УДК 621.311.22 СОВРЕМЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ ГАЗОХОДОВ   И ДЫМОВЫХ ТРУБ Канд. техн. наук СИЗОВ В. Д., асп. ПИТИРИМОВ В. В. Белорусский национальный технический университет Дымовые трубы многих промышленных предприятий являются слож- ными инженерными сооружениями, проектирование, строительство и экс- плуатация которых требуют комплексного решения большого количества технических задач, в том числе эффективной тепловой изоляции несущих конструкций. Необходимо также ответственно подходить к выбору систе- мы дымоудаления индивидуальных жилых домов, коттеджей. Дымовые трубы работают в условиях, сочетающих перепады температуры, давления, влажности, агрессивных химических воздействий компонентов дымовых газов, ветровых нагрузок, нагрузок от собственной массы. В настоящее время на территории Республики Беларусь наиболее рас- пространены следующие системы дымоудаления: коаксиальные; системы одностенных газоходов из пластмассы (полипропилена); газоходы (дымо- вые трубы) из нержавеющей стали как одно-, так и двустенные (утеплен- ные); газоходы (дымовые трубы) из черной стали. В приложении Д Изменения № 3 СНБ 4.03.01–98 «Газоснабжение» [1] изложены следующие требования к системам дымоудаления: «Дымоотво- ды и дымоходы должны быть гладкими и газоплотными из конструкций и материалов, способных противостоять без потери герметичности и плотности механическим нагрузкам, температурным воздействиям, кор- розионному воздействию продуктов сгорания и конденсата. Предел огнестойкости дымоходов должен быть не менее предела огне- стойкости пересекаемых перекрытий. Выполнение внутренних стенок дымоходов из кирпича не допуска- ется». Коаксиальный дымоход (рис. 1) предназначен для отвода продуктов сгорания от теплогенерирующих устройств малой мощности (бытовых котлов), как правило, с закрытой (герметичной) камерой сгорания. Изме- нение № 8 [1] дает следующее определение камере сгорания: «Закрытая (герметичная) камера сгорания – часть топки газового оборудования, в ко- торой происходит воспламенение и горение газового топлива, с принуди- тельным отводом продуктов сгорания и забором воздуха на горение сна- ружи здания. За счет герметичности конструкции топки не допускается поступление продуктов сгорания в помещение, в котором установлено га- зовое оборудование». Коаксиальный газоход сконструирован по принципу «труба в трубе». Для отвода отработанных газов в окружающую среду предназначена внутренняя труба, а по внешнему контуру поступает на- ружный воздух, необходимый для обеспечения процесса горения. Данный тип дымоходов выполняется из кислотостойкой нержавеющей стали или 71 пластмассы. Коаксиальная система дымоудаления позволяет отводить ды- мовые газы без устройства вертикальной дымовой трубы – непосредствен- но через наружную стену здания посредством горизонтальных дымоходов.                             Рис. 1. Элементы коаксиального Рис. 2. Элементы одностенных газоходов дымохода из нержавеющей стали К недостаткам коаксиальных дымоходов следует отнести:  обмерзание наружной трубы (по которой подается наружный воздух на горение);  вероятность задувания при порывах ветра. Системы одностенных газоходов из пластмассы (полипропилена) пред- назначены и применяются, как правило, для отвода дымовых газов от низкотемпературных теплогенерирующих устройств (конденсационных котлов), в которых в качестве топлива используют природный или сжи- женный газ. Данный тип дымоудаления предназначен как для отдельных котлов, так и для каскадных систем. В связи с постоянным ростом стоимости энерго- носителей в мире и странах Европы наибольшую популярность приобрета- ет низкотемпературная (конденсационная) отопительно-вентиляционная техника. Коэффициент полезного действия указанного выше оборудова- ния – более 100 % при работе на сравнительно малых параметрах теплоно- сителя. Принцип работы данной техники основан на использовании тепло- ты уходящих дымовых газов, которая выделяется при конденсации водяно- го пара, содержащегося в продуктах сгорания. По этой причине температу- ра дымовых газов в конденсационных котлах может составлять менее 50 °C и зависит от режима работы котла. Ведущие мировые компании – производители отопительной техники, такие как Viessmann, Buderus, Vail- lant, JUNKERS Bosch Gruppe (Германия); Ariston, Ferroli, Immergas (Ита- лия); NAVIEN (Южная Корея) широко представлены на рынке Беларуси посредством газовых конденсационных котлов в настенном и напольном исполнении. К основным преимуществам применения одностенных газо- ходов из пластмассы (полипропилена) следует отнести:  малый вес конструкций;  отсутствие необходимости