газоходов.
При наличии в одном горизонтальном сечении стакана фундамента двух или
трех проемов, последние должны располагаться равномерно по окружности.
При двух вводах с противоположных сторон проемы располагаются по одной
оси, при трех вводах — под углом 120° один к другому. Суммарная площадь
ослабления в одном горизонтальном сечении не должна превышать 40 % от
общей площади сечения.
При подземном вводе газоходов в стакане фундамента, если это необходи-
мо, следует предусматривать проем для очистки стакана, и зольник глубиной
не менее 250 мм.
При двух или трех вводах газоходов в стакане фундамента необходимо про-
ектировать разделительные стенки. Верх разделительной стенки должен быть
выше проема не менее чем на половину высоты проема.
В сопряжении газоходов с трубой необходимо предусматривать температур-
но-осадочные швы. При подземном вводе газоходов швы следует делать по
наружной грани плиты фундамента. В данном случае граница проектирова-
ния боровов в составе проекта дымовой трубы определяется температурно-
осадочным швом по грани плиты фундамента (рис. 4.15).
При проектировании фундамента трубы на грунтах, обладающих значитель-
ной неоднородностью, для которых ожидаемые деформации будут близки к
предельно допустимым, следует производить натурные измерения деформа-
ции основания и фундамента, для чего в проекте необходимо предусматри-
вать установку соответствующих приборов и глубинных марок.
Для наблюдения за осадками и креном трубы в период строительства и в
период эксплуатации необходимо предусматривать устройство в фундамент-
ной плите осадочных марок (в количестве не менее 4).
Центр трубы по отношению к осям котельной (главного корпуса и т.д.) фик-
сируют дополнительной цилиндрической стальной осадочной маркой, уста-
148
Рис. 4.15. Фундамент под железобетонную дымовую трубу с подземным вводом газохода: 1 — вы-
пуски арматуры; 2 — стакан; 3 — плита; 4 — вертикальные температурные швы (из досок); 5 —
температурно-осадочный шов; 6 — подводящие газоходы
навливаемой в фундаментной плите, на поверхности которой наносят керном
углубление, являющееся центром трубы.
Расположение коммуникаций в зоне трубы (водопроводов, технологических
трубопроводов и т.д.), как правило, не допускается.
Внутренняя часть стакана фундамента может быть использована для поме-
щений различного назначения.
Глубину заложения фундамента необходимо выбирать в зависимости от грун-
товых условий и глубины заложения примыкающих сооружений и газоходов.
Минимальная величина ее должна быть не менее глубины промерзания, и для
всех грунтов не менее 2 м.
При высоком уровне грунтовых вод в подземных газоходах должен быть
предусмотрен дренаж как основное мероприятие по обеспечению нормаль-
149
ной эксплуатации трубы. При наличии агрессивных грунтовых вод по отно-
шению к бетону или в случае повышения агрессивности вод за счет утечки из
технологических коммуникаций, противокоррозионную защиту фундамента
необходимо выполнять в соответствии с требованиями главы СНиП “Защита
строительных конструкций от коррозии”.
Толщину фундаментной плиты и количество арматуры для ее армирования
принимают по расчету. Толщину консольной части фундаментной плиты на
свободных концах следует назначать не менее 0,25 от расчетной, и не менее
40 см.
Толщину стенки стакана фундамента на отметке сопряжения с железобе-
тонным стволом по производственным требованиям следует принимать на 150-
200 мм больше толщины стенки нижней части ствола.
Рис. 4.16. Железобетонный фундамент без пространственного армирования: 1 — нижние сетки; 2 —
верхние сетки; 3 — выпуски вертикальной арматуры; 4 — арматура обрамления проема; 5 — щебе-
ночная отмостка с асфальтовым покрытием; 6 — рабочая арматура (верхняя и нижняя) из отдельных
стрежней, как вариант армирования вместо сеток
150
Уклон наружной поверхности стакана фундамента определяется расчетны-
ми и конструктивными требованиями, и может значительно отличаться от ук-
лона нижней части ствола, особенно при больших вылетах консолей фунда-
мента. Верхние 200-250 мм наружной поверхности стакана фундамента вы-
полняют с уклоном наружной поверхности нижней части трубы.
Армирование фундаментной плиты осуществляется отдельными стержня-
ми или арматурными сетками. При диаметре фундаментной плиты более 15м
в дополнение к верхней и нижней арматуре плиты устанавливают плоские или
пространственные вертикальные арматурные каркасы (рис. 4.15, 4.16).
Стакан фундамента армируют вертикальной и горизонтальной арматурой.
Для сопряжения ствола трубы с фундаментом из стакана фундамента выпус-
кают вертикальные стержни арматуры. Проемы в стакане фундамента для ввода
газоходов армируют по всему периметру вертикальными и горизонтальными
стержнями в количестве, равном числу стержней, перерезанных проемом, с
установкой не менее 4-х стержней в каждом верхнем углу. Горизонтальная
арматура у граней проема отгибается и заводится в противоположную отгибу
часть стенки. При больших проемах ослабление стакана фундамента компен-
сируется устройством пилястр у граней проемов (рис. 4.15). Перемычки над
проемами должны быть армированы, и иметь высоту не менее 600 мм.
Защитный слой для нижней арматуры монолитных фундаментов принимают:
а) при отсутствии агрессивных грунтовых вод не менее 70 мм при отсут-
ствии подготовки, и не менее 35 мм при наличии подготовки;
б) при наличии агрессивных грунтовых вод, залегающих выше отметки по-
дошвы фундамента не менее 80 мм при отсутствии подготовки и не менее 50
мм при наличии подготовки.
Футеровка и теплоизоляция
Футеровку дымовых труб следует выполнять отдельными звеньями высо-
той от 5 до 20 м, толщиной '/ -1 кирпич. Для опирания звеньев футеровки в
железобетонном стволе предусматриваются консольные выступы.
В зоне проемов для газоходов толщину футеровки следует увеличивать до
1 '/2-2-х кирпичей. Примыкание нижнего звена к вышележащему необходимо
проектировать с учетом температурного расширения материала футеровки как
по высоте звена, так и по диаметру. По периметру сопряжения звеньев футе-
ровки следует предусматривать зазор, компенсирующий горизонтальное рас-
ширение.
При возможности образования конденсата на внутренней поверхности фу-
теровки зазор между футеровочными звеньями необходимо перекрывать слез-
никовыми поясами.
151
При футеровке толщиной '/2 кирпича по условиям производства между фу-
теровкой и железобетонным стволом необходимо предусматривать воздушный
зазор шириной не менее 50 мм.
При высоких температурах отводимых газов для снижения температурных
перепадов по футеровке и железобетонному стволу следует проектировать в
зазоре между стволом и футеровкой теплоизоляцию из минераловатных плит,
Рис. 4.17. Пример решения узла футеровки трубы с вентилируемым зазором
152
диатомового кирпича или других эффективных теплоизоляционных материа-
лов. Толщину теплоизоляции определяют теплотехническим расчетом.
Для предотвращения осадки теплоизоляционного материала следует предус-
матривать противоосадочные пояса в виде выпусков кирпича через каждые
2,5 м по высоте звена футеровки.
Рис. 4.18. Пример решения узла футеровки трубы с вентилируемым зазором
153
Конструкция футеровки дымовых труб с вентилируемым зазором должна
обеспечивать пропуск вентиляционного воздуха по всей высоте трубы и вы-
ход его из зазора в верхней части.
В зоне сопряжения звеньев футеровки дымовых труб с вентилируемым зазо-
ром с целью повышения газоплотности футеровки необходимо предусматри-
вать тщательное уплотнение по периметру сопряжения звеньев (рис. 4.17).
Периметры конструктивного оформления узлов футеровки с вентзазором
даны на рис. 4.18.
Цокольная часть железобетонных дымовых труб
Ввод газоходов в конические железобетонные трубы с кирпичной футеров-
кой осуществляется обычно с двух сторон. Для того чтобы исключить соуда-
рение потоков газов при входе их в трубу и снизить гидравлические потери,
цокольную часть трубы следует выполнять в соответствии с рис. 4.19.
В нижней части трубы установлена перегородка под углом 45° к оси газохо-
дов с двумя наклонными пандусами. Коэффициент сопротивления такого вво-
да, отнесенный к сечению I-I газохода равен = 0,62. Отсутствие пандусов
приводит к увеличению гидравлического сопротивления, и коэффициент со-
противления становится равным = 0,92.
Кроме аэродинамических преимуществ, цокольная часть трубы с достаточ-
но высокой вертикальной перегородкой обеспечивает отсутствие заброса золы
уноса из работающего газохода в неработающий, позволяет вести ремонт и
чистку одного из газоходов при работе другого.
Если по условиям компоновки необходимо выполнить односторонний ввод
газоходов в коническую дымовую трубу, то его следует выполнять в соответ-
ствии с рис. 4.20.
Коэффициент сопротивления такого ввода равен = 0,7. Ширину входного
окна в дымовой трубе рекомендуется принимать равной ширине примыкаю-
щего газохода. Высоту входного окна в дымовой трубе рекомендуется прини-
мать в 1,35+1,4 раза больше высоты газохода для выполнения рациональной
формы сопряжения в вертикальной плоскости газохода с цокольной частью
дымовой трубы.
Наклонное перекрытие в дымовых трубах с футеровкой проектируется из
монолитного или сборного железобетона; в трубах с металлической вставкой
в нижней части — из металла.
Перекрытие должно иметь горизонтальный участок непосредственно у про-
ема для ввода газоходов и наклонную часть.
В перекрытии необходимо предусматривать люк для очистки перекрытия от
золы или сброса и отвода конденсата.
Наклонное железобетонное перекрытие проектируется в соответствии с тре-
бованиями СНиП П-21-75. При проектировании перекрытия необходимо учи-
154
A A
Рис. 4.19. Схема цокольной части конической железобетонной дымовой трубы с двухсторонним вво-
дом газоходов: 1 — вертикальная перегородка; 2 — наклонный пандус
Рис. 4.20. Схема выполнения цокольной части конической железобетонной трубы с односторонним
вводом газоходов
155
тывать возможность выпадения золы при зольном топливе. В этом случае в
проекте необходимо указывать, на какую нагрузку от слоя золы рассчитано
перекрытие, и предусматривать конструктивные мероприятия по своевремен-
ному удалению золы с перекрытия: люки, бункера, лотки и т.п.
При необходимости защиты перекрытия от агрессивного воздействия дымо-
вых газов конструкцию противокоррозионной защиты принимать в соответ-
ствии с рекомендациями СНиП по защите строительных конструкций от кор-
розии.
Разделительные стенки в дымовых трубах с кирпичной футеровкой проек-
тируются из кирпича и других стеновых материалов в соответствии с требова-
ниями СНиП на каменные и армокаменные конструкции; в дымовых трубах с
металлическими вставками — из металла, в соответствии с требованиями
СНиП на стальные конструкции.
При проектировании разделительных стенок необходимо учитывать темпе-
ратурные деформации стенки при двухстороннем и одностороннем нагреве,
ветровую нагрузку при открытых проемах для газоходов в период строитель-
ства.
В кирпичных стенках необходимо проектировать отверстия в местах при-
мыкания к футеровке для пропуска дымовых газов и выравнивания темпера-
тур на поверхности стенки при одностороннем подключении газоходов в пус-
ковом периоде.
Между футеровкой и разделительной стенкой необходимо предусматривать
зазор, компенсирующий температурные деформации стенки.
Металлические разделительные стенки следует проектировать с закрепле-
нием к стенкам металлической вставки на болтах. Размеры болтовых отвер-
стий назначаются с учетом возможных температурных деформаций стенки по
длине и высоте.
Газоотводящие стволы
Металлические газоотводящие стволы выполняются, как правило, подвес-
ными. Внутри несущего ствола располагается один или несколько газоотводя-
щих стволов (рис. 4.21).
Стволы из кремнебетонных панелей выполняются подвесными. Высота под-
вешиваемого звена определяется из условий монтажа и обеспечения несущей
способности и трещиностойкости в период монтажа.
Горизонтальный и вертикальный стык панелей из кремнебетона приведен
на рис. 4.22, 4.23.
Подвеска кремнебетоном ствола осуществляется на пружинных подвесках,
обеспечивающих равномерность передачи усилий в период монтажа и умень-
шения перегрузки подвесок в период эксплуатации.
156
Рис. 4.21. Расположения внутренних газоотводящих стволов
Выполнение цокольной части цилиндрических газоотводящих стволов мно-
гоствольных дымовых труб определяется числом вводимых газоходов. Обыч-
но применяются одно- и многоярусные цоколи, с односторонним вводом газо-
ходов. Для уменьшения гидравлических потерь сечение цокольной части га-
зоотводящего ствола рекомендуется принимать увеличенным в 1,5—2 раза по
отношению к сечению ствола.
Рекомендуемые схемы одноярусных вводов даны на рис. 4.24, а, б.
В цоколе с сечением, в 2 раза большим сечения газоотводящего ствола, ко-
эффициент сопротивления входа, отнесенный к сечению П-П, и учитываю-
щий потери на участке между сечениями I-П, равен = 0,35 (рис. 4.24, а).
В цоколе, образованном с помощью плоских боковых створок, выполнен-
ном с примыканием газоходов по радиусу, коэффициент сопротивления входа,
отнесенный к сечению и учитывающий потери на участке между сече-
ниями равен £ = 0,30. Цоколь выполнен с разведенными наружу створка-
ми, образованными разрезами по образующей и по горизонтальным плоско-
157
Рис. 4.22. Стык панелей газоотводящего ствола
стям. Подводящий газоход примыкает к створке цоколя, которые соединены с
отводящим стволом переходом, а после поворота примыкающего газохода в
цоколе выполнен прямой участок для стабилизации потока дымовых газов.
Разрезы в цоколе выполняются до или после монтажа газоотводящего ствола,
а глубина их и степень разведения створок могут варьироваться в зависимости
от конструктивных и технологических требований.
При многоярусном вводе газоходов каждый газоход внутри ствола следует
отделять от другого с помощью вертикальной перегородки, чтобы избежать
соударения потоков при вводе.
Рекомендуемые схемы двухъярусных вводов даны на рис. 4.25, а, б.
Для схемы “а” коэффициент сопротивления входа, отнесенный к сечению
Ш-Ш, и учитывающий потери на участке I-III, для нижнего яруса равен =
= 0,50; для верхнего яруса — = 0,40. Для схемы “б” соответствующий коэф-
158
Рис. 4.23. Оформление верха трубы с внутренним газоотводящим стволом
159
Рис. 4.24. Цокольная часть цилиндрических газоотводящих стволов с одноярусным вводом газохо-
дов: а — с цоколем увеличенного диаметра; б — с цоколем, образованным с помощью плоских боко-
вых створок:
1 — газоотводящий ствол; 2 — примыкающий газоход; 3 — цоколь; 4 — наклонная стенка; 5 —
плоские боковые створки
фициент сопротивления для нижнего яруса равен = 0,34, для верхнего — =
= 0,32.
Цокольная часть газоотводящего ствола с трехъярусным вводом показана на
рис. 4.26.
Перегородки и вставки в цоколе предназначаются для снижения гидравли-
ческих сопротивлений. Коэффициенты сопротивления ввода газоходов в цо-
160
a
Рис. 4.25. Цокольная часть цилиндрических газоотводящих стволов с двухъярусным вводом газохо-
дов: а — с цоколем увеличенного диаметра; б — с цоколем, образованным с помощью плоских боко-
вых створок
коль, учитывающие потери на участке I-II, и отнесенные к сечению I-I, со-
ставляют: = 0,81;	= 0,84 и = 0,74 для нижнего, среднего и верхнего
газоходов соответственно.
Цокольная часть газоотводящих стволов из кремнебетонных панелей долж-
на соединяться с газоотводящим стволом через компенсатор. Ввод газоходов
может осуществляться как с двух, так и с трех сторон.
В случае двухстороннего ввода газоходов цокольная часть трубы выполня-
ется из тех же панелей, что и газоотводящий ствол. Соединение цокольной
части и ствола осуществляется через металлическую вставку. Внутренний
поворот выполняется по радиусу R = 0,3£>0, внешний выполнен в виде пандуса
под углом 45°. Отношение длины пандуса t к высоте газохода Л должно быть
в диапазоне 1,0 < t/Н < 1,4. Конфузорность цоколя (отношение суммарного
161
Рис. 4.27. Трехсторонний ввод газохо-
дов в газоотводящий ствол из кремне-
бетона: 1 — газоход; 2 — газоотводя-
щий ствол; 3 — пандус; 4 — раздели-
тельная стенка; 5 — конфузор
162
сечения газоходов к сечению ствола) принимается равной п = 1,8-5-2,2. Коэф-
фициент сопротивления цокольной части, отнесенный к динамическому на-
пору в стволе, в этих условиях 2, = 0,25.
Цоколь с трехсторонним вводом газоходов показан на рис. 4.27.
Для уменьшения гидравлических потерь стенки цоколя выполнены плоски-
ми, и с ними по радиусу сопрягаются внутренние повороты примыкающих
газоходов. Внутри цоколя имеются три плоские вертикальные перегородки,
пересекающиеся по оси трубы, а внешние кромки каждого из поворотов сре-
заны под углом 45°.
Отношение длины пандуса t к высоте газохода //должно приниматься в ди-
апазоне 1,0 < t/H< 1,4. Конфузорность цоколя принимается равной п = 1,8-^2,2.
Коэффициент сопротивления цокольной части, отнесенный к динамическому
напору в стволе, в этих условиях равен = 0,25.
Светофорные площадки, балконы, лестницы
Для установки на дымовой трубе светильников светоограждения, а также
для осмотра и ремонта наружной поверхности трубы проектируются свето-
форные площадки, балконы, лестницы. Верхняя светофорная площадка уста-
навливается на расстоянии не более 5 м от верхнего обреза трубы, остальные
— через 45 м по всей высоте трубы.
Ходовая лестница с ограждением устанавливается с высоты не менее 2,5 м.
Нижнее звено лестницы и звенья, расположенные на уровне светофорных пло-
щадок и балконов, устанавливаются без ограждения. Балконы устанавливают-
ся по оси ходовой лестницы в промежутках между площадками через 15 м.
Светофорные площадки, балконы, лестницы проектируются из отдельных
монтажных элементов, устанавливаемых на трубе по мере ее возведения.
Конструкция светофорных площадок состоит из несущих кронштейнов, па-
нелей с решетчатым настилом и ограждением (рис. 4.28). В панели, которая
располагается по оси лестницы, предусматривается люк с откидной крышкой.
Для выполнения работ по окраске наружной поверхности при строитель-
стве трубы, а также для восстановления окраски в период эксплуатации, часть
площадок проектируется с усилением кронштейнами для подвески к ним мо-
норельса с передвигающейся люлькой. Такие светофорные площадки называ-
ются усиленными.
Верхняя светофорная площадка всегда должна проектироваться усиленной.
Остальные усиленные площадки располагаются через 90 м по высоте трубы.
Балконы проектируются из тех же элементов, что и светофорные площадки.
Балкон состоит их трех панелей, две из которых с решетчатым настилом,
одна — с люком, расположенным по оси ходовой лестницы.
163
Рис. 4.28. Светофорная площадка
Конструкция ходовой лестницы состоит из отдельных звеньев длиной 2,5 м,
шириной 0,3 м, соединенных между собой накладками на болтах. Каждое зве-
но лестницы крепится болтами к железобетонному стволу при помощи дер-
жателей из полосовой стали.
Звенья ограждения длиной 2,5 м из полосовой стали на сварке крепятся к
звеньям ходовой лестницы болтами, а между собой соединяются планками на
болтах.
Крепление металлоконструкций площадок, балконов, лестниц к железобе-
тонному стволу осуществляется на болтах при помощи дюбелей, закладывае-
мых в стенку ствола при бетонировании.
Молниезащита
Молниезащита дымовой трубы состоит из молниеприемников, токоотводов,
заземляющего контура (рис. 4.29).
Для труб высотой до 50 м достаточна установка одного стержневого молни-
еприемника и одного токоотвода. Для труб высотой от 50 до 100 м проектиру-
164
Рис. 4.29. Пример решения молниезащиты дымовой трубы
165
ется не менее 2-х стержневых молниеприемников и двух токоотводов. Коли-
чество и размеры стержневых молниеприемников определяются из расчета
зоны защиты одиночного стержневого молниеотвода.
Стержневые молниеприемники для дымовых труб проектируются, как пра-
вило, из оцинкованных водогазопроводных труб диаметром 40 мм. Верхний
конец молниеприемника выполняется заостренным, к нижнему концу прикреп-
ляется токоотвод.
Крепление стержневого молниеприемника к железобетонному стволу осу-
ществляется на болтах при помощи специальных держателей из полосовой
стали.
При двух и более молниеприемниках нижние концы их соединяются между
собой объединяющим канатом из круглой стали 012 мм.
Для труб высотой более 100 м молниеприемник проектируется в виде сплош-
ного стального кольца из полосовой или круглой стали поперечным сечением
не менее 100 мм2. Кольцо устанавливается на головке трубы и крепится к же-
лезобетонному стволу при помощи специальных держателей. К кольцу долж-
но быть присоединено не менее 2-х токоотводов.
Токоотвод проектируется из круглой стали 012-16 мм. В качестве второго
токоотвода на дымовых трубах допускается использование ходовой лестницы.
На дымовых трубах высотой более 100 м требуется установка объединяющих
стальных колец по высоте трубы для выравнивания потенциала. В качестве объе-
диняющих колец допускается использование светофорных площадок.
Заземляющий контур молниезащиты проектируется в зависимости от за-
данного импульсного сопротивления заземлителей и от величины удельного
сопротивления грунта растеканию тока промышленной частоты.
Величина импульсного сопротивления заземлителей для дымовых труб дол-
жна быть не более 50 см на каждый токоотвод.
Заземляющий контур устанавливается во время обратной засыпки котлова-
на фундамента с забивкой электродов в грунт и последующей приваркой объе-
диняющей шины. Верхний конец электрода должен быть заглублен от поверх-
ности земли не менее чем на 0,8 м.
После установки заземляющего контура необходимо проверить действитель-
ную величину сопротивления заземлителей растеканию тока промышленной
частоты.
Если измеренное сопротивление превысит допускаемую величину импульс-
ного сопротивления для данной трубы (не более 50 см на один токоотвод), то
следует присоединить дополнительные электроды для снижения сопротивле-
ния.
166
Антикоррозионная защита труб
Защита несущих стволов. Антикоррозионная защита несущих стволов про-
мышленных труб, железобетонных и кирпичных, должна осуществляться в
соответствии с требованиями СНиП 11-23-73 “Защита строительных конст-
рукций от коррозии”. Инструкция по противокоррозионной защите и ремонту
полимерными материалами дымовых промышленных труб и других специ-
альных высотных железобетонных сооружений” ВСН 34—75 ММСС СССР и
настоящей инструкции.
Вид и составы антикоррозионных покрытий должны быть указаны в проек-
тах труб. В проекте должен быть также указан способ подготовки поверхнос-
ти перед нанесением защитных покрытий (очистка, выравнивание, затирка или
нанесение штукатурного слоя и т.д.).
Для антикоррозионной защиты железобетонных стволов дымовых труб с
температурой на покрытии в пределах 80 °C следует применять покрытия на
основе эпоксидных, эпоксидно-каменноугольных, полиуретановых, бутилка-
учуковых и др. пленкообразующих, применяемых для получения высокона-
полненных утолщенных, мастичных и обычных лакокрасочных покрытий. Как
правило, следует предусматривать лакокрасочные материалы заводского про-
изводства: эпоксидной шпаклевки ЭП-00-10, эпоксидных и эпоксидно-камен-
ноугольных эмалей ЭП-140, ЭП-582, ЭП-917, ЭКП, полиуретанового лака УР-
231, бутилкаучуковых мастик и др.
Таблица 4.32
Наименование компонентов	Содержание компонентов в массовых частях			
	В составах			
	1	2	3	4
Смолы:				
каменноугольная смола	100	100	100	50
эпоксидная смола Э-40 или ЭД-20	100	100	100	—
эпоксидная шпаклевка ЭП-0010	—	—	—	—
Наполнители:				
графит электроугольный	—	30	—	—
графит тигельный или молотая слюда	—	—	10	—
Растворители:				
растворитель Р-40	25	15-20	15-20	15-20
Таблица 4.33
Характеристика	Единица измерения	№ составов	
		1	2,3,4
Вязкость по вискозиметру ВЗ-4 Продолжительность отверждения состава в покрытии при 12-20 °C Количество слоев в покрытии Расход состава на один слой	с ч шт. кг/м2	15-20 2-5 1 0,2	60-80 24 2 0,4
167
Возможно приготовление составов в условиях строительной площадки. Ре-
цептуры составов приведены в табл. 4.32.
Технологические показатели эпоксидно-каменноугольных составов и рас-
ход материалов на покрытие приведены в табл. 4.33.
Состав 1 применяется в качестве грунтовочного (пропиточного) слоя. В ка-
честве покровных слоев рекомендуются составы 2 и 3. При применении шпак-
левки ЭП-00-10 в эпоксидно-каменноугольных покрытиях состав для грунта
получают путем разведения состава № 4 до консистенции соответствующей
18<20 с, по ВЗ-4 при температуре 20 °C.
Для защиты железобетонных стволов труб от конденсата удаляемых газов
следует применять листовые и рулонные защитные покрытия: полиизобути-
лен, бутилкаучук и др., наклеиваемые на изолируемую поверхность в 2 слоя.
От температурного воздействия дымовых газов, а также обеспечения эффек-
тивной защиты при использовании листовых и рулонных материалов, необхо-
димо устройство прижимной футеровки.
Для защиты железобетонных стволов труб в условиях непосредственного
воздействия паров серной и других кислот с температурой 50 °C, следует при-
менять мастики на основе бутилкаучука. Общая толщина 2-хслойного бутил-
каучукового покрытия составляет 4—5 мм. Толщина первого грунтовочного слоя
— 1,0-5-1,5 мм. Второй покровный слой (с добавкой антофилитового асбеста)
наносится на изолируемую поверхность шпателем. В качестве растворителя
применяется гексан. При температуре на покрытии более 50 °C от непосред-
ственного воздействия дымовых газов покрытие следует защищать футеров-
кой.
Покрытие из цементно-песчаного раствора, наносимого методом полусухо-
го торкретирования или пневмобетонирования, применяется при подготовке
поверхности бетона или кирпичной кладки для нанесения антикоррозионной
защиты, а при отсутствии в отходящих газах агрессивных составляющих, — в
качестве самостоятельной защиты. Кислотоупорную кладку футеровки следу-
ет выполнять на замазках и растворах:
а)	цементно-глиняный или цементный раствор для кладки из лекального
(ГОСТ 8426-75) и обыкновенного глиняного кирпича (ГОСТ 530-71) при уда-
лении неагрессивных дымовых газов;
б)	кислотоупорную замазку или раствор на калиевом жидком стекле для клад-
ки из кислотоупорного кирпича при удалении агрессивных газов;
в)	цементно-шамотно-глиняный — для кладки из шамотного кирпича при
температуре удаляемых газов выше 300 °C.
Составы кислотоупорной замазки и растворов для кладки футеровки, а так-
же кислотоупорного бетона для изготовления блоков указываются в проекте.
Ориентировочный расход материалов в кг на м3 кислотоупорных композиций
приводится в табл. 4.34.
168
Таблица 4.34
Наименование компонентов	Соотношение компонентов в кг на 1 м3					
	1	2	3	4	5	6
Калиевое жидкое стекло с модулем 2,89-	425	450	—	—	300	300
3,0; уд.массой 1,4 (ТУ-6-15-785-73 или ТУ-						
6-18-204-74)						
Кремнефтористый натрий	65	67	125	125	45	45
Диабазовая мука	845	1500	635	635	300	300
Кварцевый песок	845	—	635	635	680	600
Гранитный щебень	—	—	—	—	—	1150
Керамзитовый гравий	—	—	—	—	420	—
Каменноугольный пек (ГОСТ 1038-75) или	13	14	—	13	9	9
инденкумароновая смола (ГОСТ 9263-66)						
Ацетоно-формальдегидная смола (ТУ 13-	—	—	13	—	—	—
122-68)						
Калиевая силикат-глыба (ОСТ 21-3-74)	—	—	425	425	—	—
Вода	—	—	325	330	—	-—
Футеровку железобетонных стволов труб при отводе дымовых газов, содер-
жащих от 0,05 до 0,4 % SO2 и до 0,008 % SO3 и окислов азота с температурой
от 70 до 160 °C и способных образовать конденсат кислот, следует выполнять:
а) из кислотоупорного кирпича первого и второго сорта, лекального кирпича
или глиняного кирпича на кислотоупорной замазке или растворе и устройства в
местах ее сопряжений слезниковых поясов из кислотоупорной керамики;
б) из блоков кислотоупорного бетона на калиевом жидком стекле, модифи-
цированного уплотняющими добавками.
Футеровку железобетонных стволов труб при отводе дымовых газов, содер-
жащих от 0,05 до 0,4 % SO2 и до 0,008 % SO3 с температурой выше точки росы
на внутренней поверхности футеровки и не образующих в стволе конденсата,
следует выполнять из лекального кирпича или обыкновенного кирпича на це-
ментно-глиняном растворе марки 50 (с расходом цемента не менее 150 кг на
1 м3 песка).
Футеровку железобетонных стволов труб при отводе продуктов сгорания
природного газа, не содержащих агрессивных компонентов, с температурой
от 70 до 250 °C следует предусматривать из лекального кирпича, обыкновен-
ного глиняного кирпича на цементно-глиняном растворе марки 50 (с расходом
цемента не менее 150 кг на 1 м3 песка).
Футеровку железобетонных стволов труб при отводе дымовых газов с тем-
пературой выше 300 °C следует выполнять из шамотного кирпича на цемент-
но-шамотно-глиняном растворе.
Внутренние газоотводящие стволы (ствол) следует выполнять из панелей
кремнебетона с герметизацией вертикальных и горизонтальных швов асбес-
товыми и стекловатными жгутами во фторопластовой пленочной оболочке,
169
обжимаемых в процессе сборки царг. Минераловатные жгуты должны изго-
тавливаться диаметром 65 мм в оплетке из стеклоткани, заключенные во фто-
ропластовую оболочку. Асбестовые жгуты, заключенные во фторопластовую
оболочку, должны иметь диаметр 25 мм.
Выбор металла для газоотводящих стволов труб. При выборе металла
для газоотводящих стволов труб необходимо руководствоваться СНиП П-28-
73 “Защита строительных конструкций от коррозии (дополнение)” и требова-
ниями настоящей инструкции.
Для правильного выбора металла, обладающего наибольшей коррозионной
стойкостью, следует учитывать условия эксплуатации трубы: температуру,
точку росы, влажность, химический состав и концентрацию агрессивных ком-
понентов дымовых газов, предполагаемый химический состав конденсата на
внутренней поверхности.
При проектировании труб из разнородных металлов необходимо учитывать
возможность развития контактной коррозии и предусмотреть меры по ее пре-
дотвращению. Допустимые и недопустимые контакты между металлами и
сплавами приведены в табл. 4.35.
При температуре отходящих дымовых газов выше температуры точки росы
газоотводящие стволы следует изготовлять из углеродистой стали (например,
из Ст.З, Ст. 10). Скорость коррозии Ст.З в этих условиях равна 0,2-0,4 мм/год.
При увеличении толщины листа на 3 мм с учетом возможного коррозионного
разрушения срок эксплуатации трубы будет составлять около 15 лет.
Таблица 4.35
№
п/п
Металлы и сплавы
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Углеродистая
сталь
Сталь
низколегированная
марок 1ОХСНД,
15ХСНД, 10ХНДП
Сталь хромистая,
хромоникелевая
нержавеющая
Алюминий и его
сплавы
Свинец
Оцинкованная
сталь
Условия эксплуатации																	
Слабоагрессивные						Среднеагрессивные						Сильноагрессивные					
1	2	3	4	5	6	1	2	3	4	5	6	1	2	3	4	5	6
+	+	0	+	+	+	4-	+	0	0	+	+	+	+	п	п	+	+
+	+	0	+	+	+	+	+	0	0	+	+	+	+	п	п	+	+
0	0	+	+	+	+	0	0	+	0	+	+	п	п	+	п	+	0
+	+	+		+	+	0	0	0	+	+	+	п	п	п	+		+
+	+	+	+	+	+	+		+	+	+	+	+	4-	+	+	+	+
+	+	+	+	+	+	+	+	+	+		+	+	+	0	+	+	+
Обозначения: контакт допустим (+); контакт допустим: при дополнительной защите
лакокрасочными покрытиями (0); при наличии изоляционных прокладок (П).________
170
При частом, но кратковременном понижении температуры дымовых газов
ниже точки росы, например, при пуске или остановке котлоагрегатов, газоот-
водящие стволы предпочтительнее изготовлять из высокопрочной низколеги-
рованной стали типа 10ХНДП. Коррозионная стойкость этой стали в 2-3 раза
выше, чем углеродистой Ст.З.
При жестких режимах эксплуатации труб, когда температура дымовых газов
постоянно поддерживается ниже температуры точки росы и на внутренней
поверхности происходит конденсация 60-80 % серной кислоты газоотводя-
щие стволы следует выполнять из высоколегированной стали, стойкой в усло-
виях конденсации Н2О4 при повышенной температуре, например, из стали типа
06ХН28МДТ или биметалла Ст.З 06ХН28МДТ. Скорость коррозии этой стали
даже в сильноагрессивных средах не превышает 0,1 мм/год.
Верхняя часть газоотводящего ствола дымовой трубы, находящаяся в зоне
окутывания, должна быть выполнена из кислотостойкой стали, типа
Х17Н13МДТ.
4.3. Определение ветровой нагрузки
В качестве расчетной скорости ветра для проектирования сооружений мо-
жет быть принята такая скорость, которая наблюдается в рассматриваемом
районе строительстве достаточно редко (1 раз в 5 лет), и вместе с тем не отли-
чается существенно от наибольших скоростей, которые могут иметь место в
период службы сооружений.
На основе полученных данных об изменчивости ветра определены (по ин-
тегральной кривой распределения) скорости ветра, превышаемые 1 раз в 1 год,
5, 10, 15 и 20 лет. Эти данные, определенные для 3000 пунктов Советского
Союза, послужили основой для разработки карты районирования территории
СССР по ветровой нагрузке, включающей семь районов. Эти данные частич-
но использованы при подготовке СНиП 23-01-99 Строительная климатоло-
гия, но здесь использованы при климатическом районировании для строитель-
ства средние скорости ветра в зимние месяцы [4.12].
За нормативный скоростной напор принят напор, определенный по скорос-
ти ветра, превышаемой 1 раз в 5 лет, для условий открытого, незащищенного
места. Значения нормативного скоростного напора q0 приведены в табл. 4.36.
Расчетная ветровая нагрузка q определяется как произведение нормативной
ветровой нагрузки qu на коэффициент перегрузки п, устанавливаемый в соот-
ветствии с табл. 4.37, т.е.
q = nq.	(4.9)
171
Таблица 4.36
Нормативные скоростные напоры ветра для высоты над поверхностью земли до 10 м
Районы СССР	Нормативные скоростные напоры, Па	Районы СССР	Нормативные скоростные напоры, Па
1 II III IV Примечания. 1. Hops открытого, незащищенно! превышаемая 1 раз в 5 леп	27,0 35,0 45,0 55,0 дативные скоростные нано о места при двухминутнок скорость ветра. 2. Карту f	V VI VII эы определены по скорост осреднении по формуле айонирования по ветровог	70,0 85,0 100,0 и ветра для условий о = и2/16, где и — нагрузке, см. [8.1].
Имея в виду большой срок службы железобетонных газоотводящих труб, от
надежной работы которых зависит работа электростанции в целом, значение
коэффициента перегрузки принято равным 1,4 для труб высотой до 300 м и 1,5
для более высоких труб.
Нормативная ветровая нагрузка определяется по формуле
q* = qQc$kd.	(4.10)
где q0 — нормативный скоростной напор, кг/м2, определяемый по табл. 4.36.
Нормативные скоростные напоры определены скоростью ветра для условий
открытого, незащищенного места при двухминутном осреднении по формуле
?0 = w2/16,	(4.11)
где и — превышаемая 1 раз в 5 лет скорость ветра; с — коэффициент лобового
сопротивления (аэродинамический коэффициент), принимаемый равным 0,6
для высот до 150 м и 0,7 для более высоких; к — поправочный коэффициент
на возрастание скоростного напора ветра для высот более 10 м, определяемый
по табл. 4.37, д; d — наружный диаметр трубы, м, для конических труб —
средний диаметр участка трубы; р — коэффициент увеличения скорости на-
пора, определяемый по формуле
P=l+^w,	(4.12)
Таблица 4.37
Коэффициенты перегрузок для ветровых нагрузок
Наименование	Коэффициент перегрузки				
	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5
Период времени (число лет), в течение которого расчетная ветровая нагрузка однократно превышается	8	13	20	30	50
172
Таблица 4.37а
Значение коэффициента к
к	н„	к	н„	к	Н„
1,39	20	2,25	70	2,86	150
1,63	30	2,35	80	3,00	175
1,82	40	2,44	90	3,11	200
1,9	50	2,52	100	3,3	250
2,12	60	2,7	125		
Таблица 4.38
Значение коэффициента т
Высота, м	До 20	40	60	80	100-20
Коэффициент т	0,35	0,32	0,28	0,25	0,21
Рис. 4.30. Значения коэффициента динамичности х в зави-
симости от периода собственных колебаний трубы
3
2
1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Т, °C
где т — коэффициент пульсации скорости напора, определяемый по табл. 4.38;
£ — коэффициент динамичности, зависящий от периода собственных колеба-
ний трубы и от логарифмического декремента затухания колебаний трубы.
Коэффициент £, определяется по графику (рис. 4.30).
Так как для определения периода собственных колебаний трубы необходи-
мо знание ее действительной жесткости (с учетом наличия трещин в растяну-
той зоне сечения трубы и упругопластической работы бетона в сжатой зоне),
определение которой возможно лишь после полного расчета трубы, в качестве
первого приближения, идущего в запас прочности, можно принимать значе-
ние равное 2,4. Проверка правильности принятого £ производится после
определения периода собственных колебаний трубы.
4.4. Расчет горизонтальных сечений
Расчет горизонтальных сечений начинают с расчета нижнего сечения, из
которого определяют кривизну трубы от действия расчетной ветровой нагруз-
ки и собственного веса трубы, принимаемую в качестве расчетной для всех
остальных горизонтальных сечений. При наличии в нижнем сечении ослабле-
ний одним или несколькими проемами за расчетное сечение, для которого оп-
ределяется кривизна трубы, принимается сечение, расположенное непосред-
ственно над проемом.
173
Для всех остальных сечений трубы расчет упрощается, поскольку кривизна
трубы от действия расчетной ветровой нагрузки принимается равной кривиз-
не, полученной из расчета нижнего сечения. В связи с этим могут быть сразу
определены Л/ и точное значение относительного эксцентриситета продоль-
ной силы С, в соответствии с которыми находят аан и абн.
Определение напряжений в арматуре
Для расчета горизонтальных сечений по несущей способности задаются се-
чением вертикальной арматуры/а на 1 м длины окружности трубы и толщиной
стенки ствола h и определяют напряжение в арматуре о иив бетоне обн от
собственного веса и расчетной ветровой нагрузки или сейсмических сил. За-
тем проверяют прочность полосы длиной 1 м с наветренной и подветренной
сторон ствола на совместное воздействие собственного веса, нормативной
ветровой нагрузки и температуры, определяют раскрытие горизонтальных
трещин и сравнивают полученные значения с допустимыми.
Если взять проекцию горизонтального сечения на плоскость xz (в координа-
тах х, у, z) (рис. 4.31), то совместное воздействие силы тяжести N и ветровой
нагрузки q0 можно представить себе как воздействие силы №, действующей на
указанное сечение не по центру, а с эксцентриситетом Со, т.е. горизонтальное
сечение ствола трубы при воздействии собственного веса и ветровой нагрузки
испытывает внецентренное сжатие.
Рассмотрим напряжение, возникающее с наветренной и подветренной сто-
рон трубы, предварительно приняв для упрощения расчета гз = г = (гвн + г )/2,
(см. рис. 4.1), идущее в запас прочности сечения. Тогда площадь сжатой зоны
F6c = 2r/?p,	(4.13)
где р — половина угла, ограничивающего сжатую зону сечения (угол р выра-
жается в радианах).
Площадь всей растянутой арматуры Fa = [L^rhfjt - р), и площадь всей сжатой
арматуры Fa' = ц^г/гр. Расстояние от центра кольца до центров тяжести пло-
щадей
sin р , sin р
Л=Г^Р;	(4-14)
Напряжение в арматуре на уровне центра тяжести площади всей растянутой
арматуры определяется по формуле
СТан = Л/Л	(4-15)
где Л/ — момент всех сил относительно центра тяжести площади сжатой зоны:
174
Рис. 4.31. Схема внецентренного сжатия
элемента газоотводящей трубы
////
Растянутая зона hll
(4-16)
где Со = MJNr — эксцентриситет приложения силы N', Wa — момент сопротив-
ления сечения по растянутой зоне, равный статическому моменту площади
растянутой арматуры относительно центра тяжести сжатой зоны:
„г	„ 2, , о/sinB sinB^ _ sinB ..
^а=7?а(Уа+Уб) = 2г Ар/л-Р) ---£ + —= 2(pr2fyl1 —(4.17)
у71 Р Р 7	Р
Подставляя в формулу (4.15) значения Л/ и после преобразований полу-
чаем
7ГЦ1
(4-18)
где
и, = N/2rh.
О
(4.18а)
Как видно из формулы (4.18), напряжение, возникающее в арматуре от воз-
действия внешних нагрузок, зависит от силы тяжести ствола над рассматрива-
емым сечением N, эксцентриситета приложения этой силы Со, угла, разграни-
чивающего сжатую и растянутую зоны сечения р, диаметра ствола (2г), тол-
175
щины его стенки h и количества продольной арматуры в стволе, характеризу-
емого коэффициентом При принятых геометрических размерах h и ц на-
пряжение (5ан является функцией Со и 0.
Угол 0, в свою очередь, также зависит от Со и а,, где — характеристика
железобетонного элемента кольцевого сечения с распределенной по высоте
арматурой. Таким образом, напряжения в арматуре при воздействии на сече-
ние ствола ветровой нагрузки и веса ствола могут быть определены методом
последовательных приближений: задаваясь Со, находим угол Р и затем, зная
изгибающий момент и необходимые величины, определяем Со, сравнивая его
с ранее принятым. Последовательность полного расчета горизонтальных се-
чений приводится в конце этого параграфа.
Характер железобетонного элемента кольцевого сечения находится по фор-
муле
В этом выражении: gj =fjbn (b — ширина полосы, равная 100 см); п = EJE
— значения модулей упругости арматуры и бетона, приведены соответствен-
но в табл. 4.39, 4.40 (при определении значения п коэффициент р6 принимает-
ся равным 1); Рб — коэффициент, учитывающий влияние температуры на мо-
дуль упругости бетона, принимается согласно табл. 4.3 в зависимости от сред-
ней температуры сечения стенки; со — коэффициент, характеризующий пол-
ноту эпюры распределения напряжения в сжатой зоне бетона; V — коэффици-
ент упругости бетона сжатой зоны при воздействии температуры, равной от-
ношению упругой части деформации сжатой грани бетона к полной ее дефор-
мации.
Значения произведения cov( принимаются согласно табл. 4.3 в зависимости
от средней температуры сечения стенки. В зоне температур до 200 °C, харак-
терных для дымовых труб ТЭС, cov( = 0,4.
Если иметь в виду, что подавляющее большинство железобетонных дымо-
вых труб высотой до 250 м изготавливается из бетона марки 300, а в качестве
арматуры применяются стержни периодического профиля из стали класса А-
III, то значение п = 6,35 и тогда
а, = 23,8ц/0б.	(4.20)
Характеристика железобетонного элемента прямоугольного сечения для тех
же предпосылок определяется
а = 15,9^0^,	(4.21)
176
Таблица 4.39
Модули упругости арматуры Еа
Вид арматуры	Модуль упругости арматуры, МПа
Горячекатаная из стали классов A-I, А-П	210000
То же классов А-Ш и A-IV	200000
Холоднотянутая проволока и пучок из нее	180000
Таблица 4.40
Модули упругости бетона при сжатии Е61, МПа
Вид бетона	Коэффициент	Марка бетона	
		150	200
Обычный бетон на портландцементе		23000	26500
где Р6 принимается по табл. 4.3 в зависимости от температуры наиболее нагре-
той поверхности бетона; — коэффициент, учитывающий неравномерность
распределения напряжений в арматуре при температурном воздействии.
находим по графикам рис. 4.35, а или б.
Н =fJbh№
где hQ — расстояние от внутренней поверхности трубы до оси арматуры.
Относительный эксцентриситет Со приложения нормальных сил N опреде-
ляется по формуле
* _ ^доп >	.
° ” Nr г'
2
Для неослабленного сечения
2	2
Г + Г
» = н 'в
я	А
4г
н
(4.22а)
где Л/ — изгибающий момент в рассматриваемом
сечении, вызванный расчетной ветровой нагрузкой
или сейсмическими силами; М — дополнитель-
ный изгибающий момент, вызванный собственным
весом трубы из-за прогиба трубы и крена фунда-
Рис. 4.32. Расчетная схема прогиба трубы от действия ветро-
вой нагрузки с учетом крена фундамента
(4.22)
мента (рис. 4.32); N — продольная сила, создаваемая весом данного участка
трубы.
Определение напряжения в бетоне
Напряжение в бетоне определяется по формуле
О,Н = Л/Л	(4-23)
где Л/ — момент всех сил относительно центра тяжести растянутой зоны:
„ sinp^l
Mc=Nr Со+т-^
У 71 Ру
(4-24)
где W — момент сопротивления сечения по сжатой зоне, равный статическо-
му моменту площадей, приведенных к бетону, относительно центра тяжести
площади растянутой арматуры:
W = (F + F ')(у + у ),
с v б а.б /'-Л а б7’
(4-25)
где
Кб =^ — = 2rhp$(nf) = 2rh^al
GBH
Подставляя в выражение для W значения соответствующих величин, полу-
чаем
^=27^(1 + 04)-^.	(4.26)
7Г-р
После подстановки в формулу (4.23) значений М и Ж и преобразований
получим
пб G
_ v sinp
°б.н	,,	,
71(1 + 00
(4-27)
При совместном действии нагрузок и температуры суммарное напряжение в
бетоне с подветренной стороны сечения определяется по формуле
<*б =
°6.н + СТбг
1 + _ЯбГ_
«р
(4.28)
178
Таблица 4.41
Значения коэффициентов а6р и аи
Вид материала	Коэффициент	Температура нагрева, °C		
		20	100	200
Обычный бетон	OQ>p	10	10,5	11
Сталь	ОСа/	11	11,5	12
убн — коэффициент, учитывающий изменение сопротивления бетона при осе-
вом сжатии с изменением температуры; Rn“ — нормативное сопротивление
бетона осевому сжатию.
