Как работает тепловая электростанция. aslan wrote in March 4th, 2012
А вы когда-нибудь задумывались,откуда берется горячая вода из-под крана,тепло в ваших трубах и электричество для зарядки телефона и работы вашего любимого компьютера? Ответы на эти вопросы под катом..
18 февраля по приглашению "Территориального управления по теплоснабжению города Ульяновска" ОАО "Волжская ТГК" я посетил вместе с другими ульяновскими блогерами ТЭЦ-1 (теплоэлектроцентраль),которая находится в Засвияжском районе нашего города.
На указанном месте нас ждал ПАЗик.На нем нашу группу отвезли к "генератору" тепла и света.
Подъехав к ТЭЦ,в автобус зашёл охранник,который, переговорив с водителем и сопровождающим,пустил нас на территорию.
Сначала нам провели небольшую экскурсию на автобусе.
Высота труб,изображенных на фотографии, составляет приблизительно 185 метров.На территории ТЭЦ таких две..
4.
А по этим трубам горячая вода начинает свой путь в наши дома.(фото 4)
Видите эти широкие трубы? А знаете ли вы,для чего они предназначены и как называются?
Оказывается,это градирни - устройства для охлаждения большого количества воды направленным потоком атмосферного воздуха.
После того,как вода придет в нужное состояние,её направляют на охлаждение технологического оборудования. Кстати,стоимость одной такой градирни свыше 500 млн. рублей.
Смешно,но раньше я думал,что из них выходит дым,но теперь узнал,что это пар.Действительно,век живи-век учись.
"Что это?"-спросил ребенок свою маму,работницу ТЭЦ.
"Фабрика по производству облаков"-услышал малыш в ответ.
Первая в Ульяновске теплоэлектроцентраль была построена при автомобильном заводе. В начале декабря 1946 года вошел в строй первый паровой котел ТЭЦ, а 31 декабря первая турбина набрала обороты. В начале 1947 года ТЭЦ дала промышленный ток цехам автозавода, а в 1951 году - Ульяновской горэлектростанции, с которой была связана электропередачей напряжением 22 кВ.
Строительство главного корпуса, объектов станции и монтаж оборудования велись высокими темпами. 20 декабря 1946 года начались пробные пуски первого котла и первого турбогенератора, а 31 декабря с 16 часов турбогенератор ТЭЦ был включен в параллельную работу с дизельными электростанциями города и принял нагрузку 1500 киловатт. Этот день вошел в историю Ульяновской ТЭЦ как начало ее промышленной эксплуатации.
После нас подвезли к главному корпусу, где и ведется самая важная работа.
Вот такой план эвакуации висит на первом этаже(фото 9):
:
9.
Стоматологические,физиотерапевтические услуги предоставляются работникам ТЭЦ бесплатно.Так же они могут посещать сауну, спортивный зал,которые находятся на территории ТЭЦ.
Мы прошли в конференц-зал,в котором нас встрел директор-главный инженер Долгалев Виктор Антонович.
Нас попросили надеть каски,поскольку техника безопасности здесь строгая.
Иван,ведущий инженер по наладке и испытаниям, повёл нас к самому интересному месту,туда,где производится энергия.
Мы шли по коридору с вот такими красивыми дверьми:))
На окнам всевозможные рисунки:
А на стенах плакаты с историей создания станции, информацией для работников, об экологии, террористической опасности:
И вот святая святых:
Турбогенератор,вырабатывающий электричество. Мощность его генератора=60 мегаватт,частота=50 Гц.
По залу на рельсах, закрепленных на крыше,перемешается кран,который может переместить за раз до 20 тонн веса. (фото 18)
Очень много различных устройств,показывающих множество параметров
Пожарной безопасности на ТЭЦ уделяется большое внимание: повсюду стоят огнетушители и пожарные вентиля на красных трубах,чтобы можно было сразу идентифицировать их:
При повороте этих вентилей...
Вода разбрызгивается по всему залу вот по этим красным трубам:
Это устройство перекрывает подачу пара на турбогенератор при возникновении экстренной ситуации.Происходит это практически мгновенно.
Перейдём в следующее отделение-котельную.
