Рост мощности предприятий в городах приводит к увеличению промышленных выбросов газов и пыли, поступающих в атмосферу. Для вывода исходящих газов от предприятий и равномерного распределения примесей в воздухе используются промышленные дымовые трубы.
Термин «дымовая труба», обозначающий часть дымохода, которая находится выше крыши, появился в 1836 году. Сегодня люди говорят о дымоходах, когда речь идет о трубах над жилыми домами, и о дымовых трубах, имея в виду трубы промышленных предприятий или электростанций.
Промышленные дымовые трубы работают на основе принципа конвекции. Этот процесс происходит благодаря разнице в плотности газов внутри и снаружи трубы. Газы, которые выделяются в процессе сгорания топлива, нагреваются и становятся легче воздуха. В результате они начинают подниматься вверх, пока не достигнут верхней части трубы, где выходят наружу.
На производительность дымовых труб оказывают существенное влияние их высота, диаметр, температура и скорость потока газов. Чем выше труба, тем больше давление находится в верхней ее части, что способствует увеличению тяги. Согласно закону Бернулли, скорость потока газов в трубе возрастает с увеличением высоты, в результате чего возрастает и тяга. С точки зрения экологии, более высокие трубы равномерно распределяют вредные вещества в атмосфере, что снижает концентрацию загрязнителей на уровне земли и сохраняет окружающую среду более-менее чистой.
Струя газов, поступившая в атмосферу, размывается по периферии за счет подмешивания чистого воздуха. Концентрация газов падает как по длине струи, так и от центра к краям. Такой размытый поток касается земли сначала своим краем, где концентрации малы, а дальше — более близкими к центру потока слоями. У основания трубы примесь газов обычно не обнаруживается, на некотором расстоянии могут быть обнаружены следы примеси и в дальнейшем при удалении от источника концентрации газов возрастают до некоторого максимума, после чего начинают убывать. С увеличением высоты трубы максимальная концентрация вредного вещества уменьшается обратно пропорционально квадрату высоты трубы (согласно формуле расчета). Однако с увеличением высоты труб возрастает район распространения вредных веществ, выбрасываемых из разных труб. При высоте труб 300 и болев метров вещества переносятся потоками ветра в верхних слоях атмосферы на дальние расстояния.
Вышесказанное влияет на размер санитарно-защитной зоны, при расчете которой учитывают технические параметры труб, а также скорость и температуру выхода газовоздушной смеси.
К проектированию и строительству дымовых труб предъявляются повышенные требования, так как ошибки и неточности могут привести к серьезному финансовому и экологическому ущербу.
Все западные страны проектируют дымовые трубы согласно разработанных Международным комитетом промышленных сооружений (International Committee on Industrial Construction (CICIND) кодам, то есть методики расчета параметров труб остаются различными в каждой стране, но конструкция труб приводится в соответствии с кодами CICIND.
В США действует разработанное в 1985 Агентством по защите окружающей среды (Environment Protection Agency) «Руководство по определению высоты дымовой трубы согласно надлежащей инженерной практике» (Guideline for Determination of Good Engineering Practice Stack Height (Technical Support Document For the Stack Height Regulations) как документ технической поддержки для руководства по определению высоты дымовой трубы. Высота дымовой трубы должна быть больше или равна высоте, на которой выброс струи из дымовой трубы не зависит от нисходящих потоков, но зависит от ряда переменных, таких как: форма и размер соседних зданий, особенности местности, наличие зданий и сооружений поблизости и характеристик климата.
Что касается цвета, окраска дымовых труб в полосы красного и белого цветов выбрана неспроста. Красно-белые полосы заметны для воздушных судов, особенно в непогоду или в темное время суток. Комбинация цветов создает универсальный контраст, благодаря чему трубы видно в любое время.
Вне зависимости от конструкции трубы разработкой документации инженерных сооружений должны заниматься только лицензированные компании. Грамотно разработанный проект дымовой трубы обеспечит безопасный и эффективный вывод продуктов горения, исключая загрязнение атмосферы, угрозу для окружающей среды, здоровья людей и животных. В России проектирование промышленных дымовых труб регламентируется требованиями СП, СНиП, других нормативных актов, в частности СНиП 2.01.07-85, СНиП 2.09.03-85, СП 375.1325800.2017, Приказ Минприроды от 06.06.2017 №273 «Методы расчетов рассеивания выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферном воздухе». При этом учитываются условия работы на разных режимах, воздействие уходящих газов, влияние сейсмических воздействий, уровень ветровой нагрузки и другие особенности. Стандарты экологичности определяют допустимые параметры дымовых труб по числу сжигаемого топлива и его зольности, объему серных примесей и сажи.
Москва