нанесения защитных антикоррозионных покрытий как по внутренней, так и по наружной поверхностям; 72  отсутствие коррозионных процессов при любых режимах эксплуа- тации. К недостаткам данных систем относятся:  ограничение применения по температуре дымовых газов;  необходимость сооружения закрытых шахт (дымовых каналов). Дымоходы из нержавеющей стали (рис. 2) выделяются среди других систем дымоудаления сравнительно большим количеством предлагаемых типоразмеров, спектром применения (для различных мощностей котлоаг- регатов), коррозионной стойкостью, долговечностью, удобством и умень- шением сроков монтажа, а кроме того, высокой стоимостью. Как правило, они состоят из отдельных элементов, что облегчает транспортирование и монтаж. Одностенные газоходы применяются при строительстве в суще- ствующих закрытых шахтах, двустенные (утепленные) – при строительстве новых и реконструкции существующих систем как внутри, так и снару- жи зданий котельных, топочных. Толщина применяемой стали – от 0,6 до 1,0 мм. Основным недостатком данного типа дымоходов является высокая стоимость. Газоходы (дымовые трубы) из черной стали применяются при строи- тельстве котельных разных тепловых мощностей, так как имеют сравни- тельно небольшую стоимость. Внутреннюю поверхность данных газоходов необходимо покрывать антикоррозионными материалами, а внешнюю – теплоизолировать. Изготавливаются из листовой стали толщиной 4, 5, 6 мм в соответствии ГОСТ 19903–74 «Прокат листовой горячекатаный. Сорта- мент». Настоящий стандарт распространяется на листовой горячекатаный прокат шириной 500 мм и более, изготавливаемый в листах толщиной от 0,4 до 160,0 мм и рулонах толщиной от 1,2 до 12,0 мм. Дымовые трубы ко- тельных и промышленных предприятий по способу обеспечения устойчи- вости (крепления) могут быть выполнены в трех вариантах: самонесущи- ми, на оттяжках (растяжках), в металлическом каркасе (обрешетке). К недостаткам газоходов (дымовых труб) из черной стали следует отнести:  необходимость нанесения защитных антикоррозионных покрытий как по внутренней, так и по наружной поверхностям;  необходимость теплоизоляции;  необходимость сооружения фундаментов;  использование машин и механизмов с соответствующими грузоподъ- емностью и габаритами;  значительный вес конструкций. В настоящее время строительные нормы СНиП II-35–76 «Котельные установки» [2] и пособие П1-03 к СНиП II-35–76 «Проектирование авто- номных и крышных котельных» [3] предусматривают проектирование стволов дымовых труб из металла, железобетона и кирпича. Дымовые тру- бы из этих материалов теплоизолируются, покрываются антикоррозион- ными составами и футеруются для обеспечения аэродинамических харак- теристик системы дымоудаления и увеличения срока эксплуатации. Стои- мость строительства дымовых труб существенна, а срок возведения может составлять несколько лет. Все реже сегодня строятся дымовые трубы из кирпича, а тем более из железобетона. В настоящее время в странах СНГ (кроме Беларуси) полу- 73 чили распространение дымовые трубы из стеклопластика (рис. 3) для ко- тельных и ТЭЦ различной теплопроизводительности, работающих на раз- личных видах топлива. Свойства и характеристики стеклопластиковой ды- мовой трубы напрямую зависят от состава композиционных связующих материалов и от способа изготовления. Обладающие высокими антикоррозионными свойствами стеклопласти- ковые трубы служат для отвода дымовых газов любой агрессивности, имеющих температуру до 300 °С. Они могут эксплуатироваться в течение 50 лет без капитального ремонта в любых климатических зонах – от жар- ких экваториальных до самых северных с зимней температурой минус 50 °С. Преимущества стеклопластиковых дымовых труб перед дымовыми трубами из металла и других известных материалов следующие:  отсутствие коррозионных процессов при любых режимах и видах топ- лива, что исключает необходимость проведения ежегодной очистки кон- вективной части котлов от осыпающихся с внутренней поверхности метал- лической трубы продуктов коррозии. Это повышает производительность котельного оборудования;  высокая заводская готовность и наличие отфрезерованных торцов элементов – царг позволяют быстро и просто осуществлять сборку дымо- вой трубы на фланцевых шпилечно-болтовых стыках без использования электро- или газосварки. Отсутствует необходимость применения допол- нительных герметиков. Резко сокращаются сроки строительства или ре- конструкции; Рис. 3. Стеклопластиковые дымовые трубы  малый вес изделий по сравнению с металлическими позволяет ис- пользовать при монтаже грузоподъемные механизмы с меньшей грузо- подъемностью и соответственно с меньшими габаритами;  малый вес