Трубы с дымом что это
Перейти к содержимому

Трубы с дымом что это

  • автор:

Что на самом деле выходит из труб ТЭЦ

Многие видели большие конусные трубы ТЭЦ, но ошибочно полагают, что они загрязняют воздух. На самом деле они практически безвредны. Рассказываем как они устроены.

Башни, выпускающие такие «белые облака», называются градирни. Еще их называют охладительными башнями. Они предназначены для охлаждения больших объемов воды в системах оборотного водоснабжения тепловых электростанций. На самом деле никакого дыма в таких устройствах быть не может. Внутри них ничего не горит, а наоборот – остужается.

Фото: Pixabay

Как работает ТЭЦ

Чтобы понять для чего нужны градирни, необходимо сначала выяснить как работает типовая ТЭЦ. Теплоносителем в таких теплоэлектроцентралях выступает водяной пар. Для его производства служит вода, которая чаще всего используется в системе ТЭЦ по замкнутому контуру.

Надежность работы котлов и систем теплоснабжения в первую очередь зависит от качества воды, поэтому обычная водопроводная вода здесь не годится. Так как главной задачей является предотвращение коррозии и накипи в котлах и трубопроводах, воду для них специально химически подготавливают, лишая ее кислорода, минеральных примесей, а также солей кальция и магния.

Подготовленная таким образом вода в паровых котлах превращается в пар и затем под высоким давлением поступает в паровые турбины для производства электроэнергии.

Проходя через рабочее колесо турбины, отработанный пар поступает в конденсаторы, чтобы потом снова в виде воды возвратиться в рабочий цикл производства. Но температура такой воды слишком высока, чтобы сразу вернуться в систему, поэтому для ее снижения и устанавливают градирни.

Градирни различаются по способу подачи воздуха (вентиляторные, башенные, вакуумные и брызгальные) и по направлению движения рабочей среды (с противотоком, с перекрестным током и со смешанным током).

Устройство градирни

Рассмотрим ее работу на примере самой обычной башенной градирни. Именно их чаще всего устанавливают вблизи ТЭЦ. Такие градирни самые экономичные, так как опираются на естественную тягу без использования электричества, но при этом они самые затратные в плане строительства из-за своего большого размера.

Горячая вода в такой башне подается насосами наверх к вершине башни и разбрызгивается оросительной системой, через множество специальных форсунок.

Снизу, через специальные окна, в градирню поступает воздух. Он движется вверх под действием естественной тяги, создаваемой в башне за счет перепада высоты.

При этом, часть горячей воды, успевает испариться и выходит вместе с воздухом через сопло градирни в виде пара. Другими словами, воздух как бы выталкивает часть пара наружу. Именно этот пар мы и видим в виде белых облаков над тепловыми электростанциями. Остальная часть воды, остуженная воздухом, под действием силы тяжести стекает вниз к основанию башни в специальный установленный водосборник.

А оттуда вода попадает обратно в систему. Так ТЭЦ удается экономить средства на водоподготовку.

А где тогда дым от котельных?

Фото: Pixabay

Другое дело – дымовые трубы, которые используются для выброса дыма из водогрейных и паровых котлов. Для нагрева воды в таких котлах в качестве топлива используется уголь, газ или мазут. А значит без процесса горения и дыма их работа невозможна. В отличие от градирен, из таких полосатых труб в атмосферу выходит дым.

Почему трубы строят такими высокими?

Большая высота дымовых труб котельных обусловлена несколькими факторами. Главный из них – экология. По понятным причинам дымовые трубы должны быть выше всех основных городских зданий. Также немаловажную роль играет наличие так называемого инверсионного слоя, или по-простому «купола».

Это невидимое скопление воздушных масс, которое препятствует вертикальному перемещению воздуха, образуя тем самым смог. Инверсионные слои называются также задерживающими. Поэтому в зависимости от местности трубы строят с учетом «пробития» такого «купола».

Вторая причина – чем выше дымовая труба, тем лучше тяга в топке котлов. А также, чем больше объем дымовых газов, требуемых для выброса, тем выше должна быть труба.

