9.3.2 Высота трубы определяется требованиями экологии [13], необходимым разряжением на уровне ввода газохода и требованиями безопасности полетов воздушного транспорта.
9.3.3 Диаметр трубы определяется аэродинамическими, теплотехническими и санитарно-гигиенотехническими расчетами.
9.3.4 Трубы могут быть железобетонными (монолитными или сборными), кирпичными, стальными и из композиционных материалов. Как правило, их следует проектировать самонесущими.
Трубы стальные и из композиционных материалов могут иметь дополнительные поддерживающие конструкции. Несколько труб могут быть объединены соединительными конструкциями.
Как правило, дымовые трубы, следует проектировать цилиндрической, конической или комбинированной формы.
9.3.5 Высоту сборных железобетонных труб следует принимать не более 60 м, самонесущих труб из композиционных материалов не более 70 м, кирпичных и армокирпичных не более 100 мм. При большей высоте применяются монолитные железобетонные и стальные трубы, а также стальные трубы и трубы из композиционных материалов с поддерживающими конструкциями.
9.3.6 Выбор типа трубы следует осуществлять на основании технико-экономического обоснования, условий обеспечения требуемой надежности и долговечности сооружения, агрессивности и температуры отводимых газов, максимального снижения трудоемкости, а также с учетом ремонтопригодности труб. Выбор геометрических параметров, архитектурно-композиционных и конструктивных решений, материалов и изделий следует осуществлять с учетом режима эксплуатации, наличия инженерного оборудования, а также специального оборудования для возведения, с учетом требуемой долговечности. Тип труб и рекомендуемый срок их службы приведен в таблице 14а.
Таблица 14а
N п.п. | Тип трубы | Рекомендуемый срок службы, лет | Примечание |
1 | Кирпичные и армокирпичные трубы | 60 | |
2 | Стальные трубы без теплоизоляции и футеровки, свободностоящие или с поддерживающими конструкциями | 20 | |
3 | Стальные трубы с футеровкой или теплоизоляцией свободностоящие или с поддерживающими конструкциями* | 40 | |
4 | Трубы из композиционных материалов, свободностоящие или с поддерживающими конструкциями | 25 | |
5 | Железобетонные трубы с кирпичной или монолитной футеровкой | 50 | |
6 | Железобетонные трубы (ствол) при конструкции "труба в трубе" | 60 | |
7 | Стальные трубы при конструкции "труба в трубе" | 50 | |
| * Срок службы газоотводящего ствола определяется отдельно в зависимости от условий эксплуатации. | |||
9.3.7 Выбор материала и конструкции дымовой трубы следует осуществлять на основании технико-экономического обоснования с учетом режима эксплуатации, специального оборудования для возведения, а также архитектурно-композиционных решений, а также обеспечения требуемого срока службы.
9.3.8 Осевое расстояние между соседними дымовыми трубами должно быть не менее восьми средних наружных диаметров большей трубы. Если такое расположение невозможно, то необходимо предусматривать дополнительные мероприятия, которые обеспечивают надежность сооружений: растяжки, различные виды гасителей колебаний, поддерживающие конструкции.
Примечание - Данное положение не распространяется на трубы, объединенные конструктивно в единое целое.
9.3.9 Минимальная скорость дымовых газов на выходе из устья трубы рекомендуется не менее 4 м/с в летний период и 7 м/с в зимний период для исключения эффекта задувания и "окутывания" оголовка трубы. Максимальная скорость на выходе определяется из условия отсутствия избыточного статического давления по всему газоотводящему каналу ствола трубы (кроме труб с газонепроницаемыми газоотводящими стволами и труб с противодавлением.
9.3.10 Газоходы должны быть отделены от труб компенсирующими устройствами. Места размещения компенсаторов должны устанавливаться в зависимости от трасс подводящих газоходов.
9.3.11 В случае ввода в дымовую трубу в одном горизонтальном сечении двух газоходов их следует, как правило, располагать с противоположных сторон на одной оси, при вводе трех газоходов - под углом 120° один к другому, при этом суммарная площадь ослабления в одном горизонтальном сечении железобетонной трубы не должна превышать 40% общей площади сечения ствола трубы или стакана фундамента железобетонной трубы, 30% ствола кирпичной трубы, и 20% несущего ствола стальной трубы. Допускается ослабление ствола стальной трубы более 20% при соответствующем дополнительном усилении несущего ствола трубы.
