Градирни — огромные охлаждающие башни. ТЭЦ

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

Третья послевоенная ТЭЦ Мосэнерго была построена на северо-востоке города. Своими названиями она обязана Щёлковскому шоссе и неофициальному, "ментальному" району Измайлово (формально ТЭЦ расположена в районе Метрогородок).

Решение о её строительстве ТЭЦ на территории колхоза им. Ленина было принято в 1957 г. В то время на этой территории не было крупной промзоны, некоторые предприятия были основаны возле ТЭЦ-23 впоследствии. К 1966-1968 гг. были введены в строй 4 турбины мощностью сразу по 100 МВт каждая - можно видеть, что, как и на Ховринской, на Измайловской ТЭЦ 50-МВт турбины не использовались. В 1975-1982 гг. были запущены ещё 4 турбины, но мощностью уже по 250 МВт. Ко времени распада СССР ТЭЦ-23 мощностью 1,4 ГВт была самой мощной в Москве и ближнем Подмосковье. Лишь к 2000-м гг. её обошла ТЭЦ-26 в Бирюлёво, а затем и расширенная ТЭЦ-21.

О высокой мощности ТЭЦ-23 свидетельствуют линии, по которым выдаётся её мощность. Всего с Измайловской ТЭЦ выходят 8 ЛЭП под напряжением 220 кВ и 6 ЛЭП под напряжением 110 кВ. Ещё 2 линии 220 кВ в перспективе будут выдавать электроэнергию ТЭЦ-23 на подстанцию "Красносельская", которая войдёт в состав проектируемого псевдо-кольца 220 кВ в центре Москвы.

Особенностью ТЭЦ-23 являются её трубы высотой примерно 245-250 м. До 2000-х гг., когда была построена новая вышка в Октябрьском радиоцентре, "Триумф-Палас" и небоскрёбы Москвы-Сити, трубы ТЭЦ-23 занимали 2 и 3 место по высоте среди сооружений Москве после Останкинской телебашни.

Как и на ТЭЦ-22, в перспективе на ТЭЦ-23 будет проводиться только перемаркировка турбин с повышением мощности. Новых энергоблоков в период до 2020 г. на ТЭЦ возведено не будет.

Фото 23.1. ТЭЦ-23 из окна 21 этажа ГЗ МГУ (расстояние ≈ 20 км). Если приглядеться, то можно увидеть градирни справа от высоких труб. А ещё на фото попали объекты над всей Сокольнической линией от "Университета" до "Бульвара Рокоссовского".

Фото 23.4. Вот ещё несколько. И, да, слева за рамкой фотографии остаётся "Лосиный остров", МКАД, а дальше вообще "земля закругляется ".

ТЭЦ-25 "Очаковская"

Точно так же, как ТЭЦ-22 была построена на другом конце Москвы относительно ТЭЦ-21, напротив ТЭЦ-23, в Очаково, в 1970-х гг. была построена ТЭЦ-25. В результате, большая часть столицы оказалась снабжена теплом от крупных теплоэлектроцентралей, и стало возможным постепенно закрывать старые неэффективные небольшие котельные.

Очаковская ТЭЦ оказалась расположена на территории крупнейшей промзоны юго-запада Москвы. В этой относительно молодой промзоне нет гигантов тяжёлой промышленности, подобных Московскому НПЗ, ЗиЛу или АЗЛК. Промышленность в Очакове, в основном, представлена предприятиями пищевой промышленности, среди которых наиболее известен одноимённый пивзавод.

При строительстве ТЭЦ-25 отказались от использования 100-МВт энергоблоков. На ней были установлены 2 небольшие 60-МВт турбины и целых 5 250-МВт турбин. Последние 2 блока ТЭЦ-25 были введены в строй уже после распада СССР.

Особенностью Очаковской ТЭЦ является то, что на ней впервые среди ТЭЦ Мосэнерго было построено распределительное устройство напряжением 500 кВ. Впрочем, 500-кВ линия от ТЭЦ-25 идёт недалеко - всего лишь до стоящей за забором ТЭЦ крупной подстанции "Очаково". Эта подстанция начала работу задолго до основания ТЭЦ-25 - ещё в 1950-х гг. Именно на ней заходили линии от Черепетской ГРЭС (Тульская область), именно она вошла в Московское энергетическое кольцо, сформированное 500-кВ подстанциями. Так что ТЭЦ-25 является редким случаем, когда электростанция возводится в непосредственной близости от ранее существовавшей крупной подстанции.