Почему заводские трубы окрашены в красно-белые полосы?

Трубы окрашивают в красно-белый цвет по требованиям авиационной безопасности.

Трубы высотой до 100 метров должны иметь окраску на 1/3 высоты трубы в виде чередующихся красно-белых полос одинаковой ширины. При этом верхняя и нижняя полосы должны быть окрашены в красный цвет. Дымовые трубы высотой выше 100 м, окрашиваются чередующимися полосами красного и белого цвета на всю высоту сооружения. То есть по количеству полос можно судить о высоте дымовой трубы.

Это интересно:

  • Почему поручни эскалатора двигаются быстрее ступеней
  • Почему на некоторых наручных часах секундная стрелка всегда стоит на месте
  • Почему лифт не падает в шахту когда обрывается трос

Почему из трубы идет дым?

Дым из трубы - КарбоТЭК

Ответ кажется очевидным: потому, что печь топят, и в ней горит топливо. В нашем сознании эти вещи неразделимы: если печь топят углем, это всегда означает грязь и специфический угольный запах. Все это мы наблюдаем при отоплении частного дома, либо видим как «валит дым» из трубы котельной, которая отапливает поселок или город, особенно в безветренную погоду.

Оказывается, все не так просто: если топливо сжечь полностью, то из трубы будет идти прозрачный воздух и углекислый газ, а в холодное время мы будем видеть водяной пар (туман). А тот дым, который мы видим,— это несгоревшая газовая фаза топлива.

Возникает вопрос: откуда вообще берется эта газовая фаза? Если топить газом, то все понятно, но ведь уголь и дрова твердые? И почему эта таинственная газовая фаза сгорает не полностью?

Горящий газ — пламя, которое мы видим!

Горящая спичка - КарбоТЭК

Чтобы понять это, рассмотрим процесс горения.

Итак, мы зажгли спичку. Если ее погасить, мы увидим, как от нее пойдет белый дымок. Это испаряются входящие в ее состав летучие вещества. Если нагревать древесину достаточно сильно, она на три четверти превратится в газ, тот самый беловатый газ, который мы на секунду увидели при тушении спички, а в остатке мы получим древесный уголь. При температуре около 200–300ºС, этот газ загорится. Горящий газ и есть пламя, которое мы видим.

Если температура в котле мала — происходит неполное сжигание газов!

Если нагревать дрова без доступа кислорода, мы превратим их в газ, который потом сжигается в горелке, так работает пиролизный котел. Во время войны на дровах работали даже автомобили.

Если температура в котле мала или в ней недостаточно кислорода, происходит неполное сгорание газов, и мы видим выходящий из трубы дым.

Похожим образом горит и уголь, ведь их состав очень похож: уголь — это та же древесина, за миллионы лет превратившаяся в камень. Но есть и отличия. В угле больше нелетучего углерода, есть негорючие минеральные добавки (зола), зато летучих веществ меньше: в буром угле их около 50%, в каменном 20–40%, а в антраците около 5%.

Газы просто улетают в трубу, вместо того чтобы обогревать!

Русская печь - КарбоТЭК

Вспомним, как топят обычную деревенскую печь. На колосники в топку кладут немного дров и зажигают их. Когда дрова разгорелись, начинают засыпать уголь: сначала немного, а потом, когда первая порция разгорится, засыпают основную порцию угля.

В момент розжига дров и угля идет дым: температура в этот момент еще недостаточна для полного сгорания. Когда засыпали основную порцию угля, горящий нижний слой нагревает верхние слои, из них активно выделяется газовая фаза, но для ее сгорания недостаточно ни температуры, ни кислорода, так как колосники плотно закрыты углем, а воздух подается снизу через колосники и весь кислород расходуется в нижнем слое. Газы, вместо того, чтобы сгорать и обогревать наш дом, просто улетают в трубу. Так топится деревенская печь.