Напряжение в бетоне, вызванное воздействием температурного перепада,
определяется по формуле
а6( = 0,5(1/р,)/гщуД(,	(4.29)
где wv(, Еб1 принимаются по температуре наиболее нагретой поверхности бе-
тона (cov, для дымовых труб ТЭС равно 0,4); 1/р( — температурная кривизна
оси сечения, определяемая по формуле
1 _ абр^б ~ табР(б	(4 30)
Pr h
agp, a6pZ — коэффициенты суммарной линейной деформации бетона, опреде-
ляемые по табл. 4.41 в зависимости от температуры соответственно наиболее
нагретой t5 и менее нагретой t6' поверхностей бетона; т — коэффициент недо-
грева, принимаемый равным 0,85; при отрицательной температуре арматуры
коэффициент равен 1,15.
С учетом того, что cov( = 0,4,
o6,= 0,2(l/p,)/z£6z.	(4.31)
Определение кривизны трубы и дополнительного момента
Для определения напряжений в арматуре и бетоне от воздействия ветровой
нагрузки и веса ствола необходимо знать дополнительный момент, вызванный
весом трубы вследствие ее прогиба и крена фундамента. Кривизна труб с на-
прягаемой арматурой при наличии больших эксцентриситетов (р < 90°) опре-
деляется по формуле, предложенной проф. В.И. Мурашовым:
1/р = М/В,
~ а а’
(4.32)
где Л/ — момент сил относительно центра тяжести площади сжатой зоны:
179
(433)
В — средняя жесткость сечения после появления трещин, выраженная по ра-
стянутой зоне:
В = Е ' W(hn-x).
а а.с av 0	'
(4.34)
' — модуль упругости сжатой арматуры; Wa — упругопластический момент
сопротивления сечения по растянутой зоне, равный относительному моменту
площади растянутой арматуры относительно центра тяжести сжатой зоны; h
— расстояние от внутренней поверхности кольца до оси арматуры (рис. 4.1):
(/г0 -х) = r(l + cosP).
(4-35)
Подставляя значение Ва в уравнение (8.22), и имея в виду, что Л//1Г = <Та
получаем
р 0,6£ar(l + cosp)
(4.36)
(В предельном состоянии, для которого определяется кривизна, можно при-
нять уа = 1 и Егс = 0,6£а)
Поскольку опытные значения кривизны внецентренно сжатых элементов
больше теоретических значений, значения, получаемые по формуле (4.36), уве-
личены на 20 %. В этом случае
р 0,5£ar(l + cosp)
С учетом напряжений от нормальных сил, возникающих в бетоне, выраже-
ние для определения кривизны трубы можно записать в виде
Принимая эпюру кривизны за фиктивную нагрузку, прогиб трубы подсчи-
тывают как момент от фиктивной нагрузки в консоли, заделанной у верхнего
конца трубы. Анализ результатов расчетов кривизны, определенных по фор-
180
муле (4.37), показывает, что с достаточным приближением, идущим в запас
прочности, можно принять эпюру кривизны прямоугольной, причем в каче-
стве расчетной ординаты можно принять кривизну нижнего сечения трубы.
В этом случае прогиб цилиндрической трубы f определяется формулой
/=?/2р,	(4.38)
где х — расстояние от основания трубы до расчетного сечения (рис. 4.32).
Изгибающий момент от собственного веса на расстоянии z от верха трубы
будет равен
н
К>п = \P<J~fx)dx,
H-z
где f -fx — приращение прогиба; Р — вес 1 м трубы на участке z.
Прих = H-z
(Я-z)2
2р
(4-39)
(4.40)
Подставив значение^ в формулу (4.39) и произведя интегрирование преоб-
разования, получим
M'aon=-(3Hz-2z2).
(4-41)
Входящее в формулу произведение Pz — вес участка трубы с футеровкой
над расчетным сечением, т.е. нормальная сила в расчетном сечении. Обозна-
чив Pz = N, получим
, Nz2 (ЗН >
Мдоп=—------2 ,
6р V Z )
(4.42)
где z — расстояние от верха трубы до расчетного сечения.
Увеличение изгибающего момента на величину Л/доп' вызовет возрастание
прогиба трубы и соответствующее увеличение момента на величину АЛ/оп'.
Для определения ДЛ/оп' необходимо определить прогиб трубы от действия
', для чего в соответствии с принятой методикой найдем кривизну трубы
1/pj от действия
1/р, = М '/В.
г1 доп а
(4.43)
181
Умножим числитель и знаменатель на 1/р — кривизну, вызванную Л/ + Л/доп':
1	р
Pi Р Ва •
Имея в виду, что Ва(1/р) = Л/ + Л/ ', получим
1 М'
- =------352--.	(4.44)
р (4,+лОр
Для упрощения примем по аналогии с выводом формулы для Л/доп', что кри-
визна 1/р, постоянна по высоте трубы и определяется кривизной нижнего се-
чения.
Для нижнего сечения трубы можно написать
М ' = кМ,	(4.45)
ДОП	в’	V '
тогда
1 _ Шв _ к
Р1 (Л/В+Щ.)Р Р(1 + £)
(4.46)
По аналогии с выводом формулы для
x2 (H-z)2
— -	0	’ ЛЛ/Д«п
2p,	2p,
Nz2(3H >
6pj I z J ’
Подставив значение 1/р, (4.46) в выражение для АЛ/оп, получим
AU'	(3H Л-U'
доп 6p(l + A7)l z 2) Мдоп
(4-47)
Окончательно будем иметь

1 + к)’
(4.48)
к
l + £
к
или
^ДОП
Nz2(3H 2У1 + 2Г
6p у z Д l + £
(4.48a)
182
где
к = М '/М.
ДОП в
Как показывает анализ расчета ряда труб, отношение дополнительного мо-
мента Л/доп' к ветровому моменту Л/ в нижнем расчетном сечении трубы мо-
жет быть принято равным 0,3.
Принимая к = 0,3, получаем значение отношения
>±“,1,2.
1 + £
Подставляя это значение в формулу (4.48а), получаем окончательную фор-
мулу для дополнительного момента, вызванного прогибом трубы:
Мяоа
Nz2(3H А
5р у z )
(4.49)
Дополнительные моменты в трубе могут возникнуть не только из-за проги-
ба трубы от действия ветровой нагрузки, но также от крена фундамента и оп-
ределяются величиной tg 0, которая не должна превышать значения 0,004. При
учете крена фундамента суммарный прогиб трубы будет равен
/ = ^- + xtgO.
2р
(4.50)
Изгибающий момент от собственного веса на расстоянии z от верха трубы
равен
н
м'яоп=
H—z
(4-51)
где
А=-(Я, z)2+(H-z)tge.
2р
Подставив значение fix) в формулу (4.39), произведя интегрирование и при-
няв pz = N, получаем

Nz2 (ЗН	3ptg0
6р у Z	Z
(4.52)
183
С учетом дополнительного прогиба трубы, вызванного действием Л/', по-
лучим выражение для определения значения суммарного дополнительного мо-
мента М :
ДОП
/VzV3#_2 + jV>ptgf^
5р z	z )
(4.53)
Определение напряжений в арматуре
от воздействия ветровой нагрузки и массы ствола
Зная основные характеристики и расчетные выражения, можно определить
напряжения в арматуре в сечении с трещиной, вызванные внешними нагруз-
ками Оан.
Эти напряжения определяются, как отмечалось, методом последовательных
приближений в следующей последовательности.
1.	Задаваясь содержанием продольной арматуры^ на 1 м окружности, мар-
кой бетона и классом стали, определяем величину произведения pt«.
2.	Определяем среднюю температуру сечения стенки ствола трубы, в зави-
симости от которой находим значения 0. и vg" (см. табл. 4.3). Значение коэф-
фициента Рб находим также и в зависимости от температуры внутренней по-
верхности бетона трубы.
3.	Определяем значение характеристики 0^ по формулам (4.19)-(4.20).
4.	Задаваясь приближенным значением дополнительного момента Л/доп =
= 0,3 Л/, определяем по формуле (4.22) величину С , которая должна быть боль-
ше, чем г Jr, где гя определяем по формуле (4.22а).
5.	Определяем значение угла 0 по графику рис. 4.33, а в зависимости от 0^ и
Со. Вспомогательные тригонометрические величины для расчетов представ-
лены на рис. 4.33, б.
6.	Определяем напряжения в арматуре от собственного веса и напряжения в
бетоне об н по формуле (4.27), которые должны удовлетворять соответственно
условиям (4.1) и (4.2).
7.	Определяем значение кривизны трубы 1/р от действия расчетной ветро-
вой нагрузки по формулам (4.37) и (4.37а).
8.	Определяем дополнительный момент Л/Доп, вызванный прогибом трубы и
креном фундамента, по формуле (4.53).
9.	Проверяем принятую при определении значений Оан и соответственно 1/р и
Мдол величину Со по формуле (4.22). Если это значение Со более чем на 5 %
отличается от принятого, при определении Оан необходимо сделать перерасчет.
Уточненное значение кривизны трубы, определенное для нижнего расчет-
ного сечения, принимают для всех остальных сечений трубы.
184
Относительный эксцентриситет, С„
Рис. 4.33. Значение угла р для кольцевых внецентренно сжатых труб (а) и тригонометрических вели-
чин, встречающихся в расчетах (б): 1 — значение fJ/sinP; 2 — значения (л - fJ)/sin|3; 3 — значения (1 +
+ cosp); 4 — значения sinp/(7t - 0); 5 — значения 0/(л - 0)
4.5.	Напряжение в арматуре при совместном действии
внешних сил и температур
При совместном действии собственного веса, нормативной ветровой нагрузки
и температуры напряженное состояние выделенной полосы с наветренной сто-
роны сечения трубы с напрягаемой арматурой при Со - г Jr, в зависимости от
величин Оанн и может либо быть однозначное (одно растяжение), либо дву-
значное: сжатая зона с внутренней стороны стенки, растянутая зона — с на-
ружной. На рис. 4.34 представлен характерный график значений напряжений
в арматуре аа в зависимости от растягивающей силы N по данным испытаний
балок с ненапрягаемой арматурой на совместное действие температурного
перепада и продольной растягивающей силы.
Как видно из рис. 4.34, увеличение нормальной силы приводит к уменьше-
нию напряжений, вызванных температурным перепадом, причем сумма зна-
чений напряжений в арматуре от температурного воздействия и нормальной
силы не очень значительно (не более чем на 20 %) отличается от значения на-
пряжения от действия температурного перепада до приложения нормальной
силы.
В этой стадии работы балки имеет место двузначная эпюра напряжений, и
суммарное напряжение в арматуре Оа равно
р h
Oa=oL+Oa(=^(l-^),	(4.54)
Vaz Р(
где Oa нн — напряжения в арматуре от собственного веса и нормативной ветро-
вой нагрузки, определяемые по формуле (4.18); 0^ — напряжения, вызванные
185
Нормальная сила, т
Рис. 4.34. Развитие напряжений в арматуре при совместном действии температурного момента и
нормальной растягивающей силы
изменением температуры; —коэффициент, учитывающий неравномерность
распределения деформаций (или напряжений) в арматуре на участках между
трещинами при температурном воздействии. Значение коэффициента \|/ на-
ходят по графикам рис. 4.35, а или б при = 1 - 0,5^ = 1,5оанн; 1 /р, — темпе-
ратурная кривизна оси элемента, определяемая по формуле
1 абп?б
— = _£р_2------5	(4.55)
Р, йо
где /б, Z — температуры соответственно наиболее нагретой (внутренней) по-
верхности бетона и арматуры, полученные из теплотехнического расчета; аб
— коэффициент суммарной линейной деформации бетона, определяемый по
табл. 4.41 в зависимости от марки бетона и его температуры; — коэффици-
ент линейного расширения арматуры, определяемый по табл. 4.41 в зависимо-
сти от температуры; т — коэффициент, учитывающий возможный недогрев
арматуры, принимаемый 0,85. При отрицательной температуре арматуры ко-
эффициент т принимается равным 1,15; £ — относительная высота сжатой
зоны, определяемая по формуле
(4.56)
где
q = а(1 -р).
Для удобства расчета на рис. 4.36 приведены графики значении £ в зависи-
мости от а и q.
Характеристика сечения стенки а определяется последовательным прибли-
жением по формуле
186
Рис. 4.35. Значения коэффициента при арматуре периодического профиля (а) и при гладкой круглой арматуре (б)
187
Рис. 4.36. Значения относительной высоты сжатой зоны бетона в зависимости от а и q
(4.57)

Подставляя для бетона ojv( = 0,4 и п = 6,35, получаем
а = 15,9^/13^,
где
Н =flbhv
(4.57а)
находят по графикам рис. 4.7, а или б в зависимости от ци и G.J1 - 0,5^).
Как видно из формулы (4.57), сечение становится однозначно растянутым,
т.е. относительная высота сжатой зоны становится равной нулю при q = О,
или, что то же самое, р = 1, поэтому значение величины р = 1 может служить
критерием расчетного состояния сечения.
При р > 1 сечение однозначно растянуто (правая часть графика рис. 4.36). В
этом случае напряжения в арматуре от действия температурного перепада
равны нулю, и напряжения в арматуре, принимаемые в дальнейшем для расче-
та раскрытия трещин, равны Оа = К5оаД
При р < 1 имеет место двузначная эпюра напряжений (левая часть графика
рис. 4.36). В этом случае суммарные напряжения в арматуре оа = о “.
Коэффициент р определяется по формуле
188
Г	1	•	у-r.^o/
Ea-h0
Pt
Значение коэффициента зависит от напряжений в арматуре Оа ", неизвес-
тных при определении значения р. Поэтому в качестве первого приближения
предполагаем, что эти напряжения равны 1,5оан", и значение определяем
для этих напряжений. Такое предположение дает минимальное значение про-
изведения 1,5оан"	. Если в результате первого приближения окажется, что
р > 1, значит, сечение действительно однозначно растянуто ио = 1,5о.1н“. Если
же в результате расчета окажется, что р < 1, значит, наше предположение не
соответствует действительности, и тогда в качестве первого приближения для
нахождения у , входящего в формулы (4.57) и (4.58), необходимо принять
Оа[ (1 - 0,5^) = 0,87?^.
Далее определяют значение средних напряжений в арматуре
'’» = ед/Р,Х1-9,	(4.59)
и по графикам рис. 4.35, а или б в зависимости от рп и оД1 - 0,5^) находят
значение \|/ , которое сравнивают со значением \|/щ, принятым при определе-
нии р и а.
Если окажется, что новое значение \|/ отличается от ранее принятого более
чем на 5 %, необходимо сделать соответствующий перерасчет.
4.6.	Расчет по раскрытию горизонтальных трещин
Раскрытие горизонтальных трещин от внешней нагрузки проверяется в том
случае, если стенка трубы с наветренной стороны однозначно растянута. Ши-
рина раскрытия горизонтальных трещин определяется по формуле
ат=Я^/т,	(4.60)
где /т — расстояние между трещинами; Оас — средние напряжения в растяну-
той арматуре, принимаемые при расчете ширины раскрытия трещин больши-
ми из двух значений
О = 1,5о н\|/.	(4.61)
а.с ’ а.н т а
ИЛИ
189
°ах = °ас,’	(4.61а)
где аас, — среднее напряжение в арматуре, определяемое по формуле (4.59); у
— коэффициент, учитывающий работу растянутого бетона между трещинами.
Для труб с ненапрягаемой арматурой
Ya-1	н ’
<5анЦ
где FpH — нормативное сопротивление бетона растяжению (находится по
табл. 4.4);
ц=/Ж
Для центрально растянутых элементов, выполняемых без предварительного
напряжения, при кратковременном действии нагрузки рекомендуется формула
Va = 1 - 0,7(^T/2V).	(4.62а)
Подставляя в эту формулу значения
Л' = (),8F/? " и w=l,5o hF = 1,5с h|1F,
получаем
Va=l~0,7
0,532?“
ОанЦ
Рис. 4.37. Значения коэф-
фициента к.
Если отношение 0,53Т?р7оанн ц составляет более 1,
то следует принимать его в формуле (4.62) равным 1.
Расстояние между трещинами I определим при Оас,
находимом по формуле (4.61):
4 = («/и,)'-,
При Оас, принимаемом по формуле (4.61а):
(8.53)
(4.63а)
/т = knur,
где и — отношение площади арматуры к периметру
сечения стержней при арматуре одного диаметра и =
= <2/4; d — диаметр арматуры для стержней периоди-
ческого профиля, номинальный диаметр без учета вы-
ступов и ребер; г — коэффициент, зависящий от типа
190
растянутой арматуры, принимаемый равным; при арматуре из стержней пери-
одического профиля 0,7, при арматуре из гладких горячекатаных стержней 1;
кх — коэффициент, определяемый по графику рис. 4.37.
4.7.	Расчет вертикальных сечений
Вертикальные сечения дымовой трубы работают только на действие нерав-
номерного нагрева по толщине стенки. При этом у внутренней, более нагре-
той поверхности появляются напряжения сжатия, а у наружной поверхности
— растягивающие напряжения, которые воспринимаются кольцевой армату-
рой (рис. 4.38).
Расчет вертикальных сечений по несущей способности производится следу-
ющим образом.
При заданных размерах бетонного сечения, проверенных при расчете гори-
зонтальных сечений, задаются площадью кольцевой арматуры^ на 1 м высо-
ты трубы и определяют напряжение в ней при температурном воздействии.
Затем проверяют ширину раскрытия вертикальных трещин.
Напряжения в кольцевой арматуре в сечении с трещиной определяют по
формуле
°а, = °а.оМ, = ВДШО "	(4-64)
величина 1/р, определяется по уже известной формуле:
1 ^«б/б~тааЛ
Р,	h0
и относительная высота сжатой зоны £ по формуле
Рис. 4.38, Схема трубы с компенсационными швами: а — горизонтальное сечение трубы; б — верти-
кальное сечение трубы по /-2; 1 — стенка ствола; 2 — компенсационный шов; 3 — граница компен-
сационных швов
191
2
и a f а
^ = -y + J|jJ +9 >	(4-65)
где q = а.
Величину а находим методом последовательных приближений. Значение
коэффициента Х|1 принимаем по графикам рис. 4.35, а или б, как и в случае
расчета горизонтальных сечений, в зависимости от и <7ас,(1 - 0,5^).
Напряжение должно удовлетворять условию
a <R .
аг аг
Ширина раскрытия вертикальных трещин определяется по формуле
«Т=-^Ч,	(4.66)
где /т = knur, как и в случае расчета горизонтальных сечений.
4.8.	Особенности напряженного состояния ствола дымовых труб,
работающих в условиях пульсирующих температурных режимов
Пульсирующие температурные режимы приводят к тому, что напряженно-де-
формированное состояние ствола дымовой трубы оказывается несколько иным,
чем в случае труб, работающих в обычном режиме. Наиболее важное отличие
заключается в том, что ствол трубы оказывается подверженным воздействию
нестационарных температурных полей, которые приводят к возникновению в
конструкциях ствола внутренних температурных напряжений, величины и зна-
ки которых определяются, помимо всего прочего, характером нестационарных
температурных процессов (т.е. при подъеме температуры в некоторых областях
рассматриваемой конструкции возникают, например, сжимающие температур-
ные напряжения, которые в процессе охлаждения оказываются растягивающи-
ми и т.д.). Очевидно, что такое знакопеременное напряженное состояние может
в ряде случаев (при неблагоприятных сочетаниях параметров температурного
режима, свойств материалов и конструктивных решений) привести к поврежде-
нию ствола дымовой трубы и снижению ее долговечности. В действующих нор-
мативных документах [8.3] ствол дымовой трубы рассчитывается на действие
температурного момента, соответствующего стационарному температурному
режиму, и не рассчитывается на температурные усилия, возникающие при не-
стационарных температурных воздействиях.
192
Известно, что температурные напряжения зависят от величины модуля уп-
ругости материала, его упруго-пластических и реологических свойств. Извес-
тно также, что температура оказывает влияние (которое может быть весьма
существенным) на прочностные и деформативные свойства бетона. Учет этих
зависимостей может быть без труда реализован в рамках существующих в на-
стоящее время алгоритмов и методов расчета строительных конструкций (на-
пример, метода конечных элементов), которые могут быть использованы при-
менительно к конструкциям дымовых труб, работающих в пульсирующих ре-
жимах. Однако для проведения расчетов в условиях многократных циклов
“нагрев - выдержка - охлаждение” необходимо иметь уточненные данные по
свойствам бетона в зависимости от температуры нагрева или охлаждения как
при первом цикле, так и при последующих циклах (имеются в виду такие ха-
рактеристики как модуль упругости, коэффициент упругости, призменная проч-
ность, прочность на растяжение).
Уточнение упруго-пластических свойств бетона необходимо проводить с
учетом истории нагружения (это особенно важно для конструкций, работаю-
щих в переменных нестационарных температурных полях). Здесь имеется в
виду, что уровень напряжений, достигнутый на более ранней стадии работы
материала, влияет на его упруго-пластические свойства на более поздней ста-
дии работы. Все это может привести к тому, что материал на z'-ом цикле “на-
грев - выдержка - охлаждение” будет существенно отличаться от материала
на более ранних циклах, и температурный режим, который успешно выдержи-
вался на более ранних стадиях работы конструкции, может оказаться для нее
крайне неблагоприятным на z-ом цикле работы. На величину пластических
деформаций влияет температура и уровень напряжений; так как при цикли-
ческом температурном воздействии температура и величины напряжений мо-
гут изменяться в значительных пределах и возможны самые разнообразные
сочетания “температура - напряжения”, приобретает большое значение про-
ведение программных испытаний образцов бетона (изменение нагрузки и тем-
пературы по заранее намеченной программе).
На напряженное состояние конструкций, подверженных температурному воз-
действию, оказывают в той или иной мере деформации ползучести. В настоя-
щее время нет теории ползучести, которая удовлетворительно описывала бы
поведение бетона в условиях пульсирующих температур и переменных напря-
жений. Здесь, по-видимому, целесообразно применение методов расчета, ис-
пользующих прямые (экспериментальные) результаты определения деформа-
ции ползучести.
С точки зрения расчета сложность здесь заключается в распространении этой
методики на случай неодномерного напряженного состояния. В эксперимен-
тальном плане необходимо установить взаимосвязь между нагрузкой и темпе-
193
ратурой, действующими на (z - 1)-ом этапе, и деформациями ползучести на z-
ом этапе, т.е. необходимо выяснить в какой степени влияет на деформации
ползучести предшествующие деформации.
На основании вышеизложенного и имеющегося опыта проведения расчетов
термонапряженного состояния в конструкциях тепловых агрегатов, считаем,
что наиболее перспективным методом расчета конструкций ствола высотных
дымовых труб, работающих в условиях пульсирующих температурных режи-
мов, является метод конечных элементов, который позволяет наиболее полно
учесть особенности работы конструкций и поведение материала, характерные
для рассматриваемых температурных и силовых воздействий. Разумеется, кон-
кретная модификация метода конечных элементов (МКЭ) определяется типом
рассчитываемой конструкции, характером температурных и влажностных по-
лей, наличием достоверной информации о физико-механический и реологи-
ческих свойств используемых материалов и т.д. Ясно, что в тех случаях, когда
имеется слишком мало данных по свойствам материала, не следует стремить-
ся к использованию совершенных (усложненных) расчетных схем, так как это
становится совершенно не оправданным.
Упрощенный учет влияния нестационарных температурных полей
на напряженное состояние стволов труб
В соответствии с действующим нормативным документом “Указания по рас-
чету железобетонных дымовых труб” — ВСН 286-90/ММСС СССР, Москва,
1990 [8.3], реализованным в виде программы STVOL, проводятся статические
и динамические расчеты только несущей железобетонной оболочки для мо-
мента времени, соответствующего стационарному температурному режиму,
т.е. все стадии воздействия на конструкцию нестационарных температурных
полей (подъем температуры, охлаждение) полностью игнорируются. При этом
некоторые из физико-механических и реологических свойств бетона учитыва-
ются либо при помощи упрощенных приемов, либо совсем не учитываются,
напряжения в бетоне от температурного воздействия определяются по упро-
щенной методике (величина напряжений не изменяется по толщине сечения)
и вычисляются независимо от напряжений, обусловленных другими воздей-
ствиями.
К настоящему времени разработаны новые методические подходы и сред-
ства их реализации, которые, в частности, позволяют:
1.	Определять нестационарные и стационарные температурно-влажностные
поля в сечениях дымовых труб различной конструкции;
2.	Проводить статические расчеты горизонтальных сечений труб (несущая
железобетонная оболочка - футеровка) на совместное действие температуры
и собственного веса;
194
3.	Полностью учитывать все физико-механические и реологические свой-
ства конструктивных материалов оболочки и футеровки;
4.	Учитывать образование, развитие и закрытие трещин;
5.	Определять напряжения в различных точках сечения футеровки и оболочки.
Следует отметить, что принципиальное отличие новой методики от старой
заключается в том, что по [8.3] расчет напряженно-деформированного состоя-
ния сечений производят только один раз — для фиксированного момента вре-
мени, соответствующего стационарному распределению температуры.
По новой же методике необходимо предварительно провести многократный
расчет температур по толщине сечений для различных моментов времени, т.е.
вычислительный процесс включает в себя временной фактор.
Именно вследствие отмеченного принципиального отличия двух методик,
нельзя непосредственно передать параметры температурного расчета, опреде-
ленные в процессе счета по новой методике, в программу STVOL. Поэтому
влияние нестационарности температурных полей приходится учитывать при
помощи упрощенных приемов.
Анализ формул, по которым проводится расчет сечений по методике [8.3],
показывает, что для определения температурных напряжений в бетоне и арма-
туре необходимо иметь ?gmax — температуру наиболее нагретой грани бетона
несущей железобетонной оболочки и A/g — температурный перепад по тол-
щине сечения несущей железобетонной оболочки. Сейчас A/g определяется по
линейному распределению температуры, соответствующему стационарному
режиму. Для того, чтобы сохранить такой же подход и в случае нестационар-
ных температурных полей, необходимо заменить криволинейное распределе-
ние температур линейным распределением и определить по этому линейному
распределению /й и A/g.
Такое приведение, выполняемое по методике [8.4], необходимо проводить
для каждого расчетного момента времени и в процессе счета фиксировать ?gmax
и A/gmax, которые затем нужно передавать в программу STVOL.
Таким образом, общая последовательность вычислительного процесса по
учету нестационарных температурных полей состоит из следующих стадий:
•	проводится расчет температурно-влажностных полей для всего рассматри-
ваемого периода времени (подъем температуры по заданному графику и выдер-
жка при требуемой температуре до наступления стационарного режима);
•	приведение криволинейного распределения температур к прямолинейно-
му и фиксация ts и A/g (для каждого расчетного момента времени);
•	определение Zgmax и A/gmax для всего рассматриваемого периода времени и
передача их в программу STVOL.
•	расчет напряженно-деформированного состояния несущей железобетонной
оболочки по программе STVOL с учетом и А/„'”“.
195
Итак, можно сделать следующие выводы:
1.	Пульсирующие температурные режимы приводят к возникновению в кон-
струкции ствола дымовых труб знакопеременных температурных напряжений,
которые в неблагоприятных случаях могут привести к сокращению срока ее
службы.
2.	Для определения параметров термонапряженного состояния ствола дымо-
вых труб, работающих в пульсирующих температурных режимах, необходима
подробная информация о физико-механических и реологических свойствах ис-
пользуемых материалов в условиях циклического температурного воздействия.
3.	В качестве основополагающего метода расчета конструкций дымовых труб
следует использовать метод конечных элементов (вычислительные комплексы
SCAD, Базис и др.), При разработке конкретных алгоритмов необходимо уде-
лять повышенное внимание температурно-влажностным деформациям мате-
риалов, развитию в процессе циклического температурного воздействия плас-
тических деформаций и деформаций ползучести, учету возникновения и раз-
вития трещин.
4.9. Методы расчета температурных полей
и массообмена в дымовых трубах
Вычисления температурных полей и температурных потоков в газоотводя-
щей трубе не являются конечной целью, а дают лишь исходные данные, необ-
ходимые для определения термических напряжений, которые в общем случае
возникают в телах при их жестком закреплении и появлении неоднородного
температурного поля. Вследствие температурного воздействия на элементы
трубы на более нагретой поверхности возникают кольцевые и осевые напря-
жения сжатия, на менее нагретой — растягивающие кольцевые и осевые на-
пряжения. При этом тепловое расширение конструктивных элементов дымо-
вой трубы происходит в условиях свободной деформации.
Параметром, определяющим значения термических напряжений в элемен-
тах трубы, является градиент температуры, в случае стационарного режима
работы — перепад температур по толщине кирпичной кладки или железобе-
тонной оболочки.
Для футеровки из кислотоупорного кирпича допустимый температурный
перепад принимается равным 80 °C, а для обеспечения надежной работы же-
лезобетонной оболочки принято оптимальным поддерживать температуру на
внутренней поверхности железобетонной оболочки не выше 100 °C, хотя по
строительным нормам допускается использовать обычный бетон при темпе-
ратуре до 200 °C.
196
Таким образом, при выборе газоотводящих труб важно знать температур-
ный режим их работы и перепады температур на поверхностях железобетон-
ного ствола, футеровки и изоляции. От температурного режима во многом за-
висит надежность работы как металлических, так и обычных железобетонных
и кирпичных дымовых труб, в связи с чем необходимо проводить тепловой
расчет газоотводящей трубы. Тепловой расчет проводится после выполнения
аэродинамических расчетов.
Тепловой расчет газоотводящей трубы с противодавлением
При последовательном расчете по зонам снизу вверх принимают
*0n+i =tx„’
где п — порядковый номер зоны, °C; t — температура воздуха вверху зоны,
°C; /0 — температура воздуха внизу зоны, °C.
Охлаждение газов в трубе первоначально не учитывается, и при расчете зоны
температура газов по высоте принимается постоянной с последующей про-
веркой принятого допущения после расчета каждой зоны.
Используя допущения о возможности расчета теплопередачи в дымовой трубе
по аналогии с передачей через плоскую стенку, для дымовой трубы с вентили-
руемым зазором на основе теплового баланса можно составить следующую
систему уравнений:
е, = е2к+е4; е2к= е3 + езк; е4+е3к=е5
или в виде
k.(t - t,)F, = а, (т, -1 )F + а, (т. - x.)F •
IV г	V 1	2кч 2	ср7 1	2лv 2	З7	1’
а. (т,	- t )F=Gc(t	-	Л)	+	а, (/ - t,)F;	(4.67)
2кА 2	ср7	1	в pv х	О7	3kv ср	27	2’	v	7
а. (т, - T,)F, + а, (t -	= к.(т2 - t )F.,
2лк 2	З7	1	3kv ср	27	2 2V 3	н7	2’
где Q4, Q2k, Q3k — теплоотдача излучением и конвекцией, Вт; Qv Qs — тепло-
передача через футеровку и бетонную стенку, Вт; Q, —теплота, пошедшая на
нагрев воздуха, Вт; tr, т2, т3 — температура газов, температура соответственно
на футеровке и бетоне со стороны воздушного зазора, °C; F}, F2 — поверхнос-
ти теплообмена соответственно со стороны футеровки и бетона, м2; tQ, tx, /ср —
температура воздуха соответственно на входе в расчетную зону, на выходе из
зоны и средняя в зоне, °C:
(4.68)
197
Gb — расход воздуха в воздушном зазоре, кг/ч:
Gb = 3600рвИ,	(4.69)
где рв — плотность воздуха, кг/м3, приведена в табл. 4.42; К — расход воздуха
в зоне, следует определить при аэродинамическом расчете воздушного зазора,
м3/с; с — удельная теплоемкость воздуха, кДж/(кг °С), определяется из
табл. 4.43; а., а, , а. — коэффициенты теплоотдачи конвекцией и излучени-
ем, Вт/(м °C).
В данном расчете принимается а2к = а3к; к}, кг — неполные коэффициенты
теплопередачи, Вт/(м2°С):
где п, т — соответственно число слоев футерованной и бетонной стенок; 5 —
толщина z-ro слоя стенки, м; X. — коэффициент теплопроводности z-ro слоя
стенки, Вт/(м °С).
Коэффициенты теплопроводности различных материалов приведены в
табл. 4.43.
а1к, ан, а|л — коэффициенты теплоотдачи соответственно конвекцией от ды-
мовых газов к футеровке и от железобетонной стенки к наружному воздуху и
излучением от газов к стенке газоотводящего ствола, Вт/(м2-°С):
а = 6,3(^or,	(4.71)
где — средняя скорость ветра заданного района, м/с; определяется по СНиП
23-01-99. Строительная климатология; К— коэффициент, учитывающий уве-
личение скорости ветра v по высоте трубы; определяется в зависимости от
высоты трубы:
Н, м.....25	50	100	150	200	350 и выше
К........ 1,2	1,6	2,1	2,3	2,6	3,1
При расчете коэффициентов конвективного теплообмена в стволе и воздуш-
ном зазоре используются критериальное уравнение:
Nu = 0,021 Re0W,44(Prr/Prc)°'25 ё;>	(4.72)
или
Nu = 0,032Re°'8Pr°’3 ё®'054.	(4.73)
198
Физические параметры для сухого воздуха при В = 1,0140s Па
>3 R X £ U Ч 1- н X |Х X с?	ОО	ОО еч	Я	so	гч	о	О	О	о	OS Os SO	00 Os SO	SO Os SO	Os ЧЭ	еч Os SO	о OS so	ОО ОО so
																
Вязкость кинематическая v, 106, м2/с	9,23	10,04	10,80	11,60	12,43	13,28	14,16	о	16,00	16,96	17,95	18,97	о	21,09	22,10	23,13
Вязкость динамическая цЮ6, Па-с	14,6	15,2	15,7	16,2	16,7	17,2	17,6	18,1	18,6	I‘6l	19,6	20,1	20,6	гч	21,5	21,9
Температуро- проводность а! О2, м'/с	12,7	ОО	14,9	16,2	17,4	ОО ОО	20,0	21,4	22,9	24,3	25,7	26,2	28,6	30,2	31,9	33,6
Теплопроводность ХЮ2, Вт/(м°С)	2,04	2,12	2,20	2,28	2,36	2,44	2,51	2,59	40 еч	2,76	2,83	2,90	2,96	3,05	3,13	3,21
Теплоемкость с, кДж/(кг °С)	1,013	1,013	1,013	О	О	1,005	1,005	1,005	1,005	1,005	SOO‘1	1,005	О	О	О	О
Плотность ,	р, кг/м3	1,564	1,515	1,453	1,395	1,342	1,293	1,247	1,205	1,165	1,128	о	1,060	1,029	000'1	0,972	0,946
Температура t, °C	1	-40	-30	-20	7	о	о	8		о	in	s	о	ОО	§	100
199
g	Таблица 4.43
_____________________Теплофизические характеристики применяемых строительных материалов
Наименование материалов	Плотность р, кг/м3	Температура t, °C	Коэффициент теплопроводности X, Вт/(м°С)	Удельная теплоемкость с, кДж/(кг-°С)
Железобетон, эксплуатируемый в нормальных	2500	20-200	1,92	0,82
условиях из бетона на гравии или щебне, из				
природного камня				
Бетон обыкновенный в зависимости от влажности	2350	0-20	1,27-1,74	0,82
	2450			
Кислотоупорный бетон:				
легкий	1500	20	0,46-0,5	0,82
тяжелый	2300		0,72-0,93	0,82
Бетоны на природных пористых заполнителях:				
Туфобетон	1800	0-20	0,53	0,82
Пемзобетон	1600		0,42	
Бетоны на искусственных пористых заполнителях:				
керамзитобетон	1800	0-20	0,66	0,82
перлитобетон	1200		0,30	0,82
Бетон на зольном гравии	1400	0-20	0,46	0,82
Бетоны ячеистые:				
газо- и пенобетон	1000		0,30	0,82
Кирпич:				
красный машинной формовки	1800	20	0,77	0,88
красный ручной формовки	1700		0,70	0,88
силикатный	1900		0,81	0,84
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича	1900	20	0,93	0,88
(ГОСТ 530-77)	1800		0,84	0,88
	1700		0,81	0,84
	1600		0,67	0,84
Кладка из глиняного обожженного кирпича на легком	1700	20	0,61	0,84
растворе				
Кладка из кислотоупорного кирпича	2100	20-100	1,27-1,5	0,84
Плотный шамотный кирпич	1800	200	0,85-0,90	0,80
Продолжение табл. 4.43
Наименование материалов	Плотность р, кг/м3	Температура Z, °C	Коэффициент теплопроводности X, Вт/(м°С)	Удельная теплоемкость с, кДж/(кг-°С)
Огнеупоры:			1,21	
плотный шамот	181	200		—
легковесный шамот	145	200	0,756	—
то же с содержанием 40 % угля Вата минеральная и стеклянная и изделия из нее:	96	200	0,49	—
вата минеральная	150	25	0,042	0,86
войлок минеральный	150	125	0,07	0,86
плиты минераловатные	125	125	0,046	0,86
то же на битумной связке	350	125	0,993	0,86
то же на синтетической связке	200	—	0,059	0,86
Перлитоцементные плиты	225		0,065	0,056
	250	25±5	0,070	0,060
	300 350	(300±5)	0,076 0,081	0,068 0,070
Плиты теплоизоляционные из ячеистых бетонов	400	25 ±5	0,93	0,86
Плиты перлитокерамические	250 300	25±5	0,65 0,70	—
Сталь строительная	7850	0-100	58	—
Алюминий	2600	0-100	219	—
Цементно-песчаный раствор или штукатурка из него	1800	0	0,76	0,23
Сложный раствор (песок - известь - цемент) или штукатурка из него	1700	0	0,70	0,23
Л
S
t-
ю
л
Н
Физические параметры дымовых газов (СО2 = 13 %, Н2О = 11 %, N2 = 76 %)
Критерий Прандтля Рг	0,72 0,71 0,71 0,7 0,7 0,69 0,69 0,68 0,68 0,67 0,67 0,67 0,66 0,66 0,66 0,65
Вязкость кинематическая V106, м2/с	12,20 13,60 15,3 17,2 19,3 21,54 23,60 25,6 27,6 30,1 32,80 35,56 38,32 41,06 43,82 46,59
Коэффициент теплопроводности X-102, Вт/(м°С)	2,28 2,48 2,59 2,80 3,02 3,13 3,33 3,53 3,73 3,92 4,01 4,17 4,35 4,51 4,67 4,84
Коэффициент теплоемкости ср, кДж/(кг°С)	1,042 1,047 1,052 1,057 1,062 1,068 1,074 1,080 1,085 1,091 1,097 1,102 1,107 1,112 1,117 1,122
Плотность р, кг/м3	1,296 1,226 1,157 1,088 1,019 0,95 0,91 0,87 0,83 0,79 0,748 0,726 0,704 0,682 0,660 0,637
Температура газов, °C	0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
202
При этом коэффициент кинематической вязкости для дымовых газов может
быть определен из табл. 4.44, а для воздуха из табл. 4.42.
Коэффициент лучистого теплообмена а2л определяется по формуле
Г 273+ т2 V f 273 + т3У
Д 100 ) < 100 )
'2л — А
2-^
(4.74)
где А —угловой коэффициент излучения.
В нашем случае
(4.75)
где Ер £2 — соответственно степень черноты теплообменных поверхностей
(наружной — футеровки и внутренней — бетона), имеющих температуру т2 и
т3; С — коэффициент лучеиспускания абсолютно черного тела, Со = 5,67
Вт(м К4).
Решая систему уравнений теплового баланса (4.67) относительно т2, тз, и /
получаем расчетные формулы
_ а2л[к^/1г +C(f + 1)Г0 4-]4-ос2к[^,(с/ — l)Zr + £2/н + Ct^\ + kik2dtT + k2Ct0
2	а2л[к^/+ C(f+ 1) + k2d] + a2K[k}(d-1) + k2+C] + kik2d+ к2С
а2к^2 + «2кЛ> + к2^и + Ct0
0i2j]cJf 3" ^2xf 3" k2d + C
_ а2к/^2 +	+ CtQ
CP а2к/ + а2к + C
где
(4.76)
Теплотехнический расчет ведется в последовательности, начиная с нижнеи
зоны:
203
а)	по заданным температуре и расходу газов определяются значения Re и Рг.
Из уравнения (4.72) определяется а|к;
б)	в той же последовательности определяются значения а2к и а, .
При этом расход V, м3/с, принимается из аэродинамического расчета соот-
ветствующего режима (летнего или зимнего). Скорость воздуха в воздушном
зазоре определяется по формуле
v~v^
w =------ ,
n5x(Dx -5Х)
(4.77)
в)	исходной температурой tQ является температура воздуха, которая прини-
мается в зависимости от /г и Гн по графику (рис. 4.39);
г)	задаваясь величиной а2л, по формуле (4.76) определяют т. и т,. Проверка
принятого значения а2л производится по условию
-а-2л~а2лр100<5%,
а2л
где а2лр определяется по уравнению (4.74).
Ниже приведен также метод расчета, использованный для составления про-
граммы на ЭВМ.
Рис. 4.39. Максимальная температура подогрева подаваемого в вентилируемый канал воздуха в зави-
симости от температуры газов в трубе и температуры наружного воздуха
204
Приведя в соответствие уравнения (4.68) и (4.74) с системой уравнений (4.67),
получим
Ь (К ~Ъ)Р = а2к (*2 ~ 'ср )Л + 4
т2 +273? _ Гт3 +273?
100 J 1 100 I
4;
а2к(г2 ^)^i-2GBC/,(tcp t0) + а3к (Zcp 'Ч)7’?
т2 +273? _ f т3 +273х4
100 J I 100
(4.78)
А,
Л+аЗк('ср	'н)Т*2-
Алгебраическая нелинейная система (4.78) решается относительно неизвес-
тных температур т2, ?ср, т3 методом Ньютона.
За начальные значения корней следует принять
t =t'T=t + 20; т = / - 20.
ср 0’ 2 ср ’ 3 ср
Теплотехнический расчет необходимо вести в той же последовательности,
начиная с нижней зоны. Далее определяют температурное поле ограждающих
дымовую трубу конструкций и температурные перепады на футеровке и на
бетоне
Ti = 'r - 4г - Wap	(4-79)
гд? tj — температура на внутренней поверхности футеровки, °C.
При наличии теплоизоляции на футеровке или бетоне температуру на по-
верхности слоев (т ) следует определить по формулам:
со стороны футеровки
TCT,+i = гст, - ('г - т2) y-К,	(4.80)
Л-
со стороны бетона
т ,=т — (Ti — t )—к,	(4.81)
*CTZ+1 СТ/ V 3 Н/ 2*	’	V 7
гДе Тсг. —температура на поверхности слоя, °C.
Температурные перепады соответственно на футеровке и бетоне следует
определять по формулам
Атф =(Zr(4.82)
205
= СЧ — ) 7 ^2 ’
Лб
(4.83)
где Ахф —температурный перепад на футеровке, °C; Ат6 — температурный пе-
репад на бетоне, °C.
После расчета всех зон определяется среднее значение ?срк температуры воз-
духа в воздушном канале:

(4.84)
где п — число зон; Н. — протяженность z-й зоны, м; Г . — средняя температу-
ра воздуха в z-й зоне, °C; Н — высота трубы, м.
Если
^Wcp°-Q
100>10 %,
(4.85)
. 0 .к
то, приняв / = Г , следует повторить весь расчет, начиная с аэродинамичес-
кого расчета воздушного канала.
В неравенстве (4.85) Г 0 —принятое первоначальное в аэродинамическом рас-
чете вентилируемого канала значение средней температуры воздуха в воздуш-
ном зазоре, °C.
Расчет газоотводящей трубы с металлической вставкой
Если в газоотводящей трубе подогрев воздуха осуществляется с помощью
металлической вставки, то следует провести ее тепловые расчеты. Схема теп-
лообмена представлена на рис. 4.40.
z,
Рис. 4.40. Схема теплообмена в газоотводящей трубе
206
Расчет коэффициентов теплоотдачи ос2к и а3к (в этом случае а2к а3к) при
числах GrPr > 61010 необходимо выполнить по критериальному уравнению:
Nu = 0,15(GrPr)13	(4.86)
при определяющей температуре / , определяющем размере Н (высота встав-
ки).
Расчет коэффициентов а2к, а3к выполняется по формулам
а2к=4^г2-^Р;	(4.87)
азк = Ад/^ср — тз ’	(4.88)
где коэффициент А является функцией температуры и определяется:
te............-50	-30	10	50	100
А ............ 1,85	1,75	1,65	1,56	1,53
К	4
Теплоаэродинамические расчеты труб
с проходным вентилируемым зазором
Теплоаэродинамический расчет газоотводящей трубы с одним или несколь-
кими газоотводящими стволами в железобетонной оболочке с проходным вен-
тилируемым зазором (рис. 4.41) выполняется для двух или трех режимов ра-
боты трубы в зависимости от исходных данных рассчитываемого объекта.
При температуре дымовых газов, существенно превышающей температуру
насыщения конденсирующихся паров более чем на 20 °C, выполняется расчет
для двух режимов:
а)	проводится расчет по определению толщины теплоизоляции стволов для
летнего режима для обеспечения температуры воздуха в межтрубном простран-
стве, не превышающей 40 °C. За расчетную температуру наружного воздуха
принимается средняя температура наиболее жаркого месяца;
б)	для определения температурных перепадов по железобетонному стволу в
зимних условиях за расчетную принимается температура наружного воздуха
самой холодной пятидневки. Толщина изоляции принимается по результатам
первого расчета.
При температуре дымовых газов, близкой к температуре насыщения конден-
сирующихся паров, расчет ведется дополнительно для третьего режима рабо-
ты трубы: проводится Теплоаэродинамический расчет, в результате которого
определяется толщина теплоизоляции стволов исходя из условий обеспечения
температурного перепада “газ - стенка”, исключающего или снижающего кон-
денсацию паров серной кислоты, за расчетную температуру наружного возду-
207
Рис. 4.41. Схема газоотводящей трубы с проходным зазором с четырьмя металлическими газоотво-
дящими стволами: 1 — железобетонная оболочка; 2 — газоотводящий ствол; 3 — теплоизоляция; 4
— промежуточная площадка; 5 — межтрубное пространство
ха принимается среднегодовая температура, а температурный перепад “газ -
стенки” принимается по табл. 4.45 в зависимости от скорости дымовых газов
в устье трубы.
Толщина изоляции принимается наибольшей, получаемой в результате трех
расчетов.
Расчет по определению толщины теплоизоляции газоотводящих стволов из
условия обеспечения /в = 40 °C проводится для летнего режима, когда нагрузка
на трубу определяется только энергетическими котлами. При расчете темпе-
ратурных перепадов по железобетонному стволу и при расчете толщины теп-
лоизоляции, исходя из условия обеспечения температурного перепада “газ -
стенка”, необходимо учитывать график работы одновременно энергетических
Таблица 4.45
Температурные перепады в зависимости от скорости газов
Скорость газов в трубе при номинальной нагрузке, м/с	Рекомендуемый перепад “газ-стенка”, °C
40-30	1,0-1,5
30-20	1,5-2,0
20-15	2,0-2,5
	
208
И пиковых котлов, причем для зимнего режима нагрузка будет суммарной, а
при расчете по среднегодовой температуре — средневзвешенной.
Теплоаэродинамический расчет газоотводящей трубы
с проходным вентилируемым зазором при одинаковой
температуре газов в газоотводящих стволах
В случае многоствольной газоотводящей трубы полный тепловой поток от
дымовых газов определяется по формуле
Q\ =zk^F-^Fv	(4.89)
где z — число стволов.