Интересно, что стройбаза Очаковской ТЭЦ-25 впоследствии стала полноценным строительным подрядчиком - ООО "ППСК (промышленно-производственный строительно-комплектовочный кооператив) ТЭЦ-25".

Подобно ТЭЦ-22 и ТЭЦ-23, ТЭЦ-25 не получила новых парогазовых блоков в последнее десятилетие.

ТЭЦ-26 "Южная"

Последняя советская ТЭЦ Мосэнерго расположена у МКАД, с её внутренней стороны, на юге района Западное Бирюлёво. Это один из наименее привлекательных для жизни районов столицы наряду с той же Капотней. Всего в нескольких сотнях метров к северу от ТЭЦ-26 находилась та самая Покровская овощебаза (основана в 1980 г. под названием "Брежневская"), которую сначала погромили, а потом закрыли осенью 2013 г. Бирюлёвская промзона заполнена относительно небольшими строительной индустрии. В ней расположены: филиал Очаковского комбината ЖБИ, заводы строительных смесей, пиломатериалов, подразделение "Мостотреста". В северной части промзоны также находится один из мусоросжигательных заводов, на котором в 2007 г. была надстроена установлена ГТЭС.

Водогрейные котлы Южной ТЭЦ заработали в 1979 г., через 2 года электростанция начала выдавать ток в сеть. На этой ТЭЦ мощность каждой турбины первой очереди составила 80 МВт, вторая очередь была представлена 4 250-МВт турбинами. Таким образом, на этой ТЭЦ был достигнут максимальный уровень агрегатной концентрации среди ТЭЦ Мосэнерго. После распада СССР развитие генерирующих мощностей на ТЭЦ-26 приостановилось: следующую 250-МВт турбину запустили лишь в 1998 г.

Второй этап строительства ТЭЦ-26 наступил во второй половине 2000-х гг. В течение 2007-2011 гг. на Южной ТЭЦ был построен парогазовый энергоблок мощностью 420 МВт, большую часть оборудования для которого поставил французский "Alstom".

К настоящему времени установленная мощность ТЭЦ-26 достигла 1,84 ГВт, что сделало её крупнейшей ТЭЦ Мосэнерго. Более того, даже далеко не во всех регионах страны есть такие крупные электростанции.

ТЭЦ-26 отличается достаточно оригинальной компоновкой. Во-первых, её насосная станция расположена в 11 км от самой ТЭЦ - в Братеево. Во-вторых, специально для выдачи мощности ТЭЦ-26 была построена подстанция 500 кВ, вошедшая в состав Московского энергетического кольца. Она формально называется ОРУ ТЭЦ-26, хотя фактически является независимой подстанцией, связанной с ТЭЦ-26 тремя линиями 500 кВ и четырьмя линиями 220 кВ.

Фото 26.1. ТЭЦ-26 во всём великолепии.

Фото 26.2. Теплицы?!

Фото 27.2. ТЭЦ-27 со стороны ТРЦ "Июнь". Чётко просматривается новый белый котлотурбинный корпус и старый сине-серый.

Фото 27.3. Жилой комплекс "Ярославский", возводимый в 16-м микрорайоне Мытищ компанией "ПИК". На правом краю кадра можно видеть ТЭЦ-27.

Фото 27.4. Ход строительства ТЭЦ-27 (гифка).

Установленная мощность послевоенных ТЭЦ «Мосэнерго» (без учёта ТЭЦ-28)

ТЭЦ-28 (МГД-ТЭЦ)

Итак, у нас осталась последняя по нумерации ТЭЦ Мосэнерго , которая совершенно не вписывается в рассмотренный ранее исторический ряд.

До последнего времени она была опытно-промышленной электростанцией, подобной ТЭЦ МЭИ или ВТИ. Эта ТЭЦ была построена для ОИВТ - объединённого института высоких температур АН СССР, который расположен неподалёку от ТЭЦ-21, на Ижорской улице.