Производители стремятся сделать дешёвый и долговечный котел

Обзор топки котла Терморобот - КарбоТЭК

Посмотрим, что происходит в «современных» угольных котлах с верхней загрузкой. Производители котлов стремятся сделать хороший котел, сделать его дешевым и долговечным, поэтому стенки котла, где происходит горение, делают водоохлаждаемыми. То есть, котел одновременно является и частью теплообменника и не прогорает, так как температура стенок котла равна температуры воды в котле (около 80ºС).

Для того чтобы котел работал с высоким КПД (около 95%), необходимо в топку подавать строго выверенное количество кислорода: не больше и не меньше.

Если подать меньше, не будет полного сгорания; если больше, лишний воздух просто нагреется и уйдет в трубу, унося тепло и снижая КПД. Количество воздуха должно быть пропорционально количеству выделившихся газов.

В большинстве отопительных котлов нет механизмов контроля за правильностью процесса горения. Автоматика отслеживает температуру и пытается ее регулировать, меняя подачу воздуха. Когда температура в котле повышается, выделяется больше газов. Для их полного сгорания нужно больше кислорода, но автоматика как раз снижает поддув, чтобы уменьшить интенсивность горения. В итоге выделившиеся газы улетают несгоревшими.

Даже если кислорода достаточно, это еще не означает, что вся газовая фаза сгорит полностью: нужна еще высокая температура на всем пути горения, а он составляет более 1 метра. В существующих же котлах уже через 20–40 см газы ударяются о холодные стенки котла. Обтекая холодные стенки теплообменника, они частично гаснут и уносятся в трубу. Мы сами не дали им полностью сгореть, в итоге не только получили грязный дым, но и пустили «в трубу» часть угля.

Искры оседают на теплообменнике в виде сажи

Второй продукт неполного сгорания — сажа. Во время горения комочки угля раскаляются, и в них происходят микровзрывы и отстрел искр; то же самое мы видим когда горят хвойные дрова. Искра — это мельчайшая частичка угля, в основном углерод и зола. Углерод горит при температуре более 800ºС. Ударяясь о водоохлаждаемые стенки, эти частички сразу гаснут и оседают на теплообменнике в виде сажи.

Исправить дело можно: для этого нужно разнести процесс горения и теплообмена, дать углю время сгореть полностью. Этот принцип, например, реализован в Термороботе — автоматическом угольном котле. В котле Терморобот есть дожигатель — длинный раскаленный канал, в который подается нужное количество воздуха. Этим объясняется его высокий КПД и чистота выходящих газов: полностью сгоревший уголь — это невидимый и безвредный углекислый газ, водяной пар и другие продукты полного сгорания.

Решение не дешевое: такой котел — это более 600 килограмм специальных жаростойких материалов. Конечно, он стоит гораздо дороже прочих твердотопливных котлов отопления, но если этого не сделать, из трубы будет идти дым, а топливо сгорать не полностью.

Таким образом, проблема дыма кроется не в угле, а в способе его сжигания. Терморобот — это новый шаг в технологии угольных котельных. Он способен изменить сложившиеся стереотипы и показать каждому человеку, что угольное отопление — это удобно, дешево и экологически чисто.

Загрязнение воздуха от дымовых труб

парниковые газы

В свое время почти в каждом доме, на каждом предприятии и фабрике была хотя бы одна дымоходная труба или дымовая труба, извергающая поток дыма. Когда дома были рассредоточены, а фабрики небольшие, дым мог не казаться настоящей проблемой. Однако по мере роста количества населения и фабрик, эффект от всех этих дымоходов становился все более очевидным.

Дымовые трубы — это большие трубы, похожие на дымоходы, по которым дым и газы выходят из зданий. Первое использование термина «дымовая труба» появилось в 1836 году, в начале промышленной революции. Термин дымовая труба относится к той части дымохода, которая находится выше крыши.

Хотя дымовая труба — это еще одно слово для обозначения дымохода, обычно люди говорят о дымоходах в жилых домах, и о дымовых трубах, когда речь идет о дымовых трубах на коммерческих предприятиях или электростанциях.

Если ваша компания осуществляет выбросы загрязняющих веществ через дымовые трубы, рекомендуем заказать разработку паспортов газоочистных установок.