При расчете трубы с несколькими стволами используется эквивалентный
диаметр воздушного зазора
_ Z>2 - z(<7 + 25)2
^ЭКВ ~	J	’
D + zd
Где D — диаметр железобетонной оболочки, м; d — диаметр газоотводящего
ствола, м.
Усредненный эквивалентный диаметр определяется по формуле
<7ЭХВ з =-У Н31;	(4.90)
у ,=1
г=1 мэкв.з
где Нз. —высота расчетной зоны, м; d з — эквивалентный диаметр расчетной
Зоны, м.
При расчете углового коэффициента Ап за величину средней взаимной по-
Мрхности излучения между газоотводящими стволами и железобетонной обо-
лочкой принимается произведение периметра контура Р на высоту зоны, Fmn =
*= РН3, и коэффициент Ап определяется по формуле
Д,	у	(«1>
—-1
£1 F2	,
Тогда система уравнений будет иметь вид:
209
. ,	4/з v л /т2 +273^ Л т, 4- 273Л
zk,(t — т2)/] = гЛ (т2 — Г )4 3 F, + A —------- - —---------- F ;
1 ' Г	Z ' 1	К V Z	ср z	1 Л I J QQ I I	| 00	I ИЗЛ ~
Л (т t \4/3	^о)	. (	'4/3.
Z^k (Т2 Ср)	,,	р + Ак (/ср т3)	,
^2	^2
т2 +273? _(т3+273?
100 I I 100 )
(4.92)
А,
^- + Ааср-т3)4/3=А;2(т3-/н).
Fi
Система уравнений (4.92) позволяет рассчитать температурные поля и пере-
пады в любой точке ограждающих конструкций дымовой трубы аналогично
наложенному расчету для дымовой трубы с противодавлением.
Теплоаэродинамический расчет газоотводящих труб
с проходным вентилируемым зазором при разной
температуре газов в газоотводящих стволах
В этом случае расчет проводится исходя из следующей предпосылки: коли-
чество теплоты, переданное от газоотводящих стволов воздуху межтрубного
пространства, идет на нагрев его и потери через железобетонную оболочку в
окружающую среду. Количество теплоты, переданное от дымовых газов одно-
го газоотводящего ствола:
Q; = a^tr-^FV	(4.93)
Общее количество теплоты определяется суммированием индивидуальных
тепловых потоков от каждого ствола
0= Хе/-	(4-94)
2=1
Следуя принципу неразрывности теплового потока через многослойную стен-
ку, количество теплоты Q' можно определить в отличие от выражения (4.93)
по выражению через коэффициент теплопередачи:
где &1п —полный коэффициент теплопередачи от дымовых газов к воздуху вен-
тилируемого зазора, Вт/(м2-°С):
______________1_____________
1 | ^Г.СТ | ^ИЗ |	1
«1 ^Т.ст ^из
(4.96)
210
ав — эффективный коэффициент теплоотдачи от газоотводящего ствола к воз-
духу путем конвекции и излучения, может быть принят равным 5-7 Вт(м2°С),
нижний предел ав соответствует нижним зонам, верхний — верхним зонам
трубы.
Количество теплоты Q2, переданное через железобетонную оболочку наруж-
ному воздуху, Вт:
=	(4-97)
где к2п — полный коэффициент теплопередачи через железобетонную оболоч-
ку, Вт/(м2-°С):
D6 — средний диаметр железобетонной оболочки в расчетной зоне, м.
Количество теплоты, воспринимаемой воздухом от газоотводящих стволов,
Вт:
ез = ЧсЖ-'о)>	(4.99)
где Gb — количество движущегося воздуха в вентилируемом зазоре, кг/ч.
Для нижней зоны количество воздуха определяется
G=3600pwF,	(4.100)
где рв — плотность воздуха при температуре tQ, кг/м3; wa, св — скорость, тепло-
емкость воздуха, м/с, кДж/(кг-°С); Fb —сечение для прохода воздуха в венти-
лируемом зазоре, м2.
Уравнение теплового баланса будет иметь вид
£ = £+£
или в развернутом виде
iQ>k2n^^-t^F2+GBcB(tx-t0).	(4.101)
Теплоаэродинамический расчет газоотводящей трубы с проходным венти-
лируемым зазором при разной температуре газов в газоотводящих стволах
проводится в следующей последовательности:
211
а)	задавшись необходимой величиной т,, определяют количество теплоты Q'.
б)	при принятом значении скорости поступающего в вентилируемый канал
воздуха (принимается wb= 0,1-0,05 м/с) по формуле (4.100) определяется G\,
в)	из уравнения теплового баланса (4.101) определяется температура t и t
для каждой зоны, значения tx и tcp не должны превышать 40 °C;
г)	производится проверка принятого значения Gb при условии движения воз-
духа в вентилируемом зазоре за счет естественной тяги. Для обеспечения дви-
жения воздуха в зазоре должно соблюдаться условие, чтобы потери давления
в зазоре не превышали значение самотяги. Это условие аналитически с доста-
точной степенью приближения может быть записано выражением
(g-вх/7 +	+ £вых^) ‘У! 00 <!о %.	(4.102)
При решении выражения (4.102) определяются площади живых сечений на
входе воздуха в канал (межтрубное пространство), выходе и в зонах местных
сопротивлений. Если выражение (4.102) не удовлетворяется, то необходимо
установить вентилятор. Задавшись значением напора вентилятора, определя-
ют расход воздуха, снова определяют значения t* и t .
Если они не превышают допустимой величины, то определяются толщина
изоляции для каждого ствола, значения температуры внутренней поверхности
бетона т3, наружной поверхности бетона т4 и температурного Дт6:
_	^2п(^ср	^н) Ъ ~ ‘ср	> «в	(4.103)
_	^2п (^ср ~ ) 4“ 3 Ъ1К ’	(4.104)
АТ6 = Т3~Т4-	(4.105)
Расчет температурных полей в газоотводящей
железобетонной трубе без вентилируемого зазора
Расчет температур по толщине многослойной стенки ствола трубы произво-
дится при стационарном тепловом режиме по формуле
t -t (	-А
у	(=1
(4.106)
где tn —температура /7-го слоя стенки.
212
Таблица 4.46
Термические сопротивления воздушных зазоров трубы Яв1, м2,оС/Вт
Толщина зазора 5, нм	При положительной температуре воздуха в зазоре	При отрицательной температуре воздуха в зазоре
10	0,15	0,17
20	0,16	0,18
30	0,16	0,19
50	0,16	0,2
100	0,17	0,21
150	0,18	0,21
100-300	0,18	0,21
Общее сопротивление ограждения теплопередачи, м2°С/Вт, равно
к
Ra = R + Rx+	. + Rn+ RH= Rr + RK+	RK,
U	1	1	Z.	П	H	1	ri	Л 7
1
(4.107)
Лн=—;
аг ан Xj Х2
К
где 5р 5,, 5п — толщина слоев стенки трубы из однородного материала, м; X,,
Х,2, Х,п — коэффициенты теплопроводности слоев, Вт/(м°С); к — количество
слоев стенки трубы; п — количество расчетных поверхностей, если считать со
стороны дымовых газов.
Значения термических сопротивлений замкнутых воздушных зазоров при-
ведены в табл. 4.46. Величины Rbj, приведенные в таблице, определены при
разности температур на поверхностях, равной 10 °C.
Массообмен в газоотводящей трубе
Процессы теплообмена в газоотводящей трубе сопровождаются процессами
переноса массы одного компонента газа в другом. Так, например, обстоит дело
при конденсации пара из парогазовой смеси, представляемой в трубе в виде
дымовых газов. По аналогии с конвективным теплообменом процесс совмест-
ного молекулярного и молярного переноса вещества в движущейся многоком-
понентной среде называют конвективным массообменом.
Теоретическая основа аналогии процессов тепло- и массообмена при уме-
ренной интенсивности массообмена — одинаковая
структура математического описания процессов теплообмена и массообме-
на. Аналогия имеет место при выполнении следующих условий:
граничные условия полей температур и концентраций подобны (в частно-
сти, неизменные значения граничных температур и концентраций);
213
поперечный поток вещества имеет столь малую интенсивность, что практи-
чески не искажает основную гидродинамическую картину течения смеси;
температурные перепады настолько малы, что изменение физических свойств
с температурой несущественно.
Задачей расчета массообмена в газоотводящей трубе является установление
зависимостей при конденсации паров воды и серной кислоты на поверхности
газоотводящего ствола из парогазовой смеси, содержащей примеси неконден-
сирующегося газа и золовых частиц.
В настоящее время основной путь решения практических задач совместного
тепло- и массообмена состоит в использовании аналогий, существующих в
процессах переноса массы, энергии и импульса.
Рассмотрим высотную цилиндрическую трубу, вертикально расположенную,
в которой пропускаются дымовые газы, содержащие азот и его оксиды, угле-
кислый газ, сернистый ангидрид, пары воды и серной кислоты, а также твер-
дые золовые частицы размером от 0 до 100 мкм. Температура дымовых газов в
трубе, как правило, не превышает 180 °C; скорость течения дымовых газов
составляет от 6 до 45 м/с; режим движения — турбулентный. При температуре
ниже 150 °C в парогазовой дисперсной среде пары серной кислоты могут на-
ходиться в насыщенном или пересыщенном состоянии, и в результате тепло- и
массообмена со стенками дымовой трубы происходит конденсация паров сер-
ной кислоты на внутренней поверхности трубы. Одновременно имеет место
конденсация паров серной кислоты в результате пересыщения на ядрах кон-
денсации — золовых частицах. При этом происходит также массообмен меж-
ду эоловыми частицами с поверхностью трубы за счет инерционного осажде-
ния (действием гравитационных, диффузионных, электростатических и дру-
гих сил, очевидно, можно пренебречь).
При снижении температуры ниже 60 °C возможна конденсация водяных па-
ров.
Исходя из указанных выше условий течения дымовых газов в трубе, массо-
обмен можно классифицировать:
•	массообмен при конденсации водяных паров из парогазовой среды;
•	массообмен при конденсации паров серной кислоты из парогазовой среды;
•	осаждение на поверхности из газового потока твердых частиц.
Массообмен при конденсации определяется термодинамическим состояни-
ем газовой среды в газоотводящей трубе.
При этом возможны следующие состояния:
-	температура насыщения конденсирующихся веществ меньше температу-
ры газов и температуры поверхности, т. е. tT >	> t ; в этом случае конденса-
ция в дымовой трубе исключается;
214
- температура насыщения конденсирующихся веществ меньше температу-
ры газов, но больше температуры стенки, т.е. Z. >	> /ст; в этом случае проис-
ходит конденсация на поверхности стенки;
-температура насыщения конденсирующихся веществ больше температу-
ры стенки и температуры газов, т.е. > tr > t^; в этом случае происходит
конденсация в объеме дымовых газов.
В зависимости от указанных условий определяется метод расчета массооб-
мена: для указанных условий первого случая расчет массообмена не произво-
дится; для второго — проводится определение потоков конденсации по повер-
хности за счет концентрационной диффузии, а для третьего случая количе-
ство конденсата, образующегося на поверхности, определяется суммарно за
счет как концентрационной диффузии, так и инерционного осаждения капе-
лек тумана с частичками золы.
При сжигании газа одним из конденсирующихся в дымовой трубе компо-
нентов является водяной пар. Однако вероятность конденсации его в газоот-
водящей трубе весьма ограничена. Так, при базовой работе энергооборудова-
ния температура дымовых газов в трубе значительно выше температуры на-
сыщения водяных паров, их конденсация на стенках газоотводящего ствола
исключается. Появляется такая возможность при снижении температуры га-
зов в трубе до 40-50 °C, а это соответствует работе дымовой трубы в период
остановов, пусков и работе с частичными нагрузками энергооборудования (в
начальный период эксплуатации дымовой трубы).
Как опытные, так и теоретические данные для коэффициента массоотдачи
при конденсации водяного пара из парогазовой смеси могут быть описаны
уравнением подобия [4.23]
Nno _ 1 /ег
NuD| Яд TtD Rt J
(4.108)
где Nud = $JDp — диффузионное число Нуссельта; NuD —то же (диффузион-
ное число Нуссельта) при плотности поперечного потока массы jn—>0, которая
в этом случае определяется по аналогии между тепло- и массообменом; —
коэффициент массоотдачи; / — характерный размер поверхности; Dp — коэф-
фициент диффузии для пара; л;) = &pjp — безразмерная разность парциаль-
ных давлений пара; —разность парциальных давлений пара в основной
массе парогазовой смеси и на поверхности раздела фаз; р — общее давление
смеси; er = рт/р — объемное содержание газа в основной массе смеси; рг —
парциальное давление газа; 7?п, Rv — газовые постоянные пара и смеси.
При е/Лд >2,5 и Ег > 0,85-0,90 можно считать приближенно справедливой
аналогию между тепло- и массообменом, т. е. принимать, что
215
NuD/NuDj = 1.
Если только выполняется условие £г/тсо > 2,5, то достаточно точной является
следующая зависимость:
Nun/Nun = 1/ег.
Выясним, какие условия могут быть выполнены для расчета массообмена в
дымовой трубе. Исходные данные для предельных значений парциальных дав-
лений водяных паров в дымовой трубе приведены по данным [4.24] в табл. 4.47.
Температуру стенки конденсации принимаем на 10 °C ниже температуры на-
сыщения водяных паров.
Максимальное значение парциального давления водяного пара отмечается
при сжигании торфа и минимальное при сжигании кузнецкого промпродукта.
Связь между давлением и температурой насыщения выражается [4.25] фор-
мулой
156 + 8,12Тн
236+ /н
Тогда для максимального значения парциального давления получаем
тс = 0,10; е = 0,71; е/тс= 7,10;
для минимального значения
тсп = 0,031; £ = 0,96; е/тсп = 30,96.
Из приведенных вычислений имеем, что для случая максимальных значе-
ний расчет массообмена следует проводить по зависимости Nu;j/Nu;)| = 1/Ег, а
для случая минимальных значений справедлива полная аналогия с теплообме-
ном Nu;j/Nu;) < 1.
При расчете в каждом конкретном случае необходимо производить опреде-
ление значений £г и Ег/тсд для выбора расчетной зависимости при расчете коэф-
фициента массообмена.
Таблица 4.47
Значения парциальных давлений водяного пара в дымовых газах
Вид топлива	Природный газ	Мазуты орский и турьевский	Уголь Бабаевского месторождения Башкирской АССР, марки Б1	Торф	Кузнецкий промпродукт мокрого обогащения
Парциальное давление водяного пара, Па-10 5	0,2	0,12	0,28	0,29	0,04
216
На ТЭС при сжигании сернистого топлива в дымовых газах обычно образу-
ется 0,1-0,5 % SO, и 0,001-0,005 % SO3 по объему. Количество образующегося
серного ангидрида зависит от нагрузки котла, избытка воздуха в топке, содер-
жания серы в топливе и приближенно определяется [4.26] формулой
(oY
Pso2 ~ ^k^tPso2I 77 Рог’	(4.109)
V г 7
где кк — коэффициент, зависящий от конструктивных параметров котла и спо-
соба сжигания; — коэффициент, зависящий от вида топлива; pso ,—парци-
альное давление паров сернистого ангидрида после экономайзера; р , — пар-
циальное давление избыточного кислорода в продуктах сгорания; К — расход
газов, отнесенный к 1 кг топлива при нормальных условиях; 1,г — коэффици-
енты, достаточно близкие к единице.
Переход SO3 в H2SO4, начинается при 300 °C и практически заканчивается
при 200 °C, т. е. в дымовой трубе серный ангидрид находится в ассоциирован-
ном состоянии с водяными парами и представлен в виде паров серной кисло-
ты. Расчеты по выражению (7.73) и экспериментальные исследования показы-
вают, что концентрация паров серной кислоты в дымовых газах составляет
незначительную величину (1-5 Па). Это обстоятельство так же, как и для во-
дяных паров, позволяет при расчете массообмена использовать аналогию мас-
сообмена с теплообменом и расчет вести по тем же критериальным зависимо-
стям.
Задача расчета будет заключаться прежде всего в правильном выборе крите-
риальных зависимостей исходя из конкретных условий тепло- и массообмена,
которые в общем виде представляются зависимостями:
для теплообмена
Nu = cReaPrB.	(4.110)
для массообмена
Sh = cReaScB,	(4.111)
где Nu, Re, Рг, Sh, Sc — соответственно критерии Нуссельта, Рейнольдса, Пран-
дтля, Шервуда, Шмидта.
Искомой величиной при этом является коэффициент массопереноса, опре-
деляемый по критерию Шервуда из уравнения (4.111). Для определения коэф-
фициентов диффузии, входящих в критерии Шервуда и Шмидта, использует-
ся закон концентрационной диффузии (закон Фика, устанавливающий пропор-
циональность потока вещества градиенту концентраций)
217
где j — поток вещества; D — коэффициент диффузии; dc/dy — градиент кон-
центраций.
Возможна ситуация, когда температура газов оказывается ниже температу-
ры, равновесной с давлением находящихся в газах паров серной кислоты. В
этом случае пары кислоты в потоке находятся в пересыщенном состоянии. В
зависимости от степени пересыщения конденсация может идти на присутству-
ющих в газах твердых частицах аэрозолей или по гомогенному механизму пу-
тем образования новых центров конденсации. Согласно теории конденсации в
объеме запыленных потоков [4.27] конденсация происходит преимуществен-
но на ядрах конденсации, т.е. частичках золы. Объясняется это тем, что диа-
метр частичек на несколько порядков больше размеров образующихся заро-
дышей конденсации, диаметр которых не превышает КГ8 м. С другой сторо-
ны, известно, что давление насыщенного пара над каплей увеличивается с
уменьшением радиуса кривизны. Поэтому вероятность протекания конденса-
ции тем выше, чем крупнее частицы или капля. Учитывая большую турбулен-
тность потока, можно с достаточной степенью точности предположить, что
вся кислота в запыленном потоке дымовых газов конденсируется на частич-
ках золы и кислота попадает на стенку газоотводящего ствола в процессе осаж-
дения частичек золы.
Следуя инерционному механизму осаждения золовых частиц, скорость осаж-
дения серной кислоты из запыленных дымовых газов будет определяться ана-
логичными уравнениями, используемыми при расчете скорости осаждения
золы. В [4.28^4.33] приведены к результаты исследований по золоотложениям
в дымовой трубе и (даны аналитические зависимости для определения их ин-
тенсивности переноса из дымовых газов на поверхность трубы.
Установлено, что при инерционном осаждении из любой области, характе-
ризующейся различной степенью турбулентности, скорость осаждения золы
на футеровку прямо пропорциональна произведению скорости и запыленнос-
ти потока, т.е.
g=kC^	(4-П2)
где g3 — скорость осаждения золы на стенку; С — концентрация золы в газо-
вом потоке; w — скорость газового потока; кя — коэффициент инерции золо-
вых частиц, являющийся функцией безразразмерного пути торможения час-
тицы и числа Рейнольдса газового потока.
218
Изложенная физико-математическая модель массообмена в дымовой трубе
и приведенные основополагающие аналитические зависимости позволяют
осуществлять расчет конденсационных процессов в дымовой трубе.
Расчету массообмена должен предшествовать тепловой расчет дымовой тру-
бы, в ходе которого определяются температурные условия в дымовой трубе, и
при расчете массообмена они являются известными. В качестве исходных дан-
ных задаются: геометрические параметры дымовой трубы; температура, объем
и состав дымовых газов; вид и доля каждого сжигаемого топлива; температу-
ра насыщения конденсирующихся веществ.
При расчете конденсации серной кислоты принимается полная аналогия теп-
лообмена с массообменом, а при расчете конденсации водяных паров с парци-
альным давлением более 0,01 МПа принимается частичная аналогия, т.е. не-
обходимо в критериальное уравнение вводить множитель (pjp).
Считается, что вдоль фазовой поверхности парциальные давления веществ
не изменяются и решается одномерная задача.
Расчет потока конденсата на поверхности газоотводящего ствола
(f>L=>fCT)
Расчет потока конденсации на внутренней поверхности газоотводящей тру-
бы проводится по зонам в соответствии с расчетными сечениями и зонами,
выбранными в тепловом расчете. Критериальные уравнения и обоснование их
выбора приведены в тепловом расчете.
Коэффициент диффузионного массопереноса определяется по формуле:
для неметаллических газоотводящих стволов
р = 0,032—Re0,8 Sc0’3,	(4.113)
d
для металлических газоотводящих стволов
р = 0,023—Re0’83 Sc0’44,	(4.114)
d
где р — диффузионный коэффициент массопереноса, кг/(м2-ч); 5 — коэффи-
циент диффузии, кг/ч, определяемый по табл. 4.48 и 4.49; d— диаметр газоот-
водящего ствола, м; Re—критерий Рейнольдса, Re = wdN’, w — скорость ды-
мовых газов, м/с; v — коэффициент кинематической вязкости, м2/с; Sc — кри-
терий Шмидта, Sc = v/D; D — коэффициент диффузии конденсирующегося
пара в дымовых газах.
Далее необходимо определить движущую силу массопереноса, зависящую
от соотношения парциальных давлений конденсирующихся веществ в дымо-
вых газах и их температуры. Для расчета модуля переноса паров серной кис-
219
Таблица 4.48
Коэффициент диффузии паров серной кислоты в различных средах
Среда	Коэффициент	Температура, °C			
		77	127	177	227
Продукты сгорания мазута	D102, м2/ч	3,887	4,749	5,665	6,636
	510, кг/(м ч)	1,327	1,418	1,503	1,587
	S' 10”3, кмоль/(м ч)	1,354	1,447	1,593	1,618
Продукты сгорания	D-102, м2/ч	3,944	4,786	5,701	6,674
природного газа	810, кг/(м ч)	1,346	1,426	1,513	1,594
	8'Ю3, кмоль/(м-ч)	1,373	1,455	1,544	1,627
Воздух	О Ю2, м2/ч	3,964	4,800	5,730	6,708
	510, кг/(м ч)	1,351	1,434	1,521	1,623
	8'10 3, кмоль/(м ч)	1,379	1,463	1,552	1,635
Таблица 4.49
Коэффициент диффузии водяных паров в газах
Температура, °C	D, м2/ч	5', кмоль/(м ч)	6, кг/(м ч)	Sc
25	0,0729	2,96-10"3	0,053	0,782
125	0,0919	3,20-10"3	0,057	0,886
лоты и воды в [4.34] предложены аппроксимационные, т.е. не несущие физи-
ческого смысла, формулы:
для паров серной кислоты
Мк = ехр-
1
0,434
-ехр-
1
0,434
В.П
^5+тн
К, + ---------------+ К-, — 4-
1^2+^.0	3Д^5+Т’ет
(4.115)
1
з
~+к5
где Кх = -0,8584; К2 = 0,22; К3 = -9,563; К4 = 258,92; К5 = -222,794; К6 = -0,7799;
Ркп — парциальное давление водяных паров, кПа; Гн — температура насыще-
ния паров серной кислоты в дымовых газах, К; — температура стенки, К;
для паров воды
(4.116)
220
Таблица 4.50
Параметры паровоздушной смеси при 101,3 кПа
Температура, К	Парциальное давление насыщенного водяного пара в смеси, кПа	Плотность, кг/м3	
		сухого воздуха	насыщенной паровоздушной смеси
276	0,872	1,27	1,27
283	1,229	1,248	1,242
288	1,705	1,226	1,218
293	2,338	1,205	1,195
295	2,644	1,197	1,185
297	2,984	1,189	1,176
299	3,361	1,181	1,166
301	3,780	1,173	1,156
303	4,243	1,165	1,146
305	4,755	1,157	1,136
307	5,320	1,15	1,126
309	5,941	1,142	1,116
311	6,625	1,135	1,107
313	7,376	1,128	1,097
323	12,335	1,093	1,043
333	19,920	1,06	0,983
343	31,160	1,029	0,912
353	47,346	1,0	0,826
363	70,106	0,973	0,724
373	101,33	0,947	0,599
где р пи — парциальное давление насыщенных водяных паров при температу-
ре стенки, которое определяется по табл. 4.50; р — общее давление дымовых
газов.
В заключение расчета по известным коэффициенту и модулю массоперено-
са определяется поток конденсации на поверхности газоотводящего ствола,
кг/(м2-ч),
=	(4.117)
где gK — поток конденсации на поверхности газоотводящего ствола за счет
концентрационной диффузии (молекулярной и конвективной).
Расчет потока конденсации на поверхности газоотводящего ствола
при конденсации в объеме дымовых газов (1нас > ( > t^)
В расчете объемной конденсации принимается, что вся сконденсированная
кислота в объеме поступает в газоотводящую трубу, если специально не зада-
на концентрация их частичек на основе предварительно проведенных расче-
тов массообмена в хвостовых поверхностях парогенератора (до газоотводя-
щей трубы). При этом поток конденсирующихся веществ на поверхность га-
зоотводящего ствола трубы определяется для дымовых газов, образуемых при
221
сжигании мазута и газа. В случае сжигания твердого топлива при конденса-
ции в объеме запыленного потока все конденсирующееся вещество оказыва-
ется на твердых частицах золы и расчет следует проводить по типу массооб-
мена золовых частиц.
Поток конденсата из объема дымовых газов в случае объемной конденсации
определяется как сумма потоков за счет концентрационной диффузии и инер-
ционного осаждения:
g = gK + g„,	(4-118)
где g — поток инерционного осаждения, кг/(м2 с).
Поток gK определяется по выражению (4.117), а поток за счет инерционного
осаждения капелек тумана отождествляется с определением потока за счет
инерционного осаждения золовых частиц
g„ = k„Cw’	(4.119)
где ки — коэффициент инерции капли, зависящий от безразмерного пути тор-
можения, размеров и физических параметров капли и скорости газового пото-
ка; при расчете осаждения капелек серной кислоты и воды рекомендуется при-
нимать ки = 3,15-1О3 при всех значениях критического пути торможения; С —
массовая концентрация капелек в газовом потоке, кг/м3.
Определение массовой концентрации тумана серной кислоты и воды осуще-
ствляется по формуле получаемой из уравнения состояния идеальных газов
(уравнение Менделеева):
с_М(р2-Р1)-273
RT,2
(4.120)
где М — молекулярная масса капли, кг/кмоль; рх — давление насыщенного
пара конденсирующегося вещества в объеме, соответствующее действитель-
Рис. 4.42. Зависимость концентрации сер-
ной кислоты на поверхности конденсации
от ее температуры
ной температуре дымовых газов, Па; р2 —
давление насыщенного пара конденсирую-
щегося вещества в объеме дымовых газов
при температуре насыщения, Па; Т — тем-
пература газов, К; R — газовая постоянная,
равная 8314 Дж/(кмоль-К).
Наряду с определением потоков конден-
сации в ходе теплового расчета по резуль-
татам расчета температуры поверхности
газоотводящего ствола по рис. 4.42 оцени-
вается концентрация серной кислоты, кон-
222
Таблица 4.51
Значения давления насыщенного пара серной кислоты
при различных температурах, Па
Температура, °C	Давление, Па	Температура, °C	Давление, Па	Температура, °C	Давление, Па
100	0,01162	117	0,1561	134	1,298
101	0,01375	118	0,1788	135	1,453
102	0,01625	119	0,2047	136	1,624
103	0,01915	120	0,2340	137	1,833
104	0,2254	121	0,2669	138	2,020
105	0,2647	122	0,3040	139	2,252
106	0,03099	123	0,3457	140	2,507
107	0,03624	124	0,3925	141	2,785
108	0,04229	125	0,4452	142	3,090
109	0,04925	126	0,5041	143	3,427
110	0,05731	127	0,5701	144	3,796
111	0,06695	128	0,6437	145	4,201
112	0,07691	129	0,7259	146	4,643
ИЗ	0,08892	130	0,8175	147	5,128
114	0,1026	131	0,9196	148	5,657
115	0,1183	132	1,033	149	6,234
116	0,1359	133	1,159	150	6,864
денсируемой на внутренней стенке. Парциальные давления насыщенного пара
серной кислоты при различных температурах определяются по табл. 4.51.
Приведенный метод расчета массообмена позволяет оценивать коррозион-
ные процессы в дымовой трубе при эксплуатации и на стадии проектирования
— более обоснованно назначать противокоррозионную защиту и соответству-
ющие конструктивные решения в зависимости от конкретных условий эксп-
луатации [7.13].
4.13. Список литературы к главе 4
4.1.	Инструкция по проектированию железобетонных дымовых труб. — М.: Госстрой-
издат, 1962.
4.2.	Указания по расчету железобетонных дымовых труб. (ВСН 286-72). Минмонтаж-
спецстрой СССР. — М.: ЦБНТИ, 1973.
4.3.	Указания по расчету железобетонных дымовых труб. ВСН 286-90 / ММСС СССР.
— М., 1990.
4.4.	Милонов В.М., Горячев В.Н. Расчет толстостенных железобетонных конструк-
ций на неравномерный нагрев. — М.: Стройиздат, 1972.
4.5.	Каменные и армокирпичные конструкции. Нормы проектирования. СНиП 11-В.2-
71.
4.6.	Милонов В.М. Армокирпичные дымовые трубы. — М.: Госстройиздат, 1960. —
112 с.
4.7.	Альтшулер Б.А., Богомолов Н.Н. Деформативность внецентренносжатых желе-
зобетонных элементов при температурном воздействии // Бетон и железобетон. 1968.
№ 3. С. 30-32.
223
4.8.	Вычислительный комплекс SCAD (НИИСК, Киев, Украина)
4.9.	СНиП 11-23-81*. Стальные конструкции. М.: ГУП ЦПП, 2002. 90 с.
4.10.	Справочник проектировщика. Металлические конструкции. ЦНИИпроектсталь-
конструкция им. Н.П. Мельникова. Т. 1-3. — М., 1999.
4.11.	Шишков И.А. и др. Дымовые трубы энергетических установок. — М.: Энергия,
1976.
4.12.	СНиП 23-01-99 Строительная климатология. — М.: ГУП ЦПП, 2000. 123 с.
4.13.	Дужих Ф.П., Осоловский В.П., Ладыгичев М.Г Промышленные дымовые и вен-
тиляционные трубы. Справочное издание / Под ред. Ф.П. Дужих. — М.: Теплотех-
ник, 2004. — 464 с.
4.14.	Губайдулин Р.Г., Сырых В.А., Губайдулин М.Р. и др. Расчетная оценка усталос-
тной долговечности стальных дымовых труб / Пече-трубостроение: тепловые режи-
мы, конструкции, автоматизация и экология. Международный конгресс. — М.: Тепло-
техник. С. 190-196.
4.15.	СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия. — М.: Госстрой СССР, 1996.
4.16.	Когаев В.П. Расчеты на прочность при напряжениях, переменных во времени /
Под ред. А.П. Гусенкова. — М.: Машиностроение, 1993. — 363 с.
4.17.	Шматков А.С., Губайдулин М.Р. Оценка усталостной долговечности стальных
свободно стоящих дымовых труб с интерцепторами / Пече-трубостроение: тепловые
режимы, конструкции, автоматизация и экология: Международный конгресс. — М.:
Теплотехник, 2004. С. 172-183.
4.18.	Губайдулин М.Р., Батурина Е.М. Влияние технологических несовершенств на
концентрацию напряжений в сварных соединениях стальных дымовых труб / Пече-
трубостроение: тепловые режимы, конструкции, автоматизация и экология: Труды II
Международного конгресса / Под ред. В.Г. Лисиенко. — Екатеринбург: Уральский
университет, “Инженерная мысль”, 2006. С. 202-207.
4.19.	Бакши О.А., Зайцев ПЛ., Шрон Л.Б., Щурова И.В. Определение геометрии уг-
ловых швов в тавровых соединениях // Автоматическая сварка. 1982. № 8. С. 67.
Л 2G. Дмитриченко С.С., Борисов Ю.С. и др. // Тракторы и сельхозмашины. 1999.
№7.
4.21.	Петерсон Р. Коэффициенты для расчета конструктивных элементов на проч-
ность / Пер. с англ. И.А. Нечая и др. — М.: Мир, 1977. — 302 с.
4.22.	Санаев М.Е., Соколова Л.Е., Советкина Л.А. Опыт работы института “УралВ-
НИПИэнергопром” ОАО “Инженерный центр энергетики Урала” по проектированию,
обследованию и реконструкции дымовых железобетонных труб / Пече-трубострое-
ние: тепловые режимы, конструкции, автоматизация и экология: Труды II Междуна-
родного конгресса / Под ред. В.Г. Лисиенко. — Екатеринбург: Уральский универси-
тет, “Инженерная мысль”, 2006. С. 163-166.
4.23.	Берман Л. Д. К обобщению опытных данных по тепло- и массообмену при испа-
рении и конденсации // Теплоэнергетика. 1980. № 4. С. 8-13.
4.24.	Теплотехнический справочник. Т. 1. — М.: Энергия, 1975.
4.25.	Нестеренко А. В. Основы термодинамических расчетов вентиляции и кондици-
онирование воздуха. — М.: Высшая школа, 1965.
224
4.26.	Ермаков В. С., Жидович О. В., Алыневский В. Н., Дужих Ф. П. Взаимосвязь
скорости сернокислотной коррозии металлических труб с их тепловым режимом //
Теплоэнергетика. 1975. № 4. С. 17-21.
4.27.	Perry R. Е. A mechanical Collector Performance Test Report on Oil Fire Power Boiler
11 Combustion. 1972. V. 43. N 11. P. 24—28.
4.28.	Дужих Ф. IL, Славгородская Л. А., Чернов С. Л. Взаимосвязь режима работы
электростанции с образованием золовых отложений в дымовой трубе. Конструкции и
строительство специальных сооружений. Вып. 47. — М.: ВНИПИТеплопроект, 1978.
С. 48-58.
4.29.	Дужих Ф. П., Садакова В. Н., Славгородская Л. А. Изучение свойств золовых
отложений в дымовой трубе. Конструкции и строительство специальных сооружений.
Вып. 47. — М.: ВНИПИ Теплопроект, 1979. С. 47-48.
4.30.	Дужих Ф. IL, Чернов С. Л. Повышение надежности дымовой трубы методом
управляемых золовых отложений. Тезисы докладов Всесоюзного совещания “Про-
блемы разработки, проектирования и возведения высотных специальных сооружений”.
— М.: ВНИПИ Теплопроект, 1981.
4.31.	Заседателев И. Б., Дужих Ф. IL, Чернов С. Л. Исследование процесса осажде-
ния золы на футеровку дымовой трубы. Конструкции и строительство специальных
сооружений. — М.: ВНИПИ Теплопроект, 1981.
4.32.	Осоловский В. П., Чайка Е. А., Заседателев И. Б. Разработка режимов образо-
вания плотных золовых отложений в дымовых трубах. Экспресс-информация. — М.:
Информэнерго, 1981.
4.33.	Заседателев И. Б., Дужих Ф. IL, Чернов С. Л. Повышение надежности дымо-
вых труб методом нанесения плотных золовых отложений // Электрические станции.
1981. № 12. С. 17-21.
4.34.	Внуков А. К. Теплохимические процессы в газовом тракте паровых котлов. —
М.: Энергоиздат, 1981.
225
Глава 5.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА
СТАЛЬНЫХ ДЫМОВЫХ ТРУБ
5.1.	Общие сведения
Стальные дымовые трубы широко используются на многих промышленных
предприятиях и объектах энергетики городского хозяйства.
Температура отводимых газов колеблется от 50 до 600 °C. Трубы могут быть
футерованные и нефутерованные, с гасителями колебаний и без них, с наруж-
ной теплоизоляцией и без теплоизоляции, что должно устанавливаться техно-
логическим заданием на проектирование. Материалом для труб является лис-
товая сталь марки Ст.Зпс, Ст.Зсп (С245), а для условий северной климатичес-
кой зоны — 09Г2С (С345).
Стальные дымовые трубы подразделяются на:
•	свободно стоящие стальные дымовые трубы;
•	стальные трубы на оттяжках;
•	стальные трубы в стальном несущем каркасе;
•	стальные трубы в железобетонной оболочке (внутренние газоотводящие
стволы дымовой трубы).
5.2.	Свободно стоящие стальные дымовые трубы
Высота стальных свободно стоящих труб на практике обычно ограничива-
ется 100 м, в исключительных случаях достигает 120 м. Наиболее распростра-
ненная высота свободно стоящих дымовых труб, в частности — труб котель-
ных, колеблется от 30 до 60 м при диаметрах от 1 до 4 м.
Наиболее распространенным решением, является труба цилиндрической
формы по всей высоте или цилиндрический ствол в сочетании с конической
нижней частью. Схема дымовой трубы устанавливается в зависимости от со-
отношения диаметра и высоты, которые определяются в технологическом за-
дании на проектирование. Рекомендуемые соотношения диаметра к полной
высоте цилиндрической части трубы приведены в табл. 5.1.
Высоту конической части трубы следует принимать в пределах '/ общей вы-
соты трубы; отношение диаметра на нулевой отметке к общей высоте трубы для
нефутерованных труб не должно превышать '/|0, для футерованных — */15.
Таблица 5.1
Рекомендуемые соотношения диаметра к полной высоте цилиндрической части трубы
Форма труб	Труба		
	нефутерованная		футерованная
	без гасителей колебаний	с гасителями колебаний	
Цилиндрическая	7|5	‘/зо	’/25
226
При проектировании свободно стоящих труб наиболее ответственными яв-
ляются три основных узла: монтажный стык секций цилиндрической части,
монтажный стык цилиндрической и конической частей, закрепление трубы на
фундаменте.
Монтажные стыки секций цилиндрической части могут осуществляться, в
основном, в двух вариантах: на сварке встык или фланцевый на болтах. Каче-
ство исполнения стыков секций имеет большое значение для обеспечения на-
дежности эксплуатации труб. В связи с этим необходимо выполнять их с пол-
ным проваром и не допускать смещения верхней и нижней секций относитель-
но друг друга более чем на '/|0 толщины соединяемых оболочек (см. также [5.3]).
Фланцевые стыки цилиндрических секций (только габаритного диаметра)
рекомендуется осуществлять преимущественно при изготовлении на специа-
лизированных заводах и в тех случаях, когда сооружение возводится в районе
с преобладанием низких отрицательных температур (северное исполнение) или
при отсутствии высококвалифицированных сварщиков и технических возмож-
ностей для повышенного контроля качества монтажных сварных швов.
Для фланцев используется толстолистовая сталь, качество которой исключа-
ет возможность расслоения металла. Во фланцевом соединении применяются
высокопрочные болты с предварительным натяжением, обеспечивающим боль-
шую надежность стыка при переменной величине усилия в болтах.
Рекомендуется применять несимметричный фланец с расположением бол-
тов только снаружи трубы. Для уменьшения толщины фланца могут приме-
няться короткие ребра, равномерно расположенные по периметру и приварен-
ные соответственно к фланцу и стенке трубы. Количество ребер определяется
расчетом.
Узел соединения цилиндрической и конической частей трубы работает в слож-
ном напряженном состоянии. Предпочтительным является наиболее простое
решение узла, аналогичное стыкам секций цилиндрической части, — сварка
цилиндрической и конической частей встык. По результатам расчетов в ряде
случаев наличие краевого эффекта приводит к необходимости некоторого утол-
щения участков стенки как цилиндрической, так и конической части.
Конструкция соединения свободно стоящей трубы с фундаментом должна
исключать возможность дополнительного отклонения трубы от вертикали под
воздействием ветровой нагрузки, т.к. увеличение амплитуды колебаний сни-
жает надежность эксплуатации. Трубы на фундаменте закрепляются анкерны-
ми болтами, геометрия расположения которых должна быть обеспечена в на-
туре с минимальными допусками. Расстояние между анкерными болтами по
дуге окружности должно приниматься ориентировочно в интервале от 15 до
30° в зависимости от диаметра трубы в основании и района строительства.
Возможны различные типы соединений, диктуемые, в основном, диаметром
трубы на нулевой отметке и величиной отрывающего усилия. Наиболее рас-
227
пространенным типом соединения является симметричное относительно стен-
ки расположение анкерных болтов, закрепляемых на опорной плите. Для опор-
ной плиты во избежание возможного расслоения металла рекомендуется ис-
пользовать листовую сталь толщиной до 40 мм. В большинстве случаев появ-
ляется необходимость приварки коротких вертикальных ребер, располагаемых
вблизи анкерных болтов.
Свободно стоящие нефутерованные трубы относятся к высотным сооруже-
ниям, в которых наиболее вероятно возникновение резонансных колебаний.
Для устранения резонанса либо изменяют параметры трубы, либо применяют
специальные устройства, что более эффективно. В отдельных случаях, когда
резонансные явления возникают при малых скоростях ветра, возможно проек-
тирование трубы без гасителей колебаний на усилия, возникающие при резо-
нансе. В последнее время наибольшее распространение получили гасители
колебаний (интерцептеры), представляющие собой три спирали, приваренные
к верхней трети трубы. Шаг каждой спирали равен 3-5 диаметрам верхней
части трубы. Ширина полосы '/8-'/|2 верхнего диаметра трубы, толщина 2-
3 мм. Для снижения трудоемкости спираль изготавливают из отдельных плас-
тин, не стыкуемых между собой. Спираль приваривается прерывистыми шва-
ми минимальной толщины.
При проектировании свободно стоящих труб следует выполнять как стати-
ческий, так и динамический расчеты. Расчеты, как правило, производят на
ЭВМ (например, используют вычислительный комплекс SCAD [5.2]). Для не-
футерованных труб в зависимости от полученной величины периода собствен-
ных колебаний устанавливается возможность попадания ее в резонанс. Наи-
более вероятной зоной попадания трубы в ветровой резонанс является ско-
рость ветра от 5 до 25 м/с. Этот интервал скоростей ветра установлен на осно-
вании опыта эксплуатации труб и экспериментальных исследований. При по-
падании трубы, в резонанс и установке в связи с этим интерцептеров необхо-
димо определять ветровую нагрузку на этом участке трубы с учетом увеличе-
ния диаметра трубы на две ширины интерцептера и с применением аэродина-
мического коэффициента с - 1,1.
Для диаметров трубы более 2-2,5 м следует, дополнительно к меридиональ-
ным, принимать во внимание кольцевые напряжения в оболочке от ветровой
нагрузки.
В свободно стоящих трубах наиболее ответственными являются горизон-
тальные сварные швы. В связи с этим следует выполнять расчет горизонталь-
ных швов на выносливость в соответствии со СНиП 11-23-81* [5.3], прини-
мая при расчете количество циклов равным 2 млн.
Соединение цилиндрической и конической оболочек, а также соединение
трубы с опорным кольцом рассчитываются с учетом возникновения краевого
эффекта.
228
Горизонтальные кольца для опоры футеровки рассчитываются на вертикаль-
ную равномерно распределенную нагрузку как пластины с отверстием, шар-
нирно опертые на стенку трубы. Кольца привариваются к стенке трубы мини-
мальными швами, воспринимающими только вертикальную нагрузку.
5.3.	Стальные трубы на оттяжках
Стальные дымовые трубы на оттяжках обычно имеют диаметры 400-2500 мм
и высоты от 18 до 65 м. Трубы раскрепляются оттяжками, расположенными в
зависимости от высоты трубы в один или два яруса. Детали конструкции ство-
ла труб во многом аналогичны деталям, приведенным в разд. 2.
Стальные трубы данного типа относятся к классу стальных конструкций с
предварительным напряжением (тяжением в оттяжках). Методика расчета ство-
лов труб данного типа и оттяжек изложена в [5.2-5.4].
Расчет стволов труб производится с использованием пакета программ стати-
ческого и динамического расчета стволов на оттяжках — “СУДМ”. Эта про-
грамма позволяет:
а)	производить сбор нагрузок: весовых, гололедных, ветровых;
б)	проверять устойчивость ствола в монтажном состоянии;
в)	производить расчет ствола на сочетание следующих нагрузок: собствен-
ный вес сооружения, тяжение в оттяжках, статическая составляющая ветро-
вой нагрузки, технологическая температура, соответствующая температура
окружающего воздуха. При этом азимутальное направление ветрового воздей-
ствия по отношению к стволу может быть любым.
Для стволов с тремя оттяжками в плане расчет, как правило, ведется на три
направления ветра: на оттяжку, по биссектрисе угла между оттяжками, пер-
пендикулярно одной из оттяжек. Для стволов с четырьмя оттяжками в плане
расчет, как правило, ведется на два направления ветрового воздействия: на
оттяжку и по биссектрисе угла между оттяжками;
г)	оценивать устойчивость равновесия для всех вариантов нагружения и оп-
ределять коэффициенты запаса и формы потери устойчивости;
д)	определять частоты собственных колебаний ствола для монтажного со-
стояния и всех видов нагружений, а также формы собственных колебаний;
е)	определять динамические добавки от пульсационной составляющей вет-
рового потока и производить расчет ствола на эти нагрузки.
В результате расчетов определяются:
•	усилия (моменты, нормальные и поперечные силы) в стволе (как в стержне
эквивалентной жесткости) минимально в четырех точках между двумя смеж-
ными ярусами оттяжек по высоте и двух точек на консоли;
•	смещения и углы поворота;
•	суммы и разности усилий от статической и пульсационной составляющих
ветрового воздействия;
229
•	усилия в оттяжках; усилия в анкерном и лацменных узлах оттяжек, углы
между касательной к оттяжке и хордой в этих узлах; проекции натяжения от-
тяжек в этих узлах на оси координат.
Расчет оттяжек производится с использованием программы “Нить” для ПЭВМ
типа IBM PC. Эта программа позволяет определить длину и вес оттяжек, стрел-
ку прогиба, углы наклона оттяжек в точках присоединения к анкерным фунда-
ментам, усилия в оттяжках и изменение этих величин под влиянием темпера-
туры в диапазоне температур -40-+40 °C от среднегодовой температуры.
Все указанные выше программы разработаны в ЦНИИпроектстальконструк-
ция им.Н. П. Мельникова.
5.4.	Стальные трубы в стальном несущем каркасе
В данном типе дымовых труб несущие функции выполняет специальный
стальной несущий каркас.
Газоотводящий стальной ствол, как правило, подвешивается к решетчатому
каркасу, хотя может проектироваться и опирающимся на фундамент.
Оболочка стального ствола рассчитывается на воздействие собственного веса
на участке между подвесками, ветра между точками закрепления на несущем
каркасе и температуры дымовых газов.
Стальная решетчатая башня рассчитывается на воздействие собственного
веса, ветровых воздействий на элементы каркаса, ветровых усилий, передаю-
щихся от оболочки стального ствола в местах ее сопряжения с несущим карка-
сом, и климатических температурных воздействий.
В местах сопряжений оболочки и несущего каркаса обеспечивается свобода
температурных перемещений оболочки в вертикальном и горизонтальном на-
правлениях.
Ответственными участками стальных труб являются места приложения со-
средоточенных сил (у узлов прикрепления оттяжек, подкосов, прикрепляю-
щих площадки, и др.), а также места вырезов в цилиндрической оболочке, слу-
жащих для входа внутрь трубы или для прохождения оборудования. При ма-
лых размерах отверстий эти участки усиливаются постановкой манжет, пло-
щадь сечения которых равна площади вырезанного металла. При устройстве
больших отверстий, необходимых для входа внутрь трубы, усиление должно
обеспечить пространственную геометрическую неизменяемость цилиндра в
зоне выреза, для чего необходимо не только восполнить площадь вырезанного
металла, но и сохранить поперечную и продольную жесткость ствола, как об-
щую, так и местную.
