▪ РД 03-610-03 «Методические указания по обследованию дымовых и вентиляционных промышленных труб»;
▪РД 22-01-97 «Требования к проведению оценки безопасности эксплуатации производственных зданий и сооружений поднадзорных промышленных производств и объектов (обследования строительных конструкций специализированными организациями)»;
▪ Руководство по эксплуатации промышленных дымовых и вентиляционных труб. - М.: 1993 г.;
▪СП 13-101-99 «Правила надзора, обследования, проведения технического обслуживания и ремонта промышленных и вентиляционных труб»;
▪ СП 13-102-2003 «Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений»;
▪ СП 43.13330.2012 «Сооружения промышленных предприятий. Актуализированная редакция СНиП 2.09.03-85»;
▪ ГОСТ 31937-2011 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния»;
▪ СТО НОСТРОЙ 2.31.11-2011 «Промышленные дымовые и вентиляционные трубы. Строительство, реконструкция, ремонт. Выполнение, контроль выполнения и сдача работ».
Ранее Ростехнадзор неоднократно разъяснял, что поскольку требований промышленной безопасности к дымовым трубам не установлено, экспертизу дымовых труб не проводят. После этого продлять срок эксплуатации дымовых труб стали посредством проведения обследования организацией, состоящей в СРО по инженерным изысканиям, с составлением технического отчета.
В письме Ростехнадзора от 04.03.2021 № 09 00 06/1433 «О требованиях к экспертизе сооружений» (далее – Письмо) разъяснена необходимость проведения экспертизы промышленной безопасности (ЭПБ) дымовых труб и подходящих к ним газоходов от котлов. В Письме среди прочего сообщается, что в соответствии с положениями пункта 1 статьи 13 Федерального закона от 21.07.1997 № 116 ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» (далее – Федеральный закон № 116 ФЗ) ЭПБ подлежат здания и сооружения на ОПО (опасный производственный объект), предназначенные для осуществления технологических процессов, хранения сырья или продукции, перемещения людей и грузов, локализации и ликвидации последствий аварий.
К таким сооружениям в числе прочего относятся дымовые трубы, обеспечивающие безопасное и нормальное осуществление технологических процессов при работе паровых и водогрейных котлов на ОПО, в том числе дымовые трубы, отдельно стоящие на собственном фундаменте, и газоходы от котлов до них, а также металлические дымовые трубы, установленные на металлическом каркасе котлов шахтной компоновки.
В дополнение к разъяснениям Ростехнадзора можно лишь добавить, что при проведении ЭПБ дымовых труб котельной (идентифицированной в качестве ОПО как «котельная» по признаку использования оборудования, работающего под избыточным давлением, обозначенного в пункте 2 приложения 1 к Федеральному закону № 116 ФЗ) необходимо учитывать, каких экспертов необходимо привлекать для ее проведения. Привлекаются эксперты в области промышленной безопасности в зависимости от технических устройств, применяемых на данном ОПО, хотя обследовать они будут дымовую трубу.
Наиболее распространённые опасные дефекты, на которые надо обращать внимание при осмотрах:
▪ крен ствола (наиболее часто встречаемый дефект у металлических труб);
▪ нарушение антикоррозионной защиты и коррозионный износ металлоконструкций трубы и растяжек, ▪потеря несущей способности и устойчивости ствола трубы;
▪ осадки фундамента (очень опасный дефект, если имеется динамика его развития, и трудно устранимый);
▪деформация или отсутствие отдельных элементов пространственного решетчатого каркаса, повреждение элементов подвески и раскрепления газоотводящего ствола;
▪ деформации анкерных болтов, отсутствие на них гаек
Экспертиза дымовых труб подразделяется согласно методическим указаниям, утверждённым постановлением Госгортехнадзора России от 18.06.2003 № 95, на плановую и внеплановую.
Плановая — проводится через год после пуска в эксплуатацию и далее каждые 5 лет для всех типов труб.