Вода греется в огромных котлах.Всего их 5 или 6:)
Могу немного ошибаться,потому что на месте было ужасно шумно.Чтобы услышать хоть что-то,мы "облепили" Ивана со всех сторон.Нужно было орать-только в этом случае собеседник мог тебя услышать:)
На ТЭЦ существует два вида топлива: основное-газ и резервное-мазут. С помощью сопел регулируется их подача.Во время нашего визита подогрев велся с помощью мазута(энергетики попросили временно приостановить работу газом из-за его нехватки. Многие промышленные предприятия начинают активное сжигание газа во время холодов,а так как больше всего резервного топлива у ТЭЦ,они просят переключиться на него именно им)
Если открыть заслонку котла,то видно,как горит мазут. Заметьте,температура его горения 2100 градусов:
35.
Производительность котлов 480 тонн пара в час.
36
Работа котлов (подача топлива,закрытие и открытие сопел и т.д.) регулируется с помощью компьютера:
В диспетчерском пункте обилие кнопочек рычажком, датчиков, самописцев
Внедряются новые технологии.Управление происходит с помощью компьютеров,абсолютно все показатели можно увидеть, нажав пару кнопок:
Пульт управления:
Самописцы.После аварии благодаря им можно узнать из-за чего она произошла.Хранятся 3 года,после чего сдаются в макулатуру.
Память о прошлом:
В начале каждого отопительного сезона комиссия проверяет работу ТЭЦ,если всё в порядке,то выдается паспорт:
А теперь вы можете увидеть краткое описание работы ТЭЦ,на таком принципе работают практически все российские ТЭЦ:
Кстати,установленная электрическая мощность данной ТЭЦ - 435 МВт, тепловая мощность - 1539 Гкал/час
По окончанию прогулки нас угостили чаем с пирожеными,директор ответил на все наши вопросы.Беседа была очень интересной и познавательной.Вот выдержки из этой беседы:
- условная граница ТЭЦ - это забор,за его границей вся ответственность за доставку тепла гражданам принадлежит территориальному управлению по теплоснабжению,а также всевозможным домоуправляющим компаниям
- горячую воду из-под крана можно пить,она даже чище холодной. Потому что вода,поступающая на ТЭЦ проходит жесточайшую очистку и практически становится дистиллированной. Если бы не было такой очистки,то трубы и турбины пришлось бы менять чуть ли не каждые 2-3 года
Так как это объект стратегической важности,то ФСБ часто устраивает проверки, забрасывая диверсантов на территорию,которые закладывают муляжи взрывчатки.Об этих проверках не знают ни милиция,ни скорая помощь,ни пожарная-никто. Так работники ФСБ проверяют реакцию и подготовленность охраны. К счастью,все проверки пройдены успешны
- В 1979 году произошла крупнейшая авария за историю теплоэлектроцентрали. Из-за низких температур (35 градусов ниже нуля) ещё на молодой станции произошло остекленение блока по нижнему ярусу,замерзшие сетевые насосы вышли из строя из-за скопившегося конденсата,в последствии чего произошло короткое замыкание.работа станции была приостановлена на 2 недели
Репортаж корреспондента газеты "Пухавiцкiя навiны" Елены Шантыко.
Дымовую трубу ТЭЦ-5, думаю, видел каждый житель нашего района. И, наверное, каждый знает, что именно она является самым высоким сооружением на Пуховщине. Действительно, высота трубы составляет 240 метров, что приблизительно соответствует высоте 80-этажного дома. И пусть среди подобных себе наша труба не рекордсмен (высота трубы, например, Харьковской ТЭЦ равна высоте Эйфелевой башни и составляет 330 метров), однако в Минской области конкурентов у нашей трубы нет. Да и в Беларуси таких великанов немного. Для примера: 374 метра составляет высота Слонимской телевышки, самой высокой в Беларуси.
Впрочем, не только высота трубы была причиной моего давнего желания более подробно узнать об этом объекте, хотя изначально, признаюсь, мысль о том, чтобы подняться на одну из светофорных площадок, не раз посещала меня. И все же интерес к трубе как к производственному объекту, играющему не последнюю роль в работе станции и требующему к себе определенного внимания, был основополагающим. И свой давний интерес я все же озвучила директору ТЭЦ-5 В.В. Кишко во время последнего визита на электростанцию.