В местах прикрепления оттяжек толщина оболочки увеличивается и уста-
навливаются двойные ребра жесткости для восприятия изгибающего момен-
та, который возникает в плоскости кольца.
230
Прочностной расчет стальных труб в решетчатой башне, в целом, может вы-
полняться по вычислительному комплексу SCAD [5.8]. Для определения проч-
ностных параметров стальной оболочки может также использоваться вычис-
лительный комплекс “Базис +” с пре- и постпроцессором “Гном” (разработчик
— МАО “Криста”, МАДИ, Москва).
5.5.	Стальные трубы в железобетонной оболочке
В практике трубостроения достаточно широкое распространение получили
многоствольные дымовые трубы (конструкции типа “труба в трубе”).
В трубах такой конструкции (рис. 5.1) наружный ствол, воспринимающий
ветровые нагрузки, выполняется из железобетона [5.5]. Внутренние трубы, че-
рез которые выбрасываются в атмосферу отводимые газы, могут выполняться
из легированной стали либо подвесными, либо свободно стоящими.
С наружной стороны газоотводящих стволов устанавливается тепловая изо-
ляция из минераловатных плит или других эффективных теплоизоляционных
материалов. В межтрубном пространстве предусматриваются площадки, пред-
назначенные для осмотра и ремонта газоотводящих стволов, и ходовые лест-
ницы. При большой высоте трубы в межтрубном пространстве для удобства
Рис. 5.1. Горизонтальный разрез многоствольной дымовой трубы: 1 — наружный железобетонный
ствол; 2 — стальные газоотводящие стволы; 3 — тепловая изоляция; 4 — вводы газоходов; 5 —
шахта лифта
231
обслуживания дымовой трубы в процессе эксплуатации и проведения ремон-
тных работ устанавливается лифт. Применение конструкции многоствольной
дымовой трубы вместо нескольких одноствольных позволяет за счет объеди-
нения факела дымовых труб существенно увеличить высоту выброса дымо-
вых газов, что дает возможность соответственно уменьшить расчетную высо-
ту трубы.
В многоствольных трубах с несущей наружной железобетонной оболочкой
и внутренними стальными газоотводящими стволами расчет стальных ство-
лов выполняется исходя из расчетных прогибов наружной несущей железобе-
тонной оболочки. При расчете прогибов несущей железобетонной оболочки
учитывается только масса стальных газоотводящих стволов.
По заданным горизонтальным перемещениям определяются изгибающие
моменты в стальных стволах. По найденным моментам определяются продоль-
ные напряжения в сечениях стальных стволов (ст = M/W) и напряжения сжатия
от веса стальных стволов и их футеровок. Согласно [5.1] суммарные сжимаю-
щие напряжения от продольных сил и моментов не должны превышать рас-
четного сопротивления стали Ru. Выше приведены методические схемы меха-
нических расчетов всех основных типов дымовых труб [5.6].
В последние годы, в связи с ростом промышленного производства, активи-
зировались работы по строительству новых (чаще всего, металлических) и
реконструкции старых дымовых труб. При этом создаются новые методы рас-
четов, накапливается опыт проектирования. Рассмотрим некоторые из этих
работ подробнее.
5.6.	Список литературы к главе 5
451.	Милонов В.М., Горячев В.Н. Расчет толстостенных железобетонных конструк-
ций на неравномерный нагрев. — М.: Стройиздат, 1972.
5.2.	Вычислительный комплекс SCAD (НИИСК, Киев, Украина)
5.3.	СНиП П-23-81*. Стальные конструкции. М.: ГУП ЦПП, 2002. 90 с.
5.4.	Справочник проектировщика. Металлические конструкции. ЦНИИпроектсталь-
конструкция им. Н.П. Мельникова. Т. 1-3. — М., 1999.
5.5.	Шишков И.А. и др. Дымовые трубы энергетических установок. — М.: Энергия,
1976.
5.6.	Дужих Ф.П., Осоловский В.П., Ладыгичев М.Г. Промышленные дымовые и вен-
тиляционные трубы. Справочное издание / Под ред. Ф.П. Дужих. — М.: Теплотех-
ник, 2004. — 464 с.
232
Глава 6.
ОСОБЕННОСТИ ВЫБОРА ЧИСЛА И ТИПА
ДЫМОВЫХ ТРУБ. ПРОБЛЕМЫ УНИФИКАЦИИ
6.1.	Основы выбора числа и типа газоотводящих труб на ТЭС
Для обеспечения рассеивания вредных примесей в атмосфере при наимень-
шей высоте трубы желательно иметь минимальное количество точек выброса
газов в атмосферу.
Расчеты изменения параметров газоотводящих труб и их стоимостей при
различном числе труб на ТЭС можно свести в табл. 6.1, где kx,kz — стоимость
одной трубы и стоимость труб при их числе, равном z. Таким образом, сто-
имость труб при той же загазованности на уровне дыхания растет примерно
пропорционально их количеству.
Однако уменьшение числа труб на ТЭС приводит к увеличению длины газо-
ходов от котлов до дымовой трубы. В основном увеличиваются длины газохо-
дов по продольной оси электростанции, зависящие от расстояния между ося-
ми блоков /. Этот фактор противодействует уменьшению числа труб на ТЭС, и
он должен учитываться при технико-экономическом сравнении вариантов с
различным числом труб. Кроме того, внешние газоходы являются элементом
газового тракта с невысокой надежностью работы, и увеличение их длины
приводит к увеличению вероятности выхода газоходов из строя.
В табл. 6.2 приведена длина газоходов для электростанции при различном
числе труб и котлов.
Из рассмотрения таблицы следует, что при большом количестве котлов и
малом числе труб длина газоходов оказывается неоправданно большой.
Наиболее важным вопросом при выборе количества труб на ТЭС является
обеспечение высокой надежности работы газового тракта (более высокой, чем
других элементов электростанции). Должны быть обеспечены осмотр, ревизия
и ремонт газоходов и газоотводящих труб без полного отключения станции.
Авария трубы не должна привести к прекращению работы электростанции.
С этой точки зрения необходимо иметь на ТЭС не менее двух независимых
Таблица 6.1
Изменение параметров и стоимостей газоотводящих труб
при различном их количестве на ТЭС
Наименование	Количество труб на ТЭС z, шт.				
	1	2	3	4	5
Высота HJH\	1,00	1,12	1,20	1,26	1,31
Диаметр DJD\	1,00	0,707	0,577	0,500	0,447
Общая стоимость kjk\	1,00	2,05	3,1	4,2	5,3
233
Таблица 6.2
Общая длина газоотводов вдоль оси ТЭС в долях
в зависимости от числа котлов и газоотводящих труб на ТЭС
(от каждого котла принят самостоятельный газоход до трубы)
Количество котлов на ТЭС, шт.	Количество труб, шт.					
	1	2	3	4	5	6
1	0	—	—	—	—	—
2	1	0	—	—	—	—
3	2	—	0	—	—	—
4	4	2	—	0	—	—
5	6	—	—	—	0	—
6	9	4	3	—	—	0
7	12	6	—	—	—	—
8	16	8	—	4	—	—
9	20	10	6	—	—	—
10	25	12	—	—	5	—
11	30	15	—	—	—	—
12	36	18	12	8	—	6
13	42	—	14	—	—	—
14	49	24	16	—	—	—
15	56	—	18	—	10	—
16	64	32	21	16	—	—
газовых трактов. Это может быть достигнуто либо установкой не менее двух
одноствольных газоотводящих труб на ТЭС, либо установкой одной много-
ствольной газоотводящей трубы.
Первое решение было характерно для конденсационных электростанций, ко-
торые работали в мощных районных энергосистемах, имеющих резерв. Высо-
та газоотводящих труб КЭС, как правило, не ограничена требованиями аэро-
флота. Количество блоков, присоединяемых к одной газоотводящей трубе, со-
гласно технико-экономическим расчетам и имеющемуся опыту эксплуатации
приведено в табл. 6.3.
К недостаткам установки большого количества блоков на одну трубу отно-
сятся малые скорости газов в газоотводящем стволе трубы при постепенном
вводе подключаемых к трубе блоков. Это может способствовать отложению
Таблица 6.3
Рекомендации по количеству блоков, подключаемых
на одну газоотводящую трубу на КЭС
Наименование	Мощность блока, МВт		
	200-300	500-800	1200
Количество блоков при установке необслуживаемых труб, шт. Количество блоков при установке обслуживаемых труб, шт.	3-4 4-6	2-3 3-4	2
234
золы в цокольной части газоотводящих труб, особенно при мокрой системе
золоулавливания и конической форме газоотводящего ствола, и самоокутыва-
нию оголовка трубы, что опасно при высокосернистых топливах. На мощных
теплоэлектроцентралях целесообразна установка многоствольных газоотво-
дящих труб. Это объясняется тем, что отпуск пара промышленным потребите-
лям обычно не резервируется другими источниками, поэтому трубы ТЭЦ дол-
жны обладать большой надежностью, так как недопустимо отключение (на
время ремонта или обследования трубы) большого количества единиц обору-
дования.
Выбор типа конструкции трубы зависит от следующих факторов: агрессив-
ности дымовых газов, температуры уходящих газов и их точки росы; мощно-
сти электростанции и ее типа (ТЭЦ или ГРЭС); режима работы ТЭС; вида
золоулавливания (мокрое или сухое); свойств золы (химический состав, склон-
ность к отложениям и др.); высоты трубы; возможностей перевода электро-
станции на другой вид сжигаемого топлива; технико-экономических сообра-
жений.
При сжигании на ТЭС сернистого и высокосернистого мазутов, большин-
ства донецких и подмосковных углей образуются агрессивные дымовые газы.
В этом случае на электростанции рекомендуется установка газоотводящих труб
с проходным зазором с футеровкой из кислотостойкого материала. Допускает-
ся применение стальных газоотводящих труб с обеспечением необходимой
внешней тепловой изоляции.
Для труб ниже 240 м рекомендуется использование конструктивных схем с
противодавлением в зазоре.
При переводе ТЭС с малосернистого топлива на более сернистое следует
использовать метод защиты футеровки с помощью нанесения плотного слоя
золовых отложений, если футеровка не рассчитана для работы на агрессивных
дымовых газах.
Для ТЭС европейской части независимо от принятого в проекте топлива ре-
комендуется выбирать газоотводящие трубы, позволяющие работать на агрес-
сивных дымовых газах, учитывая возможные изменения топливного режима.
При сжигании экибастузского, канско-ачинского и кузнецкого углей образу-
ются слабоагрессивные и неагрессивные дымовые газы.
Для этой группы можно рекомендовать как необслуживаемые трубы (с ко-
ническим газоотводящим стволом и вентилируемым зазором воздуха или без
него), так и обслуживаемые.
Учитывая большое содержание СаО в золе канско-ачинских углей, пред-
ставляется перспективным нанесение плотного слоя золовых отложений на
футеровку трубы для лучшего ее предохранения от проникновения дымо-
вых газов.
235
При выборе газоотводящих труб для ТЭЦ должен быть учтен ряд особенно-
стей, не присущих конденсационным электростанциям:
газоотводящие трубы ТЭЦ должны обладать более высокой надежностью,
так как отпуск теплоты обычно не резервируется;
ТЭЦ размещены в городах, где существует большое количество источников
выбросов, создающих заметный фон загрязнений;
на ТЭЦ устанавливается разнотипное котельное оборудование (энергетичес-
кие и пиковые котлы), имеющее различную характеристику отводимых газов;
на выбор газоотводящих труб ТЭЦ накладываются ограничения требовани-
ями аэрофлота, архитектурными соображениями.
Исходя из этих требований, на ТЭЦ лучше всего устанавливать многостволь-
ные дымовые трубы.
По условиям надежности энергетические и пиковые водогрейные котлы це-
лесообразно, как правило, подключать на один газоотводящий ствол, и не вы-
делять отдельного газоотводящего ствола для пиковых котлов. В этом случае
при выходе из строя одного ствола не происходит полного отключения пико-
вых водогрейных котлов, так как оборудование, подключенное к другим газо-
отводящим стволам, остается в работе.
На раздельное подключение энергетических и пиковых котлов следует идти
в случае, если совместное подключение не проходит по условиям обеспече-
ния самотяги пиковых котлов. Для пиковых водогрейных котлов с дымососа-
ми это ограничение не распространяется.
Рекомендации по подключению котлов к многоствольной газоотводящей
трубе даны в табл. 6.4.
При отсутствии возможностей строительства многоствольной газоотводя-
щей трубы на ТЭЦ должно устанавливаться не менее двух одноствольных труб.
По условиям обеспечения более высокой надежности работы ТЭЦ по сравне-
нию с КЭС при работе на слабо- и агрессивном топливе трубы, начиная с вы-
соты 240 м, рекомендуется строить с цилиндрическим газоотводящим ство-
лом и проходным зазором. В отдельных случаях трубы выполняются коничес-
Таблица 6.4
Рекомендуемое количество котлов, подключаемых
к одному газоотводящему стволу многоствольной газоотводящей трубы
Паропроизводительность (теплопроиэводительность) котлоагрегата	Раздельное подключение энергетических и пиковых котлов, шт.	Совместное подключение энергетических и пиковых котлов, шт.
D = 400-5-500 т/ч	2-3	2
D = 1000 т/ч	1-2	1
Q = 100 Гкал/ч	3-6	1-3
Q = 180 Гкал/ч	2^4-	1-2
236
Таблица 6.5
Рекомендуемое количество котлов ТЭЦ, подключаемых
к одноствольной газоотводящей трубе
Паропроизводи- тельность котлов, т/ч	Обслуживаемая труба						Необслуживаемая труба					
	Раздельное подключение энергетических	|	котлов	|	Совместное подключение энергетических и пиковых котлов				Раздельное подключение	энергетических котлов	Совместное подключение энергетических и пиковых котлов			
			Энергетическ ие котлы	Пиковые котлы					Энергетическ ие котлы	Пиковые котлы		
				2 = 50	2=100	2=180				2 = 50	2= юо	2=180
220	6		4	3	2	—	4		3-4	2-3	2	—
400-500	4-6		3	—	3	3	4		2	—	2	2
670	3-4		2	—	3-4	2-3	3		2	—	2-3	2
1000	2-4		2	—	3-4	2-3	2-	3	2	—	2-3	2
кими с вентилируемым зазором, а для ТЭЦ небольшой мощности на слабоаг-
рессивном топливе возможно применение газоотводящих труб с кирпичной
футеровкой на консолях.
В табл. 6.5 даны рекомендации по подключению котлов к одноствольной
газоотводящей трубе ТЭЦ.
6.2.	Унификация газоотводящих труб
Газоотводящие трубы, сооружаемые на ТЭС, характеризуются разнообрази-
ем конструкций и обилием типоразмеров. Тенденция роста подключаемой
мощности к каждой трубе вызывает увеличение ее размеров: высоты и диа-
метра.
В СССР основное и вспомогательное оборудование ТЭС было стандартизи-
ровано, количество блоков и единиц вспомогательного оборудования упоря-
дочено. Все это требует унификации и типизации конструкций и элементов
газоотводящих труб, сокращения их типоразмеров, установления области ра-
ционального применения и повышения надежности, что позволит значитель-
но сократить сроки проектирования и строительства газоотводящих труб и
уменьшить капитальные затраты на них.
Проблема унификации труб требует решения взаимосвязанных вопросов: вы-
бора типоразмеров труб, исследования характеристик материалов, используе-
мых для изготовления газоотводящих стволов, выбора рациональных конструк-
тивных решений, разработки унифицированных опалубок для возведения же-
лезобетонных стволов и оболочек и разработки монтажных механизмов.
237
Унификация параметров газоотводящих труб должна проводиться на осно-
вании технико-экономических расчетов. Унификация труб по высоте в основ-
ном решена, и унифицированный интервал по высоте принят с шагом 30 м.
При этом шаге принят следующий ряд унифицированных высот газоотводя-
щих высотных труб: 180, 210, 240, 270, 300, 330, 360, 390, 420 и 450 м.
До настоящего времени для конических железобетонных труб применяется
ряд выходных диаметров с шагом 0,6 м, начиная с D = 3,6 м. При этом в наибо-
лее распространенном для современных газоотводящих труб ТЭС диапазоне
применения выходных диаметров (от 6 до 13,8 м) получается 14 типовых диа-
метров. Такое обилие типоразмеров затрудняет унификацию и типизацию кон-
струкций и элементов труб, механизмов для их возведения и экономически
невыгодно. Поэтому необходимо сокращение типовых диаметров, но при этом
переход от одного унифицированного диаметра к следующему не должен при-
водить к значительному увеличению расчетных затрат.
Для решения этого вопроса МЭИ были проведены технико-экономические
расчеты ряда газоотводящих труб ТЭС, позволяющие определить оптималь-
ную выходную скорость газов, а следовательно, и диаметр устья. Расчеты про-
водились для труб высотой 180, 240 и 330 м при одинаковой величине Зтд.
На основании данных расчетов построены графики зависимости относитель-
ных расчетных и капитальных затрат на газоотводящую трубу от относитель-
ной скорости газов в устье трубы (рис. 6.1).
Из анализа графиков видно, что при отклонении скорости газов от опти-
мального значения на ±15 % увеличение расчетных затрат АЗ не превышает
2 %, и при этом стоимость трубы изменяется на ±5 %. При тенденции увели-
чения высоты трубы выше 330 м (360 м и далее) увеличение расчетных затрат
при указанном отклонении скорости может достигнуть 3 %.
Используя уравнение неразрывности, получаем
w/w = (D /D)2.	(6.1)
ОПТ v ОПТ 7	V Z
Рис. 6.1. Зависимость изменения расчетных затрат на трубу при отклонении скоростей газов в газо-
отводящих стволах от оптимального значения
238
Отсюда вытекает, что колебания в пределах (0,85-1,15)и>опт могут происхо-
дить за счет отклонения диаметра (0,93-1,08)£>опт. Поэтому, если предложить
ряд унифицированных диаметров с таким шагом, чтобы диапазон между дву-
мя соседними значениями диаметров перекрывался допустимыми пределами
отклонения (0,93-1,08) от этих значений, то переход от оптимального диамет-
ра к унифицированному не приведет к значительному увеличению расчетных
затрат.
Такому условию отвечает ряд диаметров, определяемый по формуле
£>. = (1,14-1,2)0(6.2)
Принимая минимальный унифицированный диаметр равным 6,0 м и исполь-
зуя ранее принятые диаметры устья труб, для которых созданы типовые про-
екты, получаем следующий ряд унифицированных диаметров:
Do = 6,0; 7,2; 8,4; 9,6; 10,8; 12,0; 13,8.
В результате число унифицированных диаметров сокращается вдвое по срав-
нению с ранее существовавшим рядом диаметров.
6.3.	Унифицированный цоколь газоотводящих труб
Для унифицированного ряда газоотводящих труб встает задача разработки
унифицированного цоколя. Наилучшим решением является наборная конст-
рукция, которая, будучи смонтирована на монтажной площадке электростан-
ций, располагается на общей платформе с колесами и может быть установ-
лена под газоотводящий ствол для последующей стыковки с ним через ком-
пенсатор.
Таким образом, цокольная часть в собранном виде представляет собой еди-
ное целое в виде элемента конструкции, монтируемого с газоотводящим ство-
лом. В зависимости от диаметра ствола вертикальные размеры цокольной ча-
сти и вводы газоходов изменяются.
Для стыковки со стволом необходимо иметь переходную часть, выполняе-
мую из металла или другого материала. Такая конструкция (рис. 6.2) разрабо-
тана Донецким филиалом института Оргэнергострой по аэродинамической схе-
ме МЭИ [6.2] и кремнебетонных панелей размером 2,5x10 м каждая.
Аэродинамическая схема должна позволять создать конструкцию из унифи-
цированных элементов с оптимальной величиной аэродинамических потерь.
В общем случае потери в цокольной части, как в любом криволинейном кана-
ле, складываются из: потерь, связанных с отрывом пограничного слоя; потерь,
связанных с образованием вторичного вихревого движения; потерь на трение;
дополнительных потерь на трение из-за вторичного вихревого движения. Как
239
Рис. 6.2. Унифицированный цоколь из кремнебетон-
ных панелей с металлической вставкой
показано в [6.3], основную роль в опреде-
лении потерь при движении потока в кри-
волинейных каналах играют потери на
вихреобразование, связанные с отрывом
пограничного слоя. Снижение этого вида
потерь напора может быть достигнуто
организацией рационального, с аэродина-
мической точки зрения, движения потока
в криволинейном канале.
Цокольную часть газоотводящей трубы до участка перехода можно рассмат-
ривать как элемент поворота плоского потока на 90°, с аэродинамической точ-
ки зрения относящегося к числу наиболее исследованных [6.4, 6.5]. Коэффи-
циент сопротивления поворота в общем случае зависит от конфузорности по-
тока на повороте, радиуса поворота внутренней и внешней стенок потока и
промежуточной диффузорности потока на повороте.
В [6.6] даны рекомендации по выбору оптимальных геометрических разме-
ров с углом поворота в пределах 45° < а < 180°, и конфузорностью ^ВХ/^ВЬ1Х =
= 1ч-2 в виде эмпирических выражений
- , 0,39а2-0,13-0,0 la n (F, Л ГГ
exp^V^?!1’25-0’25") И2 JVa
(6.3)
(1,5a2-0,4a3)
£ =----------------------------------------- (6 4)
1 + 0,3У?!-0,1 + з^й ln(l + 8л/йа1,5 - /?2F2 /	’
где a — угол поворота; R{ — радиус поворота внутренней стенки газохода; D
— диффузорность потока на повороте; F} и F2 — входное и выходное сечения
поворота.
При a = 90° и У?, = F2, что соответствует конструктивному выполнению уни-
фицированного цоколя с двухсторонним вводом газоходов, формулы (6.3) и
(6.4) принимают вид
D = 1,034 + 0,56(и - 1);	(6.5)
и[1,3 + 31п(1 + 8л/17Й)] ’
где п = Fx/F2 — конфузорность потока на повороте.
240
Пренебрегая потерями напора на участке перехода от прямоугольного сече-
ния цоколя к круглому сечению ствола (что допустимо, так как в переходе-
конфузоре будут только потери на трение, пренебрежимо малые по сравнению
с потерями на вихреобразование), рассматриваем унифицированный цоколь
как плоский поворот на 90° и рассчитываем коэффициент сопротивления и
оптимальную промежуточную диффузорность D по выражениям (6.3) и (6.4)
при различной конфузорности поворота.
На рис. 6.3 и 6.4 приведены теоретические зависимости и D от конфузор-
ности п.
Правомочность сделанных допущений можно проверить, сопоставив теоре-
тические результаты с экспериментальными, полученными методом физичес-
кого моделирования. Исследуемая модель позволяла изменять конфузорнос-
ти, длину пандуса и другие размеры цоколя (рис. 6.5).
Моделирование велось с учетом требований теории подобия для гидродина-
мики вязкой несжимаемой жидкости. Моделировался участок “вход в цоколь-
ствол трубы”. Модель была выполнена из жести и оргстекла по отношению к
натуре в масштабе 1:50 и установлена на всасывающей стороне вентилятора.
Расход воздуха через вентилятор изменялся направляющим аппаратом. На
входе и выходе модели установлены стабилизирующие участки с одноступен-
чатыми входными диффузорами; одна из стенок газоходов и входной участок
выполнены передвижными, что позволяло менять сечение газоходов, а следо-
вательно, и конфузорность цоколя.
Опыты велись в области автомодельности при Re > 2+2,5-105, устанавливае-
мой экспериментально. В нашем случае эта область наступала после
Re > 0,8+1,2-105. Коэффициент сопротивления исследуемого участка опре-
делялся по стандартной методике с разбивкой мерных сечений на ряд равно-
великих по площади элементов. Измерительным прибором служила трубка
Прандтля, подключенная к микроманометру типа ММН. Полный и динами-
цоколя от конфузорности потока: 1 — плоский по- Рис. 6.4. Зависимость оптимальной величины
ворот на 90°; 2 — унифицированный цоколь при оп-
тимальных параметрах (модель); 3 — то же (нату-
ра); 4 — цоколь с металлической вставкой (натура)
промежуточной диффузорности потока на по-
вороте от его конфузорности: 1 — плоский
поворот на 90°; 2 — унифицированный цоколь
241
Рис. 6.5. Модель унифицированной цокольной части газоотводящей трубы
ческий напоры в сечениях ствола трубы замерялись по двум взаимно перпен-
дикулярным диаметрам, один из которых расположен в плоскости поворота.
Сечения за поворотом находились на расстояниях /п = 0,72£>0; 7Ш = 2,9D(J от
выходного сечения перехода. Результаты замеров коэффициента сопротивле-
ния в этих сечениях практически совпадают: ~ £ш. Степень конфузорнос-
ти цоколя в опытах составляла п = 0,9; 1,17; 1,35; 2; 2,07; 2,25. Именно в этом
диапазоне выбирается из технико-экономических соображений отношение
скоростей во внешних газоходах и в газоотводящем стволе трубы на реальных
ТЭС. При этом конфузорность поворота ипов = 0,77; 1,0; 1,15; 1,54; 1,77; 1,9, а
конфузорность перехода во всех опытах одинакова п =1,17.
Для определения влияния на коэффициент сопротивления цоколя переход-
ного участка на модели исследованы как непосредственно переходный учас-
ток, так и цоколь без перехода. Как и предполагалось, потери на участке пере-
хода практически отсутствуют. ~ 0,005 (здесь и дальше коэффициент сопро-
тивления отнесен к динамическому напору в стволе), а коэффициент сопро-
тивления цоколя без переходного участка практически не изменился.
В первой серии опытов исследовалась зависимость коэффициента сопро-
тивления цоколя от промежуточной диффузорности потока на повороте (диа-
гонального сечения поворота) при различной конфузорности цоколя.
Как следует из физики процесса, за счет промежуточной диффузорности
уменьшается разность давлений между внешней и внутренней стенками в се-
чении с максимальной кривизной канала и, следовательно, снижается интен-
сивность вторичных течений. Конфузорность поворота достигается дальней-
шим поджатием потока.
242
Рис. 6.6. Зависимость коэффициента сопротивления унифицированного цоколя с различной конфу-
зорностью от промежуточной диффузорности потока на повороте
Изменение диагонального сечения канала на повороте достигалось измене-
нием длины пандуса t. Угол установки пандуса к основанию цоколя 0 = 45°;
радиус поворота внутренней стенки R{ постоянен, разделительная стенка ус-
танавливалась до входного сечения перехода.
Зависимость коэффициента сопротивления цоколя от промежуточной диф-
фузорности поворота D при различной конфузорности цоколя п представлена
на рис. 6.6.
Как показывают исследования, оптимальное диагональное сечение цоколя
Dom зависит от его конфузорности, причем влияние D на коэффициент со-
противления_цоколя увеличивается с уменьшением конфузорности.
Зависимость Dom унифицированного цоколя от степени его конфузорности
приведена на рис. 6.4 (кривая 2). Как видно из рисунка, расхождения в
значениях £)опт для цоколя и плоского поворота не превышают ±7 %, и форму-
ла (6.8) с достаточной степенью точности применима для расчета диагональ-
ного сечения поворота в унифицированном плоском цоколе при конфузорнос-
ти последнего п = l-e-2,5.
Увеличение высоты разделительной стенки за геометрическим поворотом
показало, что оптимальной высотой разделительной стенки за поворотом яв-
ляется ti"" = 0,5£>0. Таким образом, общая высота разделительной стенки от
основания цоколя составит Я, J™ = Н{ +	+ 0,5D(J, где Н, и Rf — высота
входного газохода и внутренний радиус поворота.
На рис. 6.7 представлена зависимость абсолютного и относительного коэф-
фициента сопротивления цоколя от высоты перегородки за поворотом при раз-
ной степени конфузорности п (где — коэффициент сопротивления, отнесен-
ный к оптимальному ^опт при данной конфузорности).
Как видно из рисунков, зависимость коэффициента сопротивления цоколя
от высоты перегородки растет с увеличением конфузорности цоколя п. Так,
если при п = 1,17 отклонение высоты перегородки h от оптимальной на ±50 %
243
Рис. 6.7. Зависимость абсолютного (а) и относительного (б) коэффициента сопротивления цоколя от
высоты разделительной стенки за поворотом при различной конфузорности п
приводит к увеличению коэффициента сопротивления цоколя не более чем
на 10 %, то при конфузорности п = 2,25 аналогичное выполнение перегородки
приведет к увеличению на 40 %.
На рис. 6.3 показана зависимость коэффициента сопротивления унифициро-
ванного цоколя от конфузорности при оптимальных величинах диагонального
сечения поворота £>опг и высоты разделительной стенки Нрс°т (кривая 2). Как
видно из рисунка, коэффициент сопротивления цоколя существенно зависит
от конфузорности п при значениях п = l-s-1,7; при дальнейшем увеличении
конфузорности коэффициент сопротивления меняется незначительно.
Сравнение приведенных на рис. 6.3 кривых 7 и 2 показывает, что коэффици-
ент сопротивления плоского унифицированного цоколя превышает коэффи-
циент сопротивления плоского поворота более чем в 2 раза. Отсюда можно
сделать вывод, что в плоском цоколе потери напора от слияния потоков и зак-
рутки соизмеримы с потерями на вихреобразование при отрыве пограничного
слоя, а с уменьшением конфузорности потока до п = 1,4-1,0 даже превышают
последние, в связи с чем формула (6.9) неприменима для расчета коэффициен-
та сопротивления цоколя.
В величину х входит как коэффициент местного сопротивления так и
коэффициент сопротивления трения ^тр. Для модели £ ~ 0,085 (при коэффици-
енте трения Хтр = 0,01, определенном экспериментально для гладкой металли-
ческой стенки), что составляет более 50 % общего коэффициента сопротивле-
ния при конфузорности цоколя п = 1,84ч-2,5 и 18-20 % при конфузорности п =
= 1,0-5-1,2.
Как показали натурные испытания газоотводящей трубы Запорожской ГРЭС,
эквивалентный коэффициент сопротивления кремнебетонного ствола с паза-
ми для компенсаторов составляет Хэ = 0,019. В связи с этим общий коэффици-
ент сопротивления реального унифицированного цоколя, выполненного из
кремнебетонных панелей, увеличится по сравнению с полученными на моде-
ли величинами (см. рис. 6.3, кривая 3) за счет увеличения потерь на трение.
Таким образом, в результате проведенных исследований разработан унифи-
цированный цоколь с двухсторонним вводом газоводов, полностью выполняе-
244
мый из кремнебетонных панелей. Для всех типоразмеров цоколя рекоменду-
ются следующие геометрические соотношения: общая конфузорность цоколя,
включая перемол, составляет п = ILF IF = 1,6-5-2,2, при этом основная конфу-
зорность приходится на участок поворота газоходов, а конфузорность перехо-
да составляет п = 1,05-4,15. Поворот потока происходит с изменением высоты
газохода от Н, до Н2 при постоянной ширине В. Отношение ширины газохода
к его высоте во входном сечении цоколя выбирается в пределах В/Нх = 0,8-4,5.
Высота перехода принимается равной Н = 0,5£>0. Между газоходами уста-
навливается перегородка высотой до выходного сечения перехода.
Радиус описанной окружности внутреннего поворота газоходов R, = 6,0 м.
Пандус цоколя устанавливается под углом 45° к основанию, диагональное се-
чение поворота рассчитывается по формуле
D°m = £>о[О,517 + 0,28(и - 1)],
(6-7)
где £>0 — диаметр газоотводящего ствола трубы. При этом коэффициент со-
противления цоколя может быть определен по графику зависимости
приведенному на рис. 6.3 (кривая 3). Унифицированный цоколь разработан
также АТЭП — с кремнебетонными панелями размером 2,58x3 м (рис. 6.8),
что позволяет выполнять его без металлической переходной вставки, как в
варианте, разработанном институтом Оргэнергострой (рис. 6.2).
Однако для выполнения цоколя по схеме рис. 6.8 необходимо изготовление
специальных панелей длиной 3 м. Как видно из рис. 6.3, коэффициент сопро-
тивления цоколя с металлической вставкой несколько выше (кривая 4), чем
коэффициент сопротивления унифицированного цоколя, полностью выполнен-
ного из кремнебетонных панелей по конструктивной схеме, представленной
на рис. 6.8.
С разработкой типового ряда
труб и унифицированного цоко-
ля появляется возможность пе-
рейти к разработке типовых про-
ектов газоотводящих труб для их
реализации на проектируемых и
строящихся тепловых электри-
ческих станциях.
Рис. 6.8. Унифицированный цоколь с двух-
сторонним вводом газоходов, выполнен-
ный из кремнебетонных панелей
245
6.4.	Список литературы к главе 6
6.1.	Дужих Ф.П., Осоловский В.П., Ладыгичев М.Г. Промышленные дымовые и вен-
тиляционные трубы. Справочное издание / Под ред. Ф.П. Дужих. — М.: Теплотех-
ник, 2004. — 464 с.
6.2.	Волков Э.П., Ильинская О.Н. Унифицированный цоколь подвесного газоотводя-
щего ствола // Теплоэнергетика. 1980. № 10.
6.3.	Дужих Ф.П., Матвеев Ю.В., Коновалов А.А. Исследования работы дымовых туб
в маневренном режиме // Теплоэнергетика. 1983. № 5. С. 34—37.
6.4.	Дейч М.Е. Техническая газодинамика. — М.: Энергия, 1974.
6.5.	Рихтер Л.А. Изыскание форм элементов газовоздухопроводов тепловых электро-
станций // Известия вузов. Энергетика. 1967. № 1.
6.6.	Семашко В.А. Вопросы аэродинамической оптимизации и исследования темпе-
ратурных характеристик газовоздухопроводов ТЭС. Автореф. дис. канд. техн. наук.
— М.: МЭИ, 1976.
246
Глава 7.
ЭКСПЕРТИЗА ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
7.1. Общие положения
Экспертиза (лат. expertus — опытный) означает исследование экспертом (ауди-
тором) каких-либо специальных объектов, вопросов и т.п. Условно, любое ис-
следование можно проводить с использованием следующих методов — вы-
полнение расчетов, измерений и экспертных оценок. В последнем случае про-
водятся количественные и (или) порядковые оценки процессов, явлений, не
поддающихся непосредственному измерению. В части промышленной безо-
пасности любого вида сооружений, оборудования целесообразно выполнение
расчетов и (или) измерений.
Что касается сооружений типа дымовых труб и им подобных, то к настояще-
му времени созданы методики расчетов, в том числе и по определению (оцен-
ке) их прочностных характеристик, разработаны стенды и специальные сред-
ства измерений практически любых параметров. Используются и методы мо-
делирования, макетирования и т.п.
Можно уверенно говорить о том, что к настоящему времени сформировался
особый вид деятельности — экспертиза промышленной безопасности. Есте-
ственно, сформировались и соответствующие организационно-правовые струк-
туры. Одной из основных разрешительных структур здесь был Госгортехнад-
зор, ныне Ростехнадзор, а роль экспертных организаций в основном выполня-
ли многочисленные отраслевые специализированные организации, например,
ОРГРЭС, Энергочермет, Энергоцветмет и др.
К середине 90-х годов XX века большинство специализированных органи-
заций утратили во многом свои возможности. Именно в этот период и был
принят Федеральный закон от 21.07.1997 № 116-ФЗ “О промышленной безо-
пасности производственных объектов”, направленный на предупреждение ава-
рий, защиту населения и территорий от чрезвычайных ситуаций, экологичес-
ких бедствий [7.1, 7.2].
Что касается непосредственно дымовых труб, то, в соответствии с Феде-
ральным законом [7.1] в 2002 г. были введены в действие “Правила безопасно-
сти при эксплуатации дымовых и вентиляционных промышленных труб” [7.3],
разработанные в соответствии с требованиями ФЗ [7.1]. Экспертизе промыш-
ленной безопасности подлежит все, что связано с опасным производственным
объектом (в данном случае — дымовая труба) — проектная документация на
строительство, реконструкцию, консервацию промышленных дымовых труб,
а также и сами дымовые трубы на всех стадиях их жизненного цикла.
247
В правилах [7.3] впервые для всех промышленных объектов, поднадзорных
федеральному органу исполнительной власти, специально уполномоченному
в области промышленной безопасности, были регламентированы процедура и
нормативные сроки проведения осмотров, обследований, технического обслу-
живания и ремонта дымовых и вентиляционных промышленных труб, уста-
новлены формы и перечень технической документации, а также требования
безопасности при эксплуатации.
Экспертиза труб проводится по результатам обследований, сроки которых
регламентируются “Методическими указаниями по обследованию дымовых и
вентиляционных промышленных труб” Госгортехнадзора России РД 03-610-
03, 2003 г. [7.4].
Экспертизу труб могут проводить только организации, имеющие лицензию
(аккредитацию) на указанный вид деятельности, выданную уполномоченным
федеральным органом в вопросах промышленной безопасности.
В этот же период была введена еще одна законодательная инициатива [7.5], в
соответствии с которой в нашей стране начался процесс пересмотра существу-
ющей системы стандартизации. Итогами этой работы к 2010 г. должен быть
переход на систему технического регулирования.
Особенность существующей системы стандартизации в том, что в стандар-
тах регламентируются одновременно вопросы безопасности и качества. Такая
схема в условиях плановой экономики была вполне логична, т.к. не может быть
обеспечена на надлежащем уровне безопасность при отсутствии необходимо-
го качества. Тем не менее, основное отличие системы “Технического регули-
рования” в том, что в ней применительно к рыночным условиям нормативные
требования к экономической деятельности реализуются на двух уровнях: бе-
зопасность и качество. При этом вопросы безопасности остаются под контро-
лем государства, а проблемы качества продукции, услуг являются объектом
состязательного процесса между бизнесом и приобретателем.
В связи с этим ФЗ [7.5] введены технические регламенты — нормативные
документы на уровне ФЗ, в которых устанавливаются базисные требования по
безопасности продукции, процессов ее производства.
В утвержденной Правительством РФ “Программе разработки технических
регламентов на 2004-2009 гг.” не предусмотрен технический регламент по
дымовым трубам. То есть, на этот вид сооружений, очевидно, будут распрост-
раняться положения общего технического регламента “О безопасной эксплуа-
тации зданий, строений и сооружений и безопасном использовании прилега-
ющих к ним территорий”, который в настоящее время разрабатывается.
Кроме того, дымовые трубы входят составной частью в большинство объек-
тов капитального строительства. Следовательно, на них должны распростра-
няться требования гл.6 Градостроительного кодекса [7.6] “Архитектурно-стро-
248
ительное проектирование, строительство, реконструкция объектов капиталь-
ного строительства”.
В соответствии с [7.6, ст.48], в состав проектной документации объектов
капитального строительства включаются следующие разделы:
1)	пояснительная записка с исходными данными для архитектурно-строи-
тельного проектирования, строительства, реконструкции, капитального ремон-
та объектов капитального строительства, в том числе с результатами инженер-
ных изысканий, техническими условиями;
2)	схема планировочной организации земельного участка, выполненная в
соответствии с градостроительным планом земельного участка;
3)	архитектурные решения;
4)	конструктивные и объемно-планировочные решения;
5)	сведения об инженерном оборудовании, о сетях инженерно-технического
обеспечения, перечень инженерно-технических мероприятий, содержание тех-
нологических решений;
6)	проект организации строительства объектов капитального строительства;
7)	проект организации работ по сносу или демонтажу объектов капитально-
го строительства, их частей (при необходимости сноса или демонтажа объек-
тов капитального строительства, их частей для строительства, реконструкции
других объектов капитального строительства);
8)	перечень мероприятий по охране окружающей среды;
9)	перечень мероприятий по обеспечению пожарной безопасности;
10)	перечень мероприятий по обеспечению доступа инвалидов к объектам
здравоохранения, образования, культуры, отдыха, спорта и иным объектам
социально-культурного и коммунально-бытового назначения, объектам транс-
порта, торговли, общественного питания, объектам делового, административ-
ного, финансового, религиозного назначения, объектам жилищного фонда (в
случае подготовки соответствующей проектной документации);
И) смета на строительство объектов капитального строительства, финанси-
руемых за счет средств соответствующих бюджетов (в ред. Федерального за-
кона от 18.12.2006 № 232-ФЗ);
12)	иная документация в случаях, предусмотренных федеральными закона-
ми.
Проектная документация объектов капитального строительства подлежит
государственной экспертизе [7.6, ст.49].
Кроме того, согласно [7.6, ст.48.1] часть объектов капитального строитель-
ства относится к уникальным. Среди них и объекты, в проектной документа-
ции которых предусмотрены следующие характеристики:
1)	Высота более чем 100 м. То есть, очевидно, с 2007 г. все дымовые трубы с
высотой более 100 м являются уникальными объектами.
249
2)	Заглубление подземной части (полностью или частично) ниже планиро-
вочной отметки земли более чем на 10 метров.
3)	Наличие конструкций и конструкционных систем, в отношении которых
применяются нестандартные методы расчета с учетом физических или гео-
метрических нелинейных свойств, либо разрабатываются специальные мето-
ды расчета.
Следовательно, большинство дымовых труб как существующих, так и стро-
ящихся, попадают под действие требований не менее чем трех федеральных
законов [7.1, 7.5, 7.6].
7.2.	Порядок проведения экспертизы
Составной частью экспертизы являются проведения обследования сооруже-
ния [7.7], которые должны выполняться один раз в пять лет.
Организация, выполняющая обследование труб, должна иметь в своем со-
ставе специализированное подразделение, укомплектованное аттестованны-
ми работниками соответствующей квалификации, прошедшими медицинскую
комиссию на допуск к верхолазным работам и имеющими стаж практической
работы в области трубостроения.
В каждой организации, использующей трубы, должна быть создана и дей-
ствовать служба технического надзора за техническим обслуживанием, безо-
пасной эксплуатацией и своевременным ремонтом труб, а в случае невозмож-
ности иметь собственную службу, данные функции должны быть обеспечены
силами привлеченных специализированных организаций.
Ответственные по надзору за техническим состоянием труб должны быть
аттестованы территориальной аттестационной комиссией.
Работы по обследованию труб выполняются на основании технического за-
дания на обследование труб, которое является основанием для разработки тех-
нической программы работ.
Порядок и процедуры проведения экспертизы приведены в “Правилах про-
ведения экспертизы промышленной безопасности” ПБ 03-246-98 и для газо-
отводящих труб имеют следующие особенности:
Для проведения экспертизы заказчик должен предъявить дополнительно сле-
дующие данные по объекту экспертизы:
•	проект объекта (рабочие чертежи, пояснительная записка, данные по про-
ектным нагрузкам и воздействиям, характеристики принятых для строитель-
ства материалов);
•	строительную документацию с изменениями и отступлениями от проекта,
согласованными с проектной организацией, журналы работ, акты контрольно-
го испытания примененных материалов, акт приемки объекта в эксплуатацию;
250
•	данные по ремонту эксплуатации объекта с момента ввода его в эксплуата-
цию (тип и количество котлов, теплоагрегатов, последовательность их под-
ключения, виды и количество сжигаемого топлива, температура и объем ды-
мовых газов, их состав, температура точки росы, методы очистки дымовых
газов);
•	сведения о видах и объемах выполненных ремонтов;
•	результаты ранее выполненных обследований технического состояния трубы;
•	другие материалы, в зависимости от представляемого для экспертизы объек-
та экспертного исследования.
Представленные материалы должны соответствовать объекту экспертизы, а
в случае их несоответствия экспертная организация уведомляет об этом заказ-
чика. При непредоставлении запрашиваемых материалов в согласованный с
заказчиком срок представленные на экспертизу материалы возвращаются, и
экспертиза не проводится.
Экспертизы назначаются приказом, и полномочия их устанавливаются экс-
пертной организацией. При проведении экспертизы группой экспертов, назна-
чается ведущий эксперт, отвечающий за результаты работы группы экспертов.
Проведение экспертизы заключается в установлении полноты, достовернос-
ти и правильности представленной информации, соответствие ее стандартам,
нормам и правилам промышленной безопасности, а также в подтверждении
соответствия объекта экспертизы названным требованиям при их испытаниях
и исследованиях.
Порядок и последовательность выполнения комплекса работ по определе-
нию технического состояния эксплуатируемых газоотводящих труб, объем
технической документации, выдаваемой экспертной организацией, выполнив-
шей обследование, изложены в “Методических указаниях по обследованию
дымовых и вентиляционных промышленных труб” РД 03-610-03 [7.4].
При проведении экспертизы промышленной безопасности труб по каждому
объекту проверяется:
-	соответствие строительных конструкций объекта экспертизы проекту;
-	соответствие фактического температурно-влажностного режима, объема и
состава отводимых газов проектным значениям;
-	техническое состояние объекта экспертизы по результатам комплексного
обследования технического состояния сооружения;
-	результаты определения прочности и состояния материалов конструкций
методами неразрушающего контроля или лабораторных испытаний;
-	исследование изменений гидрогеологических характеристик грунтов у ос-
нования труб при наличии зафиксированных воздействий;
-	поверочные расчеты несущей способности ствола с учетом выявленных
дефектов и повреждений, при классификации технического состояния объек-
251
та, имеющего дефекты и повреждения, относящиеся к категории опасности
“А”. К таким дефектам и повреждениям относятся дефекты и повреждения
основных несущих конструкций труб, представляющие непосредственную
опасность их разрушения (недопустимые крены и искривления стволов, от-
слоение защитного слоя бетона и обнажением и выгибом вертикальных стер-
жней арматуры на значительной (более 15 %) части периметра, обрушение уча-
стков футеровки и др.;
-	правильность определения категории опасности дефектов и повреждений
конструкций, выявленных при обследовании технического состояния трубы;
-	соответствия рекомендаций, разработанных по результатам обследования
технического состояния трубы, требованиям промышленной безопасности и
необходимость этих рекомендаций;
-	соответствие представленной эксплуатационно-технической документации
требованиям с ПБ 03-445-02 [7.3] и действующим нормативным документам.
По результатам проведенной экспертизы составляется заключение о соответ-
ствии (несоответствии) состояния трубы требованиям промышленной безопас-
ности, и, при необходимости, даются рекомендации по техническим решениям
и проведению компенсирующих мероприятий по повышению эксплуатацион-
ной надежности и промышленной безопасности газоотводящей трубы.
Состав и оформление Заключения промышленной безопасности на объект
экспертизы, порядок ее представления в орган исполнительной власти уполно-
моченным в области промышленной безопасности или территориальным орга-
нам для рассмотрения и утверждения определены “Правилами проведения экс-
пертизы промышленной безопасности” ПБ 03-246-98 и “Положением о поряд-
ке утверждения экспертизы промышленной безопасности” РД 03-298-99.
Заключение экспертизы должно содержать:
•	наименование заключения экспертизы;
•	вводную часть, включающую основание для проведения экспертизы, све-
дения об экспертной организации, сведения об экспертах и наличии лицензии
на право проведения экспертизы промышленной безопасности;
•	перечень объектов экспертизы, на которые распространяется действие зак-
лючения экспертизы;
•	сведения о заказчике;
•	цель экспертизы;
•	сведения о рассмотренных в ходе экспертизы документах (проектных, кон-
структорских, эксплуатационных, ремонтных) с указанием объемов представ-
ленных документов, шифр, номер или другую индексацию для идентифика-
ции документации;
•	краткую характеристику и назначение объекта экспертизы;
•	результаты проведенной экспертизы;
252
•	заключительную часть с обоснованными выводами и рекомендациями по
техническим решениям и проведению компенсирующих мероприятий;
•	приложения, содержащие перечень использованной при экспертизе норма-
тивной технической и методической документации, актов испытаний (при
проведении их силами экспертной организации).
