Проблемы дымовых кирпичных труб в результате нестабильности тепловых нагрузок при проведении экспертизы промышленной безопасности Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Трещина на наружной поверхности трубы неоднократно ремонтировалась цементно-песчаным раствором. При освидетельствовании трубы было установлено, что трещина в течении последних пяти лет не развивается. Причиной возникновения трещины может являться ранее проходивший процесс сульфатации кладки трубы по высоте, слабая газоплотность внутренней футеровки, несоблюдение режима сушки и разогрева трубы при пуске в эксплуатацию. По результатам заключения экспертизы безопасности были разработаны корректирующие мероприятия по устранению дефектов и повреждений дымовой трубы:

- повысить газоплотность ствола трубы по всей высоте на основе сухих смесей - «Эмако-588 С» или им аналогичным;

- выполнить подтяжку стяжных колец порядка 50-60 Мпа;

- заделать трещину герметиком «Изокром-Г».

Список использованной литературы:

¡.Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов». Принят Государственной Думой 20 июня 1997 года №116-ФЗ.

2.Федеральные нормы и правила в области «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности». Утверждены приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013года №538.

3.Ельшин А.М., Ижорин М.Н., Жолудов В.С., Овчаренко Е.Г. Дымовые трубы; Под редакцией С.В. Сатьянова- М., 2001-296с.

4. Дужих Ф.П., Осоловский В.П., Ладыгичев М.Г. Промышленные дымовые и вентиляционные трубы: Справочное издание/ Под редакцией Дужих Ф.П.- М.: Теплотехник, 2004- 464с.

© В Н. Выдрин, О.В. Зубко, 2015

УДК 69.05

Выдрин Владимир Николаевич

Эксперт по промышленной безопасности, директор ООО «ВВЗ»

г. Тула

Зубко Ольга Викторовна

Эксперт по промышленной безопасности, производственно-коммерческий директор ООО «ВВЗ»

г. Тула wwztula@mail. ги

ПРОБЛЕМЫ ДЫМОВЫХ КИРПИЧНЫХ ТРУБ В РЕЗУЛЬТАТЕ НЕСТАБИЛЬНОСТИ ТЕПЛОВЫХ НАГРУЗОК ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЭКСПЕРТИЗЫ ПРОМЫШЛЕННОЙ

БЕЗОПАСНОСТИ

Аннотация

В статье рассмотрены проблемы, возникающие при эксплуатации дымовых труб в непроектном режиме, при экспертизе промышленной безопасности

Ключевые слова

Дымовые кирпичные трубы, экспертиза промышленной безопасности, дефекты

Экспертиза промышленной безопасности дымовых труб, проводится с целью определения соответствия объекта экспертизы предъявляемым к нему требованиям промышленной безопасности [2] на

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №9/2015 ISSN 2410-700Х_

основании требований статьи 13 Федерального закона РФ от 21.07.1997 № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» [1]. Дымовые кирпичные трубы работают в сложных условиях перепадов температур, давления, влажности, агрессивного воздействия дымовых газов, ветровых нагрузок и нагрузок от собственной массы. Их конструкции одновременно подвергаются различным видам коррозии, эрозии, испытывают значительные температурные напряжения, физические и механические нагрузки. Воздействие температурных напряжений на конструкции стволов в наибольшей степени сказываются на кирпичных дымовых трубах, потому что, во-первых, они в основном эксплуатируются в области более высоких температур отходящих газов, а во-вторых, в монолитных и сборных железобетонных трубах значительную долю усилий от температурных воздействий воспринимает арматура, выполняющая стабилизирующую роль. При температурных перепадах, вызываемых как отдельными источниками, так и в большинстве случаев их совокупностью, в стволе и в футеровке возникают значительные термические напряжения, приводящие к значительным усилиям растяжения с холодной стороны конструкций и сжатия с горячей. Так как предел прочности керамических материалов на растяжение значительно меньше предела прочности на сжатие образование трещин от температурных напряжений начинается в этих зонах. Для восприятия усилий, возникающих в кладке за счет разности температур в стенке ствола трубы под воздействием дымовых газов на наружной поверхности кирпичных дымовых труб, устанавливаются стяжные кольца. Шаг и сечение стяжных колец определяется расчетом в зависимости от температуры удаляемых газов. На службу футеровки кирпичных труб основное влияние оказывают или частые изменения температуры отходящих газов и ее резкие колебания, или превышение их расчетной максимальной температуры. До 1960-1962 гг. промышленные и отопительные котельные установки в СССР работали на твердом или жидком топливе. Для них строили дымовые трубы со стволом из глиняного обыкновенного кирпича пластического прессования марки не ниже 100 на сложном растворе с футеровкой на всю трубу или на 1/3 ее высоты из того же материала, что и ствол. Между стволом и футеровкой оставляли воздушный зазор, который при необходимости заполняли теплоизоляционном материалом в зависимости от температуры дымовых газов и термического сопротивления стенки ствола трубы. Температура дымовых газов, поступающих в трубу, как правило была высокой и составляла 200-350 ° С. Значительных разрушения стволов дымовых труб при таких режимах эксплуатации, как правило, не наблюдалось [4]. Основной недостаток эксплуатации дымовых кирпичных труб - их работа в непроектном режиме.