Внеплановая — проводится в следующих случаях:
▪ при проведении капитального ремонта, реконструкции, консервации и расконсервации дымовой трубы;
▪в случае возникновения аварии на объекте, последствия которой могут отразиться на безопасной эксплуатации дымовой трубы;
▪ при выявлении в процессе эксплуатации повреждений и дефектов, с категорией опасности «А» и «Б»;
▪ после стихийных бедствий (наводнения, землетрясения, пожары и др.), приведших к повреждениям с категорией опасности «А» и «Б».
Категории опасности металлических дымовых труб разделены по следующим признакам:
«А» - дефекты и повреждения основных несущих конструкций труб, представляющие непосредственную опасность их разрушения (недопустимые по нормам крены и искривления стволов, выкол и отслоение защитного слоя бетона с выгибом стержней вертикальной арматуры на участках более 1 м по окружности, разрушения (расслоения) кирпича кладки ствола на глубину более 20 мм, раствора - более 40 мм, обрушения участков футеровки более 1 м2, местные прогибы металлических труб, выходящие за пределы нормативов, срез болтов в местах соединения царг и др.).
«Б» - дефекты и повреждения труб, не представляющие при их обнаружении непосредственной опасности разрушения их несущих конструкций, но способных в дальнейшем вызвать повреждения других элементов и узлов или при развитии повреждения перейти в категорию «А».
Сроки проведения обследований не должны превышать:
• одного месяца со времени обнаружения дефекта или повреждения категории «А»;
• одного года со времени обнаружения дефекта или повреждения категории «Б».
Экспертизу дымовых труб проводит экспертная организация, имеющая лицензию Ростехнадзора на соответствующий вид деятельности.
Уральский завод дымоходов «Модуль» проектирует, производит и устанавливает дымовые трубы для котельных следующих параметров:
Высота дымовой трубы: от 10 до 80 метров
Диаметры: от 400 до 2400 мм.
Внутренний контур утепленного дымохода изготавливается из нержавеющей высоколегированной стали аустенитного класса AISI 304, AISI 321 или AISI 316 толщиной от 0,4 до 2,0 мм. Выбор толщины и марки стали обусловлен типом генерационной установки, видом топлива и условиями эксплуатации с расчетом на длительную, эффективную и безопасную работу.
Наружный контур утепленного дымохода изготавливается из нержавеющей или оцинкованной стали в зависимости от предпочтений заказчика, а также может быть окрашен для придания лучшей коррозионной стойкости и нужного цвета.
Толщина изоляционного слоя зависит от климатического района объекта, а также от температуры дымовых газов, подбирается инженерным отделом индивидуально для заказчика и может составлять от 25 до 200 мм.
Типы дымовых труб: ферменные/мачтовые, колонные, самонесущие, фасадные.
Дымовые трубы в составе котельной по всей поверхности находятся под постоянным воздействием агрессивных веществ и нагрузок – как атмосферных, так и механических. Установка производится строго в соответствии с разработанным проектом и действующими требованиями, техническим пределам, нормативами и нормами СНиП и ГОСТ.
Если дымовая труба находится в удовлетворительном техническом состоянии, соответствует требованиям по высоте и пропускной способности, то она может быть сохранена и включена в состав реконструированной котельной.
Чаще реконструкция или техническое перевооружение котельной влечет за собой возведение новой дымовой трубы (прежняя труба демонтируется). Это обусловлено следующими причинами:
Специалисты Уральского завода «Модуль» активно решают задачи в части возведения новой дымовой трубы по проектам технического перевооружения котельной с переводом на природный газ и заменой дымовой трубы — это сложный, но важный процесс, который требует внимательного подхода к проектированию и реализации.
Примеры объектов, реализованных специалистами Уральского завода дымоходов «Модуль» по проекту Техническое перевооружение котельной/Модернизация котельной. Все технические решения включали 100% замену дымовых труб:
Строительство дымовых для 4-х котельных в г. Нижний Тагил в рамках федерального проекта «Чистый воздух». Тип дымовых труб – ферменная. Высоты дымовых труб: 15, 18, 18.5, 27 м. От 4 до 5 дымовых стволов на 1 ферме. Тип топлива – природный газ.