Заключение экспертизы подписывается руководителем экспертной органи-
зации, заверяется печатью этой организации, прошивается с указанием коли-
чества сшитых страниц и передается заказчику.
Заказчик передает экземпляр заключения в территориальный орган, уполно-
моченный в области промышленной безопасности.
7.3.	Направления по повышению эффективности
проведения экспертизы промышленной безопасности
На промышленных предприятиях России, отнесенных, в соответствии с
Федеральным законом “О промышленной безопасности опасных производ-
ственных объектов” [7.1], к опасным производственным объектам, в эксплуа-
тации находится 3500 железобетонных труб высотой до 370 м, более 10000
кирпичных труб высотой до 120 м, около 7000 металлических труб высотой
80-200 м, потеря эксплуатационной надежности и промышленной безопасно-
сти которых сопряжена с большим ущербом для промышленности и окружа-
ющей среды. Помимо вышеуказанных труб в систему экспертизы промыш-
ленной безопасности попало около 100 тысяч металлических труб малой вы-
соты отопительных котельных и предприятий, связанных с производством ток-
сических, горючих, окисляющих и других веществ, представляющих опасность
для окружающей природной среды [7.8].
Так как периодичность проведения комплексных обследований труб, нахо-
дящихся в эксплуатации более 10-20 лет, согласно “Правилам промышленной
безопасности при эксплуатации дымовых и вентиляционных промышленных
труб” предусмотрена один раз в пять лет, то ежегодно должно обследоваться
около 4 тыс. труб большой высоты, что требует специального оборудования и
отключения теплотехнического оборудования большой мощности на время
обследования труб.
Объем обследования труб высотой до 30-50 м, в основном металлических, с
той же периодичностью, составляет 15-20 тысяч труб в год. До введения в
действие ПБ 03-445-02 надзор за их состоянием обеспечивался персоналом,
эксплуатирующим объект, и ограничивался визуальной оценкой дефектов и
повреждений, а затраты на ремонт для поддержания труб в исправном состоя-
нии не превышали тех затрат, которые требуются в настоящее время для реа-
253
лизации только проведения экспертизы труб в соответствии с ПБ 03-445-02
[7-3].
Исходя из этого, предлагается пойти по пути дифференцированного подхода
к организации экспертизы промышленной безопасности труб в зависимости
от параметров, конструктивных особенностей и режима эксплуатации труб.
Основное внимание при экспертизе промышленной безопасности труб в
настоящее время должно обращаться на определение остаточного ресурса как
сооружения в целом, так и на остаточный ресурс таких конструкций, как кир-
пичная футеровка, теплоизоляция, антикоррозионная защита металлических
стволов, которые значительно меньше ресурса ствола трубы, но при их неисп-
равности железобетонный, кирпичный, металлический ствол трубы в корот-
кий срок может оказаться в аварийном состоянии.
Результаты экспертизы промышленной безопасности труб должны давать
возможность разработки оптимальных компенсирующих мероприятий по вос-
становлению эксплуатационной надежности и промышленной безопасности
труб.
Отсутствие достоверных данных о состоянии труб приводит к тому, что в
одном случае реализуются высокозатратные мероприятия, когда в них нет не-
обходимости (усиления стволов обоймами, замена футеровок, замена метал-
лических стволов), а в другом случае устранение повреждения конструкции
не выполняется на начальной стадии развития, когда можно обойтись мини-
мальными профилактическими мероприятиями, и в дальнейшем требует зат-
рат многократно больших.
Многократное увеличение с 2002 г. работ по обследованию труб привело к
снижению качества данного вида работ из-за отсутствия достаточного количе-
ства подготовленных специалистов по диагностике такого рода сооружений.
В результате не устанавливаются причины ухудшения состояния конструкций,
появляются неквалифицированные оценки состояния труб, предлагаются нео-
боснованные компенсирующие мероприятия по восстановлению эксплуата-
ционной надежности и промышленной безопасности труб, требующие боль-
ших, практически ненужных, материальных затрат. Особенно часто такие си-
туации наблюдаются, когда обследование труб выполняют организации, ос-
новным видом деятельности которых является ремонт сооружений.
Снижению качества экспертизы способствует практика проведения аттеста-
ции экспертов промышленной безопасности дымовых и вентиляционных труб,
когда “попутно” с аттестацией эксперта по технологическому оборудованию
дается право экспертизы дымовых и вентиляционных труб специалистам, ни-
когда ранее не занимавшимся такими работами. Усугубляется положение не-
подготовленностью территориальных управлений Госгортехнадзора России,
на которые возложена обязанность регистрировать и утверждать заключения
254
экспертизы промышленной безопасности по трубам. Не владея информацией
по строительству, ремонту, эксплуатации труб, не зная ведущих организаций в
стране, занимающихся проблемами надежности дымовых и вентиляционных
труб, ими отдается предпочтение лично известным местным организациям,
не имеющим необходимого опыта экспертизы и ремонта труб.
Требуется также корректировка ПБ 03-445-02, в которых допущен целый
ряд положений и требований, отрицательно влияющих на качество эксперти-
зы промышленной безопасности труб, вследствие чего исправное, работоспо-
собное состояние кирпичных и металлических труб может быть оценено как
неработоспособное, аварийное. Не указаны нижние граничные параметры труб
по высоте и диаметру, которые следует отнести к опасному объекту, нет четко-
го определения, какое сооружение следует отнести к дымовой и вентиляцион-
ной трубе и т.п. Необходима организация хотя бы элементарной подготовки
инспекторов Госгортехнадзора к выполнению ими надзорных функций по тру-
бам, а также повышение квалификации специалистов экспертных организа-
ций, занимающихся обследованием труб [7.8].
Автор [7.9] также обращает внимание на ряд недостатков при проведении
экспертизы промышленной безопасности (ЭПБ) дымовых труб. Так, выпущен-
ные в 2002 г. Госгортехнадзором “Правила безопасности при эксплуатации
дымовых и вентиляционных промышленных труб” (ПБ 03-445-02) [7.3] рег-
ламентировали содержание и надзор за техническим состоянием труб, в том
числе проведение осмотров, обследований, ремонтов. В Правилах приведены
обязанности владельцев труб по организации надзора за сооружениями, ука-
заны категории опасности дефектов и повреждений, классификация техничес-
кого состояния труб, определена периодичность плановых обследований труб
и указаны условия, при которых проводятся внеплановые обследования, даны
формы паспорта трубы и образцы других документов.
В основных положениях Правил (п.З) указано, что промышленные трубы на
опасных производственных объектах подлежат обязательной экспертизе про-
мышленной безопасности, и что обследование и экспертиза осуществляются
организациями, имеющими лицензии на эти виды деятельности и соответству-
ющих аттестованных экспертов. Последнее породило своеобразный “бум” в
делах обследования и экспертизы. За короткий срок “родилось” множество
организаций, получивших лицензии и аттестации, но не имеющих соответ-
ствующего опыта в обследовании и экспертизе. Для выполнения обследова-
ния или экспертизы такого сложного инженерного сооружения, как дымовая
или вентиляционная труба, нужны опыт и знания, накапливаемые годами, а
этого “скороспелые” организации не имеют, что отрицательно сказывается на
качестве обследования и экспертизы со всеми вытекающими из этого послед-
ствиями. В связи с этим владельцам труб при выборе организации-исполните-
255
ля работ по обследованию и экспертизе необходимо в первую очередь обра-
щать внимание на продолжительность деятельности этой организации и ее
опыт работ по промышленным трубам, наличие квалифицированных кадров,
спецоснастки и приборов. Следует требовать представления отзывов бывших
заказчиков, копий отчетов и заключений экспертизы по проделанной работе.
Кроме того, в [7.10] обращается внимание на определенные разночтения в
директивных документах [7.3, 7.4]. Поэтому в [7.10] были проанализированы
указанные, и другие нормативные документы, и даны предложения по их со-
вершенствованию.
I. В целях конкретизации требований промышленной безопасности (п. 4.6
разд.ГУ “Порядок проведения экспертизы” ПБ 03-246-98) к дымовым и венти-
ляционным трубам при проведении экспертизы промышленной безопасности
(далее экспертиза), а следовательно, и к мероприятиям по проведению самой
экспертизы, мы предлагаем считать необходимым и достаточным критерием
промышленной безопасности дымовых и вентиляционных труб, в свете поня-
тия Промышленной безопасности (ст. 1 “Основные понятия”, гл. 1 “Общие по-
ложения” 116-ФЗ “О промышленной безопасности опасных производствен-
ных объектов”) — защищенность опасного производственного объекта от воз-
можных аварий и их последствий, связанных с неудовлетворительным техни-
ческим состоянием вышеуказанных сооружений или их элементов, влекущем
за собой обрушение несущего ствола, футеровки, газоотводящего ствола, фраг-
ментов наружной поверхности ствола, металлоконструкций и дополнительно
устанавливаемого на стволе оборудования.
В связи с этим, под экспертизой промышленной безопасности дымовых труб
(разд.П. Основные определения (ПБ 03-246-98) понимается оценка соответ-
ствия объекта экспертизы требованиям надежности конструкции или ее эле-
ментов, основанная на комплексе обследовательских и расчетных работ.
II. Порядок проведения экспертизы промышленной безопасности дымовых
и вентиляционных труб определяется “Правилами проведения экспертизы
промышленной безопасности ПБ 03-246-98 разд. IV “Порядок проведения
экспертизы” с определенными дополнениями (уточнениями):
-	по п.4.1; 4.2. — все действия этих пунктов документируются внутренними
документами Заказчика и Экспертной организации (договора, графики, заяв-
ки и т.п.) и в материалы экспертизы не включаются.
-	по п.4.3.1. — необходимые для проведения ЭПБ материалы, документация
и все действия, связанные с их получением в полной мере определены ПБ 03-
445-02 и РД 03-610-03.
-	по п.4.3.2 — в материалы Экспертизы вкладывается приказ о назначении
экспертов, копии их удостоверений. Другие документы и справки требовать,
на наш взгляд, неправомочно.
256
-	по п.4.3.3. — Практика проведения ЭПБ дымовых и вентиляционных труб
показывает отсутствие необходимости ее проведения на месте (у Заказчика).
На месте (у Заказчика) проводится обследование технического состояния со-
оружений, регламентируемое ПБ 03-445-02 и РД 03-610-03.
В этих правилах сформулированы все требования (пп.4.3.3, 4.3.3.1, 4.3.3.3 ПБ
03 246-98), применимые для ЭПБ дымовых труб, т.е. в части ЭПБ промышлен-
ных дымовых и вентиляционных труб необходимо руководствоваться не требо-
ваниями вышеперечисленных пунктов, а требованиями ПБ 03-445-02.
-	по п.4.3.3.3. — Под мероприятиями, необходимыми для дальнейшего за-
вершения экспертизы, понимаются не результаты экспертизы в виде рекомен-
даций, излагаемых в Заключительной части Заключения при завершении экс-
пертизы, а мероприятия по устранению причин, не позволяющих закончить
процесс ее непосредственного проведения. В абсолютном большинстве слу-
чаев это невозможность собрать необходимую и достаточную информацию в
процессе проведения обследования технического состояния труб (например:
отсутствие ходовых скоб на стволе трубы, сильные разрушения фрагментов
ствола или металлоконструкций, не позволяющих подняться на этот ствол и
снять необходимые параметры; невозможность останова трубы для проведе-
ния внутреннего обследования и т.п.). В этом случае составляются мероприя-
тия и календарный план их реализации.
Зачастую путают мероприятия, необходимые для дальнейшего завершения
экспертизы и условия, подлежащие выполнению (положения, не препятству-
ющие выдаче Заключения экспертизы), с рекомендациями по техническим
решениям и компенсирующим мероприятиям, предлагаемыми в Заключитель-
ной части Заключения Экспертизы (раздел V ПБ 03-246-98. Требования к офор-
млению Заключения экспертизы п.5.1.). Данные рекомендации выполняются
Заказчиком в установленном порядке. Экспертная организация за своевремен-
ность и качество выполнения рекомендаций Заказчиком ответственности не
несет. Работа по ЭПБ завершается передачей Заключения Заказчику для ут-
верждения его в установленном порядке в органах Ростехнадзора.
III. Требования к оформлению Заключения экспертизы промышленной бе-
зопасности (раздел V. ПБ 03-246-98) в части ЭПБ дымовых и вентиляцион-
ных промышленных труб предлагается дополнить:
-по п.5.1. В части обязательного включения в состав Заключения (в каче-
стве неотделимого приложения) отчета по обследованию технического состо-
яния сооружения, оформленного в соответствии с требованиями ПБ 03-445-
02 и РД 03-610-03 с приложением, в свою очередь, прочностных, теплофизи-
ческих (при необходимости), геодезических и прочих расчетов, обосновыва-
ющих Заключение.
257
-	по п.5.2. В случае проведения ЭПБ проектной документации на установку
на ствол трубы дополнительного оборудования, в соответствии ПБ 03-445-02,
“Содержание и надзор за техническим состоянием”, раздел 1 “Общие положе-
ния” п. 15 (а), к Заключению по экспертизе проектной документации прикла-
дывается (как неотделимое приложение) Согласование (Заключение) Экспер-
тной организации, (а не Заключение ЭПБ), о возможности совместного ис-
пользования ствола с данным оборудованием, включающее в себя отчет по
обследованию технического состояния ствола трубы и все прочностные рас-
четы в объеме, необходимом для определения его устойчивости с рекоменда-
циями (в случае наличия дефектов) позволяющим, при их выполнении, осу-
ществлять совместную безаварийную эксплуатацию сооружения.
-	по п.5.3. С учетом Общих правил промышленной безопасности для орга-
низаций, осуществляющих деятельность в области промышленной безопас-
ности опасных производственных объектов (ПБ 03-517-02 п.7.3, раздела УП)
Заключение ЭПБ может представляться (по согласованию с Заказчиком) в орга-
ны Ростехнадзора Экспертной организацией, что повышает оперативность его
рассмотрения и утверждения.
IV. По правилам безопасности при эксплуатации дымовых и вентиляцион-
ных промышленных труб (ПБ 03-445-02):
-	по п.6, раздела IV “Проведение обследований” — указанные документы,
подтверждающие правомочность организации и ее работников выполнять об-
следования труб, являются внутренними документами по охране труда и тех-
нике безопасности организации, предъявляются только Заказчику при оформ-
лении наряда-допуска на работы и к техническим отчетам по обследованию
не прилагаются.
-	по п.7. “Основные положения” — необходимость маркировочной окраски
и светового ограждения определяется требованием “Руководства по эксплуа-
тации гражданских аэродромов Российской Федерации (РЭГА-94).
-	по п. 10. раздела IV. “Проведение обследований” — в случае невозможно-
сти предоставления необходимой документации в полном объеме организа-
ция, проводящая обследование, в соответствии с п.2.2.8 Методических указа-
ний по обследованию дымовых и вентиляционных промышленных труб (РД
03-610-03), по дополнительному соглашению с Заказчиком производит заме-
ры всех ее параметров, проводит необходимые прочностные, теплофизичес-
кие и другие расчеты, производит оценку фактического состояния трубы, и на
основании этого дает оценку технического состояния сооружения. В случае
проведения ЭПБ данного сооружения вышеуказанная оценка является осно-
ванием для выдачи Заключения ЭПБ. С Заказчика, ответственность за укомп-
лектование объекта документацией не снимает (п. 15 этого же раздела).
258
-	по п.5. Программа обследования (приложение № 3) — в специальных ме-
роприятиях оговаривается возможность (необходимость) проведения мероп-
риятий (п.п. “а” и “б”), позволяющих закончить обследование (следовательно,
и Экспертизу в целом).
-	по п.7. Программа обследования (приложение № 3) — под внесением из-
менений по реализованному обследованию сооружения следует понимать “Вне-
сение Заказчиком изменений в техническую документацию и принятие мер по
реализации рекомендаций технического характера по результатам обследова-
ния”.
Обращаем также внимание на необходимость тщательной проверки аргу-
ментированности отнесений повреждений к категории опасности “А” и “Б”,
переходящей в “А”, и их классификации [ПБ 03-445-02], и, соответственно,
аргументированности рекомендаций по техническим решениям и компенси-
рующим мероприятиям, предлагаемые в Заключительной части Экспертизы.
Классификация технического состояния трубы и рекомендации могут быть
основаны только на результатах расчетов, выполненных организациями, име-
ющими лицензии на проектирование.
Практически все вышеуказанные вопросы, так или иначе, путем переписок
между организациями (Заказчик, экспертные и РТН) по конкретным объектам
были сняты, однако широкой публикации — естественно — не находили, и
поэтому остаются открытыми.
Конкретные разъяснения со стороны РТН есть по вопросам необходимости
проведения ЭПБ дымовых труб, расположенных на рамах котлов ПТВМ (№09-
02-49/253 от 11.02.2005) по вопросу осуществления ЭПБ зданий и сооруже-
ний, в том числе дымовых и вентиляционных труб на объектах электроэнерге-
тики организациями, имеющими лицензии на ЭПБ вне зависимости от сжига-
емого топлива или при необходимости (309-31/1446 от 18.07.2005 г.).
На настоящее время непонятно, как проводить ЭПБ труб, пристроенных к
зданиям, и, наверное, таких вопросов наберется у каждой экспертной органи-
зации достаточно.
Автор [7.10] считает необходимым разработать и принять новый РД по экс-
пертизе промышленной безопасности дымовых и вентиляционных труб.
7.4.	Нормирование предельных значений основных дефектов
и повреждений для различных категорий технического
состояния промышленных труб [7.11]
По мере увеличения сроков эксплуатации дымовых труб все острее встает
вопрос контроля за их техническим состоянием, проведения профилактичес-
ких работ, и соответственно, обеспечения безопасного их использования.
259
Анализ режимов работы промышленных труб на нефтеперерабатывающих
и нефтехимических предприятиях показал, что они эксплуатируются с нагруз-
ками до 50 % проектных. Вследствие этого снижена скорость удаления дымо-
вых газов, температура их внутри трубы ниже температуры точки росы. Все
это приводит к повышенному содержанию конденсата в дымовых газах, кото-
рый при соединении с агрессивными составляющими продуктов горения под
влиянием температуры интенсивно разрушает материал футеровки и несущий
ствол трубы.
Характерные дефекты, выявленные при проведении специалистами НПК
“Изотермик” экспертизы промышленной безопасности кирпичных труб на ОАО
“Лукойл Нижегороднефтеоргсинтез” в г.Кстово Нижегородской области: раз-
рушения оголовка трубы, отливов на консолях трубы, кладки ствола (вслед-
ствие попеременного замораживания-оттаивания, а также работы в непроекг-
ных условиях), незаложенные монтажные окна, ослабление и коррозия бол-
тов стяжных колец, вертикальные трещины температурного и осадочного ха-
рактера, повышенный крен ствола трубы. Кирпичная труба высотой 60 м тех-
нологической установки 35/11-300 производства моторных топлив в августе
2001 г. имела крен 855 мм, что в 2 раза превышало предельно допустимое
значение 420 мм, согласно требованиям “Правил безопасности при эксплуата-
ции дымовых и вентиляционных труб” (ПБ 03-445-02). Поверочные расчеты
показали, что потеря устойчивости должна произойти при величине отклоне-
ния ствола от вертикали 1500 мм. Это позволило продлить эксплуатацию тру-
бы при систематических геодезических наблюдениях еще на 3 года. Однако в
ноябре 2003 г. величина крена уже была 1074 мм, в апреле 2004 г. — 1150 мм.
В ноябре 2004 г. при величине крена 1321 мм труба была разобрана до высоты
30 метров.
Кирпичные дымовые трубы высотой Н= 100 м ЗАО “Тагмет” эксплуатиру-
ются более 30 лет. В них выявлены вертикальные трещины шириной раскры-
тия 1-3 мм температурного характера, а также выветривание раствора швов и
активная коррозия стяжных колец, лестниц и молниеприемников при посто-
янных ветрах с Азовского моря.
При эксплуатации железобетонных труб особое внимание должно уделять-
ся герметичности дымового тракта, предотвращающей поступление в трубу
наружного воздуха влажностью выше и температурой ниже проектных значе-
ний. Проникание в трубу наружного воздуха приводит к увлажнению внут-
ренних поверхностей футеровок и снижению теплоизоляции до 40 %, в ре-
зультате чего резко ужесточаются режимы температурных воздействий на ствол
трубы. Характерные дефекты, выявленные при проведении экспертизы про-
мышленной безопасности железобетонных труб на ОАО “Химволокно Ам-
тел-Кузбасс” г.Кемерово, на ОАО “Минудобрения” г.Россошь Воронежской обл.
260
и на ОАО “Каскад-Энерго” г.Анжеро-Судженск Кемеровской обл.: разруше-
ние защитного слоя бетона с оголением и коррозией арматуры, коррозионные
трещины в бетоне, раковины и каверны в бетоне стыков бетонирования, выхо-
ды конденсата на поверхность ствола трубы, отсутствие антикоррозионной
защиты наружной, внутренней поверхности ствола и металлоконструкций гар-
нитуры, отложение сажи на внутренней поверхности и в воздушных зазорах
трубы, участки разрушения кислотостойкой обмазки футеровки. При прове-
дении экспертизы промышленной безопасности железобетонных монолитных
дымовых труб на ОАО “Тагмет” обнаружены дефекты и повреждения техно-
логических стыков бетонирования. Микротрещины технологических стыков
являются точками на поверхности стволов, где образуются наледи. Этот про-
цесс происходит особенно активно при отводе газов с температурой ниже до-
пустимого предела.
Наиболее характерные дефекты, выявленные при проведении экспертизы
промышленной безопасности металлических башен и труб на ОАО “Мину-
добрения” г.Воскресенск Московской обл., на ОАО “Минудобрения” г.Россошь
Воронежской обл. и на Кемеровском ОАО “Азот”: разрушение антикоррози-
онного покрытия и коррозионный износ элементов металлоконструкций. Мень-
ше всего подвержены коррозии трубчатые профили при условии соблюдения
герметичности трубчатого сечения. Коррозионный износ поясов, раскосов и
распорок из уголков, несущих элементов площадок из двутавров и швеллеров
значительно выше, чем трубчатых профилей. Среди наиболее часто встречаю-
щихся дефектов можно также отметить трещины и разрушение сварных швов
узлов сопряжения элементов башни и узлов площадок-диафрагм, восприни-
мающих горизонтальные ветровые нагрузки от ствола трубы, нарушения гер-
метичности ствола в местах соединения секций, коррозию диффузоров на ого-
ловке трубы и фланца основания трубы, утонение ствола трубы с последую-
щей деформацией.
При эксплуатации газоходов особое внимание должно уделяться их герме-
тичности и состоянию футеровки. Необходимо исключить попадание в газо-
ход наружного воздуха, так как это приводит к увлажнению внутренней по-
верхности футеровки и снижению ее теплоизоляционных свойств. Характер-
ные дефекты газоходов: наличие трещин, разрушение примыкания кладки,
отсутствие мембран на взрывных клапанах, кладка в смотровых проемах вы-
полнена без связывающего раствора, негерметичность лазов газоходов, разру-
шение или потеря устойчивости опор эстакад, поддерживающих газоходы.
Проведенные обследования показали, что через 10 лет эксплуатации около
50 % труб нуждаются в текущем ремонте, а через 20 лет почти 50 % труб — в
капитальном ремонте. Естественное “старение” вышеуказанных сооружений,
усугубляемое непроектной эксплуатацией и снижением объема и качества их
261
Таблица 7.1
Основные дефекты н повреждения промышленных труб и их предельно допустимые значения
№№ п/п	Дефекты или повреждения	Предельно допустимые значения при техническом состоянии*				
		исправном		работоспособном	ограниченно работоспособном	неработоспособном
		Категории опасности дефектов				
		«в»			«Б»	«А»
1	2	3 .		4	5	6
1.	Фундаменты н основания					
1.1. (1,2,3)	Деформации оснований для труб при высоте//, м:	Крен, i	Средняя осадка (А, мм)	Устанавливаются расчетом		Значения, превышающие расчетные
	<100	Допуск до кренов см.табл.1 [Ю.З]	<400	-«-		
	100<Я<200		<300	-«-		
	200<//<300		<200	-«-		
	<300		<100	-«-		
1.2.	Трещины на наружной поверхности железобетонного фундамента (горизонтальные)	Не допускаются		До 0,3 мм	До 1,0 мм	Свыше 1,0 мм
1.3.	То же, вертикальные с раскрытием acre	Выше уровня грунтовых вод (УГВ) acre < 0,3 мм		Выше УГВ acre < 2,0 мм	Выше УГВ acre < 3,0 мм	Выше УГВ acre > 5,0 мм
		Ниже УГВ acre <0,1 мм		Ниже УГВ acre < 1,5 мм	Ниже УГВ acre < 3,0 мм	Ниже УГВ acre > 3,0 мм
1.4.	Выколы бетона с оголением арматуры	Не допускаются		На площади до 1 м~ и глубиной до 30 мм; коррозия арматуры не более 5%	На площади до 2 м2 и глубиной до 50 мм; коррозия арматуры не более 20%	На площади более 2 м2 и глубиной более 50 мм; коррозия арматуры более 20%
1.5.	То же, с потерей устойчивости вертикальной арматуры	Не допускаются				Имеют место
1.6.	Участки крупнопористого бетона с недостаточным количеством цементного камня из-за некачественного уплотнения при бетонировании	Не допускаются		Суммарными размерами до ’/g—’/в длины окружности и толщиной до 50 мм	Суммарными размерами до '/б-'/д длины окружности и толщиной до 100 мм	Суммарными размерами более % длины окружности и толщиной более 100 мм
Продолжение табл. 7.1
1	2	3	4	5	6
2.	Ствол				
2.1.	Дефекты и повреждения железобетонных и кирпичных труб				
2.1.1. (1,2,3)					
2.1.2.	Выпуклости и впадины на поверхности ствола, отклонение от проектного размера диаметра	Не более 1 % размера диаметра трубы в рассматриваемом сечении	Устанавливаются расчетом	Устанавливаются расчетом	Значения, превышающие расчетные
2.1.3.	Трещины на наружной поверхности ствола горизонтальные	Не допускаются	До 0,3 мм	До 1,0 мм	Свыше 1,0 мм
2.1.4. (9,Ю)	То же, вертикальные в железобетонных трубах раскрытием acre:				
	Для верхней трети ствола	acre < 0,2 мм	acre < 3,0 мм	acre < 5,0 мм	acre > 5,0 мм
	Для нижних двух третей	acre < 0,3 мм	acre < 5,0 мм	acre < 8,0 мм	acre > 8,0 мм
2.1.5. (6)	То же, вертикальные в кирпичных трубах	Допускаются несквозные трещины acre < 5,0 мм		acre < 10,0 мм	acre > 10,0 мм
2.1.6. (4,23,25)	Поверхностное разрушение бетона (выщелачивание и размораживание снаружи, сульфатация изнутри) с оголением арматуры	Не допускается	На площади до 1 м2 и глубиной до 30 мм; коррозия арматуры до 5%	На площади до 3 м2 и глубиной до 50 мм; коррозия арматуры до 20%	На площади более 3 м2 и глубиной более 50 мм; коррозия арматуры более 20%
2.1.7.	То же, с потерей устойчивости вертикальной арматуры	Не допускается			Имеет место
2.1.8. (27)	Участки крупнопористого бетона в железобетонном стволе из-за некачественного уплотнения при бетонировании	Не допускаются	Размерами до длины окружности и глубиной до 30 мм	Размерами до ‘/в—'/4 длины окружности и глубиной до 50 мм	Размерами более ‘/д длины окружности и глубиной более 50 мм
2.1.9.	Разрушение участков ствола с выпадением материалов в результате ударов молнии, взрывов газовой смеси и 		Не допускается			Имеет место
2.1.10. (7)	Локальные увлажнения наружной поверхности ствола вследствие фильтрации конденсата отводимых газов	Не допускаются	Допускаются кратковременные в холодное время года (на период разогрева теплоагрегатов и трубы до проектного температурного режима)		Постоянно имеют место в процессе эксплуатации
Продолжение табл. 7.1
ы
Os
1	2	3	4	5	6
2.1.11 (7)	То же, с разрушением рабочих швов бетонирования (расслоение и сколы бетона, образование каверн и др.)	Не допускаются	То же, с размерами повреждений до ’/8 длины окружности трубы и глубиной до 20 мм	То же, с размерами повреждений до '/4 длины окружности трубы и глубиной до 50 мм	То же, с размерами повреждений более */4 длины окружности трубы и глубиной более 50 мм
2.1.12(7)	Локальные увлажнения и обледенение в зимнее время наружной поверхности ствола	Не допускаются			Имеют место
2.1.13 (И)	Сквозное разрушение стенки ствола, излом ствола из-за разрушений швов бетонирования				
2.1.14(5)	Местное разрушение кладки ствола трубы (выпучины и сколы кирпичей, эрозия растворных швов и др.), ниши с внутренней стороны (дефект при строительстве)	Не допускается	Допускается на площади до 1 м2 поверхности ствола и глубиной до 30 мм	Допускается на площади до 2 м2 поверхности ствола, либо длиной до '/г периметра, и глубиной до 50 мм	На площади более 2 м2 поверхности ствола, либо длиной более '/г периметра, и глубиной более 50 мм
2.1.15(4)	Состояние защитного слоя бетона	На отдельных участках (не более 20% общего числа замеренных) толщина меньше проектной на 5,0 мм	Толщина меньше проектной до 10 мм на площади до 1 м2	Отслоение защитного слоя бетона с оголением и коррозией арматуры до 20% на площади до 3 м2	Отслоение защитного слоя бетона с оголением и коррозией арматуры более 20% а площади более 3 м2 поверхности ствола, либо длиной более '/4 периметра ствола
2.1.16(8)	Разрушение и опрокидывание чугунных элементов оголовка труб	Не допускается	До 10%	До 30%	Более 30%
2.1.17 (12)	Пониженная, по сравнению с проектом, прочность бетона ствола железобетонных труб	До 5%	До 10%	До 30%	Более 30% не менее чем на 6-ти участках определения прочности бетона
2.1.18 (13)	Срез болтов, соединяющих царги, нарушение плотности соединения царг	Не допускается		Имеет место	
Продолжение табл. 7.1
1	2	3	4	5	6
2.1.19 (24)	Неплотная заделка монтажных проемов	Не допускается		Имеет место	—
2.2.	Дефекты и повреждения металлических труб				
2.2.1. (1,2)	Отклонения оси ствола Q от вертикали	См.табл.1 [10.3]	Устанавливается расчетом		Значения, превышающие расчетные
2.2.2.	Трещины в металле кожуха и сварных швах ствола трубы	Не допускаются			Имеют место
2.2.3. (14)	Выпуклости и вмятины на поверхности ствола, отклонение от проектных размеров	Не более 1% размера диаметра трубы в рассматриваемом сечении	Устанавливаются расчетом		
2.2.4. (19,22,40)	Коррозионный износ стенки трубы в опорной части ствола, в зоне фланцевых соединений, в местах крепления оттяжек, светофорных площадок и лестниц	Не допускается	До 15% толщины стенки в одном сечении при толщине стенки не менее 4 мм	До 30% толщины стенки в одном сечении при толщине стенки не менее 4 мм	Более 30% толщины стенки в одном сечении
2.2.5. (11)	Сквозные разрушения и прогары стенок трубы	Не допускаются			Имеют место
2.2.6.	Разрыв растяжек				
2.2.7.	Горизонтальное смещение верха трубы от нормативной ветровой нагрузки	Не более (1/75)7/	Устанавливается расчетом		Значения, превышающие расчетные
2.2.8.	Прогары опорных колец под футеровку	Не допускаются			Имеют место
2.2.9.	Разрушение антикоррозионных покрытий	Не допускается	До 40% площади покрытия	До 100% площади покрытия	—
2.2.10. (21)	Повреждение горизонтальных скользящих упоров (трубы в башне)	Не допускается	Не более одного	Не более двух на разных уровнях	Два и более на одном уровне, более двух на разных уровнях
2.2.11. (20)	Ослабление натяжения оттяжек	Не допускается	Не более 30%	Не более 50%	Более 50%
2.2.12 (51)	Повреждение несущих узлов подвеса или опоры в основании (для подвесных металлических труб)	Не допускается			Имеет место
Продолжение табл. 7.1
1	2	3	4 _	5	6
2.2.13. (52)	Повреждение основных несущих узлов (для индивидуальных труб с гасителями колебаний и трубные комплексы с центральной башней)	Не допускается		Имеет место	
2.3.	Дефекты и повреждения стеклопластиковых, фаолитовых и стеклофаолитовых труб				
2.3.1. (18)	Нарушение уплотнений компенсаторов с подвеской секций труб (в многоствольных трубах в железобетонной оболочке, в подвесных металлических, стеклопластиковых, стеклофаолитовых газоотводящих стволах)	Не допускается	Устанавливается экспертной организацией		
2.3.2. (16)	Ослабление болтового соединения царг и сегментов стволов композитных труб	Не допускается	Устанавливается экспертной организацией		—
2.3.3. (15)	Трещины на поверхности ствола трубы	До 0,3 мм		Более 0,3 мм	
2.3.4(17)	Локальное расслоение стеклопластика, стеклофаолита	Не допускается	Устанавливается экспертной организацией		Более величины, установленной экспертной организацией
3.	Футеровка				
3.1. (30,32,46)	Выпучивание, нависание и обрушение участков футеровки, незаделанные отверстия и ниши	Не допускается		Допускается до 300 мм на площади до 1 м2	Величиной более 300 мм на площади более 1 м2
3.2. (33,35)	Коррозия футеровки	Не допускается	Разрушение на глубину: кирпича — до 20 мм, раствора — до 40 мм на площади до 1,0 м2	Разрушение на глубину: кирпича — до 50 мм, раствора — до 60 мм на площади до 2,0 м2	Разрушение на глубину: кирпича — более 50 мм, раствора — более 60 мм на площади более 2,0 м2
3.3.	Компенсационные зазоры в узлах сопряжения звеньев футеровки	Не менее 60 мм в трубах без вентилируемого зазора и при сроке эксплуатации менее 5 лет. Не менее 40 мм в остальных случаях	Обосновывается экспертной организацией	Обосновывается экспертной организацией	Менее величины, указанной экспертной организацией
Продолжение табл. 7.1
1	2	3	4	5	6
3.4. (29)	Разрушение паро-, теплоизоляции и антикоррозионной зашиты по футеровке	Не допускается	Устанавливается экспертной организацией		Более величины, установленной экспертной организацией
3.5. (31,34,36)	Наклонные и вертикальные трещины	До 0,5 мм	До 2 мм	До 10 мм	Более 100 мм на более чем трех участках длиной более 8 рядов
3.6. (37)	Горизонтальные трещины	До 0,5 мм	До 2 мм	До 5 мм	Более 5 мм
3.7.	Разрушение слезников из-за роста футеровки	Не допускается	Устанавливается экспертной организацией		—
3.8. (39)	Пониженная прочность монолитной футеровки в поверхностном слое в железобетонных трубах	До 5%	До 10%	До 30%	Более 30% не менее чем на 6-ти участках определения прочности бетона
4.	Металлоконструкции гарнитуры				
4.1.	Трещины в элементах стяжных колец	Не допускаются			Имеют место
4.2.	Ослабление натяжения стяжных колец	Не менее 50-60 МПа	В течение не более трех лет после подтяжки до 50-60 МПа	В течение не более пяти лет после подтяжки до 50-60 МПа	Менее 30 МПа в течение года после подтяжки до 50-60 МПа
4.3.	Прогибы элементов ходовых лестниц, ограждений, светофорных площадок	Не допускаются	Допускаются для отдельных элементов ограждения при сохранности узлов их сопряжения с несущими элементами		Нарушение узлов крепления элементов ограждения с несущими элементами. Повреждения несущих элементов
4.4. (41)	Трещины, обрывы и зависания элементов лестниц, ограждений, светофорных площадок				Имеют место
4.5.	Разрушение молниеприемников				
4.6.	Нарушение соединений и коррозия молниепроводов, обрыв электрической цепи контура молниезащиты	Сопротивление контура не более 50 Ом			Сопротивление контура более 50 Ом
Продолжение табл. 7.1
268
1	2	3	4	5	6
4.7. (40)	Коррозия металлоконструкций стяжных колец, элементов ходовых лестниц, ограждений, светофорных площадок	Не допускается	До 15%	До 30%	Более 30%
5.	Газоход				
5.1. (42)	Накопление золовых отложений	Не более величин, указанных в проекте	Устанавливается расчетом		Величины, превышающие расчетные
5.2.	Намокание и обледенение поверхности газохода	Не допускается			Имеет место
5.3. (44)	Выпучивание и искривление стен	Не допускается	До 200 мм	До 300 мм	Более 300 мм
5.4. (45)	Раскрытие трещин в стенах	До 10 мм	До 20 мм	До 30 мм	Более 30 мм
5.5. (48)	Коррозионное разрушение материалов стен	Не допускается	Кирпича — на глубину до 20 мм; раствора — до 40 мм	Кирпича — на глубину до 50 мм, раствора — до 60 мм	Кирпича — на глубину более 50 мм, раствора — более 60 мм
5.6.(43)	Повышенные прогибы покрытий и перекрытий	Не допускается	Прогибы плит — до '/гоо пролета; прогибы балок — до '/зоо пролета	Прогибы плит и балок — до '/ио пролета	Прогибы плит и балок — более '/iso пролета
5.7.	Повреждения узлов опирания плит, балок перекрытий с их частичным смещением	Не допускаются	Устанавливается экспертной организацией. Смещение опирания элементов до 2 см		Смещение опирания элементов более 2 см
5.8. (28)	Повреждения нижней части стен и несущих конструкций газоходов (опор, стоек, фундаментов), неплотности в местах ввода газохода, а также неравномерные осадки фундаментов и другие повреждения, способные привести к обрушению газохода	Не допускаются	Устанавливается экспертной организацией.		Повреждения, грозящие обрушением газохода
5.9. (26)	Трещины в балках и плитах перекрытия, коррозия арматуры	Трещины до 0,5 мм, коррозия арматуры отсутствует	Трещины до 1 мм, коррозия арматуры до 5%	Трещины до 3 мм, коррозия арматуры до 20%	Трещины более 3 мм, коррозия арматуры более 20%
5.10. (47)	Локальные разрушения наружной теплоизоляции металлических газоходов	Не допускается	Устанавливается экспертной организацией.		—
Продолжение табл. 7.1
1	2	3	4	5	6
5.11.(50)	Неисправность, разрушение взрывных клапанов	Не допускается	Устанавливается экспертной организацией.		—
6.	Отступления от проекта (согласованные н не согласованные с проектной организацией)				
6.1. (53)	Отсутствие теплоизоляции	Не допускается		Имеет место	
6.2. (54)	Отсутствие прижимной стенки в железобетонных и кирпичных трубах	Не допускается		Имеет место	—
6.3. (55)	Уменьшение толщины футеровки	Не допускается		Имеет место	
6.4. (56)	Отсутствие кислотоупорной обмазки поверхности футеровки	Не допускается		Имеет место	—
6.5. (57)	Замена кислотоупорного кирпича футеровки на глиняный	Не допускается		Имеет место	—
7.	Дефекты, допущенные прн реконструкции и ремонте труб								
7.1. (58)	Заниженная толщина железобетонной обоймы (для железобетонных труб)	Не допускается		Имеет место	
7.2. (59)	Восстановление защитного слоя бетона паронепроницаемым материалом	Не допускается		Имеет место	—
8. (49)	Разрушение отмостки	Не допускается	|Устанавливается экспертной организацией.			—
Примечание. 1. *Огнесение трубы к предельному техническому состоянию (согласно классификации РД 03-610-03 [10.4]) производится, исходя из анализа элементов трубы, находящихся в неработоспособном состоянии, а также исходя из экономической целесообразности. 2. Дополнительная нумерация дефектов в скобках в столбце 1 настоящей таблицы означает, что данный дефект соответствует, дополняет или учитывает дефект из таблицы РД 03-610-03 [10.4] под этим номером.								
ремонтного обслуживания, осуществляемое зачастую неспециализированны-
ми организациями, вызывает необходимость принятия срочных мер по ужес-
точению контроля за состоянием этих сложных и опасных сооружений. В 2003 г.
вышел документ Госгортехнадзора России РД 03-610-03 “Методические ука-
зания по обследованию дымовых и вентиляционных промышленных труб”,
одним из авторов которого является НПК “Изотермик”. В этом документе при-
ведена таблица, где дана характеристика 59 основных наиболее часто встреча-
ющихся дефектов и повреждений дымовых и вентиляционных труб различ-
ных видов. В таблице указывается вид и местоположение дефекта или повреж-
дения на трубе, вид или конструкция самой трубы, вероятная причина, метод
выявления или признак возникновения дефекта или повреждения, меры по
предотвращению дальнейшего развития дефекта и его устранению и, нако-
нец, категория опасности дефекта (А, Б или В). Такая таблица дефектов в зна-
чительной мере повышает достоверность обследования и объективность оценки
технического состояния труб. Однако практика обследования показала, что
для более точной и объективной оценки технического состояния промышлен-
ных труб как экспертным и эксплуатирующим организациям, так и надзор-
ным органам требуются количественные характеристики дефектов, определя-
ющих их категорию опасности (“А”, “Б”, “В”) и техническое состояние трубы
в целом (исправное, работоспособное, ограниченно работоспособное, нера-
ботоспособное и предельное). На основании анализа накопленных данных и
обобщения опыта проведенных обследований промышленных труб ниже при-
ведена табл.7.1 оценки технического состояния труб в зависимости от количе-
ственных характеристик дефектов (более 60-ти наиболее часто-встречающих-
ся) и их категории опасности [7.11, 7.12].
7.5.	Список литературы к главе 7
7.1.	О промышленной безопасности опасных производственных объектов. Федераль-
ный закон от 21.07.1997 № 116-ФЗ. — М.: ГУП “НТЦ по безопасности в промышлен-
ности Госгортехнадзора России”, 2001. — 28 с.
7.2.	Комментарий к Федеральному закону “О промышленной безопасности опасных
производственных объектов”. — М.: ГУП “НТЦ по безопасности в промышленности
Госгортехнадзора России”, 2002. — 160 с.
7.3.	“Правила безопасности при эксплуатации дымовых и вентиляционных промыш-
ленных труб (ПБ 03-445—02). Сер. 03. Вып. 16. — М.: ГУП “НТЦ по безопасности в
промышленности Госгортехнадзора России”, 2002. — 48 с.
7.4.	Методические указания по обследованию дымовых и вентиляционных промыш-
ленных труб. (РД 03-610-03). Сер. 03. Вып. 40. — М.: ГУП “НТЦ по безопасности в
промышленности Госгортехнадзора России”, 2003. — 52 с.
7.5.	Федеральный закон от 27.12.2002 № 184-ФЗ “О техническом регулировании”.
270
7.6.	Градостроительный кодекс Российской Федерации. Кодекс РФ от 29.12.2004 № 190-
ФЗ. — М.: “Российская газета”. 2005. № 4 (приложение).
7.7.	Дужих Ф.П., Осоловский В.П., Ладыгичев М.Г. Промышленные дымовые и вен-
тиляционные трубы: Справочное издание / Под ред. Ф.П. Дужих. — М.: Теплотех-
ник, 2004. — 464 с.
7.8.	Осоловский В.П. Экспертиза промышленной безопасности дымовых и вентиля-
ционных труб / Пече-трубостроение: тепловые режимы, конструкции, автоматизация
и экология. Международный конгресс. — М.: Теплотехник, 2004. С. 45-47.
7.9.	Сатьянов В.Г. Проблемы обследования, экспертиза промбезопасности и ремонта
дымовых и вентиляционных труб / Там же. С. 153—154.
7.10.	Сатьянов В.Г. Проблемы экспертизы промышленной безопасности (ЭПБ) ды-
мовых и вентиляционных промышленных труб / Пече-трубостроение: тепловые ре-
жимы, конструкции, автоматизация и экология: II Международный конгресс / Под ред.
В.Г. Лисиенко. — М.: Теплотехник, 2006. С. 100-102.
7.11.	Ханухов ХМ., Дорофеев Е.Ю. Нормирование предельных значений основных
дефектов и повреждений для различных категорий технического состояния промыш-
ленных труб / Там же. С. 269—279.
7.12.	Ханухов ХМ., Воронецкий А.Е., Дорофеев Е.Ю. Состояние вентиляционных,
дымовых труб и газоходов на объектах повышенной опасности // Промышленное и
гражданское строительство. 2002. № 6.
271
Приложение 1.
ПРОБЛЕМЫ ЭКСПЕРТИЗЫ ПРОМЫШЛЕННОЙ
БЕЗОПАСНОСТИ ДЫМОВЫХ И ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ
ПРОМЫШЛЕННЫХ ТРУБ НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕ
Внедрение с 2002 г. в соответствии с Федеральным Законом “О промышлен-
ной безопасности опасных производственных объектов” №116-ФЗ и “Прави-
лами безопасности при эксплуатации дымовых и вентиляционных промыш-
ленных труб” ПБ 03-445-02 системы экспертизы промышленной безопаснос-
ти Госгортехнадзора России в области промышленных дымовых и вентиляци-
онных труб было своевременным мероприятием, так как на подавляющем боль-
шинстве предприятий различных отраслей промышленности и коммунально-
го хозяйства страны проблемам надежности труб и организации их эксплуата-
ционно-ремонтного обслуживания не уделялось должного внимания. Значи-
тельная часть труб к 2002 году была близка к выработке нормативного ресур-
са, и отсутствие достоверной информации о степени их промышленной безо-
пасности могло привести к непрогнозируемому нарушению тепло- и энерго-
снабжения населения и остановке промышленных предприятий с непрерыв-
ным производственным циклом.
Основное внимание при экспертизе промышленной безопасности дымовых
и вентиляционных труб было обращено на установление степени промыш-
ленной безопасности труб и определение необходимых, в зависимости от об-
наруженных при обследовании дефектов и повреждений, технических реше-
ний и мероприятий по обеспечению исправного и работоспособного состоя-
ния труб.
На промышленных предприятиях России, отнесенных к опасным производ-
ственным объектам, в соответствии с упомянутым Федеральным законом
№ 116-ФЗ в эксплуатации находится 3500 железобетонных труб высотой до
370 м, более 10 тысяч кирпичных труб высотой до 120 м, около 7000 металли-
ческих труб высотой от 60 м до 200 м, 2500 сборных железобетонных труб
высотой до 60 м.
Помимо вышеуказанных труб, обслуживающих более 90% теплосилового
оборудования, потеря эксплуатационной надежности и промышленной безо-
пасности которых сопряжена с большим ущербом для промышленности и ок-
ружающей среды, в систему экспертизы промышленной безопасности попало
около 80 тыс. металлических дымовых труб высотой до 60 м отопительных
котельных и вентиляционных труб предприятий, связанных с производством
токсичных, горючих, окисляющих и других веществ, представляющих опас-
ность для окружающей среды.
272
В случае обнаружения крена трубы, превышающего допустимую величину,
приведенную в ПБ 03-445-02, состояние трубы без выполнения проверочных
расчетов несущей способности и устойчивости ствола трубы, ее фундамента
и основания ошибочно классифицируется как неработоспособное (аварийное).
