Как строят дымовые трубы
- Один из финальных этапов сооружения трубы — ее окраска. Тут не может быть никаких вольностей: труба — высотный объект и должна быть прекрасно заметна для экипажей летательных аппаратов.
Но, пока человечество не обучилось избавляться от электростанций и газообразных отходов предприятий, не выбрасывая эти отходы подальше в воздух, трубы будут строиться, а возведение этих сооружений останется сложнейшей и занимательнейшей инженерной задачей.
Самая высокая дымовая труба в мире была выстроена во второй половине 80-ых годов XX века в СССР, а находится сейчас на территории Казахстана. На высоту 420 м она отводит выбросы Экибастузской ГРЭС-2, производящей электричество из местного высокозольного угля. Данной трубе мало уступает по высоте канадская Inco Superstack с ее 385 м, возведенная в первой половине 70-ых годов двадцатого века.
В двадцать первом веке ничего аналогичного уже не строилось — сейчас ставка делается на очистные сооружения, каковые без шуток снижают токсичность выбросов. Это, но, не свидетельствует, что трубы потеряли актуальность — просто стало возмможно строить их ниже, но не так дабы намного: трубы выше 200 м возводятся и сейчас. Они не столь зрелищны, как небоскребы, но многие инженерные неприятности, каковые приходится решать при постройке очень высоких строений, присутствуют и в работе трубокладов — да-да, как раз так именуют строителей дымовых труб.
Кирпич отошёл
Хорошим и самым первым материалом для постройки дымовых труб был кирпич. До тех пор пока трубы оставались низкими, все было превосходно, но по мере повышения их высоты стало известно, что кирпич имеет собственные прочностные пределы и плохо трудится на сжатие. Но, в случае если подобрать кирпич покрепче и связующие растворы с особенными качествами, то рекорды вероятны и в данной области.
Еще в 1919 году американской компанией Custodis Chimney в городе Змея, штат Монтана, была возведена самая высокая в мире кирпичная труба для отвода газов от множества медеплавильных печей. Труба имеет коническую форму (диаметр 23 м у основания и 18 у вершины) и уходит в небо на 178,3 м. Толщина ее кирпичных стен у основания образовывает 180 см.
У этого рекордсмена не было последователей. В будущие десятилетия самым популярным конструкционным материалом стал железобетон. Бетонные трубы возводят и поныне, не смотря на то, что уже существуют альтернативы в виде металла и пластика.
Дабы выяснить, что являются современные огромные дымовые трубы, «ПМ» отправилась в Петербург, где расположилась штаб-квартира ЗАО «Корта». Эта компания проектирует и сооружает высокие дымовые трубы, градирни, и занимается их обслуживанием и ремонтом в 40 регионах России.
«Видео в сети, на которых жаждущие адреналина юные люди прыгают с высоких труб с тарзанок и с парашютами, в отечественной опытной среде воспринимаются без восхищения, — говорит Алина Смирнова, председатель совета директоров ЗАО «Корта». — Эти сорвиголовы рискуют для риска, а работа трубоклада сопряжена с риском по необходимости. До сих пор работа на высоте — это тяжелый, по преимуществу ручной труд, где пренебрежение и невнимательность техникой безопасности может стоить жизни».
Кубометр бетона, залитый вблизи почвы, и кубометр бетона, залитый на высоте 150 м, очень отличаются по цене — так нам говорят эксперты. Дабы убедиться в справедливости этого утверждения, стоит разобраться, как устроена и как строится современная бетонная дымовая труба.
Все ближе к небу
Все, само собой разумеется, начинается с фундамента, в этот самый момент аналогии с небоскребом напрашиваются сами собой. Подобно ядру высотного строения, дымовая труба — это стержень, консольно защемленный в основании. Как под будущей трубой, так и под будущим небоскребом заливается цементная плита. Плита может опираться на сваи, быть может и не опираться, но в последнем случае придется существенно расширить ее площадь.
Потому, что дымовые трубы строятся, в большинстве случаев, в стесненных условиях промышленных территорий, сваи в большинстве случаев применяют. Над плитой устанавливается так называемый стакан — круглое основание будущей трубы.