Дымовые трубы для котельной г. Краснодар. Тип дымовых труб – ферменная. Высота 3-х дымовых труб – 24 м.
Реконструкция котельной с внешними инженерными сетями, г. Санкт-Петербург. Высота 2-х дымовых труб – 35 м. Тип топлива: газ/дизель.
Реконструкция газовой котельной № 25 в г. Жигулевск. Установка 4-х ствольной дымовой трубы ферменного типа высотой 22 м.
Модернизация котельной в Жигулевске с полной заменой дымовых труб. Высоты дымовых труб: от 30 до 40 метров, по 4 газоотводящего ствола на каждой.
Основными техническими характеристиками промышленного дымохода являются его высота и поперечное сечение (диаметр). Чтобы правильно рассчитать эти показатели, необходимо знать ключевые параметры отопительного оборудования.
Диаметр и высота металлических дымоходов определяется, исходя из количества оборудования, которое используется на объекте и интенсивности нагрузки. Расчеты ведутся на этапе проектирования и определяются на основании аэродинамических, теплотехнических и санитарно-гигиенических расчетов.
Высота дымовой трубы
Чем выше дымовая труба, тем больше давление находится в верхней ее части, что способствует увеличению тяги. Согласно закону Бернулли, скорость потока газов в трубе возрастает с увеличением высоты. В результате тяга также возрастает. Таким образом, для обеспечения высокой производительности дымовой трубы необходимо выбирать правильную высоту. Высота дымовой трубы является одним из наиболее важных факторов, которые влияют на ее производительность. высота трубы для котельной будет напрямую зависеть от расхода топлива, количества выделяемых продуктов сгорания. Также стоит помнить, что дымовая труба должна быть выше минимум на 5 м, чем самая большая постройка поблизости на 25 м. Высоту дымовых труб следует назначать по следующему унифицированному ряду: 30, 45, 60, 75, 90, 105, 120 м и далее через 30 м и принимать для кирпичных и армокирпичных труб не более 120 м, это же ограничение касается и большинства стальных свободно стоящих (бескаркасных) труб. Для стальных свободно стоящих (бескаркасных) труб, максимальная высота не должна превышать 120 м.
Диаметр дымовой трубы
Диаметр дымовой трубы также оказывает влияние на ее производительность. Чем больше диаметр трубы, тем меньше сопротивление течению газов. Это способствует увеличению скорости потока и, как следствие, увеличению тяги. Однако увеличение диаметра трубы также приводит к увеличению объема ее внутреннего пространства, что в свою очередь может привести к снижению температуры газов и уменьшению тяги. Естественная тяга обуславливается разностью плотности воздуха и продуктов сгорания (дымовых газов) в трубе. Плотность воздуха зависит от его температуры и влажности, поэтому летом тяга дымовой трубы снижается, а зимой возрастает.
После определения высоты дымовой трубы и ее выходного диаметра следующей задачей является выбор оптимальной геометрии ее дымового канала посредством выполнения аэродинамического расчета. Аэродинамические режимы работы труб отражаются на выборе их конструкции, что связано прежде всего с распределением статических давлений по высоте дымового канала. Аэродинамические характеристики дымовых труб существенно сказываются как на общем сопротивлении газоотводящего тракта, так и на степени агрессивного воздействия дымовых газов на конструкции труб
Это часто задаваемый вопрос от наших клиентов. При высоких температурах необходимо использовать материалы, способные эффективно справляться с термическими нагрузками и минимизировать риск деформации или повреждения. Нержавеющая сталь, подходящая для таких условий, должна иметь достаточно высокую термостойкость.