В результате такого подхода десятки тысяч металлических труб высотой до 45
м с недопустимым по ПБ 03-445-02 креном, как правило, вследствие дефек-
тов монтажа, имеющие по данным расчета фактически двух-трехкратный за-
пас устойчивости, необоснованно попадают в разряд аварийных труб.
В ПБ 03-445-02 не указана минимальная высота дымовой трубы, подлежа-
щей экспертизе промышленной безопасности. В результате такого упущения
несколько десятков тысяч труб высотой менее 30 м отнесены к опасным со-
оружениям, требующим осуществления экспертизы промышленной безопас-
ности по тем же правилам, как и для труб, обслуживающих теплосиловое обо-
рудование в сотни и тысячи раз большей мощности. Нецелесообразность та-
кого подхода, при котором затраты предприятий на экспертизу труб малой
высоты иногда превышают затраты на их замену, подтверждается, например,
таким нормативным документом Госгортехнадзора России как “Методичес-
кие указания о порядке продления срока службы технических устройств, зда-
ний и сооружений с истекшим нормативным сроком эксплуатации в горноруд-
ной промышленности” РД 06-565-03, в котором экспертиза промышленных
дымовых и вентиляционных труб высотой менее 100 м не подлежит утверж-
дению в Ростехнадзоре.
В соответствии с “Комментариями к правилам безопасности при эксплуата-
ции дымовых и вентиляционных труб” к дымовым трубам в то же время не
относятся тысячи дымовых металлических труб, высотой до 80 м, установ-
ленных на оголовках водогрейных котлов и высотой до 150 м над зданиями
котельных, так как они не имеют собственного фундамента.
Вызывает сомнение устанавливаемая ПБ 03-445-02 периодичность плано-
вых обследований труб после ввода их в эксплуатацию: кирпичных труб —
через 15-20 лет, железобетонных монолитных труб — через 15 лет, металли-
ческих труб — через 10 лет.
Статистика показывает, например, что большая часть обрушений железобе-
тонных монолитных труб происходит в первые 10 лет после ввода их в эксп-
луатацию по причине дефектов, допущенных при возведении труб. На тепло-
вых электростанциях в начале 70-х годов десятки труб после ввода их в эксп-
луатацию были усилены железобетонными обоймами, что предотвратило их
обрушение.
Если руководствоваться количественными оценками повреждений для оп-
ределения категории опасности “А” (повреждения основных несущих конст-
рукций трубы, представляющие непосредственную опасность ее разрушения),
приведенными в ПБ 03-445-02 для кирпичных труб — разрушение кирпича
273
на глубину более 20 мм, раствора кладки более 40 мм, без указания величины
потери сечения стенки на локальном участке или по всему периметру, то бо-
лее 80% кирпичных труб следует по этим признакам отнести к аварийным.
Так как подавляющая часть экспертов не способна выполнить расчеты несу-
щей способности ствола трубы, фундамента, основания, с учетом и без учета
дефектов и повреждений, то в большинстве случаев выводы и рекомендации в
их заключениях не имеют необходимого обоснования и, как правило, завыша-
ется степень опасности обнаруженных повреждений и дефектов.
Снижению качества экспертизы способствует практика проведения аттеста-
ции экспертов промышленной безопасности дымовых и вентиляционных труб,
когда “попутно” с аттестацией эксперта по технологическому оборудованию
дается право экспертизы дымовых и вентиляционных труб специалистам, ни-
когда ранее не занимавшимся такой работой. Усугубляется положение непод-
готовленностью территориальных управлений Ростехнадзора, на которые воз-
ложена обязанность регистрировать и утверждать заключения экспертизы про-
мышленной безопасности на трубы. Не владея информацией по строитель-
ству, эксплуатации, ремонту труб, инспектора по надзору не могут объективно
оценить качество экспертизы. В большинстве случаев территориальными уп-
равлениями при согласовании программы обследования трубы, предваряющей
экспертизу трубы, предпочтение отдается местным организациям далеко не
по причине их профессионального превосходства.
274
Приложение 2.
ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ТЕХНИЧЕСКИМ
РЕШЕНИЯМ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ЭКСПЕРТИЗЫ
ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ И КИРПИЧНЫХ ДЫМОВЫХ ТРУБ
Обеспечение надежной эксплуатации дымовых труб в настоящее время рег-
ламентируется выпущенными в 2002 г. Госгортехнадзором “Правилами безо-
пасности при эксплуатации дымовых и вентиляционных промышленных труб”
(ПБ 03-445-02) и “Методическими указаниями по обследованию дымовых и
вентиляционных промышленных труб” (РД 03-610-03).
При этом следует отметить, что до 2002 г. обследованием состояния дымо-
вых и вентиляционных труб занимался ограниченный круг организаций, и
наиболее квалифицированно такая работа была поставлена в энергетической
области, где сосредоточено мощное теплоэнергетическое оборудование, тре-
бовавшее для отвода и выброса в атмосферу дымовых газов возведения наи-
более высоких железобетонных труб. В семидесятые годы для диагностики
состояния и ремонта труб в энергетике были созданы соответствующие спе-
циализированные отраслевые предприятия, разработана нормативно-техничес-
кая документация по эксплуатации, обследованиям, ремонту и реконструкции
труб. Наибольший вклад в поддержание эксплуатационной надежности труб
был внесен фирмой ОРГРЭС, ВНИПИТеплопроект, Спецремэнерго, Союзтеп-
лостроем. За 40 лет более 500 труб из 2 тысяч, находящихся в эксплуатации на
тепловых электростанциях, были усилены или реконструированы. На боль-
шей части высотных труб были частично или полностью заменены кирпич-
ные футеровки. Совместно с головным проектным институтом ВНИПИТеп-
лопроект были разработаны и внедрены в энергетике железобетонные трубы с
внутренними металлическими газоотводящими стволами и трубы с монолит-
ной полимербетонной и полимерсиликатной футеровкой, тридцатилетний опыт
эксплуатации которых подтвердил их высокую надежность и долговечность.
На основе многолетних наблюдений за состоянием дымовых труб, в зависи-
мости от режима их эксплуатации, конструктивных особенностей и состояния
труб, были выработаны наиболее эффективные технические решения по вос-
становлению надежности и продлению ресурса труб. К числу таких решений
следует отнести устройство железобетонных обойм, компенсирующих поте-
рю прочности бетона или сечения стенки ствола трубы, замену неремонтоп-
ригодных кирпичных футеровок на монолитные, восстановление теплоизоля-
ции методом засыпки в зазор между бетоном ствола и футеровкой сыпучей
теплоизоляционной смеси, повышение газоплотности кирпичных футеровок
275
полимерными термо- и коррозионностойкими покрытиями, установку внут-
ренних металлических стволов и др.
Проведенные за последние три года в соответствии с ПБ 03-445-02 обследо-
вания труб в большинстве случаев способствовали повышению безопасности
и эксплуатационной надежности дымовых и вентиляторных труб. Вместе с
тем, многократное увеличение числа объектов, ежегодно подлежащих экспер-
тизе промышленной безопасности, привело к снижению качества работ по
диагностике технического состояния дымовых труб из-за отсутствия доста-
точного количества подготовленных специалистов по экспертизе промышлен-
ной безопасности данного вида сооружений.
В результате, во многих случаях не устанавливаются действительные причи-
ны ухудшения состояния конструкций, появляются неквалифицированные оцен-
ки состояния труб, предлагаются необоснованные компенсирующие мероприя-
тия по восстановлению промышленной безопасности труб, требующие боль-
ших материальных затрат, и в ряде случаев, вместо увеличения эксплуатацион-
ного ресурса, способствующие ускоренному снижению надежности труб.
При разработке технических решений в качестве компенсирующих мероп-
риятий по восстановлению промышленной безопасности труб, как того тре-
буют “Правила проведения экспертизы” ПБ 03-246-98 Ростехнадзора РФ, не-
обходимо руководствоваться основными техническими требованиями, позво-
ляющими принимать обоснованные эффективные меры для безопасной эксп-
луатации трубы.
К ним относятся:
1.	Учет аэродинамического показателя статического давления (критерий Рих-
тера).
При наличии в стволе избыточного давления усиливаются процессы пере-
носа агрессивных веществ газов внутрь конструкции трубы с последующим
их разрушительным воздействием на материалы. В качестве рекомендуемых
мероприятий для борьбы с указанными явлениями при возникновении избы-
точного давления в стволе дымовой трубы могут быть:
1.1.	Создание противодавления на пути фильтрации дымовых газов. Дан-
ный способ использовался при строительстве дымовых труб на крупных ТЭС
в конце 60-х и далее в 70 и 80 годах прошлого столетия в период бурного
капитального строительства и роста мощности тепловых электростанций.
Однако в период развала экономики страны энергопотребление резко упало,
снизились нагрузки, отпала необходимость в создании противодавления в тру-
бах и в отдельных случаях предусмотренные вентилируемые каналы в дымо-
вых трубах стали играть негативную роль инициатора конденсационных про-
цессов.
1.2.	Устройство с внутренней стороны газонепроницаемого слоя на пути
фильтрации дымовых газов к несущему стволу, например, металлического (или
276
из другого материала) газоотводящего ствола или нанесение на футеровку тер-
мо- и кислотостойких паст.
1.3.	Устройство диффузора на оголовке трубы для обеспечения по всей вы-
соте газоотводящего ствола разрежения.
1.4.	Ограничение подключаемой к дымовой трубе мощности тепловых агре-
гатов, обеспечивающее скорость дымовых газов в устье трубы не более 17-
20 м/с, при которой дымовая труба гарантированно будет работать под разре-
жением.
2.	Эксплуатация дымовой трубы в бесконденсационном режиме — стремле-
ние исключить конденсацию агрессивных веществ из дымовых газов как в их
объеме, так и на внутренней поверхности газоотводящего ствола.
Ранее этой проблемы не существовало, так как температура уходящих газов
за котлом была, как правило, выше 140-150 °C. В борьбе за повышение КПД
котлов температура уходящих газов понизилась до 110-120 °C, а при падении
нагрузок стала еще ниже.
В качестве рекомендуемой меры должно быть требование обеспечения тем-
пературы дымовых газов и на внутренней поверхности трубы выше темпера-
туры насыщения, что само по себе достигается путем или подъема температу-
ры уходящих газов, или повышением теплозащитных свойств трубы. Однако
второй путь не всегда дает желаемого результата (при температуре газов заве-
домо ниже температуры их насыщения). При невозможности соблюдения это-
го требования остается единственный путь — назначение с внутренней сторо-
ны термостойкой влагонепроницаемой противокоррозионной защиты.
3.	К разряду не менее опасных технических решений следует отнести реко-
мендации по восстановлению защитного слоя бетона ремонтными составами,
имеющими более высокую плотность и паронепроницаемость по сравнению с
защищаемым бетоном ствола трубы. В результате осуществления такого ре-
монта будет ускорение разрушения бетона вследствие его размораживания,
из-за того, что и в том и в другом случае произойдет насыщение бетона или
кирпича конденсатом дымовых газов, так как на пути диффузии парогазовой
среды и выхода ее в окружающую среду будет создан паронепроницаемый
барьер. Принципиально должно быть наоборот: создать этот паронепроница-
емый барьер для компонентов дымовых газов с внутренней стороны газоотво-
дящего ствола, о чем было заявлено выше в п. 2.
4.	Обеспечение термонапряженного состояния несущего ствола дымовой тру-
бы согласно нормативных требований по проектированию дымовых труб. К
сожалению, в отдельных случаях это требование игнорируется. Так, напри-
мер, при назначении железобетонной обоймы для усиления несущей способ-
ности ствола не учитывается, что при этом температурный перепад на железо-
277
бетонном стволе увеличивается в сравнении с проектным в 2-3 раза и повы-
шается вероятность трещинообразования железобетонного ствола.
5.	Эксплуатационное снижение газоплотности футеровки из-за температур-
ного воздействия дымовых газов при нестационарных режимах эксплуатации
также является объективным фактором разрушения дымовой трубы. Высокие
температуры дымовых газов вызывают растягивающие напряжения и трещи-
ны на наружной поверхности, а при ее охлаждении появляются сжимающие
усилия на внутренней поверхности кирпичной кладки. Из-за частых нестаци-
онарных температурных режимов работы дымовой трубы появляется усталость
материала, в результате чего может происходить повреждение поверхности
кладки в виде отслоений мелких лещадок. По этой причине остановы дымо-
вых труб должны сводиться к минимальному их количеству, а натурные внут-
ренние обследования по возможности заменяться тепловизионными съемка-
ми в сочетании с осмотром футеровки с помощью специального диагности-
ческого комплекса на работающей трубе.
6.	При разработке технических решений, связанных с реконструкцией ды-
мовой трубы, необходимо учитывать требования по нагрузкам на фундамент.
Так, например, при устройстве на дымовой трубе различных обойм усиления
несущего ствола, диффузоров или конфузоров на устье дымовой трубы, до-
полнительной теплозащиты в виде засыпки тепловой изоляции и др. увеличи-
вается как продольная сила, так и расчетный момент относительно подошвы
фундамента. Возможность реализации указанных и предлагаемых решений
должна быть подтверждена соответствующими расчетами, подтверждающи-
ми несущую способность фундамента.
На основе перечисленных основных требований к техническим решениям
по восстановлению надежности железобетонных и кирпичных дымовых труб
должен разрабатываться проект на ремонт или реконструкцию дымовой тру-
бы с проведением необходимых аналитических расчетов (аэродинамических,
тепловых, массообменных и прочностных), обосновывающих эффективность
проектных разработок для безопасной эксплуатации дымовой трубы. К сожа-
лению, во многих случаях это не выполняется по причине отсутствия квали-
фицированных специалистов во многих вновь созданных экспертных и ре-
монтных организациях.
278
Приложение 3.
ВНЕШНИЕ ГАЗОХОДЫ
П3.1. Внешние газоходы и их сопряжения с дымовыми трубами
Внешние газоходы, по которым транспортируются газы на участке дымосос
— дымовая труба, являются важными элементами газового тракта, конструи-
рованию которых до последнего времени не уделялось должного внимания.
Вследствие этого большинство газоходов, выполнявшихся как в СССР, так и
за границей, имели существенные недостатки. Серьезные проработки по вне-
шним газоходам начались с 1963 г., когда по заданию ВГПИ Теплоэлектропро-
ект на кафедре ТЭС МЭИ были выполнены исследования по проекту универ-
сального главного корпуса ТЭС [П.1].
Конструкция внешних газоходов должна удовлетворять следующим требо-
ваниям:
•	умеренные гидравлические сопротивления;
•	возможность сооружения в короткие сроки из стандартных элементов при
умеренной стоимости;
•	отсутствие аэродинамических пульсаций и золовых отложений.
Газоходы современных крупных ТЭС имеют большие размеры поперечного
сечения, поэтому сооружение их представляет определенные трудности. Вы-
полнение газоходов целиком в кирпиче, как это делалось раньше, оказывается
не только неприемлемым с точки зрения трудоемкости, но и затруднительным
при больших пролетах сводчатого перекрытия.
Перспективным материалом следует считать, как и для строительных конст-
рукций главного корпуса ТЭС, сборный железобетон, а в некоторых случаях
металл.
Экономическим условием применения сборного железобетона является све-
дение до минимума числа типоразмеров элементов газоходов. При этом усло-
вии ограничиваются возможности выполнения разнотипных элементов слож-
ной конфигурации для обеспечения эффективной аэродинамической формы.
Из изложенного следует, что выполнение внешних газоходов является до-
вольно сложной задачей, требующей всестороннего учета многих факторов.
В качестве первого примера можно привести газоходы, разработанные по
рекомендациям Л. А. Рихтера Харьковским отделением Теплоэлектропроекта
для универсального проекта ТЭС [П.2]. Первоначальный вариант проекта для
ГРЭС с блоками мощностью 200 МВт приведен на рис. П3.1, а. Как видно из
рисунка, подключение металлических коробов от дымососов было выполне-
но под прямым углом без скруглений внутренних и среза внешних кромок.
Поворот от крайнего дымососа сопровождается резким увеличением сечения.
279
a
б
Рис. П3.1. Внешние газоходы от дымососов к дымовой трубе (2 блока по 200 МВт на трубу): а —
первоначальный вариант; б — рекомендуемый вариант
Во внешних углах поворота образуются вихри, вызывающие высокие гидрав-
лические потери и пульсации. Поток от дымососа, расположенного вблизи
трубы, ударяет под прямым углом в поток, идущий от дальнего дымососа. Внизу
дымовой трубы потоки от противоположных газоходов сталкиваются, так как
перегородки в нижней части трубы нет. Все эти факторы и вызывали высокие
гидравлические сопротивления, пульсацию потока и вибрацию газоходов.
Общий коэффициент сопротивления газохода, включая вход в дымовую трубу,
составил С, = 7.
~общ
Окончательный вариант для универсального проекта, реализованного в пер-
вую очередь на парогенераторах Змиевской ГРЭС, показан на рис. П3.1, б.
Этот вариант проверен в 1963 г. на моделях кафедры ТЭС МЭИ.
Газоходы выполняются из изготовленных на заводе однотипных тюбингов
(звеньев) сечением 3x6 м и длиной 1,5 м. Каждый газоход независимо доходит
до дымовой трубы, так что тройники исключены, а скорость остается неиз-
менной по всей длине тракта. В местах поворота газохода на 90° предусмотре-
ны сегментные участки тюбингов с таким же поперечным сечением, как и ос-
новные участки, но боковые их грани срезаны. Зоны с нулевой скоростью, где
возможны золовые отложения, отсутствуют.
280
При подобном проектировании газоходов, когда исключаются тройники и
резкие повороты, коэффициент их сопротивления оказывается малым и глав-
ное сопротивление возникает при входе газов в дымовую трубу.
В 1962 г. в МЭИ была проведена большая серия исследований вариантов
выполнения цокольной части дымовой трубы при обычном двустороннем вводе
в нее газоходов. На рис. П3.2, а представлена схема выполнения цокольной
части ранее сооружавшихся железобетонных дымовых труб. В трубе отсут-
ствуют перегородки, а на уровне ввода низа боровов имеются с каждой сторо-
ны направляющие козырьки, предусматривавшиеся для уменьшения гидрав-
лического сопротивления на входе. Однако коэффициент сопротивления для
этой схемы, отнесенный к скорости в газоходе до расширения, оказался очень
высоким; £ = 4,4. Демонтаж этих козырьков уменьшил коэффициент сопро-
тивления до 2,7, т.е. почти вдвое.
В результате серии опытов с различным выполнением цокольной части был
найден наивыгоднейший вариант, представленный на рис. П3.2, б. В трубе
устанавливается вертикальная перегородка, ориентированная под 45° к оси
газоходов, а с каждой стороны ее выполняются наклонные пандусы. При этой
схеме коэффициент сопротивления уменьшился в 6 раз и составил £ = 0,62.
Кроме уменьшения сопротивления, наличие перегородки обеспечивает следу-
ющие преимущества:
-	отсутствие заброса золы уноса из работающего газохода в неработающий;
-	возможность ремонта и чистки одного борова при работе другого.
Подобная схема была принята Теплопроектом в качестве типовой и в насто-
ящее время выполняется па всех вновь сооружаемых железобетонных трубах
ТЭС. Односторонний ввод в дымовую трубу менее желателен, так как потери
Рис. П3.2. Аэродинамические схемы выполнения цокольной части дымовой трубы: а — типовое
выполнение при двустороннем вводе до 1965 г. (нерекомендуемое). £ = 4,4; б — типовое выполнение
при двустороннем вводе по рекомендациям МЭИ, £ = 0,62; в — рекомендуемая схема при односто-
роннем вводе газохода, £ = 0,7
281
вследствие меньших сечений окон и больших скоростей газов оказываются по
абсолютной величине больше, чем при двустороннем вводе. На рис. П1.2, в
показана рекомендуемая схема одностороннего ввода газов. В трубе выполня-
ется пандус под углом 40° к горизонту.
Схема выполнения цоколя при двустороннем подводе газов реализована, в
частности, для рассматриваемой схемы присоединения двух блоков по 200 МВт
на трубу (рис. П3.1, б).
Проведенные на моделях исследования подтвердили достаточно высокие
аэродинамические качества принятой схемы типовых газоходов. Опыты пока-
зали на необходимость установки перегородки (рис. П3.1, б) полностью раз-
деляющей тракты. Без нее имели место не только повышенные потери, но и
пульсации от соударения потоков. Сопротивление поворота составило С, = 0,3,
а всего газохода, включая вход в дымовую трубу, ^общ = 1,3-1,4, что является
удовлетворительным. Одновременно обеспечивается равномерное распреде-
ление потоков по газоходам.
Представляют интерес газоходы и дымовая труба, сооруженные при расши-
рении Прибалтийской ГРЭС.
На этой электростанции, работающей на эстонскихсланцах, установлена
дымовая труба высотой 180 м при диаметре устья 7 м на каждые два блока
мощностью по 200 МВт. На каждый блок установлено по два парогенератора
паропроизводителыюстью 320 т/ч (дубль-блок) при двух дымососах на котел.
Таким образом, при подключении к трубе мощности 400 МВт одновременно
работают восемь дымососов вместо четырех при моноблоках на такую же
мощность.
Первоначальный вариант (рис. ПЗ.З, а) был запроектирован с использовани-
ем обычной конструкции газоходов и потому содержал недостатки, свойствен-
ные этим конструкциям (завышенные сечения газоходов на ряде участков, не-
удовлетворительное сопряжение металлических газоходов от дымососов с
железобетонными газоходами, многочисленные и нерационально выполнен-
ные повороты и тройники, сложная схема и большая длина газоходов, боль-
шое число типоразмеров конструкций, нерациональный ввод в дымовую тру-
бу и др.). Его гидравлическое сопротивление оказалось высоким и составило
589 Па. В ряде мест могла отлагаться зола, особенно при остановке части кот-
лов.
Ленинградским отделением Теплоэлектропроекта совместно с МЭИ была
разработана новая схема газоходов, приведенная на рис. П3.2, б. Учитывая
нежелательность применения тропинкой, каждый газоход от дымососа до ды-
мовой трубы приходится вести .независимо, и скорость газа в нем выдержива-
ется неизменной. В связи с большим количеством газоходов (8) они выполне-
ны в два яруса, причем из железобетонных однотипных тюбингов сечением
3x2,5 м выполнены только прямолинейные участки. Вес повороты после диф-
282
фузоров выполнены плавными в металле. Оригинален также скос газоходов
на 10° к оси котельной, что уменьшает угол поворота газов и сокращает длину
газоходов. Полностью металлическим выполнен ближайший к дымовой трубе
газоход сложной формы. В целях удешевления строительных конструкций га-
зоходы сняты с эстакады и положены на грунт на щебеночную подстилку.
Для этого же объекта впервые по новым рекомендациям выполнена дымо-
вая труба. Если в части газоходов и газопроводов рекомендуемые аэродинами-
ческие схемы обычно реализуются довольно быстро, то всякие изменения в
части дымовых труб связаны с организационными трудностями. Труба — до-
рогое и ответственное строительное сооружение, и всякое изменение требует
переделки типовых чертежей и пересчетов.
Рис. ПЗ.З. Газоходы Прибалтийской ГРЭС: а — исходный вариант; б — реализованный вариант; в
цокольная часть дымовой трубы
283
На рис. ПЗ.З, в показаны узлы железобетонной дымовой трубы высотой 180 м,
диаметром устья 7 м для Прибалтийской ГРЭС (IV очередь).
Наиболее важными изменениями по сравнению с ранее применявшимися
дымовыми трубами являются:
1.	Снижение отметки низа входных окон с 6 до +0,8 м в соответствии со
снижением примыкающих газоходов.
2.	Увеличение размера окон, обеспечивающее уменьшение гидравлического
сопротивления при входе. В частности, ширина увеличена с 4,9 до 6,3 м.
3.	Впервые установлена рекомендованная МЭИ перегородка под углом 45° к
оси входных окон. Высота перегородки 8,2 м. Она выполнена переменной тол-
щины — в нижней части в половину кирпича, в верхней в один кирпич — и
перевязана с футеровкой. Кроме того, по сторонам перегородки сделаны на-
клонные пандусы до отметки +4,4 м с длиной основания 7,4 м.
В результате проведенных исследований моделей газоходов, выполненных в
1:25 натуры, была подтверждена высокая эффективность принятого варианта.
Коэффициент сопротивления всего тракта, отнесенный к динамическому дав-
лению по средней скорости в газоходе (w = 14,4 м/с), £ = 1,9 и общие потери
162 Па против 589 Па по исходному варианту. Однако анализ показал, что
возможно дальнейшее снижение сопротивления. Наибольшее сопротивление
имеет в данном случае не металлический газоход сложной формы от дымосо-
са 26, а следующий газоход 2а. Путем выполнения входного участка по ци-
линдрической поверхности удалось достигнуть С, = 1,27 и общего сопротивле-
ния 108 Па.
Годовой расход электроэнергии за счет улучшения внешних газоходов и низа
двух дымовых труб IV очереди Прибалтийской ГРЭС (8 котлов) сократился с
8400 тыс. кВт ч до 1540 тыс. кВт ч, т.е. на 6 860 тыс. кВт ч, или на 82 %.
Одновременно по сравнению с конструкцией предыдущих очередей сокра-
щено количество типоразмеров сборных железобетонных изделий с 18 до 3,
уменьшен объем железобетона и исключена кирпичная кладка.
Для блоков мощностью 300 МВт и выше для создания тяги применяют осе-
вые дымососы, обычно типа ДО-31,5. представлена типовая компоновка в слу-
чае присоединения двух блоков по 300 МВт к дымовой трубе высотой 250 м
при диаметре устья 6,5 м.
Оси дымососов желательно располагать параллельно оси блока или под не-
большим углом к ней; встречное расположение дымососов, которое получает-
ся при перпендикулярной их установке, является недопустимым. Оси дымо-
сосов отодвигаются от оси дымовой трубы с тем, чтобы обеспечить плавный
поворот в горизонтальной плоскости при подходе к трубе.
Простейшие газоходы получаются при расположении низа окна в трубе на
отметке +0,6 м, в этом случае газоходы и дымососы располагаются в одной
плоскости, газоходы могут укладываться прямо на земле без стоек, подобно
284
рис. П1.3. На рис. П1.4 оказан более сложный случай, когда отметка низа окна
в трубе составляет +6 м. Газоходы выполнены металлическими круглого сече-
ния, причем вместо двух поворотов на 90° выполняется один поворот в верти-
кальной плоскости на 45° и один в наклонной плоскости на 90°. Для дальних
от оси трубы дымососов выполняется короткий газоход из сборного железо-
бетона сечением 3x6 м при входе в трубу. Возможен вариант подвода металли-
ческого газохода непосредственно к трубе.
Проведенные работы позволили наметить типовые решения компоновки и
сформулировать следующие основные принципы конструирования газоходов
крупных ТЭС:
1.	Разработку газоходов следует выполнять для всего тракта от дымососа до
дымовой трубы, включая компоновку дымососов и выбор места расположе-
ния дымовой трубы.
Рис. П3.4. Газоходы при установке двух блоков по 300 МВт на дымовую трубу высотой 250 м (пока-
зан 1 блок)
285
2.	Нецелесообразно применение собирающих газоходов. Газоходы от каж-
дого дымососа или каждого блока (двух дымососов) следует вести независи-
мо до самой дымовой трубы.
3.	Газоход должен представлять собой плотную и жесткую конструкцию,
способную противостоять аэродинамическим вибрациям. Наиболее типичны-
ми материалами являются: железобетонные плиты, футерованные кирпичом,
кирпичные стены и железобетонные плиты вверху и внизу газохода и метал-
лические газоходы, обычно круглого сечения.
4.	Размеры входных окон в трубе следует выполнять с учетом размеров вво-
да газоходов, желательно без сужения в горизонтальной плоскости. Высота
окна должна быть несколько больше высоты газохода с тем, чтобы обеспечить
плавный переход в верхней части.
5.	После радиальных дымососов следует предусматривать достаточно длин-
ный металлический диффузор с тем, чтобы скорости снижались в нем с мини-
мальными потерями (^ > 0,1) до величин, принятых в газоходе. Металличес-
кие газоходы должны вводиться в торец железобетонных газоходов.
6.	В случае двустороннего ввода газоходов внутри трубы следует устанавли-
вать перегородку под углом 45° к оси газоходов и пандусы с обеих сторон,
согласно рис. П3.2, б.
П3.2. Золовые отложения во внешних газоходах
и меры их предотвращения
На ряде ТЭС наблюдаются золовые отложения во внешних газоходах и ды-
мовых трубах. Эти отложения уменьшают живое сечение газоходов, увеличи-
вая их гидравлическое сопротивление, вызывают дополнительную нагрузку
па строительные конструкции газоходов и дымовых труб, а в отдельных слу-
чаях приводят к разрушению их элементов.
В период с 1962 по 1965 г. были обследованы газоходы 55 электростанций,
сжигающие антрацитовые штыбы, каменные и бурые угли, фрезерный торф и
сланцы. Во внешних газоходах золовые отложения наблюдались на 41 элект-
ростанции, причем на 28 они достигали значительной величины, требующей
проведения специальных мер.
Основными факторами, влияющими на золовые отложения, являются:
физико-химические параметры потока (температура, влажность, содержа-
ние окислов серы, точка росы), физико-химические свойства частиц уноса,
аэродинамическая структура потока, скорости газа по тракту.
Обследования показали, что золовым отложениям способствуют низкие тем-
пературы и повышенная влажность газов. Так, наибольшие золовые отложе-
ния были на электростанциях с температурой газов в газоходах от 60 до 90 °C.
286
Такие температуры имели место после мокрых золоуловителей. Отложениям
способствует брызгоунос из золоуловителей, а также влага, образующаяся при
паровой обдувке поверхностей нагрева. Низкие температуры газов возникают
при работе парогенераторов на пониженной нагрузке и при повышенных при-
сосах воздуха. Наличие окислов серы снижает точку росы и способствует об-
разованию влаги на стенках. Влажная частица как бы прилипает к стенке за
счет сил адгезии и когезии.
Выпавшие частицы уноса могут находиться в рыхлом состоянии или обра-
зовывать твердые сцементированные отложения. Последнее имеет место, ког-
да в золе топлива содержится значительный процент окиси кальция (свыше 5-
8 %).
Очень большое влияние на образование отложений оказывают аэродинами-
ческие факторы. Для того чтобы частички золы не оседали, необходимо преж-
де всего, чтобы средняя скорость потока была достаточной на всех режимах
работы. Далее необходимо, чтобы не только средние, но и локальные скорости
по всему сечению были достаточны и отсутствовали зоны вихреобразоваиия,
где скорость может быть направлена даже в сторону, противоположную дви-
жению. Наконец, не должно быть участков, которые работают подобно сепа-
рационному устройству, отделяющему частицы золы из потока.
Резкий поворот газохода является неудовлетворительным из-за отложений
золы. На внутренней кромке поворота развиваются большие центробежные
силы, отбрасывающие частицы к наружной кромке, где скорость падает до
нулевого значения.
На рис. П3.5 показаны схемы отложения золы на Славянской и Луганской
ГРЭС, работающих на АШ при мокрых золоуловителях типа МП ВТИ. Как
следует из рассмотрения этих схем, зола откладывается именно у внешних
кромок поворотов, где скорость падает до нулевого значения. Отложения золы
наблюдаются также при резком повороте вверх при входе в дымовую трубу.
При этом на Славянской ГРЭС, имеющей двусторонний ввод газов, зола от-
кладывается в центре трубы, а на Луганской ГРЭС при одностороннем вводе
— в газоходах перед трубой.
Кроме поворотов, зола оседает в местах резкого падения скоростей, что хо-
рошо видно на рис. П3.5, б. Зола накапливается между вводами от отдельных
дымососов в сборный боров, где скорость резко падает.
Сначала золовые отложения обычно образуются в повороте-диффузоре, рас-
положенном за дымососом (рис. П3.6), т.е. в самом начале внешних газоходов.
В нижней части участка поворота образуется отрыв потока и вихрь, отбрасы-
вающий частицы в сторону, обратную движению основного потока. Образо-
вавшиеся в этом месте отложения способствуют постепенному развитию от-
ложений в участках газоходов, расположенных за этим элементом.
287
Я	Котел № 7 Котел № 8
Котел № 5 Котел № 6
Рис. П3.5. Отложение золы во внешних газоходах: а —Славянская ГРЭС (1-я очередь); б —Луганс-
кая ГРЭС (1-я очередь)
А-А
В
Рис. П3.6. Схема образования золовых отложений в диффузор-повороте за дымососом
Золовые отложения в большой степени зависят от скоростей движения газов
в газоходах. На некоторых электростанциях они были приняты низкими и даже
на номинальных нагрузках составляли 3-5 м/с. Гораздо чаще имеют место
случаи, когда малые скорости возникают не во всех газоходах, а на отдельных
его участках. Такие участки имеются на газоходах рис. П3.5, а также в сбор-
ном газоходе от дальних дымососов, показанных на рис. П3.1, а.
288
Особенно опасны режимы, когда при наличии сборных газоходов часть дымо-
сосов отключается. На рис. П3.7 показаны золовые отложения, образовавшиеся
при отключении некоторых из дымососов. Как видно из рассмотрения рисунка,
в последнем случае происходит заброс золы в неработающие газоходы.
Значительные золовые отложения обычно образуются при одновременном
воздействии нескольких неблагоприятных факторов, как, например, низкой
температуры тазов и брызг из мокрых золоуловителей одновременно с небла-
гоприятным аэродинамическим выполнением элементов газоходов.
Непременным условием отсутствия золовых отложений является достаточ-
ная скорость в газоходах, чтобы золовые частицы не могли выпадать из дви-
жущегося потока. Однако для гарантии отсутствия отложений скорость газов
должна обеспечить сдувание уже отложившихся частиц, что может иметь ме-
сто при нерасчетных режимах работы оборудования (рис. П3.7).
Следует иметь в виду, что при малых размерах частиц уноса (обычно менее
100 л/с) последние располагаются внутри пограничного слоя и на них воздей-
ствуют скорости (значительно меньшие, чем в основном потоке. Поскольку
толщина пограничного слоя зависит от размеров газоходов, одинаковые час-
тицы золы в газоходах различных размеров будут сдуваться по-разному.
Рис. П3.7. Отложение золы по испытаниям на моделях на сдувание в газоходах при различных режи-
мах работы: а — отключен дымосос 2а; б — отключен дымосос 26; в — отключены дымососы 2а и 2о
289
В результате исследования уравнений для турбулентного пограничного слоя
найдены следующие соотношения для .пересчета скоростей сдувания с моде-
ли на натуру.
Для частиц диаметром менее 100 мкм
Ч,= —	(П3.1)
Нн
для крупных частиц более 200 мкм
Чи°’'Ч,	(П3.2)
VYh
где w ,	— скорость газов на модели и натуре, м/с; М = И1ы — отношение
характерных размеров натуры и модели; Цм, Цн — коэффициент динамической
вязкости газовой среды на модели и натуре; ум, ун — удельный вес газовой
среды на модели и натуре, кг/м3.
Таким образом, если испытания на сдувание золы ведутся на моделях газо-
ходов в масштабе 1:25 натуры на той же газовой среде, то полученные на мо-
дели скорости следует увеличивать на натуре в 1,46 раза.
Из выражений (П3.1) и (П3.2) следует, что с повышением температуры газа
сдувание мелких частиц (до 100 мкм) улучшается, а крупных (свыше 200 мкм)
ухудшается.
Отложения золы носят различный характер и могут в разной степени влиять
па работу ТЭС (снижение паропроизводительности, перерасход электроэнер-
гии на тягу, аварийный останов оборудования и другие).
Так, на некоторых ТЭС имеются сравнительно небольшие отложения поряд-
ка 0,1-0,2 м, нарастающие довольно медленно. На других электростанциях
высота отложений уже измеряется метрами. На двух ТЭЦ под действием веса
волы имели место разрушения газоходов, а на одной ТЭЦ, работающей на эки-
бастузском угле и имеющей мокрые золоуловители, высота золовых отложе-
ний в дымовой трубе достигла 15 м и произошло обрушение перекрытия в
цоколе дымовой трубы.
На ряде ТЭС приходится периодически удалять из газоходов каждого паро-
генератора вручную до 100-150 т золы.
Проведенные в МЭИ исследования позволили наметить основные меропри-
ятия по предотвращению золовых отложений во внешних газоходах ТЭЦ. К
важнейшим из них относятся:
1.	Не допускать применения мокрых золоуловителей на топливах, зола кото-
рых может цементироваться.
290
2.	В случае применения мокрых золоуловителей не допускать снижения тем-
пературы газов за ними ниже 100-130 °C и брызгоуноса из них. Не рекомендо-
вать применения паровой и водоструйной обдувки поверхностей нагрева в тех
случаях, когда возможны золовые отложения во внешних газоходах.
3.	Рекомендовать выполнение отдельных газоходов от каждого дымососа или
от каждого парогенератора до дымовой трубы, исключая применение сбор-
ных газоходов.
4.	Обеспечить рациональное аэродинамическое выполнение всех элементов
газоходов, обеспечивающее отсутствие золовых отложений. На рис. П1.8 по-
казаны рекомендуемые схемы выполнения поворота-диффузора и цокольной
части дымовой трубы для случаев, когда имеется большая опасность эоловых
отложений (многозольные топлива, мокрые золоуловители).
Нижняя стенка диффузор-поворота выполняется по дуге окружности А =
= 0,975/гг (рис. П3.8, а), сопрягаемой с линией контура нижней стенки диффу-
зор-поворота. Максимальный подъем линии контура над горизонтальной стен-
кой h = 0,0625/гг. При таком профилировании сокращается зона отрыва потока
у нижней стенки и предотвращаются золовые отложения.
Предложенная схема выполнения цоколя по рис. П3.2, б значительно сокра-
щает отложения золы по сравнению с ранее применявшимися схемами (рис.
П3.2, а). Однако для наиболее неблагоприятных случаев (например, на экиба-
стузском угле после мокрых золоуловителей) разработана схема (рис. П3.8, б),
где золовые отложения практически исключены полностью. Перегородка здесь
установлена под углом, несколько меньшим 45°, к оси газоходов, так чтобы
полностью исключить мертвые зоны по бокам. Пандусы выполнены ступен-
чатыми.
5.	Особое внимание следует уделять вопросу выбора скоростей в газоходах,
обеспечивающих сдувание золы. Если при сухом золоулавливании на номи-
б
Рис. П3.8. Рекомендуемое выполнение газоходов для предотвращения золовых отложений: а — диф-
фузор-поворот; б — выполнение цоколя дымовой трубы
291
нальной нагрузке достаточна скорость 8-10 м/с то при мокрых золоуловите-
лях она должна быть не менее 13-14 м/с.
6.	Необходимо уделять серьезное внимание вопросам обеспечения рацио-
нальной эксплуатации газоходов — обеспечению необходимой плотности, теп-
ловой изоляции, наблюдению за температурным режимом и эоловыми отло-
жениями, проведению своевременных ревизий и ремонтов.
П.3.3. Список литературы к приложению 3
П.1. Рихтер Л.А. Газовоздушные тракты тепловых электростанций. — М.: Энергия.
1969.
П.2. Тринкер Б.Д. И Электрические станции. 1968. № 1.
292
Приложение 4.
ВЫПИСКИ ИЗ СНиП 11-23-81* СТАЛЬНЫЕ
КОНСТРУКЦИИ (ИЗДАНИЕ 2002 г.)
П.4.1. Материалы для конструкций и соединений
В зависимости от степени ответственности конструкций зданий и сооруже-
ний, а также от условий их эксплуатации все конструкции разделяются на че-
тыре группы. Стали для стальных конструкций зданий и сооружений следует
принимать по табл. 50*.
Стали для конструкций, возводимых в климатических районах 1р 12, П2 и П3,
но эксплуатируемых в отапливаемых помещениях, следует принимать как для
климатического района П4 согласно табл. 50*, за исключением стали С245 и
С275 для конструкций группы 2.
Для фланцевых соединений и рамных узлов следует применять прокат по
ТУ 14-1-4431-88.
Для сварки стальных конструкций следует применять: электроды для руч-
ной дуговой сварки по ГОСТ 9467-75*; сварочную проволоку по ГОСТ 2246-
70*; флюсы по ГОСТ 9087-81*; углекислый газ по ГОСТ 8050-85.
Применяемые сварочные материалы и технология сварки должны обеспечи-
вать значение временного сопротивления металла шва не ниже нормативного
значения временного сопротивления R основного металла, а также значения
твердости, ударной вязкости и относительного удлинения металла сварных
соединений, установленные соответствующими нормативными документами.
Отливки (опорные части и т.п.) для стальных конструкций следует проекти-
ровать из углеродистой стали марок 15Л, 25Л, 35Л и 45Л, удовлетворяющей
требованиям для групп отливок II или III по ГОСТ 977-75*, а также из серого
чугуна марок СЧ15, СЧ20, СЧ25 и СЧЗО, удовлетворяющего требованиям ГОСТ
1412-85.
Для болтовых соединений следует применять стальные болты и гайки, удов-
летворяющие требованиям ГОСТ 1759.0-87*, ГОСТ 1759.4-87* и ГОСТ 1759.5-
87*, и шайбы, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 18123-82*.
Болты следует назначать по табл. 57* и ГОСТ 15589-70*, ГОСТ 15591-70*,
ГОСТ 7796-70*, ГОСТ 7798-70*, а при ограничении деформаций соединений
— по ГОСТ 7805-70*.
Гайки следует применять по ГОСТ 5915-70*: для болтов классов прочности
4.6, 4.8, 5.6 и 5.8 — гайки класса прочности 4; для болтов классов прочности
6.6 и 8.8 — гайки классов прочности соответственно 5 и 6, для болтов класса
прочности 10.9 — гайки класса прочности 8.
Шайбы следует применять: круглые по ГОСТ 11371-78*, косые по ГОСТ
10906-78* и пружинные нормальные по ГОСТ 6402-70*.
293
Выбор марок стали для фундаментных болтов следует производить по ГОСТ
24379.0-80, а их конструкцию и размеры принимать по ГОСТ 24379.1-80*.
Болты (U-образные) для крепления оттяжек антенных сооружений связи, а
также U-образные и фундаментные болты опор воздушных линий электропе-
редачи и распределительных устройств следует применять из стали марок:
09Г2С-8 и 10Г2С1-8 по ГОСТ 19281-73* с дополнительным требованием по
ударной вязкости при температуре минус 60°С не менее 30 Дж/см2 (3 кгс м/
см2) в климатическом районе 09Г2С1-6 и 10Г2С1-6 по ГОСТ 19281-73* в
климатических районах 12, П2 и П3; ВСтЗсп2 по ГОСТ 380-71 * (с 1990 г. СтЗсп2-
1 по ГОСТ 535-88) во всех остальных климатических районах.
Гайки для фундаментных и U-образных болтов следует применять:
для болтов из стали марок ВСтЗсп2 и 20 — класса прочности 4 по ГОСТ
1759.5-87*;
для болтов из стали марок 09Г2С и 10Г2С1 — класса прочности не ниже 5
по ГОСТ 1759.5-87*. Допускается применять гайки из марок стали, принима-
емых для болтов.
Гайки для фундаментных и U-образных болтов диаметром менее 48 мм сле-
дует применять по ГОСТ 5915-70*, для болтов диаметром более 48 мм — по
ГОСТ 10605-72*.
Высокопрочные болты следует применять по ГОСТ 22353-77*, ГОСТ 22356-
77* и ТУ 14-4-1345-85; гайки и шайбы к ним — по ГОСТ 22354—77* и ГОСТ
22355-77*.
Для несущих элементов висячих покрытий, оттяжек опор ВЛ и ОРУ, мачт и
башен, а также напрягаемых элементов в предварительно напряженных кон-
струкциях следует применять:
канаты спиральные по ГОСТ 3062-80*; ГОСТ 3063-80*, ГОСТ 3064-80*;
канаты двойной свивки по ГОСТ 3066-80*; ГОСТ 3067-74*; ГОСТ 3068-
74*; ГОСТ 3081-80*; ГОСТ 7669-80*; ГОСТ 14954-80;
канаты закрытые несущие по ГОСТ 3090-73*; ГОСТ 18900-73*; ГОСТ
18901-73*; ГОСТ 18902-73*; ГОСТ 7675-73*; ГОСТ 7676-73*;
пучки и пряди параллельных проволок, формируемых из канатной проволо-
ки, удовлетворяющей требованиям ГОСТ 7372-79*.
Физические характеристики материалов, применяемых для стальных конст-
рукций, следует принимать согласно прил. 3.
П.4.2. Расчетные характеристики материалов и соединений
Расчетные сопротивления проката, гнутых профилей и труб для различных
видов напряженных состояний следует определять по формулам, приведен-
ным в табл. 1*.
294
Таблица 1
Напряженное состояние		Условное обозначение	Расчетные сопротивления проката и труб
Растяжение, сжатие и изгиб	По пределу текучести	Ry	Ry R^„.
	По временному сопротивлению	Ru	Ru Runtym-,
Сдвиг		Rs	Rs = 0,58/г„,/ут,
Смятие торцевой поверхности (при наличии пригонки)			Rp ~ Runfym,
Смятие местное в цилиндрических шарнирах (цапфах) при плотном касании		Rtp	Rlp = 0,5Rm/ym,
Диаметральное сжатие катков (при свободном касании в конструкциях с ограниченной подвижностью)		Red	Rcd = 0,025Rm/ym,
Растяжение в направлении толщины проката (до 60 мм) Обозначение, принятое в табл. 1*: ут — коэффициент надежности по материалу, определяемый в		Rth соответствии c	Rih = 0,05/f„„/ym, т. 3.2*.
Таблица 2*
Государственный стандарт или технические условия на прокат	Коэффициент надежности по материалу ут
ГОСТ 27772-88 (кроме сталей С590, С590К); ТУ 14-1-3023-80 (для круга, квадрата, полосы)	1,025
ГОСТ 27772-88 (стали С590, С590К); ГОСТ 380-71** (для круга и квадрата размерами, отсутствующими в ТУ 14-1-3023-80); ГОСТ 19281— 73* [для круга и квадрата с пределом текучести до 380 МПа (39 кгс/мм2) и размерами, отсутствующими в ТУ 14-1-3023-80]; ГОСТ 10705-80*, ГОСТ 10706-76*	1,050
ГОСТ 19281-73* [для круга и квадрата с пределом текучести свыше 380 МПа (39 кгс/мм2) и размерами, отсутствующими в ТУ 14-1-3023-80]; ГОСТ 8731-87; ТУ 14-3-567-76	1,100
Значения коэффициентов надежности по материалу проката, гнутых профи-
лей и труб следует принимать по табл. 2*.
Расчетные сопротивления при растяжении, сжатии и изгибе листового, ши-
рокополосного универсального и фасонного проката приведены в табл. 51*,
труб — в табл. 51, а. Расчетные сопротивления гнутых профилей следует при-
нимать равными расчетным сопротивлениям листового проката, из которого
они изготовлены, при этом допускается учитывать упрочнение стали листово-
го проката в зоне гиба.
Расчетные сопротивления круглого, квадратного и полосового проката сле-
дует определять по табл. 1*, принимая значения R и Run равными соответ-
ственно пределу текучести и временному сопротивлению по ТУ 14-1-3023-
80, ГОСТ 380-71** (с 1990 г. ГОСТ 535-88) и ГОСТ 19281-73*.
