13.1 При выборе схемы устройства и геометрической формы стволов стальных труб следует учитывать количество и уровни подводящих газоходов, а также наличие:
- шумоглушителя;
- дождевой заслонки;
- шиберных заслонок;
- дивертора;
- устройств для сбора, выгрузки пылевых отложений;
- других технологических устройств.
13.2 Для фланцевых соединений следует применять болты повышенной прочности без контролируемого натяжения или высокопрочные болты с натяжением на заданное усилие. Требования по установке болтов принимают по СП 16.13330. Диаметр болтов рекомендуется принимать не менее 16 мм. Расчет болтового соединения следует выполнять с учетом эксцентриситета нагрузки, передаваемой оболочкой. Для уменьшения толщины фланца и снижения краевого эффекта в зоне стыка стенки царги и фланца допускается проектировать короткие вертикальные ребра, равномерно расположенные по периметру и приваренные к фланцу и стенке царги. Количество ребер и болтов, толщину фланцев определяют расчетом. Комбинированные соединения, в которых расчетная нагрузка может быть воспринята только при одновременной работе болтового и сварного соединения, не допускаются.
Предварительное натяжение высокопрочных болтов следует выполнять для предотвращения раскрытия стыков при изгибе трубы под нагрузкой и из этих условий определять заданное усилие натяжения болтов.
13.3 Расчеты конструкций необходимо выполнять в соответствии с СП 16.13330 и СП 20.13330 из условия упругой работы материала. Рекомендуется выполнять расчеты методом конечных элементов с применением моделей, описывающих реальные геометрические параметры конструкций.
13.4 При проектировании стальных труб в соответствии с СП 16.13330 требуется выполнение следующих расчетов:
- по несущей способности;
- общей устойчивости ствола;
- местной устойчивости ствола;
- усталости элементов стальных конструкций;
- деформациям ствола.
13.5 Расчет по несущей способности следует выполнять с целью подтверждения отсутствия потери устойчивости оболочки в результате действия расчетных нагрузок. Необходимо выполнять проверку оболочки на прочность, а также на общую и местную устойчивость.
13.6 Расчет по деформациям следует выполнять с целью определения значения горизонтального перемещения верха трубы от действия нагрузок. Предельное значение горизонтального перемещения верха от нормативной ветровой нагрузки необходимо принимать согласно СП 43.13330, при этом для каждого конкретного сооружения должны быть учтены следующие требования:
технологические (обеспечение условий нормальной эксплуатации подъемно-транспортного оборудования, контрольно-измерительных приборов и т. д.);
- конструктивные (обеспечение целостности футеровки, тепловой изоляции примыкающих друг к другу элементов конструкций и их стыков);
- эстетико-психологические (обеспечение благоприятных впечатлений от внешнего вида сооружения, предотвращения ощущения опасности).
Предельное значение горизонтального перемещения по эстетико-психологическому требованию должно быть указано в задании на проектирование.
13.7 Если условия эксплуатации трубы требуют наличия проема для отвода дымовых газов, ширина которого превышает две трети диаметра несущей оболочки, допускается установка большего числа меньших проемов, которые в совокупности составят необходимую площадь, при этом должны быть выполнены требования СП 43.13330.
13.8 Проемы в трубах, не усиленные дополнительными ребрами жесткости, должны быть закруглены по радиусу с минимальным значением 10t, где t – толщина оболочки.
13.9 Крепление трубы к фундаменту осуществляют анкерными болтами, количество и шаг расстановки которых определяют расчетом. Допускаются спаренные анкерные болты. Варианты конструктивного исполнения опорной части стальных труб следует принимать в соответствии с рисунками 13.1–13.3.
 | |
| 555 × 234 пикс. Открыть в новом окне | |
Рисунок 13.1 – Опорная плита
 | |
| 555 × 290 пикс. Открыть в новом окне | |
Рисунок 13.2 – Опорная плита с подкрепляющими ребрами
 | |
| 555 × 290 пикс. Открыть в новом окне | |
Рисунок 13.3 – Опорная плита с подкрепляющими ребрами и верхней горизонтальной плитой (траверса)
13.10 Выбор материалов элементов конструкций стальных труб следует осуществлять в соответствии с СП 43.13330, СП 16.13330 и СП 28.13330.
При температуре на поверхности металла ствола трубы ниже 200 оС следует использовать углеродистые или низколегированные стали; при температуре на поверхности металла от 200 °С до 400 °С включительно – низколегированные стали; а при температуре на поверхности металла свыше 400 оС следует использовать коррозионностойкие и жаростойкие стали. При высоком содержании агрессивных составляющих в отводимых газах независимо от их температуры, и особенно в случаях возможного образования конденсата, следует использовать коррозионностойкие стали.
Для труб и газоотводящих стволов следует применять марки стали по назначению в зависимости от состава отходящих газов, в основном аустенитного класса в соответствии с СП 28.13330.
Применять сталь марки 10ХНДП типа «кортен» (см. ГОСТ 19281) допускается только в условиях слабоагрессивной среды при концентрации газов не выше группы «А» для наружных несущих каркасов.