Специалисты ОИВТ в советское время разрабатывали магнитогидродинамический (МГД) генератор. Прелесть МГД-генератора заключается в том, что электрический ток в обмотках создаётся за счёт движения в магнитном поле потока раскалённой плазмы, а не вращения ротора электрогенератора. Очевидным преимуществом МГД-генератора является отсутствие в нём движущихся деталей. Однако, проблему составляет тот факт, что для ионизации газ необходимо нагреть до внушительных температур - более 2 000 кельвин. Первые МГД-генераторы были построены в 1950-1960-х гг. в США. В 1965 г. в ОИВТ была запущена МГД-установка У-02 мощностью всего в 200 кВт.

Следующим шагом стало возведение опытной электростанции на базе МГД-генератора. Ей и стала будущая ТЭЦ-28. МГД-установка мощностью 25 МВт была построена прямо у корпусов ОИВТ и запущена в 1971 г. В 1980-х гг. в Новомичуринске, рядом с Рязанской ГРЭС началось строительство промышленного энергоблока на базе МГД-генератора. Однако до распада СССР МГД-генератор построить так и не успели, а в 1990-х гг. энергоблок достроили по обычной схеме. Впоследствии эту МГД-ТЭС присоединили к Рязанской ГРЭС.

Сейчас доведение до ума МГД-генераторов не представляется актуальной задачей - слишком серьёзные проблемы стоят на этом пути. При таких высоких температурах ресурс электродов оказывается чрезмерно низким, что существенно снижает экономические параметры работы МГД-энергоблока. В итоге, надо или повышать их устойчивость, или снижать температуру ионизации газа, что не так-то просто.

В 1992 г. МГД-ТЭЦ была передана от ОИВТ Мосэнерго и переименована в ТЭЦ-28. МГД-генератор был демонтирован, а сама электростанция была реконструирована под обычный паросиловой цикл. Тем не менее, эта электростанция осталась опытной площадкой для испытаний современных технологий. Так, в 1999 г. на ней был испытан тепловой насос, в конце 2000-х гг. на ней тестировали ПГУ на базе 50-мегаваттной газовой турбины от московского двигателестроительного завода "Салют". Однако, уже в 2009 г. ТЭЦ-28 была присоединена к близлежащей ТЭЦ-21 как "очередь 28", а о новых испытательных работах на ней ничего не известно.

March 23rd, 2013

Однажды, когда мы въезжали в славный город Чебоксары, с восточного направления моя супруга обратила внимание на две огромные башни, стоящие вдоль шоссе. "А что это такое?" - спросила она. Поскольку мне абсолютно не хотелось показать жене свою неосведомленность, я немного покопался в своей памяти и выдал победное: "Это ж градирни, ты что, не знаешь?". Она немного смутилась: "А для чего они нужны?" "Ну что-то там охлаждать, вроде бы". "А чего?". Потом смутился я, потому что совершенно не знал как выкручиваться дальше.

Может быть этот вопрос, так и остался навсегда в памяти без ответа, но чудеса случаются. Через несколько месяцев после этого случая, вижу в своей френдленте пост z_alexey о наборе блогеров, желающих посетить Чебоксарскую ТЭЦ-2, ту самую, что мы видели с дороги. Приходиться резко менять все свои планы, упустить такой шанс будет непростительно!

Так что же такое ТЭЦ?

Это сердце ТЭЦ, и здесь происходит основное действие. Газ, поступающий в котел, сгорает, выделяя сумасшедшее количество энергии. Сюда же подается "Чистая вода". После нагрева она превращается в пар, точнее в перегретый пар, имеющий температуру на выходе 560 градусов, а давление 140 атмосфер. Мы тоже назовем его "Чистый пар", потому что он образован из подготовленной воды.
Кроме пара, на выходе мы еще имеем выхлоп. На максимальной мощности, все пять котлов потребляют почти 60 кубометров природного газа в секунду! Что бы вывести продукты сгорания нужна недетская "дымовая" труба. И такая тоже имеется.

Трубу видно практически из любого района города, учитывая высоту 250 метров. Подозреваю, что это самое высокое строение в Чебоксарах.

Рядом находится труба чуть поменьше. Снова резерв.

Если ТЭЦ работает на угле, необходима дополнительная очистка выхлопа. Но в нашем случае этого не требуется, так как в качестве топлива используется природный газ.

В втором отделении котлотурбинного цеха находятся установки, вырабатывающие электроэнергию.

