Конструктивные решения футеровки дымовых труб

Спецсооружения доклад.docx

Конструктивные решения футеровки ..2
Материалы для футеровки 5
Список литературы .8
Конструктивные решения футеровки.
Футеровка дымовых труб выполняет две функции: защиту ствола от тепловых и агрессивных воздействий дымовых газов и конденсата. Для исключения возможности попадания конденсата образующегося на поверхности вышележащего звена футеровки в зазор между стволом и нижележащим звеном его перекрывают козырьком из кислотоупорных изделий носящих название «слезниковые».
Довольно часто футеровку наносят методом торкретирования обеспечивая газоплотность.
В цокольной части труб при значительных размерах проемов для подводящих газоходов толщину футеровки принимают в 15 кирпича или 380 мм. Учитывая что в настоящее время в дымовых трубах сооруженных в различные периоды служат несколько разновидностей футеровок из штучных керамических изделий целесообразно проиллюстрировать их конструкции.
Примерно до 1960г. дымовые трубыэ ксплуатировались при скорости дымовых газов на выходе не превышающей 14-16 мс и разрежении по всей высоте дымового канала. Температура дымовых газов находилась в пределах 180-250 С что исключало условия образования конденсата. Этим условиям соответствовала конструкция футеровки (рис. 1 а).
В начале 60-х годов наблюдалось значительное снижение температуры дымовых газов до 70-180 С и применение высокосернистого топлива что повлекло за собой образование в трубах сернокислотного конденсата. В связи с этим возникла необходимость защиты несущего железобетонного ствола трубыот сернокислотной коррозии и появилась конструкция футеровки с применением кислотоупорных изделий и слоя паровлагоизоляции выполнявшейся обычно из мастики битуминоль хотя иногда применялись и иные покрытия из листовых материалов или эпоксидно-каменноугольных смол (рис. 1 б-г). Следует отметить что мастика битуминоль потребовала устройства прижимного слоя в футеровке (рис. 1 в г).
При наличии высоких скоростей газов (25-40 мс) в дымовом канале трубы возникает избыточное статическое давление. В связи с этим создается подпор агрессивных дымовых газов которые проникают через футеровку из штучных керамических изделий к внутренней поверхности железобетонного ствола имеющей более низкую температуру по сравнению с температурой дымовых газов. В результате происходит их охлаждение ниже точки росы и на внутренней поверхности ствола трубы выпадает конденсат серной кислоты что приводит к ускоренной коррозии несущих конструкций.
Возникает проблема – либо усиливать противокоррозионную защиту ствола либо искать новую конструкцию футеровки.
С учетом острого дефицита надежных противокоррозионных покрытий и их высокой стоимости были начаты работы по совершенствованию футеровки. Таким образом была разработан конструкция противодавления в принудительно вентилируемом зазоре (рис. 2). В дымовых трубах с футеровкой этой конструкции в зазор между стволом и футеровкой вентилятором подается дополнительный объем воздуха и в зазоре создается давление превышающее давление дымовых газов в результате чего должна быть исключена фильтрация газов к несущему стволу трубы. Для повышения трещиностойкости футеровки воздух. Подаваемый в зазор должен подогреваться чтобы свести разницу температур на рабочей и наружной её поверхности к минимуму
Существует и конструкция футеровки с естественно вентилируемым зазором. Разница в конструкции заключается в постепенном уменьшении ширины зазора по высоте трубы чем должно обеспечиваться поддержание в нем определенного противодавления.
Во всех приведенных вариантах футеровка из штучных керамических изделий требует для своего возведения больших затрат физического труда времени механизмов приспособлений а также тщательного выполнения мероприятий по безопасному выполнению работ. Кроме того каждый из вариантов имеет свои уязвимые стороны связанные с недостатками присущих всем конструкциям из кирпича.
Поэтому вполне оправдано появление в начале 80-х годов монолитной футеровки конструкция которой позволяет значительно сократить затраты труда продолжительность работ и их стоимость.