Расчетные сопротивления проката смятию торцевой поверхности, местному
смятию в цилиндрических шарнирах и диаметральному сжатию катков приве-
дены в табл. 52*.
295
Расчетные сопротивления отливок из углеродистой стали серого чугуна сле-
дует принимать по табл. 53 и 54.
Расчетные сопротивления сварных соединений для различных видов соеди-
нений и напряженных состояний следует определять по формулам, приведен-
ным в табл. 3.
Расчетные сопротивления стыковых соединений элементов из сталей с раз-
ными нормативными сопротивлениями следует принимать как для стыковых
соединений из стали с меньшим значением нормативного сопротивления.
Расчетные сопротивления металла швов сварных соединений с угловыми
швами приведены в табл. 56.
Расчетные сопротивления одноболтовых соединений следует определять по
формулам, приведенным в табл. 5*.
Расчетные сопротивления срезу и растяжению болтов приведены в табл. 58*,
смятию элементов, соединяемых болтами, — в табл. 59*.
Расчетное сопротивление растяжению фундаментных болтов R следует
определять по формуле
7?fa = O,5A.	(П4.1)
Расчетное сопротивление растяжению U-образных болтов R указанных в
п. 2.5*, следует определять по формуле
Таблица 3
Сварные соединения	Напряженное состояние		Условное обозначение	Расчетные сопротивления сварных соединений
Стыковые	Сжатие. Растяжение и изгиб при автоматической, полуавтоматической или ручной сварке с физическим контролем качества швов	По пределу текучести	R\vy	Rwy Ry
		По временному сопротивлению	Ryvu	R-wu Ru
	Растяжение и изгиб при автоматической, полуавтоматической или ручной сварке	По пределу текучести	R-Wy	Rw, = 0,85Ry
	Сдвиг		Rws	Rws Rs
С угловыми швами Примела! равными знал 2. Для швов, принимать по 3. Значения к значениях Rm более.	Срез (условный) I и я. 1. Для швов, выполняемых ручнс ениям временного сопротивления раз зыполняемых автоматической или пол табл. 4* настоящих норм. ээффициента надежности по материал „ не более 490 МПа (5000 кгс/см2); 1,3	По металлу шва		Rwf~ fy55Rwuntywm
		По металлу границы сплавления й сваркой, значения эыву металла шва, yi уавтоматической св у шва Ун™ следует пр 5 — при значениях ,	R™„ следует казанным в Г аркой, значен инимать рав! ?„„„ 590 МПа	Rwz = 0,45Л„„ принимать OCT 9467-75*. ия Rm„ следует аыми: 1,25 — при (6000 кгс/см2) и
296
Таблица 4*
Марки проволоки (по ГОСТ 2246-70*) для автоматической или полуавтоматической сварки		Марки порошковой проволоки (по ГОСТ 26271-84)	Значения нормативного сопротивления металла шва Rwun, МПа (кгс/см2)
под флюсом (ГОСТ 9087-81*)	в углекислом газе (по ГОСТ 8050-85) или в его смеси с аргоном (по ГОСТ 10157-79*)		
Св-08, Св-08А Св-08ГА Св-ЮГА Св-ЮНМА, СВ-10Г2 Св-08ХН2ГМЮ, Св-08Х1ДЮ * При сварке проволокой С только для угловых швов с (4500 кгс/см2) и более.	Св-08Г2С Св-08Г2С* Св-10ХГ2СМА, Св-08ХГ2СДЮ В-08Г2С значение еле катетом к/ < 8 мм в констр	ПП-АН8, ПП-АНЗ дует принимать равны! укциях из стали с пред	410(4200) 450(4600) 490(5000) 590(6000) 685(7000) и 590 МПа (6000 кгс/см2) елом текучести 440 МПа
Таблица 5*
Напряженное состояние	Условное обозначение	Расчетные сопротивления одноболтовых соединений			
		срезу и растяжению болтов классов			смятию соединяемых элементов из стали с пределом текучести до 440 МПа (4500 кгс/см2)
		4.6; 5.6; 6.6	4.8; 5.8	8.8; 10.9	
Срез Растяжение Смятие: а) болты класса точности А б) болты класса точности В и С Примечание. Допус	Rbs Rbt Rbp кается п	Rbs = 0,3iRbun Rbt = 0,427?j„„ эименять высок	Rbs - 0,4Rbun Rbt= 0,4P/,„„ эпрочные болты	Rbs ~ OARbtm Rbt= $,5Rbun без регулируе	Rbp = (0,6 + 410Ru„/E)Ru„ Rbp = (0,6 + 340Ru„/E)Ru„ лого натяжения из стали
марки 40Х, «селект», при этом расчетные сопротивления Rb, и Rb: следует определять как для болтов
класса 10.9, а расчетное сопротивление Rbp как для болтов класса точности В и С.
Высокопрочные болты по ТУ 14-4-1345-85 допускается применять только при их работе на растяжение.
R, = 0,452? .
bv 7 ип
(П4.2)
Расчетные сопротивления растяжению фундаментных болтов приведены в
табл. 60*.
Расчетное сопротивление растяжению высокопрочных болтов Rbh следует
определять по формуле
R = 0,7Я. .	(П4.3)
bh 9 bun	v
где Rbun — наименьшее временное сопротивление болта разрыву, принимае-
мое по табл. 61*.
297
Таблица 6*
№	Элементы конструкций	Коэффициенты условий работы ус
1.	Сплошные балки и сжатые элементы ферм перекрытий под залами театров, клубов, кинотеатров, под трибунами, под помещениями магазинов, книгохранилищ и архивов и т.п. при весе перекрытий, равном или большем временной нагрузки	0,9
2.	Колонны общественных зданий и опор водонапорных башен	0,95
3.	Сжатые основные элементы (кроме опорных) решетки составного таврового сечения из уголков сварных ферм покрытий и перекрытий (например, стропильных и аналогичных им ферм) при гибкости X. > 60	0,8
4.	Сплошные балки при расчетах на общую устойчивость при ср* < 1,0	0,95
5.	Затяжки, тяги, оттяжки, подвески, выполненные из прокатной стали	0,9
6.	Элементы стержневых конструкций покрытий и перекрытий: а)	сжатые (за исключением замкнутых трубчатых сечений) при расчетах на устойчивость б)	растянутые в сварных конструкциях в)	растянутые, сжатые, а также стыковые накладки в болтовых конструкциях (кроме конструкций на высокопрочных болтах) из стали с пределом текучести до 440 МПа (4500 кгс/см2), несущих статическую нагрузку, при расчетах на прочность	0,95 0,95 1,05
7.	Сплошные составные балки, колонны, а также стыковые накладки из стали с пределом текучести до 440 МПа (4500 кгс/см2), несущие статическую нагрузку и выполненные с помощью болтовых соединений (кроме соединений на высокопрочных болтах), при расчетах иа прочность	1,1
8.	Сечения прокатных и сварных элементов, а также накладок из стали с пределом текучести до 440 МПа (4500 кгс/см2) в местах стыков, выполненных на болтах (кроме стыков иа высокопрочных болтах), несущих статическую нагрузку, при расчетах иа прочность: а)	сплошных балок и колонн б)	стержневых конструкций покрытий и перекрытий	1,1 1,05
9.	Сжатые элементы решетки пространственных решетчатых конструкций из одиночных равиополочных или неравнополочиых (прикрепляемых большей полкой); уголков:	
	а)	прикрепляемые непосредственно к поясам одной полкой сварными швами либо двумя болтами и более, поставленными вдоль уголка: раскосы по рис. 9*, а распорки по рис. 9*, б, в раскосы при рис. 9*, в, г, д б)	прикрепляемые непосредственно к поясам одной полкой, одним болтом (кроме указанных в поз. 9, в настоящей таблицы), а также прикрепляемые через фасонку независимо от вида соединения в)	при сложной перекрестной решетке с одноболтовыми соединениями по рис. 9*, е	0,9 0,9 0,8 0,75 0,7
10	Сжатые элементы из одиночных уголков, прикрепляемые одной полкой (для неравнополочных уголков только меньшей полкой), за исключением элементов конструкций, указанных в поз. 9 настоящей таблицы, раскосов по рис. 9*, б, прикрепляемых непосредственно к поясам сварными швами либо двумя болтами и более, поставленными вдоль уголка, и плоских ферм из одиночных уголков	0,75
298
Продолжение табл. 6
№	Элементы конструкций	Коэффициенты условий работы уе
11. При	Опорные плиты из стали с пределом текучести до 285 МПа (2900 кгс/см2), несущие статическую нагрузку, толщиной, мм: а)	до 40 б)	св. 40 до 60 в)	св. 60 до 80 мечания: 1.	Коэффициенты условий работы ус < 1 при расчете одновременно учитывать 2.	Коэффициенты условий работы, приведенные соответственно в поз. 1 и 6, в; 2 и 8, а; 3 и 6, в, при расчете следует учитывать одновременно. 3.	Коэффициенты условий работы, приведенные в поз. 3; 4; 6, а, в; 7; 8; 9 и 10, < 6, б (кроме стыковых сварных соединений), при расчете соединений рассмат элементов учитывать не следует. 4.	В случаях, не оговоренных в настоящих нормах, в формулах следует приним	1,2 1,15 1,1 ie следует. 1 и 7; 1 и 8; 2 и 7; также в поз. 5 и шваемых ать ус = 1.
Расчетное сопротивление растяжению высокопрочной стальной проволоки
Rdh, применяемой в виде пучков или прядей, следует определять по формуле
R,, = 0,632? .	(П4.4)
Значение расчетного сопротивления (усилия) растяжению стального каната
следует принимать равным значению разрывного усилия каната в целом, уста-
новленному государственными стандартами или техническими условиями на
стальные канаты, деленному на коэффициент надежности ут = 1,6.
П.4.3. Учет условий работы и назначения конструкций
При расчете конструкций и соединений следует учитывать:
коэффициенты надежности по назначению у, принимаемые согласно Пра-
вилам учета степени ответственности зданий и сооружений при проектирова-
нии конструкций;
коэффициент надежности уи = 1,3 для элементов конструкций, рассчитывае-
мых на прочность с использованием расчетных сопротивлений Rj.
коэффициенты условий работы ус и коэффициенты условий работы соеди-
нений у принимаемые по табл. 6* и 35*, разделам настоящих норм по проек-
тированию зданий, сооружений и конструкций, а также по прил. 4*.
299
П.4.4. Материалы для стальных конструкций
и их расчетные характеристики
Таблица 50*
Стали для стальных конструкций зданий и сооружений
Сталь	ГОСТ или ТУ	Категория стали для климатического района строительства (расчетная температура, °C)		
		Щ ( 30>/>-40); И5 и др. (/>-30)	!?, Щ и Из (-40>t>- 50)	11 (—50>/>—65)
Группа 1. Сварные конструкции либо их элементы, работающие в особо тяжелых условиях или подвергающиеся непосредственному воздействию динамических, вибрационных или подвижных				
нагрузок (подкрановые балки; балки рабочих площадок; элементы конструкций				бункерных и
разгрузочных эстакад, непосредственно воспринимающих нагрузку от подвижных составов; фасонки ферм; пролетные строения транспортерных галерей; сварные специальные опоры больших переходов линий электропередачи (ВЛ) высотой более 60 м; элементы оттяжек мачт и				
оттяжечных узлов; балки под краны гидротехнических сооружений и т.п.).				
С255	ГОСТ 27772-88	+	—	—
С285		+	—	—
С345		3	3	4а>
С375		3	3	4«)
С390		+		+б>
С390К		+	+	+б)
С440		+	+б)	+в>
Группа 2. Сварные конструкции либо их элементы, работающие при статической нагрузке (фермы; ригели рам; балки перекрытий и покрытий; косоуры лестниц; опоры ВЛ, за исключением сварных опор больших переходов; опоры ошиновки открытых распределительных устройств подстанций (ОРУ); опоры под выключатели ОРУ; опоры транспортерных галерей; элементы контактной сети транспорта (штанги, анкерные оттяжки, хомуты); прожекторные мачты; элементы комбинированных опор антенных сооружений; трубопроводы ГЭС и насосных станций; облицовки водоводов; закладные части затворов и другие растянутые, растянутоизгибаемые и изгибаемые элементы), а также конструкции и их элементы группы 1 при отсутствии сварных				
соединений и балки подвесных путей из двутавров по ГОСТ			19425-74* и ТУ 14-2-427-80 при	
наличии сварных монтажных соединений.				
С245	ГОСТ 27772-88	+г>	—	—
С255			—	—
С275		+г)	—		
С285		-ф-	—		
С345		1	3	4«.д)
С345К		+	—		
С375		1	3	4а--1>
С390		-ф-	+	+6'
С390К		-1-	+	+б)
С440		-1-	+	+в>
С590		+				
С590К		—	+	+
В СтЗ кп толщиной	ГОСТ 10705-80*,	7е>	7е)	
до 4 мм	группа В, табл. 1			
ВСтЗпс толщиной	То же	2е)		
до 5,5 мм				
ВСтЗпс толщиной	То же			
6-10 мм 16Г2АФ		6		
	ТУ 14-3-567-76			
толщиной 6-9 мм			+	+
300
Сталь	ГОСТ или ТУ	Категория стали для климатического района строительства (расчетная температура, °C)		
		Щ (—30>Z>—40); П5 и др. (Г> 30)	Ь, Пг и Из (-40>Г>-50)	I, (-50>z>—65)
Группа 3. Сварные конструкции либо их элементы, работающие при статической нагрузке				
(колонны; стойки; опорные плиты; элементы настила перекрытий; конструкции,				
поддерживающие технологическое оборудование; вертикальные связи по колоннам с напряжением в связях свыше 0,4/?,; анкерные, несущие и фиксирующие конструкции (опоры, ригели жестких поперечин, фиксаторы) контактной сети транспорта; опоры под оборудование ОРУ, кроме опор под выключатели; элементы стволов и башен антенных сооружений; колонны бетоновозных эстакад, прогоны покрытий и другие сжатые и сжато-изгибаемые элементы), а				
также конструкции	и их элементы группы 2 при отсутствии сварных соединений.			
С235		_|_е,и)	—	—
С245		+	—	—
С255			+«)	—
С275		+	—	—
С285		+	+«)	—
С345		1	1	2 или 3
С345К	ГОСТ 27772-88	+	+	—
С375		1	1	2 или 3
С390		+		4-
С390К		+	+	+
С440		+	+	4-
С590		+	—	—
С590К		—	+	+
ВСтЗкп толщиной до 4 мм	ГОСТ 10705-80*, группа В, табл. 1 '	2е>	2е)	—
ВСтЗкп толщиной 4,5-10 мм ВСтЗпс толщиной	То же ГОСТ 10706-76*,	2е)	—	—
5-15 мм	группа В, с доп. требованием по п. 1.6	4		
ВСтЗпс толщиной	ГОСТ 10705-80*.	2е>	2е)	
до 5,5 мм	группа В, табл. 1			
ВСтЗпс толщиной	ГОСТ 10705-80*,	fi		
6-10 мм ВСтЗсп толщиной	группа В, табл. 1 ГОСТ 10706-76*.			
5-15 мм	группа В, с доп. требованием по п. 1.6		4	
ВСтЗсп толщиной	ГОСТ 10705-80*.			
6-10 мм	группа В, табл. 1			
16Г2АФ толщиной 6-9 мм	ТУ 14-3-567-76	+	+	+
Группа 4. Вспомогательные конструкции зданий и сооружений (связи, кроме указанных в группе 3; элементы фахверка; лестницы; трапы; площадки; ограждения; металлоконструкции кабельных каналов; второстепенные элементы сооружений и т.п.), а также конструкции и их элементы				
группы 3 при отсутствии сварных соединений.				
С235		+	—	—
С245		—	4-	+
С255	ГОСТ 27772-88	—	+	+
С275		—	+	+
С285		—	4-	+
ВСтЗкп толщиной	ГОСТ 10705-80*.	2е)	2е>	2е>
до 4 мм	группа В, табл. 1			
301
Сталь	ГОСТ или ТУ	Категория стали для климатического района строительства (расчетная температура, °C)		
		П4 (-3 0>(> -40); П5 и др. (/>—30)	12, П2 и Из (-40>/>— 50)	I, (-50>/>65)
ВСтЗкп толщиной 4,5-10 мм ВСтЗпс толщиной 5-15 мм ВСтЗпс толщиной до 5,5 мм ВСтЗпс толщиной 6-10 мм	То же ГОСТ 10706-76*. группа В, с доп. требованием по п. 1.6 ГОСТ 10705-80*. группа В, табл. 1 То же	2е) 4 2е> 6	4 2е> 6	2е>
Обозначения, принятые в табл. 50*: а) фасонный прокат толщиной до 11 мм, а при согласовании с
изготовителем — до 20 мм; листовой — всех толщин; б) требование по ограничению углеродного эквивалента
по ГОСТ 27772-88 для толщин свыше 20 мм; в) требование по ограничению углеродного эквивалента по
ГОСТ 27772-88 для всех толщин; г) для района П4 для неотапливаемых зданий и конструкций,
эксплуатируемых при температуре наружного воздуха, применять прокат толщиной не более 10 мм; д) при
толщине проката не более 11 мм допускается применять сталь категории 3; е) кроме опор ВЛ, ОРУ и КС; ж)
прокат толщиной до 10 мм и с учетом требований разд. 10; и) кроме района П4 для неотапливаемых зданий и
конструкций, эксплуатируемых при температуре наружного воздуха.
Знак "+" означает, что данную сталь следует применять; знак " означает, что данную сталь в указанном
климатическом районе применять не следует.
Примечания.
1.	Требования настоящей таблицы ие распространяются на стальные конструкции специальных сооружений:
магистральные и технологические трубопроводы, резервуары специального назначения, кожухи доменных
печей и воздухонагревателей и т.п. Стали для этих конструкций устанавливаются соответствующими СНиП
или другими нормативными документами.
2.	Требования настоящей таблицы распространяются на листовой прокат толщиной от 2 мм и фасонный прокат
толщиной от 4 мм по ГОСТ 27772—88, сортовой прокат (круг, квадрат, полоса) по ТУ 14-1-3023-80, ГОСТ 380-
71** (с 1990 г. ГОСТ 535-88) и ГОСТ 19281-73*. Указанные категории стали относятся к прокату толщиной
ие менее 5 мм. При толщине менее 5 мм приведенные в таблице стали применяются без требований по ударной
вязкости. Для конструкций всех групп, кроме группы 1 и опор ВЛ и ОРУ, во всех климатических районах,
кроме Ii, допускается применять прокат толщиной менее 5 мм из стали С235 по ГОСТ 27772-88.
3.	Климатические районы строительства устанавливаются в соответствии с ГОСТ 16350-80 "Климат СССР.
Районирование и статистические параметры климатических факторов для технических целей". Указанные в
заголовке таблицы в скобках расчетные температуры соответствуют температуре наружного воздуха
соответствующего района, за которую принимается средняя температура наиболее холодной пятидневки
согласно указаниям СНиП по строительной климатологии и геофизике.
4.	К конструкциям, подвергающимся непосредственному воздействию динамических, вибрационных или
подвижных нагрузок, относятся конструкции либо их элементы, подлежащие расчету на выносливость или
рассчитываемые с учетом коэффициентов динамичности.
5.	При соответствующем технико-экономическом обосновании стали С345, С375, С440, С590, С590К, 16Г2АФ
могут заказываться как стали повышенной коррозионной стойкости (с медью) — С345Д, С375Д, С440Д,
С590Д, С590КД, 16Г2АФД.
6.	Применение термоупрочнениого с прокатного нагрева фасонного проката из стали С345Т и С375Т,
поставляемого по ГОСТ 27772-88 как сталь С345 и С375, не допускается в конструкциях, которые при
изготовлении подвергаются металлизации или пластическим деформациям при температуре выше 700°С.
7.	Бесшовные горячедеформированиые трубы по ГОСТ 8731-87 допускается применять только для элементов
специальных опор больших переходов электропередачи высотой более 60 м, для антенных сооружений связи и
других специальных сооружений, при этом следует применять марки стали:
во всех климатических районах, кроме 1Ь 12, II2 и Из, марку 20 по ГОСТ 8731-87, но с дополнительным
требованием по ударной вязкости при температуре минус 20°С не менее 30 Дж/см2 (3 кгс-м/см2);
в климатических района I2,П2 и Из — марку 09Г2С по ГОСТ 8731-87, но с дополнительным требованием
по ударной вязкости при температуре минус 40°С не менее 40 Дж/см2 (4 кгс-м/см2) при толщине стенки до
9 мм и 35 Дж/см2 (3,5 кгс-м/см2) при толщине стенки 10 мм и более.
Не допускается применять бесшовные горячедеформированиые трубы, изготовленные из слитков,
имеющих маркировку с литером "Л", не прошедшие контроль неразрушающими методами.
8.	К сортовому прокату (круг, квадрат, полоса) по ТУ 14-1-3023-80, ГОСТ 380-71** (с 1990 г. ГОСТ 535-88) и
ГОСТ 19281-73* предъявляются такие же требования, как к фасонному прокату такой же толщины по ГОСТ
27772-88. Соответствие марок сталей по ТУ 14-1-3023-80, ГОСТ 380-71*, ГОСТ 19281-73* и ГОСТ 19282—
73* сталям по ГОСТ 27772-88 следует определять по табл. 51, б.
302
Таблица 51*
Нормативные и расчетные сопротивления при растяжении, сжатии и изгибе листового,
широкополосного универсального и фасонного проката по ГОСТ 27772-88
для стальных конструкций зданий и сооружений
Сталь	Толщина, проката1, мм	Нормативное сопротивление2, МПа (кге/мм2), проката				Расчетное сопротивление3, МПа (кгс/см"), проката			
		листового, широкополосного универсального		фасонного		листового, широкополосного универсального		фасонного	
		Ryn	Run	Ryn	Run	Ryn	Run	Rvl,	R,.r,
С235	От 2 до 20 Св. 20 до 40 Св. 40 до 100 Св. 100	235(24) 225(23) 215(22) 195(20)	360(37) 360(37) 360(37) 360(37)	235(24) 225(23)	360(37) 360(37)	230(2350) 220(2250) 210(2150) 190(1950)	350(3600) 350(3600) 350(3600) 350(3600)	230(2350) 220(2250)	350(3600) 350(3600)
С245	От 2 до 20 Св. 20 до 30	245(25)	370(38)	245(25) 235(24)	370(38) 370(38)	240(2450)	360(3700)	240(2450) 230(2350)	360(3700) 360(3700)
С255	От 2 до 3,9 От 4 до 10 Св. 10 до 20 Св. 20 до 40	255(26) 245(25) 245(25) 235(24)	380(39) 380(39) 370(38) 370(38)	255(26) 245(25) 235(24)	380(39) 370(38) 370(38)	250(2550) 240(2450) 240(2450) 230(2350)	370(3800) 370(3800) 360(3700) 360(3700)	250(2550) 240(2450) 230(2350)	370(3800) 360(3700) 360(3700)
С275	От 2 до 10 Св. 10 до 20	275(28) 265(27)	380(39) 370(38)	275(28) 275(28)	390(40) 380(39)	270(2750) 260(2650)	370(3800) 360(3700)	270(2750) 270(2750)	380(3900) 370(3800)
С285	От 2 до 3,9 Св. 4 до 10 Св. 10 до 20	285(29) 275(28) 265(27)	390(40) 390(40) 380(39)	285(29) 275(28)	400(41) 390(40)	280(2850) 270(2750) 260(2650)	380(3900) 380(3900) 370(3800)	280(2850) 270(2750)	390(4000) 380(3900)
С345	От 2 до 10 Св. 10 до 20 Св. 20 до 40 Св. 40 до 60 Св. 60 до 80 Св. 80 до 160	345(35) 325(33) 305(31) 285(29) 275(28) 265(27)	490(50) 470(48) 460(47) 450(46) 440(45) 430(44)	345(35) 325(33) 305(31)	490(50) 470(48) 460(47)	335(3400) 315(3200) 300(3050) 280(2850) 270(2750) 260(2650)	480(4900) 460(4700) 450(4600) 440(4500) 430(4400) 420(4300)	335(3400) 315(3200) 300(3050)	480(4900) 460(4700) 450(4600)
С345К	От 4 до 10	345(35)	470(48)	345(35)	470(48)	335(3400)	460(4700)	335(3400)	460(4700)
С375	От 2 до 10 Св. 10 до 20 Св. 20 до 40	375(38) 355(36) 335(34)	510(52) 490(50) 480(49)	375(38) 355(36) 335(34)	510(52) 490(50) 480(49)	365(3700) 345(3500) 325(3300)	500(5100) 480(4900) 470(4800)	365(3700) 345(3500) 325(3300)	500(5100) 480(4900) 470(4800)
С390	От 4 до 50	390(40)	540(55)	—	—	380(3850)	530(5400)	—	—
С390К	От 4 до 30	390(40)	540(55)	—	—	380(3850)	530(5400)	—	—
С440	От 4 до 30 Св. 30 до 50	440(45) 410(42)	590(60) 570(58)	—	—	430(4400) 400(4100)	575(5850) 555(5650)	—	—
С590	От 10 до 36	540(55)	635(65)	—	—	515(5250)	605(6150)	—	—
С590К 1 За толи 2 За нор! сопроти 3 Значен надежнс Прим стойкое меди.	От 16 до 40 цину фасонного лативное сопроч вления по ГОС' ия расчетных сс сти по материа. г ч а н и е. Hopiv ги (см. примем.	540(55) проката гивление Г 27772-8 шротивле ну, опред ативные 5 к табл.	635(65) следует п приняты 8. НИИ полу1 пленные в и расчета 50*)следу	занимать юрматив чены дел соответс ые сопро ет прини	ТОЛЩИН) ные знач ением но твии с п. ти вления мать так!	515(5250) полки (ми гния предел )мативных 3.2*, с окру из стали пс ши же, как	605(6150) нимальная а текучести сопротивле глением до вышенной для соотвеч	го толщина и временно ний на коэ<] 5 МПа (50 коррозионн ствующих	4 мм). )ГО фициенты кгс/см"). ой зталей без
303
Таблица 51, а
Нормативные и расчетные сопротивления при растяжении, сжатии и изгибе труб
для стальных конструкций зданий и сооружений
Марка стали	ГОСТ или ТУ	Толщина стенки, мм	Нормативное сопротивление1, МПа (кгс/мм2)		Расчетное сопротивление2, МПа (кгс/см2)	
			Ryn		Куп	Run
ВСтЗкп, ВСтЗпс, ВСтЗсп	ГОСТ 10705-80*	До 10	225(23,0)	370(38,0)	215(2200)	350(3550)
ВСтЗпс, ВСтЗсп	ГОСТ 10706-76*	5-15	245(25,0)	370(38,0)	235(2400)	350(3550)
20	ГОСТ 8731-87	4-36	245(25,0)	410(42,0)	225(2300)	375(3800)
16Г2АФ	ТУ 14-3-567-76	6-9	440(45,0)	590(60,0)	400(4100)	535(5450)
1 За нормативные сопротивления приняты минимальные значения предела текучести и временного
сопротивления, приводимые в государственных общесоюзных стандартах или технических условиях,
МПа (кгс/мм"). В тех случаях, когда эти значения в государственных общесоюзных стандартах или
технических условиях приведены только в одной системе единиц — (кгс/мм2), нормативные
сопротивления, МПа, вычислены умножением соответствующих величин на 9,81 с округлением до 5 МПа.
2 Значение расчетных сопротивлений получены делением нормативных сопротивлений, МПа, на
коэффициенты надежности по материалу, определяемые в соответствии с п. 3.2*, с округлением до
5 МПа; значения расчетных сопротивлений, кгс/см2, получены делением расчетных сопротивлений, МПа,
на 0,0981.
Примечание. Нормативные сопротивления труб из стали марки 09Г2С по ГОСТ 8731-87 устанавливаются
по соглашению сторон в соответствии с требованиями указанного стандарта; расчетные сопротивления —
согласно п. 3.2* настоящих норм.
П.4.5. Основные буквенные обозначения величин
А — площадь сечения брутто;
АЬп — площадь сечения болта нетто;
Ad — площадь сечения раскоса;
А— площадь сечения полки (пояса);
Ап — площадь сечения нетто;
Aw — площадь сечения стенки;
Awf— площадь сечения по металлу углового шва;
А^ — площадь сечения по металлу границы сплавления;
Е — модуль упругости;
F — сила;
G — модуль сдвига;
Jb — момент инерции сечения ветви;
Jm; Jd — моменты инерции сечений пояса и раскоса фермы;
J — момент инерции сечения ребра, планки;
Jsl — момент инерции сечения продольного ребра;
Jt — момент инерции кручения балки, рельса;
J; J — моменты инерции сечения брутто относительно осей соответственно
х—х и у—у,
Jyn — то же, сечения нетто;
М — момент, изгибающий момент;
304
Мх, Му — моменты относительно осей соответственно х-х и у—у,
N — продольная сила;
Nud — дополнительное усилие;
N — продольная сила от момента в ветви колонны;
Q — поперечная сила, сила сдвига;
Q — условная поперечная сила для соединительных элементов;
Qs — условная поперечная сила, приходящаяся на систему планок, располо-
женных в одной плоскости;
Rba — расчетное сопротивление растяжению фундаментных болтов;
R — расчетное сопротивление растяжению высокопрочных болтов;
R — расчетное сопротивление смятию болтовых соединений;
Rbs — расчетное сопротивление срезу болтов;
Rbi — расчетное сопротивление болтов растяжению;
— нормативное сопротивление стали болтов, принимаемое равным вре-
менному сопротивлению Ов по государственным стандартам и техническим
условиям на болты;
R — расчетное сопротивление растяжению U-образных болтов;
Rcd — расчетное сопротивление диаметральному сжатию катков (при свобод-
ном касании в конструкциях с ограниченной подвижностью);
R — расчетное сопротивление растяжению высокопрочной проволоки;
R — расчетное сопротивление местному смятию в цилиндрических шарни-
рах (цапфах) при плотном касании;
Rp — расчетное сопротивление стали смятию торцевой поверхности (при на-
личии пригонки);
Rs — расчетное сопротивление стали сдвигу;
Rth — расчетное сопротивление растяжению стали в направлении толщины
проката;
Ru — расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию, изгибу по времен-
ному сопротивлению;
R — временное сопротивление стали разрыву, принимаемое равным мини-
мальному значению а по государственным стандартам и техническим усло-
виям на сталь;
Rf — расчетное сопротивление угловых швов срезу (условному) по металлу
шва;
— расчетное сопротивление стыковых сварных соединений сжатию, рас-
тяжению, изгибу по временному сопротивлению;
R — нормативное сопротивление металла шва по временному сопротивле-
нию;
/? — расчетное сопротивление стыковых сварных соединений сдвигу;
/? — расчетное сопротивление стыковых сварных соединений сжатию, рас-
тяжению и изгибу по пределу текучести;
305
R._ — расчетное сопротивление угловых швов срезу (условному) по металлу
границы сплавления;
R — расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию, изгибу по пределу
текучести;
R — предел текучести стали, принимаемый равным значению предела теку-
чести От по государственным стандартам и техническим условиям на сталь;
S — статический момент сдвигаемой части сечения брутто относительно ней-
тральной оси;
1У; W — моменты сопротивления сечения брутто относительно осей соответ-
ственно х-х и у-у;
W ; W — моменты сопротивления сечения нетто относительно осей соответ-
ственно х-х и у-у;
b — ширина;
b— расчетная ширина;
b— ширина полки (пояса);
bh — ширина выступающей части ребра, свеса;
с, с; с — коэффициенты для расчета на прочность с учетом развития пласти-
ческих деформаций при изгибе относительно осей соответственно х-х и у-у;
е — эксцентриситет силы;
h — высота;
h — расчетная высота стенки;
h — высота стенки;
г — радиус инерции сечения;
z — наименьший радиус инерции сечения;
z’r; z, — радиусы инерции сечения относительно осей соответственно х-х и у-у;
kf— катет углового шва;
I — длина, пролет;
1с — длина стойки, колонны, распорки;
ld — длина раскоса;
lef — расчетная, условная длина;
1т — длина панели пояса фермы или колонны;
ls — длина планки;
lw — длина сварного шва;
lx; I — расчетные длины элемента в плоскостях, перпендикулярных осям со-
ответственно х-х и у-у;
т — относительный эксцентриситет (т = eA/Wc);
mef— приведенный относительный эксцентриситет (wc/ = /иТ|);
г — радиус;
t — толщина;
tf— толщина полки (пояса);
tw — толщина стенки;
306
Р; и Pz — коэффициенты для расчета углового шва соответственно по металлу
шва и по металлу границы сплавления;
уь — коэффициент условий работы соединения;
у — коэффициент условий работы;
уп — коэффициент надежности по назначению;
ут — коэффициент надежности по материалу;
уи — коэффициент надежности в расчетах по временному сопротивлению;
Г| — коэффициент влияния формы сечения;
X — гибкость (X = IJi);
X — условная гибкость (X = X^7?v / Е );
X „— приведенная гибкость стержня сквозного сечения;
Хе/ — условная приведенная гибкость стержня сквозного сечения
(Хе/=Хе/7^7£);
Хи — условная гибкость стенки (Хи, = (h/t)^Ry IE );
Xw — наибольшая условная гибкость стенки;
Хх, — расчетные гибкости элемента в плоскостях, перпендикулярных осям
соответственно х-х и у-у,
v — коэффициент поперечной деформации стали (Пуассона);
в1ос — местное напряжение;
бх; 6 — нормальные напряжения, параллельные осям соответственно х-х и у-
у;
— касательное напряжение;
ф — коэффициент продольного изгиба;
ф6 — коэффициент снижения расчетных сопротивлений при изгибно-крутиль-
ной форме потери устойчивости балок;
ф( — коэффициент снижения расчетных сопротивлений при внецентренном
сжатии.
307
Таблица 51,6
Марки стали, заменяемые сталями по ГОСТ 22772-88
Стали по ГОСТ 27772-88	Заменяемая марка стали	ГОСТ или ТУ
С235 С245 С255 С275 С285 С345, С345Т С345К С375, С375Т С390, С390Т С390К С440 С590 С590К Приме соответст С440, С59 19281-73" сталями, не предус	ВСтЗкп2 ВСпЗкп2-1 18кп ВСтЗпсб (листовой прокат толщиной до 20 мм, фасонный — до 30 мм) ВСтЗпсб-1 18пс ВСтЗсп5, ВСтЗГпс5, ВСтЗпсб (листовой прокат толщиной св. 20 до 40 мм, фасонный — св. 30 мм), ВСтЗсп5-1, ВСтЗГпс5-1, 18сп, 18Гпс, 18Гсп ВСтЗпсб-2 ВСтЗсп5-2, ВСтЗГпс5-2 09Г2 09Г2С, 14Г2 (листовой, фасонный прокат толщиной до 20 мм), 15ХСНД (листовой прокат толщиной до 10 мм, фасонный — до 20 мм) 12Г2Сгр. 1 09Г2 гр. 1, 09Г2 гр. 2, 09Г2С гр. 1, 14Г2 гр. 1 (фасонный — до 20 мм) 390 ВСтТпс 10ХНДП 09Г2С гр. 2 12Г2Сгр. 2 14Г2 гр. 1 (фасонный прокат толщиной св. 20 мм), 14Г2 гр. 2 (фасонный прокат толщиной до 20 мм) 14Г2 (фасонный и листовой прокат толщиной св. 20 мм), 10Г2С1, 15ХСНД (фасонный прокат толщиной св. 20 мм, листовой — св. 10 мм), 10ХСНД (фасонный прокат без ограничения толщины, листовой — толщиной до 10 мм) 14Г2АФ, 10Г2С1 термоупрочненная, 10ХСНД (листовой прокат толщиной св. 10 мм) 15Г2АФДпс 16Г2АФ, 18Г2АФпс, 15Г2СФ термоупрочненная 12Г2СМФ 12ГН2МФАЮ гания. 1. Стали С345 и С375 категорий 1,2, 3, 4 по ГОСТ 27772-88 заменяг аенно 6, 7 и 9, 12, 13 и 15 по ГОСТ 19281-73* и ГОСТ 19282-73*. 2. Стали С 0, С590К по ГОСТ 27772-88 заменяют соответствующие марки стали катего; и ГОСТ 19282-73*, указанные в настоящей таблице. 3. Замена сталей по ГО оставляемыми по другим государственным общесоюзным стандартам и техн мотрена.	ГОСТ 380-71** ТУ 14-1-3023-80 ГОСТ 23570-79 ГОСТ 380-71** ТУ 14-1-3023-80 ГОСТ 23570-79 ГОСТ 380-71** ТУ 14-1-3023-80 ГОСТ 23570-79 ТУ 14-1-3023-80 ТУ 14-1-3023-80 ГОСТ 19281-73*, ГОСТ 19282-73* ГОСТ 19282-73* ТУ 14-1-4323-88 ТУ 14-1-3023-80 ТУ 14-15-146-85 ГОСТ 14637-79* ГОСТ 19281-73*, ГОСТ 19282-73*, ТУ 14-1-1217-75 ТУ 14-1-3023-80 ТУ 14-1-4323-88 ТУ 14-1-3023-80 ГОСТ 19281-73*, ГОСТ 19282-73* ГОСТ 19282-73* ГОСТ 19282-73* ГОСТ 19282-73* ТУ 14-1-1308-75 ТУ 14-1-1772-76 От стали категорий 345К, С390, С390К, >ий 1-15 по ГОСТ СТ 27772-88 ическим условиям,
308
Таблица 52*
Расчетные сопротивления проката смятию торцевой поверхности, местному смятию
в цилиндрических шарнирах, диаметральному сжатию катков
Временное сопротивление проката, МПа (кгс/мм2)	Расчетные сопротивления, МПа (кгс/см2)		
	смятию		диаметральному сжатию катков (при свободном касании в конструкциях с ограниченной подвижностью)
	торцевой поверхности (при наличии пригонки)	местному в цилиндрических шарнирах (цапфах) при плотном касании	
360(37)	327(3340)	164(1660)	8(80)
365(37)	332(3360)	166(1680)	8(80)
370(38)	336(3460)	168(1730)	8(80)
380(39)	346(3550)	173(1780)	9(90)
390(40)	355(3640)	178(1820)	9(90)
400(41)	364(3720)	182(1860)	10(100)
430(44)	391(4000)	196(2000)	10(100)
440(45)	400(4090)	200(2050)	10(100)
450(46)	409(4180)	205(2090)	10(100)
460(47)	418(4270)	209(2140)	10(100)
470(48)	427(4360)	214(2180)	11(110)
480(49)	436(4450)	218(2230)	11(110)
490(50)	445(4550)	223(2280)	11(110)
500(51)	455(4640)	228(2320)	11(110)
510(52)	464(4730)	232(2370)	12(120)
520(53)	473(4820)	237(2410)	12(120)'
530(54)	473(4820)	237(2410)	12(120)
540(55)	482(4910)	241(2460)	12(120)
570(58)	504(5130)	252(2570)	13(130)
590(60)	522(5310)	261(2660)	13(130)
635(65)	578(5870)	289(2940)	14(140)
Примечание. Значения расчетных сопротивлений получены по формулам разд. 3 настоящих норм при ут =1,1.			
Таблица 53
Расчетные сопротивления отливок из углеродистой стали
Напряженное состояние	Условное обозначение	Расчетные сопротивления, МПа (кгс/см2), отливок из углеродистой стали марок			
		15Л	25Л	35Л	45Л
Растяжение, сжатие и изгиб	Ru	150(1500)	180(1800)	210(2100)	250(2500)
Сдвиг	Rs	90(900)	110(1100)	130(1300)	150(1500)
Смятие торцевой поверхности (при наличии пригонки)	Rp	230(2300)	270(2700)	320(3200)	370(3700)
Смятие местное в цилиндрических шарнирах (цапфах) при плотном касании	Rip	110(1100)	130(1300)	160(1600)	180(1800)
Диаметральное сжатие катков при свободном касании (в конструкциях с ограниченной подвижностью)	Red	6(60)	7(70)	8(80)	10(100)
Таблица 54
Расчетные сопротивления отливок из серого чугуна
Напряженное состояние	Условное обозначе ние	Расчетные сопротивления, МПа (кгс/см'), отливок из серого чугуна марок			
		СЧ15	СЧ20	СЧ25	СИЗО
Растяжение центральное и при изгибе Сжатие центральное и при изгибе Сдвиг Смятие торцевой поверхности (при наличии пригонки)		55(550) 160(1600) 40(400) 240(2400)	65(650) 200(2000) 50(500) 300(3000)	85(850) 230(2300) 65(650) 340(3400)	100(1000) 250(2500) 75(750) 370(3700)
309
Материалы для соединений стальных конструкций
и их расчетные сопротивления
Таблица 55*
Материалы для сварки, соответствующие стали
Материалы для сварки
Группы конструкций в климатических районах	Стали	под флюсом		в углекислом газе (по ГОСТ 8050- 85) или в его смеси с аргоном (по ГОСТ 10157-79*)	покрытыми электродами типов по ГОСТ 9467- 75*
		Марки			
		флюсов (по ГОСТ 9087- 81*)	сварочной проволоки (по ГОСТ 2246-70*)		
2, 3 и 4 — во всех районах, кроме К, 12,1Ь и Из	С235, С245, С255, С275, С285, 20, ВСтЗкп, ВСтЗпс, ВСтЗсп С345, С345Т, С375, С375Т, С390, С390Т, С390К, С440, 16Г2АФ, 09Г2С С345К	АН-348-А, АН-60 АН-47, АН-43, АН-17-М, АН-348-А1 АН-348-А	Св-08А, Св- 08ГА Св-ЮНМА, Св- ЮГ22, Св- 08ГА2, Св-ЮГА2 СВ-08Х1ДЮ	Св-08Г2С Св-08ХГ2СДЮ	Э42, Э46 Э50 Э50А3
1 — во всех районах; 2, 3 и 4 — в районах 11, Ь, Из и Пз	С235, С245, С255, С275, С285, 20, ВСтЗкп, ВСтЗпс, ВСтЗсп С345, С345Т, С375, С375Т, 09Г2С С390, С390Т, С390К, С440, 16Г2АФ С345К С590, С590К, С590КШ	АН-348-А АН47, АН- 43, АН- 348-А1 АН-47, АН-17-М, АН-348-A1 АН-348-А АН-17-М	Св-08А, СВ- 08ГА Св-ЮНМА, Св- ЮГ22, Св- 08ГА2, Св-ЮГА2 Св-ЮНМА, Св- ЮГ22, Св- 08ГА2, Св-ЮГА2 Св-08Х1ДЮ Св-08ХН2ГМЮ, Св-ЮНМА	Св-08Г2С Св-08ХГ2СДЮ Св-ЮХГ2СМА, Св-08ХГСМА, Св-08Г2С	Э42А, Э46А Э50А Э50А Э50А3 Э60, Э70
Применение флюса АН-348-А требует проведения дополнительного контроля механических свойств
металла шва при сварке соединений элементов всех толщин для конструкций в климатических районах
Ii, 12, П2 и Из и толщин свыше 32 мм — в остальных климатических районах.
Не применять в сочетании с флюсом АН-43.
Применять только электроды марок ОЗС-18 и КД-11.
Примечания. 1. Проволока марки Св-08Х1ДЮ поставляется по ТУ 14-1-1148-75, марки Св-
08ХГ2СДЮ - по ТУ 14-1-3665-83. 2. При соответствующем технико-экономическом обосновании для
сварки конструкций разрешается использовать сварочные материалы (проволоки, флюсы, защитные
газы), не указанные в настоящей таблице. При этом механические свойства металла шва, выполняемого
с их применением, должны быть не ниже свойств, обеспечиваемых применением материалов согласно
настоящей таблице.
310
Таблица 56
Нормативные и расчетные сопротивления металла швов сварных соединений
с угловыми швами
Сварочные материалы		R,.w„ МПа (кгс/см2)	Rwj, МПа (кгс/см2)
тип электрода (по ГОСТ 9467-75)	марка проволоки		
Э42, Э42А	Св-08, Св-08А	410(4200)	180(1850)
Э46, Э46А	Св-08ГА	450(4600)	200(2050)
Э50, Э50А	Св-ЮГА, СВ-08Г2С, Св-08Г2СЦ, ПП-АН8, ПП-АНЗ	490(5000)	215(2200)
Э60	Св-08Г2С*, Св-08Г2СЦ*, Св-ЮНМА, Св-ЮГ2	590(6000)	240(2450)
Э70	СВ-ЮХГ2СМА, Св-08ХН2ГМЮ	685(7000)	280(2850)
Э85	—	835(8500)	340(3450)
*Только для швов с катетом kf< 8 мм в конструкциях из стали с пределом текучести 440 МПа (4500 кгс/см2) и более.			
Таблица 57*
Требования к болтам при различных условиях их применения
Условия применения		Технологические требования по ГОСТ 1759.7-87*		
климатический район	условия работы болтов	класс прочности (табл. 1)	дополнительные виды испытаний (табл. 10)	марка стали болтов
	В конструкциях, не рассчитываемых		на выносливость	
Все районы, кроме Г, 1з, П2 и Из**	Растяжение или срез	4.6; 5.6 4.8; 5.8 6.6 8.8 10.9	Поз. 1 То же -«-	По табл. 1 То же 35 35Х; 38ХА 40Х
II, I2, П? и Из	Растяжение или срез Срез	4.6; 5.6 4.8*; 5.8* 8.8 4.8; 5.8 8.8 10.9	Поз. 1 и 4 Поз. 1 Поз. 3 и 7 Поз. 1	По табл. 1 То же 35Х; 38ХА По табл. 1 35Х; 38ХА 40Х
В конструкциях, рассчитываемых на выносливость				
Все районы, кроме Ii, h, II2 иПз**	Растяжение или срез Срез	4.6; 5.6 6.6 8.8 4.8; 5.8	Поз. 1 и 4 То же Поз. 1	По табл. 1 35 35Х; 38ХА По табл. 1
I), 1Ь и Из	Растяжение или срез Срез	4.6; 5.6 8.8 4.8; 5.6 8.8	Поз. 1 и 4 Поз. 3 и 7 Поз. 1	По табл. 1 35Х; 38ХА По табл. 1 35Х; 38ХА
11 * Требуется допо ** А также для кс отапливаемых по Примечания допускается при^ 70* без дополнит болтов классов п] заказе болтов кла допускается. 4. В регулируемого на	Растяжение или срез Срез пнительный последующи нструкций, возводимых мещениях. . 1. Во всех климатическ енять болты с подголовк ельных видов испытаний ючности 6.6; 8.8; 10.9 по ссов прочности 4.8 и 5.8 ысокопрочные болты по тяжения применяются в	8.8 4.6; 5.6 4.8*; 5.8* 8.8 й отпуск при t = 650 в климатических par их районах, кроме Г ом класса точности предусмотренных ГОСТ 1759.4-87* cj необходимо указыва ГОСТ 22356-77* из тех же конструкция?	Поз. 3 и 7 Поз. 1 и 4 Поз. 1 °C. гонах Г, 12, П2 и Пз, но э 12, П2 и Из, в нерасчетн СиВ по ГОСТ 15590-" настоящей таблице. 2 годует указывать марки ть, что применение авт стали марки 40Х «селе с, что и болты класса пр	35Х; 38ХА По табл. 1 То же 35Х; 38ХА ксплуатируемых в ых соединениях 0* и ГОСТ 7795- При заказе стали. 3. При оматной стали не <т» без ючности 10.9.