Высотные дымовые трубы действительно являются неотъемлемым компонентом любой современной ТЭЦ, потому что они выполняют исключительно важную функцию отвода от котлов и рассеивания в верхних слоях атмосферы газообразных выбросов и пыли,- говорит Владимир Владимирович.- Поэтому трубы - это особые производственные объекты, инженерные сооружения, обслуживанием которых в Беларуси занимаются специализированные предприятия.
И для строительства дымовой трубы ТЭЦ-5 также было специально создано новое предприятие СМУ «Энерговысотспецстрой», которое в установленные сроки, с применением новых на момент строительства станции технологий и материалов обеспечило сооружение объекта, введенного в эксплуатацию в 1999 году.
Теперь обследование строительных конструкций трубы раз в 5 лет выполняют специалисты ЗАО «Белспецэнерго».
Они в обязательном порядке обследуют прочность всех строительных конструкций, фундамента, ствола трубы, отмосток, лестниц, светофорных площадок, которых на нашей трубе целых пять, а также конструкций ходовой лестницы, расположенной по внешнему контуру трубы.
После такого тщательного обследования специалистами составляется технический отчет, в котором даются рекомендации по дальнейшему техническому обслуживанию объекта. Затем выполняются все необходимые организационные и технические мероприятия, связанные с ремонтом трубы.
В обязательном порядке (и чаще, чем раз в пятилетку) определяется также крен трубы. И тут не могу не упомянуть о том, что столь прочная железобетонная конструкция всегда откликается на неблагоприятную ветреную погоду: любой, кто находится на верхних светофорных площадках, может ощутить колебания трубы.
Оголовок (так называется верхняя часть трубы) вообще находится в наиболее сложных условиях службы не только в связи с происходящими колебаниями, но также ввиду попадания на внутреннюю поверхность трубы атмосферных осадков, интенсивных конденсационных газов и связанных с этим процессом многократного замораживания и размораживания,- рассказывает начальник ремонтно-строительного цеха ТЭЦ-5 Юрий Григорьевич Самохин.- Хотя основная механическая и ветровая нагрузка приходится, конечно, на несущий ствол трубы. Его состоянию особенно пристальное внимание уделяется специалистами при проведении обследования объекта.
Однако думать о том, что труба от обследования до обследования перестает представлять собой интерес для энергетиков, нельзя. Есть специальная инструкция по эксплуатации данного объекта, и у каждого цеха есть свои обязанности.
За работниками электроцеха, например, закреплена обязанность следить за исправностью светильников, установленных на светофорных площадках и обеспечивающих безопасность воздушного транспорта.
75 процентов светильников в обязательном порядке должны работать,- рассказывает начальник электроцеха Юрий Николаевич Жирков.- Поэтому оперативный персонал цеха ежедневно производит визуальный осмотр трубы и площадок, и при необходимости мы самостоятельно производим замену светильников. Стараемся проводить эти работы в летний период по причине того, что подъем на трубу - непростое задание. Как правило, командировка наверх занимает целый день.
Представьте себе, чего стоит подъем на высоту 80-этажного здания своим ходом и по внешнему контуру трубы… Холодок подступает к сердцу, не правда ли? Это вам не на лифте подъехать… Хотя в истории был и такой факт. Во время строительства лифт внутри трубы функционировал. И старожилы станции поднимались наверх, чтобы удовлетворить свое любопытство. И за смелость были вознаграждены открывавшимися глазу пейзажами. Говорят, что сверху, с высоты птичьего полета, можно увидеть не только весь наш район, но даже столицу.
Теперь на экскурсию на трубу никто, конечно, не ходит. К работам на ней допускаются только имеющие разрешение на проведение высотных работ люди. Подъем осуществляется со всеми мерами предосторожности, с обязательным отдыхом. Поэтому такая производственная командировка и занимает практически весь рабочий день.
Говоря о нашей трубе, нельзя также не сказать, что прогресс в прямом смысле слова коснулся и ее: уже несколько лет труба используется в качестве держателя антенн передатчиков ТВ и мобильной связи (Velcom и Life). Благодаря большой высоте установки антенн зона уверенной связи популярных операторов стала больше.