Железобетонные трубы с монолитной футеровкой начали строить с 1970 г. К тому времени в связи с экологическими условиями и отсутствием эффективных способов очистки дымовых газов от оксидов серы и азота на многих объектах потребовалось возводить газоотводящие трубы высотой 250 320 370 и 420 м.
Поиск более индустриальных методов футерования труб привел к разработке двухслойных монолитных труб. Наружная оболочка выполнялась из тяжелого бетона внутренний монолитный слой из легкого полимербетона.
Предусматривался при этом более высокий уровень армирования наружной оболочки для повышения трещиностойкости ствола так как при нагреве внутреннего слоя легкого бетона температурные напряжения должны восприниматься железобетонным стволом
Монолитная футеровка из легкого полимерцементного бетона служит для защиты несущего железобетонного ствола дымовых труб. Предназначенных для отвода слабоагрессивных газов получаемых при сжигании малосернистых углей. Для исключения появления в трубах с этой футеровкой избыточного давления верхняя их часть имеет цилиндрическую форму.
Ускоренная технология возведения труб обеспечивается благодаря тому что бетонирование ствола и футеровки ведется с использованием одного комплекта опалубки а разделение слоев из различных бетонов достигается установкой разделительной диафрагмы из металлической проволочной сетки с ячейками 4×4 мм.
Тридцатилетний опыт эксплуатации двухслойных железобетонных дымовых труб показал их высокую надежность. За двадцать лет эксплуатации например Волжской ТЭЦ – 2 работавшей значительную часть на мазутном топливе полимерцементная футеровка дымовой трубы высотой 270 м имела снижение прочности со стороны контактирующей с дымовыми газами на глубину 2-5 мм.
Футеровку сборных дымовых труб для защиты ствола от конденсата обычно выполняют методом торкретирования с толщиной слоя 25-30 мм составом из кварцевого или шамотного песка и портландцемента.
Для защиты ствола от высоких температур выполняют футеровку из изделий КВИ-650. Современные изделия из керамовермикулита КВИ-650 (ТУ 21-РФ-129-88) предназначенные для футеровки тепловых агрегатов с рабочей температурой до 1100оС. Применение КВИ-650 в футеровке печей позволяет экономить значительные энергетические и материальные ресурсы. Данный материал легко обрабатывается (пилится сверлиться и т.д.) не боится воды долговечен устойчив по отношению к быстрой смене температур.
Следует отметить что на сегодня не имеется данных о длительной службе футеровок старых дымовых железобетонных трубах.
Основными недостатками при эксплуатации футеровок любой конструкции являются невозможность устранения возникающих по различным причинам повреждений без остановки трубы на длительный срок технологическая сложность проведения ремонтных работ а также большие сложности с наблюдением за её состоянием в процессе работы.
Материалы для футеровки.
В случае удаления через трубу малоагрессивных дымовых газов для футеровки применяется глиняный кирпич – лекальный и обыкновенный пластического прессования. Для кладки футеровки в этом случае применяются цементно-глиняные растворы. При высокой агрессивности дымовых газов для футеровки применяется кислотоупорный кирпич нормальный и радиальный. По физико-химическим и механическим показателям данный кирпич должен удовлетворять требованиям приведенным в табл. 1.
Физико-химические и механические показатели кислотоупорного кирпича.
Кислотостойкость % не менее
Водопоглощение % не более
Предел прочности при сжатии МПа не менее
Термостойкость (кол-во теплосмен) не менее
Кладка кирпича осуществляется на андезитовой замазке в которой связующим является жидкое стекло на натриевой основе.
В состав кислотоупорного раствора входят кроме жидкого стекла и инициаторы твердения (кремнефтористого натрия) тонкомолотый наполнитель и кислотостойкий заполнитель (песок). Вяжущим в кислотоупорном растворе является гель кремниевой кислоты выделяющийся в результате взаимодействия жидкого стекла с индикатором твердения.