Для корректного подбора стали дымохода важно знать максимальную рабочую температуру:
до 200°С – можно применить ферритную сталь AISI 430/AISI 439
200 - 500°С – рекомендуется применять аустенитную сталь AISI 304
500 - 800°С (и выше) – применяем аустенитную сталь AISI 310, AISI 321
Обязательное применение аустенитной стали при рабочей температуре не более 800°С и наличии в отводимых газах соединений серы.
Толщина слоя теплоизоляции рассчитывается по температуре перемещаемых газов и требованиям пожарной безопасности. Правильная теплоизоляция позволит снизить риск перегрева окружающих конструкций и минимизировать возможность образования конденсата, который может привести к коррозии дымохода.
При выборе подходящего материала для промышленного дымохода котельной действительно важно учитывать множество факторов, так как это напрямую влияет на долговечность и эффективность работы системы. Начнем с типа используемого топлива. Для газовых котельных, в которых используемое топливо отличается относительно низким содержанием коррозионноактивных компонентов, рекомендуется использовать сталь марки AISI 304. Она обладает хорошей коррозионной стойкостью и достаточно высокой температурой плавления, что делает ее адекватным выбором для таких систем.
Для жидкотопливных котельных, где в состав топлива могут входить более агрессивные компоненты, следует обратить внимание на марки AISI 316 или AISI 321. Эти виды стали имеют улучшенные антикоррозионные характеристики благодаря добавлению молибдена и других легирующих элементов, что позволяет им лучше справляться с воздействием серы и других агрессивных составляющих, которые могут образовываться в процессе сгорания.
Если речь идет об угольных котлах, то здесь необходимо выбрать материалы, которые будут выдерживать более высокие температуры и агрессивные условия эксплуатации, поэтому подойдет сталь AISI 310 или AISI 321. Эти марки стали также предлагают дополнительные преимущества в условиях высоких температур, оказывая сопротивление коррозии, особенно в условиях, когда присутствуют остатки несгоревшего топлива и другие побочные продукты сгорания.
Другим важным аспектом является режим эксплуатации дымохода. Нужно обратить внимание на длительность работы, температурные режимы и частоту запусков и остановок. Если оборудование работает в условиях высокой температуры на протяжении долгого времени, то важно, чтобы материал сохранял свои механические свойства и стойкость к коррозии на протяжении всего срока службы. Частые запуски и остановки могут приводить к термическим шокам, поэтому выбор материала также должен учитывать их влияние на структурные характеристики.
Кроме того, необходимо уделить внимание характеристикам агрессивной среды. Важно определить содержание серы в топливе, поскольку это существенно влияет на коррозию. Высокая влажность дымовых газов и предполагаемая точка росы тоже являются ключевыми факторами, так как при конденсации водяного пара на стенках дымохода может происходить значительное ухудшение состояния металла, что, в свою очередь, может вести к преждевременному выходу из строя оборудования.
В конечном итоге, как ответ на запрос клиента о возможности изготовления жаропрочного дымохода, специалисты Уральского завода дымоходов «Модуль» предложат решение, которое будет включать в себя использование жаропрочных материалов, соответствующий диаметр и высоту дымохода, надежную конструкцию и теплоизоляцию, что позволит обеспечить долговечную и безопасную эксплуатацию в условиях высоких температур. Так можно не только удовлетворить потребности клиента, но и гарантировать необходимый уровень безопасности и надежности работы всей системы дымоходов.
Существенное влияние на производительность дымовых труб влияют высота дымохода, диаметр дымохода, температура и скорость потока газов.
Чем выше дымовая труба (дымоход), тем больше давление находится в верхней ее части, именно это способствует увеличению тяги. Согласно закону Бернулли, скорость потока газов в трубе возрастает с увеличением высоты. В результате возрастает и тяга. Таким образом, для обеспечения высокой производительности дымовой трубы необходимо выбирать правильную высоту.
Чем больше диаметр дымовой трубы (дымохода), тем меньше сопротивление течению газов. Это способствует увеличению скорости потока и, как следствие, увеличению тяги. Однако увеличение диаметра трубы также приводит к увеличению объема ее внутреннего пространства, что в свою очередь может привести к снижению температуры газов и уменьшению тяги. Диаметр трубы выбирается таким образом, чтобы обеспечить достаточный поток газов и минимизировать сопротивление потоку.