- Стакан Сооружение финальной части фундамента под дымовую трубу — так именуемого стакана. Сперва монтируется арматура, после этого создается цементная форма.
Сооружение трубы в чем-то сходно с монолитным постройкой строений — она поэтапно растет вверх. Отличие только в том, что в распоряжении трубокладов не просторные этажи, а пространство, ограниченное диаметром трубы — всего пара метров. Существует два главных способа сооружения труб — подъемно-переставной и скользящей опалубки .
Первый способ технологически несложнее, дешевле, но уступает второму в скорости работ и в качестве бетонного ствола трубы.
- Начало возведения бетонной трубы способом переставной опалубки На шахтном подъемнике (решетчатой конструкции) установлена подъемная головка, к которой будет прикреплена рабочая площадка с внешней опалубкой.
В случае если трубу возводят способом подъемно-переставной опалубки, то на фундаменте (в будущей трубы) устанавливают наращиваемую решетчатую конструкцию — «шахтный подъемник».
Он употребляется для подъема наверх стройматериалов (арматуры, бетона), и является опорой для электромеханического подъемного механизма — «подъемной головки». К головке подвешивается круглая площадка, с которой свисает внешняя часть опалубки. Внутренняя (переставная) часть опалубки монтируется дополнительно. Опалубка собрана, закреплена, в ней установлена арматура, в том направлении заливают цементный раствор.
По окончании того как бетон застывает и обретает конструктивную прочность, головка поднимает площадку на 2,5 м. Все повторяется опять. Так труба увеличивается кольцами, и каждое из этих колец имеет внутренний выступ, так именуемую консоль. Для чего она?
О чем плачут трубы?
Дело в том, что кроме внешнего ствола бетонной трубы имеется еще и внутренняя оболочка, так называемая футеровка. Она выполняется, в большинстве случаев, из огне- и кислотоупорного кирпича. Футеровка (в отечественных конструкциях) также складывается из отдельных колец, каждое из которых опирается на собственную консоль.
В западных трубах футеровка представляет собой в большинстве случаев цельный отдельный ствол, что устанавливается в главного. Между железобетонным стволом и футеровкой делается теплоизолирующая прослойка из минеральной ваты, в противном случае и просто ничем не заполненной пустоты.
- Раствор не обожает холода При возведении бетонной трубы зимой, в особенности в случае если речь заходит о скользящей опалубке, строительную площадку окружают так называемым тепляком, где плюсовая температура поддерживается посредством калорифера.
теплоизоляции и Задача футеровки — сберечь бетонный ствол от действия отводимых газов. Во-первых, газы бывают весьма тёплыми, на стеклопроизводстве, к примеру, их температура достигает иногда 400°.
Но более того, отводимые газы владеют еще и агрессивными особенностями. В них значительно чаще присутствуют соединения серы. «В случае если труба спроектирована неправильно либо поменяны условия ее эксплуатации, — растолковывает Алина Смирнова, — то может случиться весьма малоприятная вещь: прямо в стволе трубы на определенной высоте покажется газообразные «точки отходы» и зона росы начнут конденсироваться.
Нужно осознавать, что в присутствии пара, что в трубе имеется неизменно, соединения серы смогут дать серную кислоту, и прямо в трубе отправится кислотный ливень». Враждебный конденсат, стекающий по футеровке, воображает громадную опасность. При сильном перепаде температуры газов в воздуха и трубы снаружи происходит миграция жидкости: конденсат попадает вовнутрь бетонного ствола и разъедает камень и арматуру.
Время от времени он выступает на наружной поверхности трубы в виде белесых пятен, а в зимний период преобразовывается в огромные сосульки. Тогда говорят: труба плачет. Дабы исключить такие явления, футеровку покрывают особыми составами, снижающими ее проницаемость для конденсата.
А вот в трубах, отводящих газы при сжигании угля (в Российской Федерации большое количество угольных разрезов и большое количество ТЭЦ при них), защита футеровки появляется естественным образом: образующийся налет замечательно защищает кирпич.