При вводах в дымовую трубу нескольких газоходов и одновременной их работе необходимо предусматривать в нижней части трубы или в стакане фундамента разделительные стенки или направляющие патрубки, исключающие взаимное влияние потоков газов, а также уменьшающие аэродинамическое сопротивление узла ввода газохода.
Разделительные стенки не должны выполняться в распор с футеровкой, кроме того могут быть предусмотрены "продухи" через разделительную стенку.
9.3.12 Для защиты несущего ствола дымовой трубы от температурного и агрессивного воздействия отводимых газов, как правило, следует предусматривать футеровку и тепловую изоляцию ствола. В зависимости от температуры и агрессивности отводимых газов, наличия абразивных частиц, футеровку следует выполнять из кирпича, специального бетона, керамических блоков, металлов, а также композиционных полимерных материалов.
Могут использоваться следующие типы футеровок:
- с непосредственным нанесением на внутреннюю поверхность несущего ствола (торкрет), или монолитная футеровка из специального теплоизоляционного бетона;
- с заполняемым теплоизоляционным материалом зазором между футеровкой и наружным стволом;
- с воздушным зазором между футеровкой и наружным стволом ("труба в трубе").
Устройство футеровки с воздушным зазором может осуществляться в форме внутреннего газоотводящего ствола с обслуживаемым и необслуживаемым межтрубным пространством, с опиранием на фундамент дымовой трубы или на наружный несущий ствол.
Устройство кирпичной футеровки с воздушным зазором и опиранием на наружный ствол следует предусматривать звеньями, а в качестве опор проектировать консольные выступы в стволе. Высота звеньев должна быть не более 25 м при толщине в один кирпич и не более 12,5 м при толщине в 1/2 кирпича. В зоне проемов для газоходов толщину футеровки следует увеличивать до 1 1/2 - 2 кирпичей. При применении специальной фасонной шпунтовой керамики толщина футеровки может быть уменьшена.
При проектировании внутренних газоотводящих стволов применяются углеродистые, низколегированные, коррозионно-стойкие, жаростойкие, плакированные стали, титан и его сплавы, а также полимерные композиционные материалы с учетом уровня химической нагрузки, а также из слоистых пластиков.
Для углеродистых и легированных сталей следует предусматривать внутренний припуск на химическую коррозию согласно СП 28.13330.
Соединение элементов внутренних металлических газоотводящих стволов, как правило, выполняется на болтах или сварке.
С наружной стороны газоотводящие стволы в "зоне окутывания" необходимо выполнять из коррозионно-стойкой стали согласно СП 28.13330.
Футеровку из композиционных материалов рекомендуется применять во влажных химически агрессивных средах, при этом температура эксплуатации должны быть, как правило, не более 100°С. Для ряда агрессивных влажных сред допускается температура эксплуатации до 120°С. Допускается кратковременное повышение температуры до 150°С. В условиях сухих дымовых газов футеровку из композиционных материалов, изготовленную со связующим на основе эпоксивинилэфирных, фенолформальдегидных и эпоксифенольных смол допускается применять при температуре уходящих газов, как правило, не более 180°С. Допускается кратковременное повышение температуры до 200°С. Следует учитывать, что повышение температуры до указанных предельных уровней приводит к сокращению долговечности футеровки.
Устройство футеровок всех типов необходимо проектировать с учетом температурного расширения материала футеровки, как по высоте, так и по диаметру.
Для футеровок необходимо учитывать температурный перепад. Для кирпичных футеровок, с целью обеспечения трещиностойкости температурный перепад не должен превышать 80°С. Для монолитных футеровок может быть допущен больший температурный перепад, который необходимо учесть при расчете несущего железобетонного ствола.
9.3.13 В нижней части дымовой трубы, фундаменте или подводящих газоходах следует предусматривать проемы для осмотра трубы, а в необходимых случаях - устройства, обеспечивающие отвод конденсата.
9.3.14 С наружной стороны трубы должны предусматриваться площадки и лестницы, а для кирпичных труб - скобы. Лестницы устанавливаются на высоте 2,5 м от поверхности земли. Площадки, лестницы и скобы должны иметь ограждения либо специальные системы зашиты от падения.
Для контроля температуры, состава и других характеристик газов (в соответствии с заданием заказчика) на трубах устанавливаются приборы КИП.