Для того, чтобы сделать фото дымовой трубы, мы с Ю.Г. Самохиным поднимаемся на верхний этаж административного корпуса. С его крыши на трубу открывается вполне перспективный для фото вид. И сама станция видна как на ладони. А что, если бы мы находились хотя бы на высоте первой светофорной площадки?! Наверное, было бы в разы интереснее. И тут я понимаю, что все же, несмотря на холодок в груди от одной только мысли о высоте, я завидую тем, кто хоть раз в жизни ходил в командировку на трубу…
В XIX веке электричество плотно вошло в мировую цивилизацию и жизнь человека кардинально изменилась как в промышленной деятельности, так и на бытовом уровне.
Глобальная эпоха электричества в России началась после становления советской власти, которой надо отдать должное в развитии энергетики по стране в целом. Электрификация молодой Страны Советов являлась самой приоритетной задачей правительства рабочего пролетариата и крестьян. Страна нуждалась в подъёме промышленности и сельскохозяйственного комплекса, развить которые было невозможно без новых технологий, применяемых в капиталистических странах с использованием электричества и пара.
В связи с этим вначале 1920 года была создана Госкомиссия, план которой назывался ГОЭЛРО - Государственный план электрификации России, ставший первым перспективным документом развития экономики Социалистических Республик.
Электрические сети развивались такими темпами, что уже через шесть лет достигнута половина программы, а ещё через пятилетку производство электроэнергии поднялось в разы. Энергетическая промышленность Советского Союза шагнула на уровень мировых лидеров и была в первой тройке с Соединенными Штатами Америки и Германским государством. Вывести из экономического кризиса страну без развития энергетики за полтора десятка лет до уровня самых развитых держав планеты не смог бы никакой экономический стратег.
Для реализация программы ГОЭЛРО необходимо было строительство дополнительных специальных станций, которые должны были производить электрическую энергию и пар. Впоследствии, такие станции получили название теплоэлектроцентраль или сокращённо - ТЭЦ.
На сегодняшний день почти в каждом российском городе имеется по несколько ТЭЦ, которые обеспечивают теплом и светом наши дома и промышленные предприятия.
ДЛЯ ЧЕГО НУЖНА ТЭЦ И КАК РАБОТАЕТ?
Работа ТЭЦ заключается в выработке пара и преобразовании его энергии в электрическую. Происходит это следующим образом:
Газ (уголь или мазут), сгорающий в специальных камерах огромных котлов, выделяет большое количество тепла, которое передаётся специально очищенной воде, а та, в свою очередь, преобразуется в пар с высокими температурой и давлением. Обладающий огромным потенциалом, водяной пар направляется к множеству сопел, на выходе из которых, он приобретает кинетическую энергию. Такое превращение происходит при переходе газа с высоким давлением в среду с меньшим давлением. Затем пар воздействует на криволинейные лопатки ротора турбины, который вращается, совершая механическую работу.
Но это ещё не всё, на что способен нагретый в котлах пар. Поскольку на выходе из турбины он всё ещё обладает достаточно высокой энергией, то основная часть его используется для нагрева сетей, которые и создают благоприятные условия для проживания в наших квартирах.
Такая работа пара является основным принципиальным циклом для выработки электричества и тепла. Чтобы такой цикл повторить снова и снова, пару необходимо постоянно обладать достаточной энергией. Поэтому его обращают в жидкость, которую направляют в нагревательные котлы.
ГРАДИРНИ ТЭЦ, КАКАЯ ИХ РОЛЬ?
Обращение из парообразного состояния в жидкое происходит в конденсаторных установках путём понижения давления и уменьшения температуры. Существует два основных типа таких устройств:
- смешивающие
- поверхностные
В настоящее время практически на всех ТЭЦ используются поверхностные конденсаторы, т.к. они обладают рядом существенных преимуществ перед смешивающими. Оборотная вода, поступающая на градирни, идет как раз для охлаждения этих аппаратов.
Поверхностный конденсатор с водяным охлаждением имеет следующую общую схему:
Через горловину 4 пар после турбинной установки попадает в аппарат, где после контакта с трубками 2 конденсируется и превращается в жидкость. Конденсат скапливается внизу и из патрубка 5 откачивается для подачи в водогрейные котлы. В трубках же используется вода, которая как раз и охлаждается на градирнях. На рисунке вода подается через патрубок 1 и, пройдя по трубкам и сменив направление, возвращается в водооборотный цикл через патрубок 3.
