Восстановить тягу

Экспертиза промышленной безопасности дымовых и вентиляционных труб

Начало строительства промышленных труб как самостоятельных инженерных сооружений ведет свой отсчет с начала 19 века. Промышленность тех лет для удовлетворения своих нужд требовала все большего количества тепла, так как в основе важнейших производств лежали высокотемпературные процессы, связанные с сжиганием различных видов топлива.

Старение производственных фондов — один из факторов, влияющих на промышленную безопасность. На большинстве предприятий практически во всех отраслях промышленности эксплуатируется устаревшее оборудование, и важно правильно установить степень износа этого оборудования, дать рекомендации по возможности его дальнейшего использования. В этих случаях первостепенную роль играет экспертиза промышленной безопасности (ЭПБ) технических устройств (ТУ), применяемых на ОПО.

Согласно Положению о порядке продления срока безопасной эксплуатации технических устройств, оборудования и сооружений на опасных производственных объектах (РД 03-484-02) дальнейшая эксплуатация технического устройства, оборудования и сооружения при достижении срока эксплуатации, установленного в нормативной, конструкторской и эксплуатационной документации, без продления срока безопасной эксплуатации не допускается. При этом одним из важнейших этапов является проведение ЭПБ. В заключении ЭПБ должны быть следующие рекомендации: дальнейшая эксплуатация с установленными параметрами; эксплуатация с ограничением параметров; ремонт; доработка (реконструкция); использование по иному назначению; вывод из эксплуатации.

В зависимости от технического состояния (с учетом требований нормативных документов) продление сроков эксплуатации технического устройства, оборудования и сооружения осуществляется до прогнозируемого срока наступления предельного состояния (остаточный ресурс) или на определенный период (поэтапное продление срока эксплуатации) в пределах остаточного ресурса.

Современные промышленные трубы — сложные инженерные сооружения, работающие в особо тяжелых условиях перепадов температур, давления, влажности, агрессивного воздействия дымовых газов, ветровых нагрузок, нагрузок от собственного веса. Все эти факторы воздействия на действующие трубы носят длительный, многолетний характер. Высота труб от 15 до 420 м, материал — сталь, кирпич, железобетон, полимеры.

Назначение труб — создание необходимого разряжения в топке агрегата и удаление из рабочей зоны вредных компонентов дымовых газов или технологических газообразных продуктов в верхние слои атмосферы. Все это возлагает на инженерные конструкции (трубы) особую ответственность. Следует также отметить, что высота труб — это прежде всего требование охраны окружающей среды. К сожалению, мы не умеем еще очищать дымовые газы до допустимых значений, и высота дымовых труб, образно говоря, обратно пропорциональна достигнутому уровню очистки.

Тяжелые условия эксплуатации большинства промышленных труб с учетом их конструктивных особенностей (непроектный режим эксплуатации, возраст и качество строительства) выдвигают на первое место вопросы контроля за состоянием этих опасных производственных объектов, условиями их эксплуатации и организации надзора. Поэтому своевременно введен государственный контроль за промышленными трубами органами Ростехнадзора, поскольку ведомственный контроль имел существенные недостатки.

Начало строительства промышленных труб как самостоятельных инженерных сооружений ведет свой отсчет с начала 19 века. Промышленность тех лет для удовлетворения своих нужд требовала все большего количества тепла, так как в основе важнейших производств лежали высокотемпературные процессы, связанные с сжиганием различных видов топлива.

В первых установках для получения тепла дымовые трубы составляли единое целое с топочным агрегатом. Подача воздуха в рабочее пространство топки осуществлялась путем естественной тяги, создаваемой из-за разности плотности горячего газа в топке и относительно холодного воздуха на выходе из трубы, т.е. играла роль высота трубы над топкой. Для сжигания больших объемов топлива требовалось возведение соответствующих по высоте труб, что значительно усложняло их сооружение вместе с топочным агрегатом. Возникла необходимость строительства труб отдельно от топочной части.

Первые отдельно стоящие дымовые трубы были высотой 30-60 м и строились из кирпича (до 60 м) или металла (до 30 м). По мере развития установок для сжигания топлива, совершенствования их конструкций, увеличения производительности появлялась потребность в сооружении более высоких труб, а также труб с принудительной тягой, в которых приток воздуха в рабочее пространство топки обеспечивался не только посредством естественной тяги, но и за счет применения вентилятора-дымососа, что позволяло эвакуировать большие объемы отходящих газов без увеличения размеров трубы. Трубы с принудительной тягой получили название отводящих, в отличие от труб с естественной тягой, называемых тяговыми.