При сжигании высокосернистого топлива рекомендуется применение кислотоупорного раствора состава III и допускается применение кислотоупорного раствора состава I. В условиях попеременного сжигания высокосернистого и газового топлива или сжигания малосернистого топлива при высокой влажности отводимых газов рекомендуется применение кислотоупорного состава II.
Для предупреждения проникновения газов и защиты внутренней поверхности железобетонного ствола трубы требуется полное заполнение швов кладки футеровки с их расшивкой или затирка внутренней поверхности и окисление 20%-ным раствором серной кислоты 3-4 раза. Для уплотнения зазоров в местах примыкания звеньев футеровки применяют асбестовый шнур. Для защиты перекрытий и полов в нижних частях дымовых труб подвергающихся воздействию кислот применяются кислотоупорные плитки. В последних новых конструкциях газоотводящих труб в качестве строительных материалов применены искусственные материалы кремнебетон и полимерный бетон а для защиты газоходов – силикат-полимерный бетон.
Кремнебетон получается при автоклавной обработке смеси высококремнеземистой силикат-глыбы тонкомолотого кварцевого песка кислотостойких мелкого и крупного заполнителя. Отличие кремнебетона от обычного бетона состоит в применении нового вяжущего материала получившего название кремнистый цемент. Кремнистый цемент состоит из молотого кварцевого стекла в котором SiO2 содержится в аморфном виде щелочного растворителя и тонкоизмельченных частиц кристаллического кварца. Кварцевое стекло получается плавлением кварцевого песка в специальных печах типа стекловаренных. Наполнителем кремнебетона служит как и в обычном бетоне кварцевый песок и гравий.
Изучение фазового состава и структуры показало что кремнебетону присуща сложная конгломератная пористая структура. Поры имеют в основном замкнутый характер с размером от 001 до 15 мм. Общая пористость составляет 11 – 13 %. Структурные особенности кремнебетона и фазовый состав цементирующего вещества предопределяют его физические физико-механические строительные теплофизические свойства и долговечность.
В табл. 2 приведены свойства кремнебетона на овручском кварците с расходом силикат-глыбы в 320 кгм3.
Основные свойства кремнебетона
Прочность при сжатии МПа не менее
Температура применения С не более
Из кремнебетона формуют плиты которые затем подвергаются термовлажной обработке в автоклавах при давлении 013 МПа и температуре 190 С примерно около суток. Эти плиты используются для монтажа газоотводящих стволов.
Силикатполимерный и цементполимерный бетоны используются при возведении труб по принципу конструкции «труба в трубе» типа прижимной футеровки и в строительстве газоходов в виде бетонной смеси.
Дужих Ф.П. Ословских В.П. Ладыгичев М.Г. Промышленные дымовые и вентиляционные трубы: Справочное издание Под тредакцией Ф.П. Дужих. – М.: Теплотехник 2004 – 464 с.
Дымовые трубы а.м. Ельшин М.Н. Ижорин В.С. Жолудов Е.Г. Овчаренко; Под редакцией С.В. Сатьянова. – М.: Стройиздат 2001. – 296 с.; ил.

Спецсооруж.dwg

Конструкции футеровок промышленных труб
- железобетонный ствол; 2 - футеровка из глинянного кирпича; 3 - карниз; 4 - воздушная прослойка;
- слой золы; 6 - паровлагоизоляция; 7 - футеровка из кислотоупорного кирпича; 8 - минераловатные плиты;
- слезник; 10 - битумное заполнение; 11 и 14 - щель и трубка для стока конденсата; 12 - кладка из глиняного
обыкновенного кирпича или строительного легковеса; 13 - асбестовый шнур
Конструкция футеровки
с принудительно вентилируемым зазором
- желензобетонный ствол; 2 - футеровка из глинянного обыкновенного крипича; 3 - пароизоляция из торкретбетона;
- футеровка кислотоупорным кирпичом; 5 - компенсатор из асбеста и битума; 6 - мягкая прокладка; 7 - вент-ая прослойка