Недешевое скольжение
В 1960-е годы в Швеции была создана более прогрессивная разработка строительства бетонных труб — способ скользящей опалубки. В этом случае рабочая площадка с опалубкой двигается от нулевой отметки, поднимаясь на домкратных стержнях, каковые остаются в теле бетона. Высота опалубки 1,2 м, но укладка бетона происходит слоями по 20−30 см.
Когда слой обретает конструктивную прочность 5 МПа, укладывается следующий. Способ скользящей опалубки разрешает наращивать строящуюся трубу на 3 м и более в день, процесс идет фактически непрерывно, и нет необходимости разбирать и собирать опалубку.
«Но это сложная и дорогая разработка, — говорит директор по производству ЗАО «Корта» Андрей Кузнецов. — Оборудование для постройки труб способом скользящей опалубки создают лишь две компании в мире, и его эксплуатация так сложна, что нам приходится применять его лишь под контролем зарубежных супервайзеров, воображающих производителя. Строить же конические сооружения этим способом могут лишь австрийцы.
Не считая дороговизны, в Российской Федерации способ скользящей опалубки имеет еще два недочёта. Во-первых, его фактически нельзя применять при минусовых температурах (из-за постоянной подачи жидкого раствора, что может замерзнуть), а во-вторых, разработка предполагает бесперебойный подвоз раствора в течение, скажем, двух месяцев, и далеко не в каждом регионе нашей страны производственные мощности такое разрешают».
Но какой бы сложной ни была разработка опалубки, работа на высоте предъявляет людям высокие требования. В случае если строящаяся труба не оснащена лифтовым оборудованием (а до определенных высот оно не устанавливается), лишь забраться на высоту 100−150 м — это приличная затрата времени и сил. Работа на высоте нелегка и психологически — ужас высоты заложен в человеке с рождения.
Как нам поведали, кое-какие трубоклады, удачно трудящиеся на 120-метровых трубах, отказываются категорически от работы на 200-метровых. Страшно! Наверху на маленькой площадке нет места для тяжелой техники — для заливки раствора в опалубку рабочие применяют тачки и большое количество различного ручного инструмента.
Куб бетона, залитый на высоте, «золотым» делает еще и необходимость снабжать безопасность трубокладов, а это стоит громадных денег. «Экономия на безопасности разрешает некоторым компаниям предлагать низкие стоимости, — говорит Андрей Кузнецов, — но в итоге это может привести к ужасным последствиям, наподобие смерти трех рабочих на протяжении ремонта трубы Конаковской ГРЭС в мае. Люди сорвались вниз вместе с люлькой, которая, разумеется, не прошла положенных опробований».
Металлический довод
Но, бетонным трубам с их трудоемкими разработками имеется альтернатива — железные конструкции. Железные трубы бывают раздельно стоящими (в этом случае металла необходимо большое количество) либо закрепленными в несущем портале, имеющем вид решетчатой фермы. Возведение таких труб технологически несложнее, они более ремонтопригодны, но менее долговечны.
Фото Сделано из железа. Сооружение дымовой трубы из металла имеет собственные технологические сложности. Один из самые дорогостоящих моментов — применение сверхтяжелых кранов для доставки на громадную высоту секций будущей трубы.
«Выбор в пользу железной трубы должен быть основан экономических расчетах, — поясняет Андрей Кузнецов. — В случае если бетонная труба наращивается, то железную нужно собирать из кольцевых элементов посредством кранов. Краны, талантливые поднять подробности трубы на высоту 150 м, — это неповторимые автомобили, аренда которых может обходиться в миллион рублей в сутки и выше. Дабы удешевить процесс, мы на данный момент экспериментируем с другой разработкой.
На всю высоту трубы выстраивается решетчатая легкосборная ферма, а после этого в нее монтируется труба из железных колец. Она наращивается или сверху (тогда секции поднимаются вверх посредством лебедки), или снизу (тогда выстроенная часть трубы поднимается на домкратах). В этом случае тяжелые краны не необходимы».
Статья «Дымящие великаны» размещена в издании «Популярная механика» (№143, сентябрь 2014).
<
h4>