Практика многолетней работы в области экспертизы промышленной безопасности показывает, что наиболее характерные дефекты и повреждения металлических стволов дымовых труб — коррозионный износ оболочки секции ствола, разрушение антикоррозионных покрытий внутренней и наружной поверхностей, уплотнений между секциями и металла сварных швов. Причина коррозионного износа внутренней поверхности ствола дымовой трубы — работа в среде агрессивных составляющих отводимых газов при разрушенном антикоррозионном покрытии. При соприкосновении с внутренней поверхностью ствола дымовой трубы, имеющей значительно более низкую температуру из-за отсутствия теплоизоляции, эвакуируемые газы остывают, вследствие чего на внутренней поверхности металлического ствола возникает конденсат. В результате химического взаимодействия конденсата с сернистыми составляющими отводимых газов образуется раствор серной кислоты, который растворяет оксидные пленки и активизирует анодные процессы на поверхности металла, приводящие к его коррозионному разрушению.

Экономическая целесообразность продления срока эксплуатации металлических дымовых труб обоснована путем увеличения ресурса за счет усилений оболочек секций, т.е. повышения их несущей способности. Решение об усилении принимается по заключению о техническом состоянии ствола, в котором указываются соответствие параметров ствола дымовой трубы требованиям нормативной и проектной документации, ресурс его безопасной эксплуатации, и основывается на расчетах ветровой нагрузки, нагрузки от веса конструкций ствола, прочности (устойчивости) оболочек секции и ресурса. В качестве исходных при расчетах используются данные, полученные как из проектной документации, так и в результате натурного обследования.

Обследования промышленных дымовых и вентиляционных труб различных конструкций, проведенные специализированными организациями за последние 30 лет, показали, что практически все промышленные трубы, эксплуатируемые 20 лет и более, требуют капитального ремонта. Особую тревогу вызывает интенсивное увеличение (в последние 10-12 лет) числа труб, требующих капитального ремонта, что вызвано в первую очередь эксплуатацией их в непроектном режиме (снижение нагрузок) и резким сокращением выполнения каких-либо ремонтных работ. Естественное «старение» парка промышленных труб, усугубляемое непроектной эксплуатацией и снижением объема и качества их ремонтного обслуживания, осуществляемого зачастую неспециализированными организациями, не имеющими соответствующей квалификации и опыта, порождает необходимость принятия срочных мер по ужесточению контроля за состоянием этих сложных и опасных сооружений.

Как показывает практика обследования и ремонта дымовых и вентиляционных труб, основные дефекты и повреждения их конструкций можно подразделить на три основные группы:

1. Дефекты строительства:
нарушение технологии и низкое качество работ, применение материалов непроектных марок, несоблюдение геометрии сооружения, отклонения от проектов в размерах и т.п.

2. Повреждения, полученные в процессе эксплуатации:
разрушение конструкций ствола и футеровки от агрессивного воздействия дымовых газов, непроектного режима эксплуатации — изменение объема, состава и температуры отводимых газов, наличие подсосов воздуха, нарушение режима разогрева трубы после останова.

3. Дефекты проектирования:
неудачные решения по конструкциям футеровок (вентилируемые зазоры и др.), размерам и конструкции разделительных стенок, несоответствие применяемых материалов футеровок параметрам и режиму работы подключаемых теплоагрегатов.

При ремонте дымовых труб выявляются дефекты, которые были допущены в основном в процессе строительства из-за низкой технологической дисциплины строителей и недостаточного контроля за работами со стороны заказчиков, а также повреждения, полученные сооружениями в процессе эксплуатации, и в меньшей степени — дефекты проектирования.

Безусловно, все эти три условные группы дефектов и повреждений сложных инженерных сооружений, усугубляя друг друга в процессе эксплуатации, в конечном счете предстают перед ремонтниками единым комплексом, требующим их устранения для обеспечения надежной работы. Так как основная масса промышленных дымовых и вентиляционных труб высотой 100-180 м была построена в 1950-1975 гг., то на сегодняшний день их техническое состояние ограниченно работоспособное, а некоторые из труб практически достигли предельного состояния.

Промышленные трубы как сооружения с учетом их высоты, массы, месторасположения при чрезвычайных обстоятельствах (обрушение ствола или его части) представляют реальную угрозу разрушения целого предприятия со всеми вытекающими негативными последствиями. Поэтому чрезвычайно важно обеспечить регламентированный контроль за техническим состоянием промышленных труб, их обследованием, своевременным выполнением ремонтов и других мероприятий, обеспечивающих безопасность эксплуатации, а также провести квалифицированную экспертизу промышленной безопасности этих опасных сооружений.

Подводя итоги, хотелось бы отметить, что в ходе реализации Федерального закона «О техническом регулировании» роль экспертизы промышленной безопасности как одного из методов оценки соответствия проектной документации, технических устройств, зданий и сооружений требованиям промышленной безопасности должна возрасти. В связи с этим необходимо повышать требования к качеству проводимых экспертиз и к экспертным организациям.