При назначении стали для конструкций труб следует учитывать группы конструкций согласно СП 16.13330.2017 (приложение В):
- для труб класса КС-3 (повышенный уровень ответственности) стальные оболочки труб, наружные ребра жесткости, фланцы и элементы опорных узлов принимают по группе 1, газоотводящие стволы, внутренние опорные элементы и ребра жесткости – по группе 2, лестницы, площадки и прочие вспомогательные конструкции – по группе 3;
- для труб класса КС-2 (нормальный уровень ответственности) стальные оболочки труб, наружные ребра жесткости, фланцы и элементы опорных узлов принимают по группе 1, газоотводящие стволы, внутренние опорные элементы и ребра жесткости – по группе 3, лестницы, площадки и прочие вспомогательные конструкции – по группе 4.
Не рекомендуется использовать коррозионностойкую сталь мартенситного и ферритного классов (в том числе и с высоким содержанием молибдена) в трубах, отводящих дымовые газы от оборудования, работающего на серосодержащем топливе в условиях средней или высокой степени агрессивного воздействия, когда температура поверхности, соприкасающейся с отходящими газами, ниже вычисленной кислотной точки росы 10 °C в соответствии с таблицей 13.1.
Таблица 13.1 – Степень агрессивного воздействия
Степень агрессивного воздействия | Часы эксплуатации в год |
| Низкая | < 25 |
| Средняя | 25 – 100 |
| Высокая | >100 |
| П р и м е ч а н и я 1. Часы эксплуатации действительны при содержании SO3, равном 15 ‰. При разном содержании SO3 часы эксплуатации обратно пропорциональны содержанию SO3. Когда содержание SO3 неизвестно, допускается принимать его минимальное содержание, достигающее 2 % от содержания SO2 в отходящих газах. 2. При расчете часов эксплуатации, в течение которых труба испытывает степень агрессивного воздействия, следует учитывать время начала и окончания работы, когда температура отходящих газов ниже кислотной точки росы. 3. Необходимо учитывать, что небольшие участки могут подвергнуться местному охлаждению и оказаться под влиянием локализованной кислотной коррозии. Местное охлаждение может возникнуть вследствие: - подсосов воздуха;- охлаждения ребра фланца, интерцепторов и другой арматуры; - охлаждения через опорные точки; - обратной тяги у вершины трубы.4. Следует учитывать, что присутствие хлоридов и фторидов в конденсате отработанного газа может значительно усилить коррозию. Допускается принимать уровень агрессивного воздействия низким при условии, что концентрация HCl < 30 мг/м3 или HF < 5 мг/м3, а время работы при температуре ниже кислотной точки росы не превышает 25 ч в год. 5. Независимо от температуры, степень агрессивного воздействия считается высокой, если концентрация галогенов выше:- 300 мг/м3 при 20 °C и давлении в 0,1 МПа (1 бар) – для фторида водорода;- 1300 мг/м3 при 20 °C и давлении в 0,1 МПа (1 бар) – для элементарного хлора; - 1300 мг/м3 при 20 °C и давлении в 0,1 МПа (1 бар) – для хлорида водорода.6. Следует считать, что условия насыщенных или конденсирующихся дымовых газов системы десульфуризации всегда создают высокую степень агрессивного воздействия. | |
13.11 При температуре стенки ствола ниже 65 °C и концентрации конденсируемой из отводимых газов серной кислоты с концентрацией 5 % рекомендуется использовать коррозионностойкую сталь с высоким содержанием молибдена. Следует учитывать, что подобные условия, как правило, наблюдаются у вершины (на высоте, равной трем диаметрам) трубы, которая отводит серосодержащие дымовые газы.
Примечание – Наличие газоочистки или присутствие хлоридов в конденсате значительно увеличивают скорость коррозии, из-за чего использование подобной коррозионностойкой стали нецелесообразно.
13.12 Не допускается использовать коррозионностойкую сталь мартенситного и ферритного классов при контакте с отходящими газами, содержащими щелочи.
13.13 Следует учитывать, что при контакте с отходящими газами при переменной конденсации SO2/SO3 (но не HCL) низколегированная сталь с содержанием меди более устойчива к коррозии по сравнению с углеродистой.
13.14 Не допускается использование низколегированной стали с содержанием меди для атмосферных условий эксплуатации в прибрежной морской зоне, а также любой другой хлоридсодержащей среды.
13.15 Стыки элементов из коррозионностойкой стали с элементами из углеродистой или низколегированной стали следует выполнять на болтах с применением изолирующих прокладок. Выполнение сварных соединений данных сталей осуществляется по установленной для этого технологии сварки и специальными электродами или сварочной проволокой.
13.16 Толщину стенки оболочки несущего ствола трубы определяют расчетом. Минимальная толщина несущей оболочки стальной трубы из углеродистой стали должна составлять 5 мм без учета припуска на коррозию.
Припуск на коррозию следует принимать как сумму внешних и внутренних припусков, определяемых по таблицам 13.2 и 13.3. Общий припуск необходимо прибавить к толщине оболочки, принятой по результатам расчетов. Припуск на коррозию на всех открытых поверхностях должны иметь как внутренние, так и внешние фланцы. Припуски, приведенные в таблицах 13.2 и 13.3, рассчитаны на 20 лет срока службы трубы. Для более долгих сроков службы припуски на коррозию следует пропорционально увеличивать.