Кроме этого на конденсаторе устанавливается патрубок для удаления попавшего в аппарат воздух. Специальным насосом он отсасывается вместе с небольшим количеством не успевшего сконденсироваться пара.
Таким образом, градирни на ТЭЦ служат для охлаждения конденсаторов, которые выполняют 2 главных функции:
- поддерживают необходимый уровень разрежения (вакуума) у выпускного патрубка турбины
- превращают поступающий из турбины пар в жидкость, которая возвращается обратно в паровые котлы.
Что же происходит, если градирни не справляются со своей задачей и не дают необходимого охлаждения?
В этом случае снижается вакуум в конденсаторах, что ведет к снижению конденсации пара. Учитывая, что вода для паровых котлов должна быть подготовлена определенным образом, обессолена, не содержать других примесей, то её восполнение обходится довольно дорого. Это постоянные затраты.
Кроме того, возрастают разовые затраты на ремонт турбин, требуется замена большего количества лопаток, происходит ускорение коррозии.
Вот почему даже большие разовые затраты на модернизацию градирен выгоднее, чем компенсация потерь от их неэффективной работы.
Ну а на градирне происходит следующий цикл. Забрав определённое количество тепла от конденсатора, нагретая вода по водной магистрали направляется обратно в охладительную башню, но уже в водораспределительную систему. Здесь, через специальные водоразбрызгивающие сопла, обеспечивается равномерное разбрызгивание по всей поперечной площади и обильным ливнем орошается слой, состоящий из блоков оросителя. Ороситель обеспечивает основное охлаждение жидкости до оптимальной температуры путём замедления стекания, образования тонкой водяной плёнки и мелких капель, которые, в свою очередь, обдуваются потоком воздуха. Воздушный поток образуется за счёт конусной формы охладительного сооружения, разности температур и давлений внутри и снаружи. Иными словами - эффект вытяжной трубы. При таком процессе вода остывает и частично, в виде тёплой паровоздушной смеси, уносится в атмосферу. Основная масса её падает в водосборный бассейн и уже охлаждённая, насосами по трубопроводам, вновь подаётся в конденсаторы.
При обычной нагрузке ТЭЦ, одна установка охлаждает свыше 10 000 кубических метров жидкости в час. Можно себе представить, какое её количество уносится в атмосферу. К сожалению, этот процесс неизбежен. Но прогресс не стоит на месте и найдено эффективное решение для уменьшения потерь при охлаждении - это водоуловитель. Благодаря специально разработанной конструкции, водоуловитель создаёт небольшое препятствие, в котором пар обращается в крупные капли, а те, в свою очередь, под воздействием силы тяжести, падают в водосборный бассейн. Таким образом, применение водоуловителя в открытых охлаждающих установках позволяет сократить капельный унос до 0,01-0,02 % от общего объёма.
ООО «НПО «Агростройсервис» обладает технологиями производства современных, высокотехнологичных и эффективных элементов градирен, которые позволяют не только повысить производственные показатели, но и значительно уменьшить воздействия неблагоприятных факторов на окружающую среду.
Строительство новых вентиляторных или реконструкция существующей градирни ТЭЦ позволяют рационально использовать водные ресурсы без ущерба окружающей среде и при этом значительно снизить потребление топлива для производства тепловой и электрической энергии.
Эффективное и экономное использование природных ресурсов неизбежно влечёт за собой снижение вредных выбросов в окружающую среду.
Однако, пока человечество не научилось избавляться от газообразных отходов предприятий и электростанций, не выбрасывая эти отходы подальше в атмосферу, трубы будут строиться, а возведение этих сооружений останется сложнейшей и интереснейшей инженерной задачей.
Самая высокая дымовая труба в мире была построена в 1987 году в СССР, а находится ныне на территории Казахстана. На высоту 420 м она отводит выбросы Экибастузской ГРЭС-2, вырабатывающей электроэнергию из местного высокозольного угля. Этой трубе немного уступает по высоте канадская Inco Superstack с ее 385 м, возведенная в 1971 году.
