Труба — это дело, притом непростое. Зачем их такими высокими строят?

Труба — это дело, притом непростое. Зачем их такими высокими строят?

Люди восхищаются грандиозными сооружениями и одновременно им не доверяют. Многие опасаются, что они, подобно египетским пирамидам, построены не ради дела, а чтобы только пустить пыль в глаза. Оправдан ли этот скепсис в отношении дымовых труб на красноярских ТЭЦ СГК?

Лишь бы выше, а там посмотрим?

Дымовая труба на любой ТЭЦ — это технологический объект, обеспечивающий процесс производства энергии. Ее задача — уводить продукты сгорания от теплостанции на безопасную для жизнедеятельности людей высоту. Для этого строители и придают им привычную форму цилиндра, а не параллелепипеда. В прямоугольной трубе образовалась бы мешающая выводу газов в атмосферу турбулентность.

Дымовые трубы при этом обязаны быть высокими как минимум относительно соседних зданий. Иначе выбросы предприятия останутся рядом с жилыми домами. Низкие (80–100 метров) трубы малых котельных — одна из причин начатого несколько лет назад массового замещения теплоисточников такого типа в Красноярске. 

Трубы котельных в Красноярске редко превышают отметку в 100 метров
Трубы котельных в Красноярске редко превышают отметку в 100 метров
Скачать

Труба должна быть цилиндрической и доминировать над застройкой вокруг — это понятно. Но как на энергообъектах определяют точную высоту новых конструкций? Может быть, энергетики исходят из того, сколько могут купить стройматериалов и нанять рабочих для строительства? Или для каждой ТЭЦ это является вопросом престижа, как размеры замка для средневекового феодала? В действительности все не так просто.

Физика для продвинутых

Точные высота и диаметр конструкций при проектировании рассчитываются с помощью сложных формул. Они учитывают самые разные показатели, связанные и с работой теплостанции, и с окружающей ее средой.

Диаметр трубы у основания должен соответствовать:

  • объему дымовых газов (чем выше объем, тем больше диаметр);
  • скорости газов (чем выше скорость, тем больше диаметр);
  • количеству планируемых труб (если одна новая труба должна заменить две-три старые, то ее диаметр должен быть больше, чем у замещаемых).
Высота конструкции учитывает и иные факторы. Их совокупность и объясняет высокий «рост» трубы, это: 
  • разность в температурах окружающего воздуха;

  • загрязненность окружающей среды;

  • установленные государством допустимые нормы того или иного вещества в воздухе;

  • общий объем выбросов на станции;

  • содержание примесей в дымовых газах.

Общая площадь поверхности новой трубы на Красноярской ТЭЦ-1 — 13 000 кв. метров. Это примерно два футбольных поля
Общая площадь поверхности новой трубы на Красноярской ТЭЦ-1 — 13 000 кв. метров. Это примерно два футбольных поля
Скачать


Получается, всё как в школе? Энергетики просто вставляют нужные цифры в формулы, считают и получают искомое? Нет, на этом необходимые процедуры не заканчиваются. «Бумажные» расчеты дополняют столь же кропотливые инженерные, строительные и экологические изыскания.

Небермудский треугольник

Для трубы на ТЭЦ нужно выбрать подходящее место, спроектировать фундамент, рассчитать, как конструкция будет справляться с рабочей нагрузкой, перепадами температур, ветрами.

Дымовые трубы на ТЭЦ покрашены в полосы белого и красного цвета. Это сделано не для красоты, а чтобы конструкции могли видеть с воздуха пилоты воздушного транспорта.

Труба Красноярской ТЭЦ-3 долгое время была самым высоким рукотворным сооружением Красноярска (275 метров)
Труба Красноярской ТЭЦ-3 долгое время была самым высоким рукотворным сооружением Красноярска (275 метров)
Скачать

Специалисты исследуют состав воздуха в разных точках города. При строительстве новой трубы высотой 275 метров на Красноярской ТЭЦ-1 СГК в качестве «зоны влияния» теплостанции исследовала обширное пространство. На городской карте оно выглядит как условный треугольник с вершинами в Зеленой Роще, Верхней Базаихе и в окрестностях Театра юного зрителя.

Сколько метров пробьют купол?

Новая труба должна была справиться со специфическим для Красноярска условием окружающей среды. Речь идет о «куполе» (по-научному — об инверсивном слое) в небе над городом.

Этот «потолок» образуется из-за нетипичного изменения температуры по мере увеличения высоты в атмосфере над Красноярском, что связано в основном с особенностями холмистого рельефа местности и незамерзающим Енисеем. Воздушные массы с разных точек города сталкиваются, что создает незримый «купол», обычно на высоте в 100–150 метров. В безветренную погоду это приводит к пресловутому «черному небу».

Высота труб Красноярской ТЭЦ-2 — 180 метров. Ее достаточно для того, чтобы пробить «купол» в небе над городом
Высота труб Красноярской ТЭЦ-2 — 180 метров. Ее достаточно для того, чтобы пробить «купол» в небе над городом
Скачать

Чаще всего такая ситуация возникает в холодное время года, с октября по март. Невидимый «купол» крепко держит внутри себя все газообразное, что производит миллионный город.  

Энергетики следят за составом выбросов ТЭЦ. С середины следующего года на всех трех красноярских станциях заработают специальные датчики экоконтроля, которые сейчас проходят необходимый период аттестации.

Определить размеры дымовой трубы на ТЭЦ — значит решить сложную задачу с несколькими переменными. Конечное значение — это золотая середина между многими факторами.