В результате спада промышленного производства значительная часть предприятий вынуждена работать с незагруженными производственными мощностями. Кирпичные дымовые трубы, рассчитанные на удаление отходящих газов от теплотехнических агрегатов при их полноценной нагрузке, подвергаются усиленному износу из-за уменьшения объемов дымовых газов, понижении их температуры, нестационарных нагрузках и смены виды топлива. Многие котельные, работавшие раньше на угле и мазуте, переведены на газ, и их дымовые трубы работают в непроектном режиме и разрушаются от конденсата [3]. На дымовых трактах имеются места значительных подсосов воздуха и скопления воды. При низкой температуре (до 100 °С) поступающих в трубу дымовых газов и низкой скорости (до 6 м/с) температура внутренней поверхности трубы становится ниже температуры точки росы. Конденсат фильтруется через швы футеровки и кладки ствола и полностью насыщает кирпичную кладку. В зимний период происходит замерзание влаги в швах, трещинах и порах кирпича, а также кладки, что вызывает разрушение ствола трубы и через 3 -4 года труба приходит в аварийное состояние. Кроме того, при низкой скорости дымовых газов возникает опасность попадания в верхнюю часть трубы наружного холодного воздуха, что приводит к значительному охлаждению внутренней поверхности кирпичной кладки. Для того чтобы избежать этого явления, скорость на выходе из трубы должна быть в 1.3-1.5 раза выше скорости ветра. Поэтому минимальная скорость дымовых газов на выходе из трубы должна при проектировании принимать значение не ниже 6 м/с. В продуктах сгорания газового топлива содержится незначительное количество серных соединений, поэтому разрушение кладки ствола при образовании конденсата носит физико-механический характер в результате попеременного замораживания и оттаивания увлажненной кладки. При образовании в трубе неагрессивного

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №9/2015 ISSN 2410-700Х_

конденсата для предохранения от разрушения от разрушения внутреннюю поверхности несущего кирпичного ствола защищают слоем гидроизоляции, а при образовании агрессивного конденсата-противокоррозионным химически стойким покрытием .При проектировании кирпичных дымовых труб с выходным отверстием менее 2.5м или привязке типовых проектов необходимо рассчитывать газоотводящий тракт так, чтобы в стволе трубы не было образования конденсата при различных режимах работы котельной, т.е. температура внутренней поверхности трубы без гидроизоляции или противокоррозионного покрытия должна быть не менее чем на 5° С выше температуры точки росы. При неполной нагрузке котельной и низкой скорости дымовых газов перепад между температурой стенки и температурой газового потока достигает значительной величины, поэтому на внутренней поверхности трубы происходит конденсация водяных паров. Отсюда следует, что котельные тепловых сетей, которые были переведены с твердого или жидкого топлива на природный газ, которые работают при малых нагрузках в целом и особенно при недогрузке работающих котлов на внутренней поверхности дымовой трубы происходит конденсация водяных паров, необходимо выполнять комплекс работ по устройству надежной гидроизоляции, предусматривать замену существующих кирпичных труб на стальные дымовые трубы.

Выполняя экспертизу кирпичной дымовой трубы высотой 45 метров в Плавском районе Тульской области, было установлено, что по проекту котельная должна работать на мазуте. Температура отводимых газов от котлов по проекту 228-237°С. Дымовая труба была введена в эксплуатацию в 1990г., и предназначена для отвода продуктов сгорания топлива от 4-х водогрейных котлов типа ДЕ-10-14 МГ, работающих в помещении отопительной котельной. Через несколько лет, после пуска котельной в эксплуатацию она была переведена на газовое топливо - природный газ. На момент проведения экспертизы промышленной безопасности, отвод продуктов сгорания топлива производится от 2-х водогрейных котлов типа ДЕ-10-14 МГ. Причем, в отопительный период в котельной эксплуатируется только один котел и тот в половину своей мощности, второй котел находится в резерве, который включают на короткий период в зимний период. Температура отводимых газов от работающего котла 100-120°С. Таким образом, нарушен температурный режим работы дымовой трубы, перепады температур на поверхности ствола и футеровки. Отработанные газы поступают в дымовую трубу по подземным газоходам, которые примыкают к фундаменту дымовой трубы. По проекту ствол трубы выполнен из пустотелого одинарного глиняного кирпича (ГОСТ 8426 -75 кирпич глиняный для дымовых труб) марки 125 на цементно-песчаном растворе марки 100, в виде полого усеченного конуса с уклоном наружной образующей 3%. Для защиты ствола трубы от температурного и агрессивного воздействия отходящих газов, выполнена футеровка толщиной 120 мм из пустотелого глиняного кирпича (ГОСТ 8426-75) марки 125 на цементно-песчаном растворе марки 100. Футеровка внутренней поверхности ствола трубы выполнена до отм. 42,600 м. Между кладкой ствола и футеровкой дымовой трубы выполнен воздушный зазор. Вход дымовых газов в трубу осуществляется по кирпичным подземным газоходам, выходящих из здания котельной. По высоте трубы смонтированы металлические стяжные кольца, которые воспринимают растягивающие усилия, вызванные перепадом температуры по толщине стенки ствола, шаг колец 1100мм. В результате обследования было установлено: труба работает не в проектном режиме, произошло снижение температуры дымовых газов, что привело к образованию конденсата на внутренней поверхности. При неполной нагрузке котельной и низкой скорости дымовых газов перепад между температурой стенки и температурой газового потока достигает значительной величины, поэтому на внутренней поверхности трубы происходит конденсация водяных паров. Вследствие размораживания выявлены следующие дефекты:

- на наружной поверхности наблюдается разрушение стенки ствола трубы на глубину от 30 мм до 50 мм, размораживание и расслоение кирпичной кладки;

- в местах расположения12 и 13 стяжных колец разрушение стенки ствола трубы на глубину до 270 мм, размораживание и расслоение кирпичной кладки (фото 1,2).

Фото 1 - Фрагмент разрушения ствола дымовой трубы на отм. ~ +13,0м

Фото 2 - Фрагмент разрушения ствола дымовой трубы на отм ~ +14,5 м

- кирпичная кладка оголовка дымовой трубы разрушена на глубину до 170 мм.

- с отм. ~ 13,000м до отм. 45,000 м, наблюдается разрушение кладки, ремонтного штукатурного слоя (фото 3).

Фото 3 - Фрагмент разрушения ствола дымовой трубы на отм ~ +42.0 м

Разрушение кирпичной кладки ствола дымовой трубы произошло в результате:

а) нарушения температурного режима работы дымовой трубы (непроектные тепловые нагрузки), большие перепады температур на поверхности ствола и футеровки во время включения и выключения резервного котла в холодный зимний период;

б) высокой влажности дымовых газов, фильтрации конденсата на наружную поверхность ствола;

в) недостаточной газоплотности и паронепроницаемости кирпичной кладки футеровочного слоя.

г) размораживания и разрушения кирпичной кладки трубы по высоте.

По результатам экспертизы трубы были даны рекомендации по восстановлению трубы: разобрать и переложить оголовок трубы, выполнить локальные работы по восстановлению кладки по высоте трубы; повысить газоплотность ствола трубы по всей высоте; выполнить подтяжку колец по высоте; даны рекомендации по установке модульной котельной взамен существующей.

Было выполнено освидетельствование кирпичной трубы после проведенного ремонта. Работы по восстановлению трубы в основном были выполнены полностью: переложен оголовок, восстановлена кладка по высоте трубы, выполнены работы по повышению газоплотности ствола трубы по всей высоте. Ведутся работы по монтажу модульной котельной. Список использованной литературы:

1.Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов». Принят Государственной Думой 20 июня 1997 года №116-ФЗ.

2.Федеральные нормы и правила в области «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности». Утверждены приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013года №538.

3. Ельшин А.М., Ижорин М.Н., Жолудов В.С., Овчаренко Е.Г. Дымовые трубы; Под редакцией С.В. Сатьянова- М., 2001-296с.

4. Дужих Ф.П., Осоловский В.П., Ладыгичев М.Г. Промышленные дымовые и вентиляционные трубы: Справочное издание/ Под редакцией Дужих Ф.П.- М.: Теплотехник, 2004- 464с.

© В.Н. Выдрин, О.В. Зубко, 2015

УДК 004.724.4

Дедушкин Олег Витальевич, Кокорев Олег Анатольевич

Академия ФСО России г.Орел, Российская Федерация Ded3295@mail.ru

АНАЛИЗ ПРИЧИН СЕТЕВОЙ ЗАДЕРЖКИ В СЕТЯХ С КОММУТАЦИЕЙ ПАКЕТОВ.

Аннотация

В статье приведен обзор причин возникновения задержек при передаче пакетов в сетях с коммутацией пакетов. С целью упрощения рассматриваемых процессов между узлом-отправителем и узлом-приёмником расположен только один промежуточный узел.

Ключевые слова

Задержка пакета, время передачи, узел-отправитель, распространение сигнала, ожидание в очереди.

В настоящее время в сфере телекоммуникаций наблюдается стремительное развитие мультисервисных сетей связи (МСС), то есть сетей, в которых обрабатывается гетерогенный трафик: речь, данные, мультимедийная информация. МСС строятся на основе концепции сетей следующего поколения (Next Generation Network - NGN), которая предполагает использование транспортных технологий на базе