газоотводящих стволов из стеклопластика позволяет уменьшить вес несущих и поддерживающих конструкций;  отсутствие необходимости нанесения защитных антикоррозионных покрытий как по внутренней, так и по наружной поверхности стеклопла- стиковых газоотводящих стволов; 74  окрасочные материалы, используемые для маркировочной окраски, дольше сохраняют свои свойства за счет лучшей адгезии и значительно более низкой теплопроводности стеклопластика;  более высокие звукопоглощающие свойства стеклопластика позволя- ют частично снижать шумы от работающего котельного оборудования;  несложное выполнение ремонтов в случае их необходимости. Ремонт выполняется путем наклейки пропитанной смолой стеклоткани на дефект- ные места без использования сварочного оборудования;  отсутствие необходимости в процессе эксплуатации периодической очистки внутренней поверхности газоотводящего ствола от продуктов кор- розии;  возможность бездефектного и быстрого демонтажа стеклопластико- вых газоотводящих стволов при необходимости их вторичного использо- вания на других объектах;  срок службы без капитального ремонта составляет до 50 лет, т. е. в 2,5–3 раза дольше, чем у металлических и футерованных труб. Стеклопластиковые дымовые трубы котельных, промышленных пред- приятий и ТЭЦ могут быть трех вариантов:  в металлическом каркасе;  как самонесущая конструкция;  внутри бетонной дымовой трубы. Внутренний диаметр трубы – от 400 до 8000 мм; длина одной секции – до 8000 мм; высота трубы – до 250 м. Сборка газоотводящих стволов дымовых труб при монтаже осуществ- ляется из отдельных элементов–царг заводского изготовления на шпилеч- но-болтовом соединении на фланцах. Фланцами являются утолщения стек- лопластика на концах царг. Толщина стенки стеклопластиковой трубы оп- ределяется расчетом в зависимости от диаметра трубы и внешних нагрузок и принимается, как правило, от 8 до 13 мм. При необходимости, для повы- шения жесткости элементов и установки закладных изделий устраиваются кольцевые утолщения стенок царг. Идеально обработанные и подогнанные в заводских условиях царги обеспечивают при строительстве полную газо- и влагонепроницаемость стыков элементов газоотводящего ствола. Кроме того, для повышения надежности в специально изготовленный желобок в торцах царг укладываются жгуты из термостойкой резины. Прочностные характеристики получаемого стеклопластика близки по своим показателям к углеродистой стали, а объемная масса (удельный вес) стеклопластика составляет 1,8 т/м3, что в 4,3 раза меньше, чем у стали. Такие свойства стеклопластика позволяют создавать из него дымовые трубы любой конст- рукции – как с подвесными, так и с самонесущими газоотводящими ство- лами, отдельно стоящие дымовые трубы и дымовые трубы с газоотводя- щими стволами, раскрепленными в металлических или железобетонных несущих конструкциях. При этом стеклопластиковые газоотводящие ство- лы представляют собой единый газовлагонепроницаемый газоотводящий тракт, не имеющий сварных швов или других мест для возможного разви- тия активной коррозии и мест вероятного проникновения конденсата. Приведенные выше характеристики стеклопластиковых дымовых труб, преимущества в монтаже и эксплуатации, которые официально представ- лены заводом-изготовителем ОАО «Авангард» [4], внушительны. 75 В Ы В О Д Ы 1. На основании анализа дымовых труб из различных материалов пока- зано, что применение стеклопластиковых дымовых труб перспективно и на территории Республики Беларусь. 2. Целесообразность применения стеклопластиковых дымовых труб на территории Беларуси требует проведения дополнительных исследований и технико-экономической оценки. Л И Т Е Р А Т У Р А 1. Н а ц и о н а л ь н ы й комплекс нормативно-технических документов в строительст- ве. Строительные нормы Республики Беларусь. Газоснабжение: СНБ 4.03.01–98. – Введ. 01.07.1999. – Минск: Мин. архит. и стр-ва Респ. Беларусь, 1999. – 94 с. 2. Г о с у д а р с т в е н н ы й комитет Совета Министров CCCP по делам строительства (Госстрой СССР). Строительные нормы и правила. Нормы проектирования. Котельные ус- тановки: СНиП II-35–76. – Введ. 01.01.1978. – Минск, 1978. – 49 с. 3. Н а ц и о н а л ь н ы й комплекс нормативно-технических документов в строительст- ве. Пособие к строительным нормам и правилам. Проектирование автономных и крышных котельных: П1-03 к СНиП II-35–76. – Введ. 01.07.2004. – Минск: Мин. архит. и стр-ва Респ. Беларусь, 2004. – 36 с. 4. О ф и ц и а л ь н ы й сайт ОАО «Авангард» [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://avangard-plastik.ru. – Дата доступа: 22.04.2012. Представлена кафедрой теплогазоснабжения и вентиляции Поступила 05.07.2012 76