Если газы слишком холодные, то они могут не подняться вверх по трубе, что может привести к недостаточной тяге. С другой стороны, слишком горячие газы могут повысить скорость потока, увеличить тягу и ускорить процесс очистки.
Скорость потока должна быть достаточной, чтобы обеспечить достаточную тягу, но не слишком высокой, чтобы не привести к излишним потерям энергии и повышенному износу системы. Оптимальная скорость потока газов зависит от многих факторов, включая диаметр и высоту трубы, температуру газов, количество выбросов и другие.
Уклон промышленных дымовых труб должен быть достаточным, чтобы обеспечить свободный поток газов и предотвратить образование конденсата, который может вызывать коррозию труб. Обычно уклон составляет не более1-2 градуса.
Наиболее распространенным материалом для производства промышленных дымовых труб является нержавеющая сталь. Металлические дымовые трубы имеют высокую прочность, устойчивость к коррозии и устойчивость к высоким температурам, удобны в монтаже системы и обслуживании.
От результатов аэродинамического расчета напрямую зависит как эффективное и качественное функционирование дымохода и его «веток», так и оптимальная работа всего оборудования котельной или промышленного предприятия, подключенного к каналу дымоотведения.
При проектировании промышленной дымовой системы необходимо делать аэродинамический расчет, который представляет собой математические вычисления, производящиеся по специальным формулам. В основу аэродинамического расчета инженерами берутся исходные данные, собранные по итогу осмотра объекта, ТЗ и обсуждения проекта заказчика.
Учитываются следующие данные:
Вид котельной
Высота газохода
Вид газохода
Характеристики каждого слоя (контура) канала (толщина стали, толщина теплоизоляции, диаметр внутреннего контура)
Количество и вид котельного или иного оборудования, к которому планируется подключение газохода (различные типы котлов могут иметь разные требования к системе дымоудаления, поэтому вид котельного оборудования, его мощность и используемое топливо позволяют определить, какие типы газов будут производиться, их характеристики, такие как температура и состав. Это, в свою очередь, влияет на требования к материалам, из которых будет изготовлен газоход, включая толщину стали, теплоизоляцию и диаметр внутренних контуров.
В ходе аэродинамических расчетов учитываются геометрические характеристики труб, схема их подключения к оборудованию (эти данные помогают определить потери давления в системе, которые могут возникать из-за изменений направления потока, трения о стенки труб и других факторов), высота и ширина зданий, находящихся вблизи планируемого к установке газохода, рельеф территории расположения котельной и сейсмические нюансы региона, а также климатические показатели - снеговые и ветровые нагрузки, присущие области установки газохода.
Перечисленные параметры и особенности заключаются в специальную формулу для аэродинамического расчета, итогом которого является выявление главных параметров и характеристик проектируемой дымовой трубы котельной.
Наш опыт в проектировании и строительстве дымовых труб из нержавеющей стали и опорных металлоконструкций охватывает широкий спектр гражданских и промышленных объектов, от котельных до крупных теплоэлектрических станций. Мы уделяем особое внимание созданию надежных и эффективных решений, учитывающих специфические потребности каждого объекта, что позволяет нам успешно внедрять технологии в таких сложных сферах, как мини-ТЭЦ с газопоршневыми установками (ГПУ). Мы также занимаемся проектированием конструкций для парогазовых установок (ПГУ) и котлов-утилизаторов, что свидетельствует о нашей гибкости и способности адаптироваться к различным технологическим требованиям.
Кроме того, мы активно разрабатываем дымовые трубы для технологических установок в таких областях, как нефтегазовая и нефтехимическая промышленность, сталелитейное производство, сельско-хозяйственная отрасль. Наша команда профессионалов детально прорабатывает каждый проект, обеспечивая высокую степень безопасности и надежности конструкций.