311
Таблица 58*
Расчетные сопротивления срезу и растяжению болтов
Напряженное состояние	Условное обозна- чение	Расчетное сопротивление, МПа (кгс/см2), болтов классов						
		4.6	4.8	5.6	5.8	6.6	8.8	10.9
Срез	Rbs	150(1500)	160(1600)	190(1900)	200(2000)	230(2300)	320(3200)	400(4000)
Растяжение	Rbt	170(1700)	160(1600)	210(2100)	200(2000)	250(2500)	400(4000)	500(5000)
Примечание. В таблице указаны значения расчетных сопротивлений для одноболтовых соединений,								
вычисленные по формулам разд. 3 настоящих норм с округлением до 5 МПа (50 кгс/см2).								
Таблица 59*
Расчетные сопротивления смятию элементов, соединяемых болтами
Временное сопротивление стали соединяемых элементов, МПа (кгс/мм2)	Расчетные сопротивления, МПа (кгс/см2), смятию элементов, соединяемых болтами		Временное сопротивление стали соединяемых элементов, МПа (кгс/мм2)	Расчетные сопротивления, МПа (кгс/см2), смятию элементов, соединяемых болтами	
	класса точности А	классов точности В и С, высокопрочных без регулируемого натяжения		класса точности А	классов точности В и С, высокопрочных без регулируемого натяжения
360(37)	475(4800)	430(4350)	470(48)	720(7350)	645(6600)
365(37)	485(5900)	440(4450)	480(49)	745(7600)	670(6850)
370(38)	495(5100)	450(4600)	490(50)	770(7850)	690(7050)
380(39)	515(5300)	465(4800)	500(51)	795(8150)	710(7250)
390(40)	535(5500)	485(5000)	510(52)	825(8400)	735(7500)
400(41)	560(5750)	505(5200)	520(53)	850(8650)	760(7750)
430(44)	625(6400)	565(5800)	530(54)	875(8950)	780(7950)
440(45)	650(6650)	585(6000)	540(55)	905(9200)	805(8200)
450(46)	675(6900)	605(6200)	570(58)	990(10050)	880(8950)
460(47)	695(7150)	625(6400)	590(60)	1045(10600)	930(9450)
Примечание. Значения расчетных сопротивлений получены по формулам разд. 3 настоящих норм
с округлением до 5 МПа (50 кгс/см2).
Таблица 60*
Расчетные сопротивления растяжению фундаментных болтов
Диаметр болтов, мм	Расчетные сопротивления, МПа (кгс/см2), болтов из стали марок		
	ВСтЗкп2 по ГОСТ 380- 71 ** (с 1990 г. ГОСТ 535-88)	09Г2С по ГОСТ 19281-73*	10Г2С1 поГОСТ 19281-73*
12, 16, 20	185(1900)	235(2400)	240(2450)
24, 30	185(1900)	230(2350)	235(2400)
36, 42, 48, 56	185(1900)	225(2300)	225(2300)
64, 72, 80	185(1900)	220(2250)	215(2200)
90, 100	185(1900)	215(2200)	215(2200)
НО, 125, 140	185(1900)	215(2200)	—
Примечание. Значения расчетных сопротивлений получены по формулам разд. 3 настоящих			
норм с округлением до 5 МПа (50 кгс/см ).			
312
Таблица 61*
Механические свойства высокопрочных болтов по ГОСТ 22356-77*
Номинальный диаметр резьбы мм	Марка стали по ГОСТ 4543-71*	Наименьшее временное сопротивление Rbun, Н/мм2 (кгс/мм2)
От 16 до 27 30 36 42 48	40Х «селект» ЗОХЗМФ, 30Х2НМФА 40Х «селект» ЗОХЗМФ, 35Х2АФ 40Х «селект» ЗОХЗМФ 40Х «селект» ЗОХЗМФ 40Х «селект» ЗОХЗМФ	1100(110) 1350(135) 950(95) 1200(120) 750(75) 1100(110) 650(65) 1000(100) 600(60) 900(90)
Таблица 62*
Площади сечения болтов согласно СТ СЭВ 180-75, СТ СЭВ 181-75 и СТ СЭВ 182-75
d, мм Аь, см2 АЬп, см * Болты указан	16 2,01 1,57 ных диак	18* 2,54 1,92 1етров пр	20 3,14 2,45 вменять	22* 3,80 3,03 не реком(	24 4,52 3,52 ;ндуется.	27* 5,72 4,59	30 7,06 5,60	36 10,17 8,16	42 13,85 11,20	48 18,09 14,72
Физические характеристики материалов
Таблица 63
Физические характеристики материалов для стальных конструкций
Характеристика	Значение
Плотность р, кг/м3: проката и стальных отливок отливок из чугуна Коэффициент линейного расширения а, °C-1 Модуль упругости Е, МПа (кгс/см2): прокатной стали и стальных отливок отливок из чугуна марок: СЧ15 СЧ20, СЧ25, СЧЗО пучков и прядей параллельных проволок канатов стальных: спиральных и закрытых несущих двойной свивки двойной свивки с неметаллическим сердечником Модуль сдвига прокатной стали и стальных отливок G, МПа (кгс/см2) Коэффициент поперечной деформации (Пуассона) v Примечание. Значения модуля упругости даны для канатов, предварит не менее 60 % разрывного усилия для каната в целом.	7850 7200 одгю-4 2,06-105 (2,1 106) 0,83-Ю5 (0,85 10б) 0,98 105 (1,0 1 06) 1,96  105 (2,0 106) 1,67 105 (1,7 106) 1,47-105 (1,5 106) 1,27 105 (1,3 106) 0,78-105 (0,81 106) 0,3 ельно вытянутых усилием
313
Таблица 64
Физические характеристики проводов и проволоки
Наименование материалов	Марка и номинальное сечение, мм2	Модуль упругости Е, МПа (кгс/см2)	Коэффициент линейного расширения а, °C-1
Алюминиевые провода по ГОСТ 839-80*Е Медные провода по ГОСТ 839-80*Е Сталеалюминиевые провода по ГОСТ 839-80*Е при отношении площадей алюминия к стали, равном: 6-6,25 0,65 4,29-439 7,71-8,04 1,46 12,22 18,2-18,5 Биметаллическая сталемедная проволока по ГОСТ 3822-79* диаметром, мм: 1,6-4 6 Примечание. Значение массы провс 3822-79*.	А, АКП; 16-800 М; 4-800 АС, АСК; АСКП, АСКС 10 и более 95 120 и более 150 и более 185 и более 330 400 н 500 БСМ, 2,0-12,5 28,2 дов и проволоки след	0,630 ю5 (0,642 1 06) 1,300 105 (1,326 1 06) 0,825 10s (0,841 106) 1,460 105 (1,489 106) 0,890 10s (0,907 1 06) 0,770 10s (0,785 1 06) 1,140 10s (1,163 106) 0,665 10s (0,678 1 06) 0,665 10s (0,678 1 06) 1,870 10s (1,906 1 06) 1,900 10s (1,937 106) ует принимать по Г	0,23 10" 0,17 10" 0,192 10" 0,139 10 4 0,183 10" 0,198 10" 0,155 10" 0,212 10" 0,212 10" 0,127 10" 0,124 10" ОСТ 839-80*Е и ГОСТ
314
Приложение 5.
СПРАВОЧНИК БАЗОВЫХ ЦЕН
НА ПРОЕКТНЫЕ РАБОТЫ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА
“ПРОМЫШЛЕННЫЕ ПЕЧИ, СУШИЛА, ДЫМОВЫЕ
И ВЕНТИЛЯЦИОННЫЕ ТРУБЫ, КОНСТРУКЦИИ
ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ И АНТИКОРРОЗИОННОЙ
ЗАЩИТЫ” (ВЫДЕРЖКИ)
ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ
с 15 мая 2004 г. письмом Федерального агентства
по строительству и жилищно-коммунальному хозяйству
от 7 мая 2004 г. № АП-2642/10
ВЗАМЕН разд. 62
“Промышленные печи, сушила, дымовые
и вентиляционные трубы, конструкции тепловой
изоляции и антикоррозионной защиты”
Сборника цен на проектные работы
для строительства изд. 1987 г.
П.5.1. Основные положения
Справочник базовых цен на проектные работы для строительства (далее
именуемый “Справочник”) рекомендуется для определения базовых цен с це-
лью последующего формирования договорных цен на разработку проектной
документации для строительства объектов: промышленных печей, сушил,
дымовых и вентиляционных труб, конструкций тепловой изоляции и антикор-
розионной защиты.
Базовые цены в Справочнике установлены в зависимости от натуральных
показателей проектируемых объектов: площади, длины, объема, производи-
тельности, или на объект в целом.
При пользовании настоящим Справочником следует учитывать Общие ука-
зания по применению Справочников базовых цен на проектные работы для
строительства изд. 2002 г.
Уровень цен, содержащихся в таблицах Справочника, установлен по состоя-
нию на 01.01.2001 г.
Базовыми ценами Справочника не учтена стоимость сметной части и опре-
деляется дополнительно в размере 6 % от стоимости разработки проекта, ра-
315
бочего проекта, рабочей документации (без применения понижающих коэф-
фициентов на объем проектных работ).
В случае составления объемов работ по рабочим чертежам процент на смет-
ную часть увеличивается до 10 %.
Базовая цена проектной документации на реконструкцию и техническое пе-
ревооружение определяется по ценам Справочника с применением коэффици-
ента до 2,0, устанавливаемого проектной организацией по согласованию с за-
казчиком в соответствии с трудоемкостью работ.
Максимальный коэффициент может быть применен при полной реконструк-
ции или полном техническом перевооружении объекта проектирования. При
определении цены реконструкции (техническом перевооружении) только час-
ти сооружения или выполнении отдельных видов работ применяется по согла-
сованию с заказчиком поправочный коэффициент меньше единицы, учитыва-
ющий объем работ по сравнению с проектированием нового строительства.
П.5.2. Базовые цены на проектные работы
В Справочнике приведены базовые цены на разработку проектной докумен-
тации:
•	теплотехнических сооружений;
•	труб дымовых и вентиляционных;
•	теплоизоляционных конструкций;
•	конструкций антикоррозионной защиты;
•	конструкций из неметаллических химически стойких материалов;
•	систем автоматизации теплового режима теплотехнических объектов.
Распределение базовой цены проектной документации (проект + рабочая
документация) по стадиям проектирования осуществляется по приведенной
ниже таблице и может уточняться по договоренности между исполнителем и
заказчиком.
Стадии проектирования	Процент от базовой цены
Проект (П) Рабочая документация (Р)	40 60
Итого:	100
Базовая цена рабочего проекта (РП) составляет 80 % от общей базовой цены
разработки проектной документации.
Базовая цена выполнения предпроектных проработок в части организацион-
но-технологических решений с предварительным расчетом необходимых про-
изводственных площадей и размещения объектов на генплане с целью уста-
новления ориентировочной стоимости строительства, в случае необходимос-
ти их выполнения, установленной в задании на проектирование, определяется
316
с понижающим коэффициентом до 0,3 от общей базовой цены проектных ра-
бот (проект + рабочая документация).
Теплотехнические сооружения.
1.	В настоящей главе приведены базовые цены на проектирование промыш-
ленных печей, сушил, агрегатов, установок и отдельно стоящих теплотехни-
ческих устройств.
2.	В основной показатель проектирования печей, сушил, агрегатов включа-
ются камера охлаждения, шлюзы и тамбуры.
3.	Базовыми ценами, приведенными в главе, учтены затраты на проектиро-
вание ограждений (кладка, панели, блоки), металлоконструкций, системы тру-
бопроводов (газо-, воздухе-, мазутопроводы, рециркуляционные системы, ды-
моотводы) в пределах печей, сушил, агрегатов, отдельно стоящих теплотехни-
ческих устройств.
4.	Базовые цены таблиц не учитывают конструктивных особенностей объек-
тов. При проектировании объектов с конструктивными особенностями к це-
нам применяются следующие коэффициенты, учитывающие наличие:
а)	подвесного или съемного свода — 1,1;
б)	ограждения из панелей плоских — 1,2;
в)	ограждения из панелей многоступенчатых — 1,3;
г)	ограждения из блоков — 1,1;
д)	керамического сборного муфеля — 1,2;
е)	металлического муфеля:
в объектах с воздушной атмосферой — 1,1;
в объектах с искусственной атмосферой — 1,2;
ж)	радиационных труб:
в объектах с воздушной атмосферой — 1,15;
в объектах с искусственной атмосферой — 1,4;
з)	искусственной циркуляции атмосферы:
аэродинамическими средствами при наличии специальных устройств в
конструкции рабочей камеры — 1,1;
циркуляционными или встроенными вентиляторами, включая установку
вентиляторов — 1,3;
и)	автоматически регулируемых тепловых зон при количестве зон:
2......................... 1,1
3.........................1,2
4—5.......................1,3
свыше 5................... 1,4
к)	безокислительного нагрева открытым пламенем — 1,4;
л)	водоохлаждаемых элементов, работающих при:
атмосферном давлении — 1,2;
повышенном давлении — 1,3;
317
м) повышенного давления обрабатываемого продукта — 1,2;
н) тепловых режимов более одного, различающихся конечной температурой
нагрева материала более 100 °C или одного режима, имеющего промежуточ-
ные выдержки при различных температурах — 1,2;
о) установки рекуператоров или воздухоподогревателей, являющихся час-
тью конструкции печи:
при одном устройстве — 1,1;
при двух и более устройствах — 1,2;
п) выносной топки — 1,3;
р) выделения продуктами обработки взрывоопасных газов или токсичных
веществ выносной топки — 1,3;
с) выделения продуктами взрывоопасных газов или токсических веществ —1,2;
т) температуры выше указанной в таблицах — 1,2;
у) импульсного сжигания газообразного или жидкого топлива — 1,3.
5.	Базовые цены установлены на проектирование пламенных печей, сушил
и других объектов, работающих на газе. При работе на жидком топливе к базо-
вым ценам применяется коэффициент 1,1; при работе на твердом топливе или
двух видах топлива — 1,2. При проектировании печей, сушил и других объек-
тов с электрическим нагревом к ценам соответствующих таблиц применяется
коэффициент 1,2.
6.	Базовая цена разработки проектной документации агрегата, объединяю-
щего в единую технологическую линию печи, сушила, охладительные камеры
и другие теплотехнические устройства, определяется дополнительно с коэф-
фициентом 0,2 от суммарной стоимости проектирования входящих в агрегат
теплотехнических устройств.
7.	Базовая цена разработки проектной документации одинаковых теплотех-
нических объектов, объединенных единой строительной конструкцией в блок,
определяется по соответствующей таблице, исходя из суммарного значения
основного показателя объекта, с применением коэффициента 1,2.
8.	Базовая цена разработки проектной документации на компоновку (уста-
новку) теплотехнических объектов в цехе определяется дополнительно в по-
рядке, указанном в примечаниях к соответствующим таблицам.
В случаях, когда в состав компоновки входят несколько одинаковых объек-
тов (печей, сушил), стоимость компоновки каждого из одинаковых объектов
(за исключением первого) определяется с применением понижающего коэф-
фициента к стоимости компоновки, размер которой указан в примечании к
соответствующей таблице:
при количестве одинаковых объектов 2-3........................0,9
при количестве одинаковых объектов свыше 3 до	6.....0,7
при количестве одинаковых объектов свыше 6 до	10.....0,5
при количестве одинаковых объектов свыше 10..........0,3
318
9.	Базовая цена проектирования воздухонагревателей определяется сумми-
рованием цен на проектирование отдельно стоящей топки и рекуператора.
10.	Базовая цена проектирования системы утилизации тепла определяется
исходя из суммарной стоимости проектирования элементов системы.
11.	Базовыми ценами предусмотрено комплексное проектирование теплотех-
нического объекта. Базовые цены, приведенные в табл. 21-23, 25, 26, приме-
няются при проектировании объектов вне комплекса теплотехнического объекта
по отдельному заданию, или в составе компоновки объекта.
12.	Базовая цена проектирования фундаментов под все теплотехнические
сооружения определяется дополнительно в размере 30 % от цены разработки
проектной документации этих объектов без учета понижающих коэффициен-
тов на объем проектных работ.
13.	Базовая цена проектирования фундаментов на сваях или с закладными
деталями для спецпомещений определяется в порядке, указанном в п.12, с
применением коэффициента 1,2.
Трубы дымовые и вентиляционные.
1.	Базовые цены приведены на проектирование стволов труб с подземным
вводом газоходов. При наличии в стволах труб надземных и наземных про-
емов применяется коэффициент 1,1 за каждый проем.
2.	Базовые цены приведены на проектирование труб для отвода дымовых
газов с температурой до 200 °C. При температуре дымовых газов от 200 °C до
300 °C к ценам применяется коэффициент 1,1; при температуре дымовых га-
зов от 300 до 500 °C — коэффициент 1,2; при температуре дымовых газов от
500 до 800 °C — 1,3; при температуре дымовых газов свыше 800 °C — 1,5.
3.	При проектировании дополнительных площадок (кроме светофорных), а
также креплений к трубе различных конструкций, к ценам применяется коэф-
фициент до 1,5.
4.	При проектировании наружных железобетонных стволов с двумя и более
одинаковыми внутренними газоотводящими стволами к ценам пунктов 14-18
табл. 29 применяется коэффициент 1,1; при проектировании наружных желе-
зобетонных стволов с двумя и более внутренними газоотводящими стволами,
разными по диаметру или материалам к ценам пунктов 14—18 табл. 29 приме-
няется коэффициент 1,3.
5.	Базовые цены табл. 27-29 установлены без учета затрат на проектирова-
ние фундаментов. Стоимость проектирования фундаментов для всех конст-
рукций труб принимается при наземном или надземном вводе газоходов в раз-
мере 30 % от цен, приведенных в таблицах; при подземном вводе газоходов
в размере 40 %.
Базовая цена проектирования фундаментов на сваях или с закладными дета-
лями для спецпомещений, а также при размещении в фундаменте различных
319
Таблица 27
Трубы кирпичные
№ п/п	Наименование объекта проектирования	Единица измерения основного показателя объекта	Постоянные величины базовой цены разработки проектной документации, тыс. руб.	
			а	в
1.	Трубы кирпичные без футеровки высотой, м: 30	труба	14,25	—
2.	60	-«-	24,72	—
3.	90	-«-	33,98	—
4.	120		42,75	—
5.	Трубы кирпичные с футеровкой отдельными звеньями на консолях высотой, м: 30	труба	22,35		
6.	60	-«-	32,30	—
7.	90	-«-	41,81	—
8.	120	-«-	50,40	—
Примечание. Базовая цена проектирования армокирпичных труб определяется по ценам таблицы с				
применением коэффициента 1,3.				
Таблица 28
Трубы железобетонные сборные
№ п/п	Наименование объекта проектирования	Единица измерения основного показателя объекта	Постоянные величины базовой цены разработки проектной документации, тыс. руб.	
			а	в
1.	Трубы железобетонные сборные из однослойных царг высотой, м до 30	труба	60,36	
2.	45		83,06	—
3.	60	—«—	101,21	—
Примечание. Базовые цены приведены для проектирования сборных железобетонных труб, царги				
которых изготавливаются из жаростойкого бетона; цена проектирования аналогичных труб, имеющих				
многослойные царги или царги из других видов бетона, а также при высоте трубы				более 60 м,
определяется по ценам таблицы с применением коэффициента до 2,5 по согласованию с заказчиком.				
дополнительных опор под внутренние газоотводящие стволы, монтажные при-
способления, лифты и другие конструкции стоимость проектирования фунда-
ментов увеличивается до 50 %.
6.	Базовые цены не учитывают проектирование систем золоудаления из ды-
мовых труб.
7.	Базовыми ценами не учтена антикоррозионная защита дымовых труб.
Теплоизоляционные конструкции.
1.	Базовые цены приведены на проектирование теплоизоляционных конст-
рукций.
320
Таблица 29
Трубы железобетонные монолитные
№ п/п	Наименование объекта проектирования	Единица измерения основного показателя объекта	Постоянные величины базовой цены разработки проектной документации, тыс. руб.	
			а	в
1.	Трубы железобетонные монолитные с футеровкой высотой, м: до 90	труба	52,75	
2.	120	-«-	71,28	—
3.	180		112,15	—
4.	240	-«-	158,47		
5.	300	-«-	212,18		
6.	Трубы железобетонные монолитные с футеровкой и непроходным вентилируемым зазором и металлической вставкой высотой, м: до 120	труба	89,57	
7.	180	-«-	148,97	—
8.	240	-«-	210,05	—
9.	300	-«-	273,00	—
10.	Трубы железобетонные монолитные с футеровкой и принудительной вентиляцией высотой, м: до 120	труба	95,04	
II.	180	-«-	172,99	—
12.	240	-«-	256,37	—
13.	300	-«-	345,24	—
14.	Трубы железобетонные монолитные с внутренним газоотводящим стволом из стали или полимерных материалов высотой, м: до 90	труба	86,50	
15.	120	-«-	120,72	—
16.	180	-«-	192,94	—
17.	240	-«-	268,97	—
18.	300	-«-	348,79	—
Примечания. 1. Базовые цены таблицы предусматривают проектирование труб, возводимых с применением				
унифицированных типов переставной опалубки. Стоимость проектирования труб с применением				
других	типов опалубки или новых способов возведения определяется по ценам таблицы с			
применением коэффициента 1,3. 2. Базовые цены пунктов 1-13 таблицы предусматривают футеровку стволов глиняным кирпичом. При				
футеровке стволов кислотоупорным кирпичом к ценам пунктов 1-13 таблицы применяется				
коэффициент 1,15. 3. Базовая цена проектирования труб, не имеющих футеровк!		< и внутренних стволов, определяется по		
ценам пунктов 1-5 с применением коэффициента 0,8. 4. Базовые цены пунктов 6-9 не учитывают стоимость проектирования металлической вставки, но				
включают в себя затраты на определение геометрических размеров вставки и выдачу задания на ее				
проектирование. 5. Базовые цены пунктов 14-18 установлены без учета стоимости проектирования внутренних				
газоотводящих стволов, но включают в себя затраты на выдачу задания			на их разработку.	
6. Базовая цена проектирования дымовых труб с проходным вентилируемым зазором определяется по				
ценам пунктов 6-9 с применением коэффициента 1,5. 7. Базовые цены пунктов 6-13 таблицы не учитывают стоимость проектирования вентиляционных				
установок, калориферов, воздухосборных камер и разводящих сетей воздуховодов.				
321
Таблица 30
Электротехническая часть
№ п/п	Наименование объекта проектирования	Единица измерения основного показателя объекта	Постоянные величины базовой цены разработки проектной документации, тыс. руб.	
			а	в
1.	Электрооборудование и электрическое освещение межтрубного пространства для трубы высотой, м: до 180	труба	21,62	
2.	св. 180 до 240	-«-	24,72	—
3.	св. 240 доЗОО	-«-	27,79	—
4.	Световое ограждение для трубы высотой, м: до 180	труба	10,92	—
5.	св. 180 до 240	-«-	14,02	—
6.	св. 240 доЗОО		18,53	—
Примечания. 1. Базовая цена проектирования электротехнической части труб высотой до 180 м определяется по ценам				
пунктов 1,4 с применением следующих коэффициентов: при высоте трубы, м -	до 60 — 0,6; -	свыше 60 до 90 — 0,7; -	свыше 90 до 120 — 0,8; -	свыше 120 до 150 — 0,9. 2. Базовые цены пунктов 13 таблицы приведены для проектирования труб с одним внутренним				
стволом. За каждый дополнительный внутренний ствол цены пунктов 1-3 увеличиваются на 10%.				
Таблица 31
Помещения для контрольно-измерительной аппаратуры и вентиляционных установок
№ п/п	Наименование объекта проектирования	Единица измерения основного показателя объекта	Постоянные величины базовой цены разработки проектной документации, тыс. руб.	
			а	в
1. 2. 3. Приме1 ценам пун	Помещение, встроенное в трубу с принудительной вентиляцией для КИП и вентиляционных установок Помещение для труб с естественной вентиляцией: отдельно стоящее здание для КИП встроенное в трубу помещение для КИП I а н и е. При проектировании в трубах с при) кта 1 таблицы применяется коэффициент 1,2	помещение -«- -«- тудительной в	46,34 23,86 21,86 лггиляцией подве	:ного потолка к
322
2.	Базовыми ценами табл. 32-34 на разработку проектной документации теп-
лоизоляционных конструкций учтены следующие требования к тепловой изо-
ляции:
-	соблюдение заданного теплового потока или нормативного теплового по-
тока изолированными поверхностями;
-	обеспечение заданной температуры на поверхности изоляции;
-	предотвращение конденсации влаги на поверхности изоляции; предотвра-
щение замерзания вещества; температура вещества (теплоносителя не более
400 °C); несъемная однослойная наружная изоляция; приварка крепежных де-
талей без отдельного чертежа на приварку (крепежные элементы предусмот-
рены в чертежах металлоконструкций изолируемого объекта).
3.	При разработке проектной документации теплоизоляционных конструк-
ций, отвечающих требованиям:
•	сохранения заданной температуры вещества (теплоносителя) в трубопро-
воде, в том числе со специальным обогревом (спутником, электрообогревом);
•	предотвращения конденсации влаги внутри изолируемого объекта (газохо-
да, воздуховода и т.д.);
•	защиты трубопроводов от солнечной радиации;
•	сохранения заданного перепада температур в элементах конструкций изо-
лируемого объекта;
•	переменного температурного режима;
к ценам табл. 32 применяется коэффициент 1,5; к ценам табл. 34 — коэффи-
циент 1,2.
4.	Базовая цена проектирования многослойной изоляции с применением од-
нородных материалов и изделий определяется по ценам табл. 32-36 с приме-
нением коэффициента 1,1.
Базовая цена проектирования многослойной изоляции из разнородных ма-
териалов и изделий определяется по ценам табл. 32-36 с применением коэф-
фициента 1,3.
5.	Базовая цена проектирования изоляции объектов с температурой ниже
12 °C определяется по ценам таблиц с применением коэффициента 1,2.
6.	Базовая цена проектирования изоляции объектов с температурой более
400 °C определяется по ценам таблиц с применением коэффициента 1,5.
Базовая цена проектирования изоляции объектов с температурой ниже ми-
нус 70 °C определяется по ценам таблиц с применением коэффициента 1,5.
Базовая цена проектирования конструкций с применением заливочного пе-
нополиуретана определяется по ценам таблиц с применением коэффициента
1,5.
7.	При разработке проекта тепловой изоляции только для трубопроводов и
арматуры с применением чертежей типовых конструкций и расчетных таблиц
толщины тепловой изоляции к ценам таблицы применяется коэффициент 0,35.
323
8.	В базовую цену разработки проектной документации теплоизоляционных
конструкций включается расчет толщины тепловой изоляции, разработка тех-
номонтажной ведомости (при необходимости), чертежей теплоизоляционных
конструкций с узлами и разрезами, спецификации оборудования.
9.	При разработке теплоизоляционных конструкций для нескольких одина-
ковых по технической характеристике (размерам, температуре, месторасполо-
жению и назначению изоляции аппаратов, единиц арматуры, фланцевых со-
единений и линий трубопроводов) стоимость проектирования теплоизоляци-
онной конструкции первого аппарата, оборудования или линии трубопровода
определяется по ценам табл.32-37, а каждого последующего объекта — с при-
менением к соответствующим ценам коэффициента 0,2.
Таблица 36
Дымовые трубы
№ п/п	Наименование объекта проектирования	Единица измерения основного показателя объекта	Постоянные величины базовой цены разработки проектной документации, тыс. руб.	
			а	в
	Теплоизоляционные конструкции внутреннего металлического газоотводящего ствола железобетонных монолитных труб высотой, м:			
1.	90	труба	65,76	—
2.	120		91,74	—
3.	180		146,64	—
4.	240	—«—	204,42	—
5.	300	—«—	265,08	—
	Дымовая труба с несущим каркасом:			
6.	высотой до 120 м и диаметром до 4 м		264,48	—
7.	высотой свыше 120 м и диаметром свыше 4 м	—«-	330,24	—
8.	Подводящий газовоздуховод от цеха до трубы	газовоздухо	204,42	
	протяженностью от 50 до 200 м	вод		
Примечание. При количестве газоотводящих стволов более одного к ценам пунктов 1-				5
применяется коэффициент 1,2.				
Таблица 37
Электрофильтры
№ п/п	Наименование объекта проектирования	Единица измерения основного показателя объекта	Постоянные величины базовой цены разработки проектной документации, тыс. руб.	
			а	в
1. 2. Приме" 1. Базова; более 4 2. При ко примен	Электрофильтры: горизонтальные вертикальные 1ЯНИЯ. цена приведена для однопс )0 °C. При температуре газе тичестве секций две и более яется коэффициент 1,4.	электрофильтр льного (односекционн в более 400 °C к ценах (у электрофильтров щ	312,96 231,18 ого) электрофильтра пр таблицы применяется <ухпольных и более) к	и температуре газа не коэффициент 1,2. 1енам таблицы
324
Конструкции антикоррозионной защиты. Конструкции из неметалли-
ческих химически стойких материалов.
1.	Базовые цены приведены на разработку проектной документации анти-
коррозионной защиты (далее по тексту — защиты) технологического обору-
дования и строительных конструкций.
2.	Базовая цена компоновки конструкций по месту установки составляет 15 %
от цены разработки проекта, рабочего проекта, рабочей документации.
3.	Базовые цены, приведенные в пп. 1-15; 20-34; 39-49 табл. 38 и в пп. 4—9
табл. 39, предусматривают разработку защиты не менее 3-х объектов. При раз-
работке защиты менее 3-х объектов стоимость проектирования определяется
с применением к ценам указанных пунктов коэффициентов: при разработке
защиты одного объекта — 1,4; при разработке защиты двух объектов — 1,2.
4.	Базовая цена проектирования защиты и сооружений из конструкционных
материалов с использованием новых, прогрессивных, химически стойких ма-
териалов определяется с применением коэффициента до 1,5.
5.	Базовая цена проектирования защиты нескольких одинаковых по конст-
рукции, размерам и условиям эксплуатации объектов (аппаратов, внутренних
устройств, узлов и т.п.) определяется исходя из стоимости разработки только
одного из одинаковых объектов; при этом одним газоходом, воздуховодом,
трубопроводом считаются все участки одного сечения, работающие в одина-
ковых условиях.
Базовая цена проектирования газоходов, воздуховодов, трубопроводов из
конструкционных химически стойких материалов определяется исходя из сто-
имости каждого участка одного сечения, отличающегося геометрией трассы.
325
Таблица 38
Антикоррозионная защита технологических и сантехнических конструкций
№ п/п	Наименование объекта проектирования	Единица измерения основного показателя объекта	Постоянные величины базовой цены разработки проектной документации, тыс. руб.	
			а	в
1.	Антикоррозионная защита шпаклевочными, листовыми, пленочными или окрасочными материалами Аппарат или технологическое сооружение емкостью, м3: до 100	сооружение	2,25	
2.	св. 100 до 200	-«-	3,75	—
3.	св. 200 до 400	-«-	6,30	—
4.	св. 400 до 600	-«-	7,50	—
5	Технологические металлоконструкции и		2 25	
6.	обслуживающие площадки, шт. Газоход или воздуховод диаметром, м: до 2	газоход	2,40		
7.	св. 2 до 3	-«-	3,20	—
8.	св. 3 до 5	-«-	3,72	—
9.	Газоход или воздуховод сечением, м2: до 1	-«-	1,50	—
10.	св. 1 до 2		2,60	—
11.	св. 2 до 3	-«-	3,35	—
12.	Трубопровод диаметром, мм: до 150	трубопровод	0,75	—
13.	св. 150 до 200	-«-	1,45	—
14.	св. 200 до 400	-«-	2,43	—
15.	св. 400 до 600	-«-	3,75	—
16.	Вентиляционная труба высотой, м: до 120	труба	24,38		
17.	св. 120 до 180	-«-	29,10	—
18.	св. 180 до 240	-«-	32,48	—
19.	Штуцеры, люки, смотровые окна и узлы, шт.	шт.	0,75	—
20.	Антикоррозионная защита футеровкой штучными стандартными материалами Аппарат или технологическое сооружение емкостью, м3: до 100	сооружение	5,10	
21.	св. 100 до 200	-«-	7,80	—
22.	св. 200 до 400	-«-	11,25	—
23.	св. 400 до 600	-«-	14,25	—
24.	Газоход или воздуховод диаметром, м: до 2	газоход	5,25		
25.	св. 2 до 3	-«-	6,98	—
26.	св. 3	-«-	8,40	—
27.	Газоход или воздуховод сечением, м2: до 1	-«-	6,53		
28.	св. 1 до 2	-«-	7,99	—
29.	св. 2 до 3	-«-	8,10	—
30.	Трубопровод диаметром, мм: св. 400 до 600	трубопровод	6,98		
31.	Вентиляционная труба высотой, м: до 120	труба	48,60		
32.	св. 120 до 180	-«-	58,48	—
33.	св. 180 до 240	-«-	64,97	—
34.	Штуцеры, люки, смотровые окна и узлы, шт.	шт.	2,10	—
326
Продолжение табл. 38
№ п/п	Наименование объекта проектирования	Единица измерения основного показателя объекта	Постоянные величины базовой цены разработки проектной документации, тыс. руб.	
			а	в
35.	Антикоррозионная защита футеровкой штучными фасонными материалами Аппарат или технологическое сооружение емкостью, м3: до 100	сооружение	7,50	
36.	св. 100 до 200	-«-	10,20	—
37.	св. 200 до 400	-«-	13,04	—
38.	св. 400 до 600	-«-	14,63	—
39.	Газоход или воздуховод диаметром, м до 2	газоход	7,50		
40.	св. 2 до 3	-«-	10,16	—
41.	св. 3	-«-	11,51	—.
42.	Газоход или воздуховод сечением, м2: до 1	газоход	7,50		
43.	св. 1 до 2	-«-	9,75	—
44.	св. 2 до 3	-«-	11,25	—
45.	Трубопровод диаметром, мм: св. 400 до 600	трубопровод	7,50	—
46.	Вентиляционная труба высотой, м до 120	труба	58,48	—
47.	св. 120 до 180	-«-	68,88	—
48.	св. 180 до 240	-«-	76,68	—
49.	Штуцеры, люки, смотровые окна и узлы, шт.	шт.	2,43	—
Примечания.
1.	Одним газоходом, воздуховодом, трубопроводом считаются все участки одного сечения, работающие
в одинаковых условиях.
2.	Базовая цена разработки защиты внутренних устройств определяется с применением к ценам таблицы
коэффициента 1,5; наружных поверхностей — коэффициента 0,8.
3.	Базовая цена разработки объекта несколькими видами защит определяется сложением цен всех видов
защит с применением к полученной сумме коэффициента 0,9.
4.	Базовая цена разработки защиты с выполнением комплексных тепломеханических и прочностных
расчетов определяется с применением к ценам таблицы коэффициента 1,2.
5.	Базовая цена разработки оборудования, эксплуатируемого в условиях высокотемпературных (свыше
400°С) и агрессивных воздействий (печи сжигания, скрубберы) определяется с применением к ценам
таблицы коэффициента 1,4.
327
Таблица 40
Технологические конструкции из неметаллических химически стойких материалов
№ п/п	Наименование объекта проектирования	Единица измерения основного показателя объекта	Постоянные величины базовой цены разработки проектной докумен- тации, тыс. руб.	
			а	в
	Технологические конструкции из неметаллических химически стойких материалов			
	Корпус аппарата или технологического сооружения: цилиндрической формы объемом, м3:			
1.	до 10	объект	10,50	—
2.	св. 10 до 20		16,50	—
3.	св. 20 до 30	—«—	22,50	—
4.	св. 30 до 40	—«-	27,00	—
5.	св. 40 до 50		32,25	—
6.	св. 50 до 60	-«-	36,00	—
	прямоугольной формы объемом, м3:			
7.	до 10	объект	13,50	—
8.	св. 10 до 20	-«-	20,25	—
9.	св. 20 до 30		31,50	—
10.	св. 30 до 40		36,75	—
11.	св. 40 до 50	—«-	41,25	—
	сложной геометрической формы объемом, м3:			
12.	до 10	объект	17,25	—
13.	св. 10 до 20	-«-	27,00	—
14.	св. 20 до 30	—«—	36,75	—
15.	св. 30 до 40	—«-	45,00	—
16.	св. 40 до 50	—«-	51,75	—
17.	св. 50 до 60 Газоход или воздуховод: цилиндрической формы диаметром, м:	-«-	58,50	—
18.	до 2	объект	12,75	—
19.	св. 2 до 4		19,50	—
20.	св. 4 до 6 прямоугольной формы сечением, м2:	—«-	25,50	—
21.	до 1	объект	13,50	—
22.	св. 1 до 2	-«-	20,25	—
23.	св. 2 до 4		26,25	—
24.	Узлы соединений и конструктивные детали, крепежные соеди- нения (штуцеры, люки, крышки люков, смотровые окна и т.п.) Крышка, днище аппарата и сборные элементы технологичес- кого сооружения при размере основного параметра, м:	-«-	3,00	—
25.	до 2	объект	7,50	—
26.	св. 2 до 5		11,25	—
27.	св. 5 до 10 Г азоотводящие стволы вентиляционных труб из сборных элементов высотой до 240 м, диаметром, м:	—«-	16,50	—
28.	до 3	объект	39,00	—
29.	св. 3 до 4,5	—«-	48,75	—
30.	свыше 4,5	—«—	64,95	—
Примечания.				
1.Базовые цены таблицы не учитывают затраты на проектирование внутренних устройств (опорные
конструкции под насадку, своды, диафрагмы и т.д ).
2. При разработке сборных и армированных конструкций к ценам таблицы применяется коэффициент 1,3.
3. Базовыми ценами таблицы не учтены затраты на разработку чертежей упаковки, чертежей форм или
опалубки.
328
Тепловой контроль дымовых труб
Таблица 44
№ п/п	Наименование объекта проектирования	Единица измерения основного показателя объекта	Постоянные величины базовой цены разработки проектной документации, тыс. руб.	
			а	в
1.	Тепловой контроль дымовых труб Высотой до 180 м при измерении теплотехнических параметров: на одной отметке	труба	22,50	
2.	на 2-х отметках	-«-	25,43	—
3.	на 3-х отметках	-«-	28,20	—
4.	Высотой свыше 180 до 240 м при измерении теплотехнических параметров: на 2-х отметках	-«-	28,20	
5.	на 3-х отметках	-«-	31,05	—
6.	Высотой свыше 240 до 360 м при измерении теплотехнических параметров: на 2-х отметках		31,05	
7.	на 3-х отметках	-«-	33,83	—
8.	на 4-х отметках	-«-	36,88	—
Примечание. К базовым ценам таблицы применяются коэффициенты: при наличии принудительной
вентиляции — до 1,2; за каждый внутренний ствол более одного — до 1,1; при наличии жалюзийных
решеток с электроприводом — до 1,3; при установке вторичных измерительных приборов на отметках —
до 1,4.	   
329
Приложение 6.
ПЕРЕЧЕНЬ НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ
1.	СП 13-101-99. Правила надзора, обследования, проведения технического
обслуживания и ремонта промышленных дымовых и вентиляционных труб.
— М.: ДЕАН, 2005.
2.	СО 153-34.10.105. Нормокомплекты оборудования, оснастки, инструмента
и средств малой механизации для капитального ремонта дымовых труб, гра-
дирен и антикоррозионной защиты оборудования электростанций Минэнерго
СССР.
3.	СНиП Ш-24—75. Промышленные печи и кирпичные трубы.
4.	РД 34.21.562-93. Инструкция по эксплуатации железобетонных дымовы-
х труб с металлическими газоотводящими стволами на тепловых электростан-
циях.
5.	РД 34.21.523. Инструкция по эксплуатации железобетонных дымовых труб
и газоходов на тепловых электростанциях. — М.: Минэнерго РФ, 2003. 73 с.
6.	РД 34.21.408-95. Инструкция по приемке строящихся дымовых труб.
7.	РД 153-34.1 -21.523-99. Инструкция по эксплуатации железобетонных и кир-
пичных дымовых труб и газоходов на тепловых электростанциях.
8.	РД 153-34.0-21.524—98. Типовая инструкция по эксплуатации металличес-
ких дымовых труб.
9.	РД 03-610-03. Методические указания по обследованию дымовых и венти-
ляционных промышленных труб.
10.	ПБ 03-445-02. Правила безопасности при эксплуатации дымовых и венти-
ляционных промышленных труб.
11.	ВСН 286-72. Указания по расчету железобетонных дымовых труб.
12.	ВСН 344—75. Инструкция по противокоррозионной защите и ремонту по-
лимерными материалами дымовых промышленных труб и других специаль-
ных высотных железобетонных сооружений.
13.	РД 34.20.328-95. Методика обследования дымовых труб тепловых элект-
ростанций.
14.	СО 153-34.21.408-2003. Рекомендации по приемке строительства, рекон-
струкции и ремонта дымовых труб ТЭС и котельных.
15.	СН 369-74. Указание по расчету рассеивания в атмосфере вредных веществ,
содержащихся в выбросах предприятий. — М.: Стройиздат, 1975.
16.	СО 34.04.181-2003. Правила организации технического обслуживания и
ремонта оборудования, зданий и сооружений электростанций и сетей. — М.:
РАО «ЕЭС России», 2004.
17.	СО 34.22.402-94. Типовая инструкция по приемке и эксплуатации башен-
ных градирен.
330
18.	СНиП П-23-81*. Стальные конструкции, 2002.
19.	Аэродинамический расчет котельных установок (нормативный метод). —
Л.: Энергия, 1977.
20.	Инструкция по проектированию железобетонных дымовых труб. — М.:
Госстройиздат, 1962.
21.	СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия, 1996.
22.	СО 153-34.20.501-2003. Правила технической эксплуатации электричес-
ких станций и сетей РФ (ПТЭ).
23.	СО 34-38-445-87 СТО и РОЭ. Комплектность технологических докумен-
тов.
24.	ГОСТ 2.601-95 ЕСКД. Эксплуатационные документы.
25.	ГОСТ 2.602-95 ЕСКД. Ремонтные документы.
26.	СО 34-38-447-87 СТО и РОЭ. Номенклатура и комплектность норматив-
но-технических конструкторских ремонтных документов.
27.	СО 34.20.608-2003. Методические указания. Проект производства работ
для ремонта энергетического оборудования электростанций. Требования к со-
ставу, содержанию и оформлению.
28.	ГОСТ 2.604—95 ЕСКД. Чертежи ремонтные.
29.	СНиП 11-01-95. Инструкция о порядке разработки, согласования, утверж-
дения и составе проектно-сметной документации на строительство предприя-
тий, зданий и сооружений.
30.	СНиП П-01-95. Инструкция о порядке разработки, согласования, утверж-
дения и составления проектной документации.
31.	СНиП 3.01.04—87. Приемка в эксплуатацию законченных строительством
объектов. Основные положения.
32.	СНиП 12-01-2004. Организация строительства.
33.	СНиП 10-01-2003. Система нормативных документов в строительстве. Ос-
новные положения.
34.	СНиП 11-03-2001. Типовая проектная документация (взамен СН 227-82).
35.	СНиП 2.09.03-85. Сооружения промышленных предприятий.
36.	СП 41-103-2000. Проектирование тепловой изоляции оборудования и тру-
бопроводов.
37.	ГОСТ 8426-75. Кирпич глиняный для дымовых труб.
38.	СНиП Ш-24—75. Промышленные печи и кирпичные трубы.
39.	ГОСТ 21.402-83. Антикоррозионная защита технологических аппаратов,
газоходов и трубопроводов. Рабочие чертежи.
331
Справочное издание
Щелоков Яков Митрофанович
Дужих Федор Петрович
Осоловский Виктор Павлович
Ладыгичев Михаил Григорьевич
СООРУЖЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ
ДЫМОВЫХ ТРУБ
Компьютеная верстка А. Г. Борисова
Корректор Л. Г. Смирнова
Сдано в набор 05.06.07. Подписано к печати 08.09.07.
Формат 70x100 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная.
Усл. печ. л. 27,3. Усл. кр-отт. 27,3. Уч.-изд. л. 26,21.
Тираж 1000 экз. (2-й з-д 800 экз.) Заказ № 1654
Издательство “Теплотехник”
103064 Москва, ул. Земляной Вал, 27, стр. 3
Отпечатано с оригинал-макета в ППП “Типография “Наука”
121099 Москва, Шубинский пер., 6
ПЕРЕЧЕНЬ ЛИТЕРАТУРЫ
ИЗДАТЕЛЬСТВА «ТЕПЛОТЕХНИК»
Счет № 149 «Сооружение промышленных печей». В 3-х томах. Справоч-
ное издание.
Том I. В 5 книгах.
№ 149-А-1 Том 1. Книги 1-5. «Проектирование плавильных комплексов».
Под ред. акад. АИН им. А.МЛрохорова, докт. техн, наук, проф. В.Г. Лисиенко. 2006 г.
Счет № 149-Б «Сооружение промышленных печей».
Том II. «Строительство печей».
М.Н. Ижорин, Ю.П. Сторожков. Справочное издание / Под ред. М.Н. Ижо-
рина. 2006 г.___________________________________________________
Счет № 165-А «Температура: Теория, практика, эксперимент».
Том 1. «Методы контроля температуры» Справочник.
А. М. Беленький, М. Ю. Дубинский, М. Г. Ладыгичев, В. Г. Лисиенко, Я. М.
Щелоков. Выпуск - июнь 2007.____________________________________
Счет № 165-Б «Температура: Теория, практика, эксперимент».
Том 2. «Измерение температуры в промышленности и энергетике». Справочник.
Под редакцией А.М. Беленького, В.Г. Лисиенко.___________________
Счет № 165-В «Температура: Теория, практика, эксперимент»
Том 3. «Измерение температуры в теплотехнических исследованиях». Спра-
вочник.
Под редакцией А.М. Беленького, В.Г. Лисиенко.
Выпуск - декабрь 2007_________________________________________
Счет № 175 «Сравнение зарубежных и российских стандартов на методы
испытаний огнеупоров»
А.Е. Жуковская, И.Ю. Хлебникова. Справочное издание.____________
Счет № 210 «Разрушение горных пород».
О.Г. Латышев.
Рецензенты: Кафедра строительства подземных сооружений и шахт КузГТУ,
зав. кафедрой д-р техн, наук, проф. В.В. Першин; главный научный сотрудник
Институт горного дела УрО РАН, д-р техн, наук В.Е. Боликов, зав. лаборато-
рией разрушения горных пород, канд. техн, наук В.Г. Шеменев.____
Счет № 204 «Новые технологии обработки давлением медных и цинко-
вых сплавов»
Р.Л. Шаталов, Н.А. Мочалов, Н.Ш. Босхамджиев, Г.Н. Кручер
Учебное пособие.
Под научной редакцией д.т.н., проф. Р.Л. Шаталова.______________
Счет № 101 «Технологическое сжигание и использование топлива»
А.А. Винтовкин, М.Г. Ладыгичев, Ю.М. Голдобин, Г.П. Ясников.
Рецензент: академик РАН Л.И.Леонтьев. 2005 г.
333