В XXI веке ничего подобного уже не строилось — сегодня ставка делается на очистные сооружения, которые серьезно снижают токсичность выбросов. Это, однако, не означает, что трубы утратили свою актуальность — просто появилась возможность строить их ниже, но не так чтобы намного: трубы выше 200 м возводятся и сегодня. Они не столь зрелищны, как небоскребы, но многие инженерные проблемы, которые приходится решать при строительстве сверхвысоких зданий, присутствуют и в работе трубокладов — да-да, именно так называют строителей дымовых труб.
Один из финальных этапов сооружения трубы — ее окраска. Здесь не может быть никаких вольностей: труба — высотный объект и должна быть хорошо заметна для экипажей летательных аппаратов.
Кирпич отступил
Классическим и самым первым материалом для строительства дымовых труб был кирпич. Пока трубы оставались невысокими, все было отлично, но по мере увеличения их высоты выяснилось, что кирпич имеет свои прочностные пределы и недостаточно хорошо работает на сжатие. Впрочем, если подобрать кирпич покрепче и связующие растворы с особыми качествами, то рекорды возможны и в этой области. Еще в 1919 году американской компанией Custodis Chimney в городе Анаконда, штат Монтана, была возведена самая высокая в мире кирпичная труба для отвода газов от множества медеплавильных печей. Труба имеет коническую форму (диаметр 23 м у основания и 18 у вершины) и уходит в небо на 178,3 м. Толщина ее кирпичных стен у основания составляет 180 см.
У этого рекордсмена не было последователей. В грядущие десятилетия самым популярным конструкционным материалом стал железобетон. Железобетонные трубы возводят и поныне, хотя уже существуют альтернативы в виде металла и пластика. Чтобы узнать, что представляют собой современные гигантские дымовые трубы, «ПМ» отправилась в Санкт-Петербург, где расположилась штаб-квартира ЗАО «Корта». Эта компания проектирует и строит высокие дымовые трубы, градирни, а также занимается их ремонтом и обслуживанием в 40 регионах России.
При возведении железобетонной трубы в зимнее время, особенно если речь идет о скользящей опалубке, строительную площадку окружают так называемым тепляком, где плюсовая температура поддерживается с помощью калорифера.
«Видео в интернете, на которых жаждущие адреналина молодые люди прыгают с высоких труб с тарзанок и с парашютами, в нашей профессиональной среде воспринимаются без восторга, — говорит Алина Смирнова, генеральный директор ЗАО «Корта». — Эти сорвиголовы рискуют ради риска, а работа трубоклада сопряжена с риском по необходимости. До сих пор работа на высоте — это тяжелый, по преимуществу ручной труд, где невнимательность и пренебрежение техникой безопасности может стоить жизни». Кубометр бетона, залитый вблизи земли, и кубометр бетона, залитый на высоте 150 м, колоссально отличаются по стоимости — так нам говорят специалисты. Чтобы убедиться в справедливости этого утверждения, стоит разобраться, как устроена и как строится современная железобетонная дымовая труба.
Все ближе к небу
Все, конечно, начинается с фундамента, и тут аналогии с небоскребом напрашиваются сами собой. Подобно ядру высотного здания, дымовая труба — это стержень, консольно защемленный в основании. Как под будущей трубой, так и под будущим небоскребом заливается бетонная плита. Плита может опираться на сваи, а может и не опираться, но в последнем случае придется значительно увеличить ее площадь. Поскольку дымовые трубы строятся, как правило, в стесненных условиях промышленных территорий, сваи обычно используют. Над плитой устанавливается так называемый стакан — круглое основание будущей трубы.
На шахтном подъемнике (решетчатой конструкции) установлена подъемная головка, к которой будет прикреплена рабочая площадка с внешней опалубкой.
Сооружение трубы в чем-то сходно с монолитным строительством зданий — она поэтапно растет вверх. Разница лишь в том, что в распоряжении трубокладов не просторные этажи, а пространство, ограниченное диаметром трубы — всего несколько метров. Существует два основных метода сооружения труб — подъемно-переставной опалубки и скользящей опалубки. Первый метод технологически проще, дешевле, но уступает второму в скорости работ и в качестве железобетонного ствола трубы.