Наши технические решения включают проекты одноствольный дымовых труб и конструкции многоствольных дымовых труб, которая идеально подходит для мини-ТЭЦ и энергоцентров, обладающих множеством газоотводящих стволов. Эти трубы могут включать от трех до четырнадцати стволов и объединяться в одну общую трубу, что позволяет достигать высоты до 120 метров. Такой подход не только оптимизирует использование пространства, но и обеспечивает эффективное удаление дымовых газов, что является важным аспектом для поддержания экологических норм и повышения общей эффективности работы энергетических объектов. Наши конструкторские предложения способствуют увеличению производительности и надежности установок, а также конкурентоспособности наших клиентов на рынке.
Промышленные дымовые трубы, будучи сложными специальными сооружениями башенного типа, требуют тщательного проектирования, учитывающего множество факторов, которые влияют на их функциональность и безопасность.
При разработке проектов специалисты Уральского завода дымоходов «Модуль» опираются на комплексный подход, который включает в себя анализ условий эксплуатации, определение режима работы и учет характеристик уходящих газов. Эти параметры критически важны для оптимальной работы дымовых труб, так как они непосредственно влияют на эффективность отвода продуктов сгорания и безопасность всего производственного процесса.
Важным аспектом проектирования дымовых труб является также учет воздействий от внешней среды, таких как сейсмические нагрузки и ветровые последствия. Согласно требованиям СНиП 2.01.07-85 (Нагрузки и воздействия), специалисты УЗДМ проводят детализированные исследования, чтобы гарантировать, что конструкции смогут противостоять возможным экстремальным условиям, что в свою очередь снижает риск аварийных ситуаций. Надежность дымовых труб зависит не только от их самого проектирования, но и от корректного выбора материалов и технологий монтажа.
1. Общие данные по дымовой трубе:
Место установки (регион, населенный пункт)
Сейсмичность региона установки, согласно СП 14.13330.2011 (м)
Ветровой район, согласно СП 20.13330.2011
Высота дымовой трубы (м)
Тип дымовой трубы (мачтовая/ферменная/колонная/фасадная)
Количество газоходов (шт.)
Материал внутреннего контура газоходов (AISI 430/AISI 304/AISI 321/AISI 316/AISI 310)
Материал наружного контура газоходов (оцинк. сталь/ AISI 430/AISI 304):
Вид топлива котельной (основной/резервный)
Температура дымовых газов (Со)
2. Данные по газоходам
Диаметр вертикальных газоходов (мм)
Диаметр горизонтальных газоходов (мм)
Высотные отметки осей горизонтальных газоходов относительно пола котельной (мм)
Необходимость взрывозащитных клапанов на горизонтальных газоходах (да/ нет)
Необходимость дроссельных заслонок на горизонтальных газоходах (да/ нет)
Необходимость штуцеров КИП на горизонтальных газоходах (да/ нет/ размер)
Форма патрубков дымовых газов котлов и их посадочные габаритные размеры (мм)
Необходимость фланца на стыке горизонтального газохода и патрубка дымовых газов котла (да/ нет):
Марка подключаемых котлов и их производитель
3. Дополнительные данные по дымовой трубе
Необходимость светоограждения, согласно РЭГА РФ-94 (да/нет)
Необходимость технологической площадки и лестницы (да/нет)
Необходимость маркировочной окраски согласно РЭГА РФ-94 (да/нет)
Необходимость брендирования в фирменные цвета заказчика (окраска), нанесение логотипа предприятия
4. Для корректного расчета стоимости дымовой трубы необходимо предоставить следующие данные
Компоновочный план котельной с расстановкой котлов, указанием привязочных размеров к помещению и местом установки дымовой трубы.
Указать наличие дополнительного технологического оборудования газоходного тракта (дымососы, экономайзеры, шумоглушители, компенсаторы тепловых расширений). Марка, характеристики, габаритные и присоединительные размеры.
Особые условия и требования заказчика