В машинном зале Чебоксарской ТЭЦ-2 их установлено четыре штуки, общей мощностью 460 МВт (мегаватт). Именно сюда подается перегретый пар из котельного отделения. Он, под огромным давлением направляется на лопатки турбины, заставляя вращаться тридцатитонный ротор, со скоростью 3000 оборотов в минуту.

Установка состоит из двух частей: собственно сама турбина, и генератор, вырабатывающий электроэнергию.

А вот как выглядит ротор турбины.

Повсюду датчики и манометры.

И турбины, и котлы, в случае аварийной ситуации можно остановить мгновенно. Для этого существуют специальные клапаны, способные перекрыть подачу пара или топлива за какие-то доли секунды.

Интересно, а есть такое понятие как промышленный пейзаж, или промышленной портрет? Здесь есть своя красота.

В помещении стоит страшный шум, и чтобы расслышать соседа приходиться сильно напрягать слух. К тому же очень жарко. Хочется снять каску и раздеться до футболки, но делать этого нельзя. По технике безопасности, одежда с коротким рукавом на ТЭЦ запрещена, слишком много горячих труб.
Основную часть времени цех пустой, люди здесь появляются один раз в два часа, во время обхода. А управление работой оборудования ведется с ГрЩУ (Групповые щиты управления котлами и турбинами).

Вот так выглядит рабочее место дежурного.

Вокруг сотни кнопок.

И десятки датчиков.

Есть механические, есть электронные.

Это у нас экскурсия, а люди работают.

Итого, после котлотурбинного цеха, на выходе мы имеем электроэнергию и частично остывший и потерявший часть давления пар. С электричеством вроде бы попроще. На выходе с разных генераторов напряжение может быть от 10 до 18 кВ (киловольт). С помощью блочных трансформаторов, оно повышается до 110 кВ, а дальше электроэнергию можно передавать на большие расстояния с помощью ЛЭП (линий электропередач).

Оставшийся "Чистый пар" отпускать на сторону невыгодно. Так как он образован из "Чистой воды", производство которой довольно сложный и затратный процесс, его целесообразней охладить и вернуть обратно в котел. Итак по замкнутому кругу. Зато с его помощью, и с помощью теплообменников можно нагреть воду или произвести вторичный пар, которые спокойно продавать сторонним потребителям.

В общем то именно таким образом, мы с вами получаем тепло и электричество в свои дома, имея привычный комфорт и уют.

Ах, да. А для чего же все-таки нужны градирни?

Оказывается все очень просто. Что бы охладить, оставшийся "Чистый пар", перед новой подачей в котел, используются все те же теплообменники. Охлаждается он при помощи технической воды, на ТЭЦ-2 ее берут прямо с Волги. Она не требует какой-то специальной подготовки и также может использоваться повторно. После прохождения теплообменника техническая вода нагревается и уходит на градирни. Там она стекает тонкой пленкой вниз или падает вниз в виде капель и охлаждается за счет встречного потока воздуха, создаваемого вентиляторами. А в эжекционных градирнях вода распыляется с помощью специальных форсунок. В любом случае основное охлаждение происходит за счет испарения небольшой части воды. С градирен остывшая вода уходит по специальному каналу, после чего, с помощью насосной станции отправляется на повторное использование.
Одним словом, градирни нужны, что бы охлаждать воду, которая охлаждает пар, работающий в системе котел - турбина.

Вся работа ТЭЦ, контролируется из Главного Щита Управления.

Здесь постоянно находится дежурный.

Все события заносятся в журнал.

Меня хлебом не корми, дай сфотографировать кнопочки и датчики...

На этом, почти все. В завершение осталось немного фотографий станции.

Это старая, уже не рабочая труба. Скорее всего скоро ее снесут.

На предприятии очень много агитации.

Здесь гордятся своими сотрудниками.

И их достижениями.

Похоже, что не напрасно...

Осталось добавить, что как в анекдоте - "Я не знаю, кто эти блогеры, но экскурсовод у них директор филиала в Марий Эл и Чувашии ОАО "ТГК-5", КЭС холдинга - Добров С.В."

Вместе с директором станции С.Д. Столяровым.

Без преувеличения - настоящие профессионалы своего дела.

Ну и конечно, огромное спасибо Ирине Романовой, представляющей пресс-службу компании, за прекрасно организованный тур.

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…

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».