§ 4. Дымовые трубы

Первоначальным назначением дымовых труб являлось естественное удаление дымовых газов тепловых установок за счет разности плотностей холодного воздуха и горячих дымовых газов. В металлургии это назначение дымовых труб сохраняется и сейчас для печей с малым сопротивлением газового тракта и достаточно высокой температурой отходящих газов, содержащих незначительное количество вредных компонентов.

Скорость газа в трубе при естественной тяге принимают в пределах 4— 5 м/с, так как при больших скоростях увеличивается .аэродинамическое сопротивление трубы, а при меньших возможно задувание наружного воздуха в трубу, что резко ухудшает тягу. До высоты 45 м и температуры 350 °С можно применять типовые металлические нефутерованные трубы диаметром 400, 500, 630, 800 и 1000 мм; трубы первых трех диаметров имеют высоту 20 и 30 м, последних двух 30 и 45 м. При температурах газов свыше 350 °С дымовые трубы футеруют.

Однако в большинстве случаев дымовые газы металлургических агрегатов загрязнены пылью и токсичными газообразными компонентами. Это привело к необходимости использования дымовых труб для рассеивания вредных примесей в атмосферном воздухе с целью снижения их приземных концентраций до допустимого уровня. В связи с этим потребовались дымовые трубы большой высоты: 100, 200, 300 м и более. Появление в газоотводящих трактах теплоутилизационных и пылегазоулавливающих установок резко увеличило их сопротивление и заставило перейти на дымососную тягу. В новых условиях режимы работы дымовых труб резко изменились. Экономически наивыгоднейшими стали скорости газов в трубах высотой до 150 м 15— 20 м/с, а высотой 150—300 м 35—40 м/с.

В связи со значительной стоимостью высоких дымовых труб наблюдается стремление к централизации выбросов, т.е. подключению нескольких агрегатов к одной трубе.

Следует иметь в виду, что снижение загрязнения атмосферного воздуха должно достигаться прежде всего за счет технологических мероприятий по сокращению выбросов и применения систем очистки газов. Дымовые трубы должны лишь рассеивать остаточные выбросы, которые на нынешнем техническом уровне не могут быть уловлены.

Трубы высотой до 100—150 м могут быть выполнены из кирпича и железобетона, а трубы высотой более 150 м — исключительно из железобетона. Однако железобетон оказался неспособным противостоять воздействию сернистых соединений, влаги и повышенной температуры дымовых газов. Поэтому современные железобетонные трубы состоят, как правило, из двух коаксиальных стволов: наружный железобетонный ствол является несущей конструкцией, он воспринимает все ветровые и весовые нагрузки, которые могут достигать больших значений, внутренний (обычно кирпичный ствол) выполняет роль футеровки — ограждающей поверхности при агрессивных дымовых газах, имеющих повышенную влажность и температуру, он крепится на консолях несущего ствола, расположенных через каждые 30—50 м. Во избежание фильтрации дымовых газов через футеровку между стволами делается зазор, в котором с помощью специального вентилятора поддерживается более высокое, чем внутри футеровки, статическое давление. Все дымовые трубы должны иметь системы молниезащиты: Сведения о типоразмерах железобетонных труб приведены в справочниках [15].

Контрольные вопросы

1. Основы аэродинамического расчета газоотводящего тракта.

2. Как выбирают дымососы и вентиляторы?

3. Особенности работы и конструкции дымовых труб