Если трубу возводят методом подъемно-переставной опалубки, то на фундаменте (внутри будущей трубы) устанавливают наращиваемую решетчатую конструкцию — «шахтный подъемник». Он используется для подъема наверх строительных материалов (арматуры, бетона), а также служит опорой для электромеханического подъемного механизма — «подъемной головки». К головке подвешивается круглая площадка, с которой свисает внешняя часть опалубки. Внутренняя (переставная) часть опалубки монтируется дополнительно. Опалубка собрана, закреплена, в ней установлена арматура, туда заливают бетонный раствор. После того как бетон застывает и обретает конструктивную прочность, головка поднимает площадку на 2,5 м. Все повторяется снова. Таким образом труба нарастает кольцами, и каждое из этих колец имеет внутренний выступ, так называемую консоль. Зачем она?
О чем плачут трубы?
Дело в том, что помимо внешнего ствола железобетонной трубы есть еще и внутренняя оболочка, так называемая футеровка. Она выполняется, как правило, из огне- и кислотоупорного кирпича. Футеровка (в отечественных конструкциях) тоже состоит из отдельных колец, каждое из которых опирается на свою консоль. В западных трубах футеровка представляет собой обычно цельный отдельный ствол, который устанавливается внутри основного. Между футеровкой и железобетонным стволом делается теплоизолирующая прослойка из минеральной ваты, а то и просто ничем не заполненной пустоты.
Задача футеровки и теплоизоляции — сберечь железобетонный ствол от действия отводимых газов. Во‑первых, газы бывают очень горячими, на стеклопроизводстве, например, их температура достигает порой 400°. Но более того, отводимые газы обладают еще и агрессивными свойствами. В них чаще всего присутствуют соединения серы. «Если труба спроектирована неправильно или изменены условия ее эксплуатации, — объясняет Алина Смирнова, — то может произойти очень неприятная вещь: прямо в стволе трубы на определенной высоте появится зона «точки росы» и газообразные отходы начнут конденсироваться. Надо понимать, что в присутствии водяного пара, который в трубе есть всегда, соединения серы могут дать серную кислоту, и прямо в трубе пойдет кислотный дождь». Агрессивный конденсат, стекающий по футеровке, представляет большую опасность. При сильном перепаде температуры газов внутри трубы и воздуха снаружи происходит миграция влаги: конденсат проникает внутрь железобетонного ствола и разъедает арматуру и камень.
Сооружение финальной части фундамента под дымовую трубу — так называемого стакана. Сначала монтируется арматура, затем создается бетонная форма.
Иногда он выступает на наружной поверхности трубы в виде белесых пятен, а в зимний период превращается в огромные сосульки. Тогда говорят: труба плачет. Чтобы исключить такие явления, футеровку покрывают специальными составами, снижающими ее проницаемость для конденсата. А вот в трубах, отводящих газы при сжигании угля (в России много угольных разрезов и много ТЭЦ при них), защита футеровки возникает естественным образом: образующийся налет прекрасно защищает кирпич.
Недешевое скольжение
В 1960-е годы в Швеции была разработана более прогрессивная технология строительства железобетонных труб — метод скользящей опалубки. В этом случае рабочая площадка с опалубкой двигается от нулевой отметки, поднимаясь на домкратных стержнях, которые остаются в теле бетона. Высота опалубки 1,2 м, но укладка бетона происходит слоями по 20−30 см. Как только слой обретает конструктивную прочность 5 МПа, укладывается следующий. Метод скользящей опалубки позволяет наращивать строящуюся трубу на 3 м и более в сутки, процесс идет практически непрерывно, и нет необходимости разбирать и собирать опалубку.
«Однако это сложная и дорогая технология, — говорит директор по производству ЗАО «Корта» Андрей Кузнецов. — Оборудование для строительства труб методом скользящей опалубки производят только две фирмы в мире, и его эксплуатация настолько сложна, что нам приходится использовать его только под контролем иностранных супервайзеров, представляющих производителя. Строить же конические сооружения этим методом умеют только австрийцы. Кроме дороговизны, в России метод скользящей опалубки имеет еще два недостатка. Во‑первых, его практически нельзя применять при минусовых температурах (из-за постоянной подачи жидкого раствора, который может замерзнуть), а во-вторых, технология предполагает бесперебойный подвоз раствора в течение, скажем, двух месяцев, и далеко не в каждом регионе нашей страны производственные мощности такое позволяют».