9.3.15 В целях предупреждения проникания дымовых газов в несущие конструкции кирпичных и железобетонных труб с газопроницаемой футеровкой не допускается избыточное статическое давление внутри дымового канала. При наличии избыточного статического давления следует проектировать трубу специальной конструкции (с внутренним газонепроницаемым газоотводящим стволом или противодавлением в вентилируемом зазоре между стволом и футеровкой).
9.3.16 В дымовых трубах с противодавлением (в зависимости от режима работы) следует применять естественную или принудительную вентиляцию воздушного зазора между стволом и футеровкой. Величина противодавления должна приниматься в каждом сечении трубы не менее 50 Па (5 ).
9.3.17 При подключении нескольких агрегатов к трубе и колебаниях нагрузки, вызывающих образование конденсата, при технико-экономическом обосновании следует проектировать многоствольные трубы с несколькими газоотводящими стволами, расположенными внутри несущего ствола трубы. Для защиты от атмосферных осадков межтрубное пространство должно иметь кровлю с возможностью выхода на нее.
В пространстве (в проходном зазоре) между несущим и газоотводящими стволами следует предусматривать кольцевые площадки, ходовые лестницы, электрическое освещение.
Примечание - Устройства для обслуживания газоотводящих стволов могут не предусматриваться, если это не установлено техническим заданием.
9.3.18 Минимальный диаметр верхней части наружного несущего ствола в случае расположения внутри него нескольких газоотводящих стволов следует определять из условий размещения требуемого числа газоотводящих стволов, а также необходимых проходов для монтажа, контроля в процессе эксплуатации и производства работ.
9.3.19 Газоотводящие стволы следует выполнять из металла, неметаллических негорючих (НГ) термостойких материалов либо трудносгораемых полимерных композиционных материалов. С наружной стороны газоотводящих стволов следует устанавливать тепловую изоляцию, толщина которой определяется расчетом исходя из обеспечения перепада требуемой температуры газа и внутренней поверхности ствола, а также температуры наружной поверхности тепловой изоляции не свыше 60°С. Толщина теплоизоляции должна обеспечивать требуемую температуру в проходном зазоре между газоотводящими стволами и несущим стволом не свыше 40°С для возможности обслуживания и ремонта трубы без остановки эксплуатации.
Газоотводящие стволы могут опираться на общий фундамент дымовой трубы (или отдельный фундамент под стойку/стойки для газоходов) или подвешиваться целиком или отдельными частями (при большой высоте трубы) на внутренних металлических несущих площадках, которые, в свою очередь, опираются на внутренние конструкции несущего ствола или башни.
9.3.20 Фундаменты дымовых труб должны проектироваться железобетонными с подошвой круглого, квадратного, многоугольного или кольцевого очертания в соответствии с требованиями СП 22.13330 и СП 24.13330.
9.3.21 Предельные значения осадок и кренов для фундаментов самонесущих труб должны приниматься по СП 22.13330.
9.3.22 При высоком уровне грунтовых вод и подземном расположении газоходов следует предусматривать дренаж.
9.3.23 При расчете железобетонных дымовых труб по предельным состояниям первой группы необходимо учитывать одновременное действие нагрузки от собственного веса, расчетной ветровой нагрузки, а также влияние температуры отводимых газов, при расчете по предельным состояниям второй группы - одновременное действие нагрузки от собственного веса, нагрузки от ветра, а также влияние температуры отводимых газов и солнечной радиации.
9.3.24 Нагрузки и воздействия на дымовые трубы, коэффициенты надежности по нагрузке, а также возможные сочетания нагрузок должны приниматься согласно требованиям СП 20.13330.
Коэффициент надежности по нагрузке при расчете на ветровые нагрузки для труб высотой до 150 м принимается равным 1,4; для труб высотой от 150 до 300 м - 1,5; для труб высотой свыше 300 м - 1,6.
Примечание - При расчете стальных труб коэффициент надежности по ветровой нагрузке следует принимать равным 1,4 для труб нормального и пониженного уровня ответственности и равным 1,5 для труб повышенного уровня ответственности.
9.3.25 Перепады температур в стенке трубы от воздействия температуры отводимых газов надлежит определять на основании теплотехнических расчетов для установившегося потока тепла при наибольшем значении температуры отводимых газов и расчетной температуре наружного воздуха (средней температуре наиболее холодной пятидневки) и наибольшем значении коэффициента теплоотдачи наружной поверхности.