Но какой бы сложной ни была технология опалубки, работа на высоте предъявляет людям высокие требования. Если строящаяся труба не оснащена лифтовым оборудованием (а до определенных высот оно не устанавливается), только забраться на высоту 100−150 м — это приличная затрата времени и сил. Работа на высоте нелегка и психологически — страх высоты заложен в человеке с рождения. Как нам рассказали, некоторые трубоклады, успешно работающие на 120-метровых трубах, отказываются наотрез от работы на 200-метровых. Страшно! Наверху на небольшой площадке нет места для тяжелой техники — для заливки раствора в опалубку рабочие используют тачки и много разного ручного инструмента. Куб бетона, залитый на высоте, «золотым» делает еще и необходимость обеспечивать безопасность трубокладов, а это стоит больших денег. «Экономия на безопасности позволяет некоторым компаниям предлагать низкие цены, — говорит Андрей Кузнецов, — но в итоге это может привести к трагическим последствиям, вроде гибели трех рабочих во время ремонта трубы Конаковской ГРЭС в мае этого года. Люди сорвались вниз вместе с люлькой, которая, очевидно, не прошла положенных испытаний».
Железный аргумент
Впрочем, железобетонным трубам с их трудоемкими технологиями есть альтернатива — металлические конструкции. Металлические трубы бывают отдельно стоящими (в этом случае металла нужно много) или закрепленными в несущем портале, имеющем вид решетчатой фермы. Возведение таких труб технологически проще, они более ремонтопригодны, но менее долговечны.
«Выбор в пользу металлической трубы должен основываться на экономических расчетах, — поясняет Андрей Кузнецов. — Если железобетонная труба наращивается, то металлическую надо собирать из кольцевых элементов с помощью кранов. Краны, способные поднять детали трубы на высоту 150 м, — это уникальные машины, аренда которых может обходиться в миллион рублей в день и выше. Чтобы удешевить процесс, мы сейчас экспериментируем с другой технологией. На всю высоту трубы выстраивается решетчатая легкосборная ферма, а затем внутри нее монтируется труба из металлических колец. Она наращивается либо сверху (тогда секции поднимаются вверх с помощью лебедки), либо снизу (тогда построенная часть трубы поднимается на домкратах). В данном случае тяжелые краны не нужны».
Каждый человек хоть раз в жизни видел тепловые электростанции (ТЭЦ). Это большие заводы по выработке электроэнергии с трубами. Обычно на ТЭЦ трубы двух видов: дымовые - высокие и «стройные» и огромные охладительные башни - более низкие и «толстые». Последние не несут вред окружающей среде. По сути они - увлажнители воздуха, только размером с 12-этажный дом.
В этот раз мне удалось побывать внутри и на действующей башенной градирне на Карагандинской ТЭЦ-3.
Здесь используется несколько градирен. Для изучения мы выбрали самую большую, высота которой 78 метров.
Взгляд внутрь. На фото можно найти Дмитрия и сопоставить масштабы:
Обычно охлаждающие башни или градирни (анг. cooling towers) используют там, где нет возможности использовать для охлаждения большие водоемы или озера.
Вид на саму станцию и соседнюю градирню:
При испарении 1 % воды, температура оставшейся массы понижается на 5,5 градусов Цельсия.
Вентиляторные градирни - они намного меньше, но коэффициент полезности у них больше:
Не смотря на высоту градирни, снимать с неё что-либо кроме станции нечего. Ну разве что теплицы, которые расположены неподалеку:
Выращивают огурцы и помидоры:
Переместимся под градирню, где идет постоянный тропический ливень:
Зимой в этом месте намного красивее, когда образуются наледи:
Процесс охлаждения воды происходит за счет испарения ее части воды при стекании каплями по специальному оросителю, а в противоположном направлении подаётся поток воздуха. Проще говоря, вода льется вниз, а воздух идет вверх, испаряя и охлаждая воду.
Ну и самое интересное - внутри. Я всегда мечтал попасть внутрь действующей градирни. Внутри стоит непроглядный туман. Камера запотевает почти мгновенно, одежда промокает тоже, но чуть медленнее:
Распылители:
Интересный факт: самая большая градирня в мире находится на АЭС Исар II в Германии. Она охлаждает 216 000 кубометров воды в час. Ее высота 165 м и основной диаметр 153 м.