Особенности конструкции дымовой трубы

Конструкции дымовых труб должны быть достаточно высокими, чтобы выделять газы и дым выше приземного слоя воздуха. Затем дым поднимается и выдувается, а не оседает в непосредственной близости от источников выбросов. Дымовые трубы должны быть спроектированы таким образом, чтобы выбросы загрязняющих веществ рассеивались в воздухе.

Проектировщики должны также учитывать, как окружающие здания или природные объекты могут влиять на поток выделяющихся газов и дыма.

В современных дымовых трубах могут быть установлены электростатические фильтры для улавливания твердых частиц (золы и сажи) с целью уменьшения загрязнения воздуха. В этих электрофильтрах используются два электрода. Первый электрод вызывает образование отрицательного заряда в саже или золе. Второй электрод имеет сильный положительный заряд, который притягивает и удерживает частицы. Электростатические фильтры различаются в зависимости от типа сажи и золы, проходящей через дымовую трубу.

Воздушное движение требует внедрения дополнительных мер безопасности для дымовых труб: они должны иметь огни, предупреждающие самолеты. В зависимости от площади, высота дымовых труб электростанций и заводов-изготовителей может превышать 200 метров.

Выбросы дымовых труб и загрязнение атмосферного воздуха

В целом, загрязнение наружного воздуха включает в себя мелкие частицы, выхлопные газы и приземный озон. Мелкие частицы образуются в результате сжигания таких видов топлива, как древесина, нефть, природный газ, бензин и уголь. К вредным газам относятся диоксид серы, оксиды азота, двуокись углерода, окись углерода и пары химических веществ. Приземный озон образуется в результате реакции городского смога на солнечном свете.

Электростанции, сжигающие ископаемое топливо, особенно уголь, требуют применения дымовых труб для высвобождения дыма и газов, образующихся при сгорании. Более высокие дымовые трубы снижают воздействие загрязняющих веществ на местную территорию, распространяя высвобождающиеся загрязняющие вещества на большую площадь.

Загрязнители, образующиеся при сжигании угля, варьируются в зависимости от химического состава угля, но в целом при сжигании угля высвобождается двуокись углерода, окись углерода, диоксид серы, окиси азота, ртуть, мышьяк и бензол. Около 40 процентов всей электроэнергии в мире производится на угольных электростанциях. Южная Африка производит около 94% своей электроэнергии за счет сжигания угля, в то время как Индия и Китай производят 70-75% своей электроэнергии за счет сжигания угля. Не более 8% твердого топлива в Беларуси используется для выработки электроэнергии.

Угольные генераторы и загрязнение воздуха

Загрязнение воздуха электростанциями является причиной преждевременных смертей, при этом большее количество смертей происходит там, где уголь имеет более высокое содержание серы.

В декабре 1952 года комбинированный дым от сжигания угля, выделяющийся из лондонских домашних дымоходов и заводских дымовых труб, стал особенно густым. Неожиданная температурная инверсия задержала дым около земли. Оксиды серы в дыме вступили в реакцию с водяным паром в тумане и образовали капельки серной кислоты. Эти капли особенно сильно повредили тем, кто их вдохнули.

Великий лондонский смог 1952 года прямо и косвенно стал причиной смерти примерно 12 000 человек. Кроме того, недавнее исследование детей в возрасте до одного года или детей, матери которых были беременны во время Великого Смога, показало, что заболеваемость астмой была примерно на 20 процентов выше.

О чём может рассказать дым из выхлопной трубы

Рассказываем, как научиться «читать» поломки по дыму и какими последствиями для вашего автомобиля он грозит.

Дым из выхлопной трубы — один из верных признаков уже имеющейся или грядущей серьёзной поломки, требующей дорогостоящего и сложного ремонта. Он не просто может многое поведать о техническом состоянии автомобиля, но также помочь выявить и локализовать неисправность силового агрегата. Прежде чем приступить к изучению выхлопа, нелишним будет уяснить: обычно из трубы глушителя выходит вовсе не дым, а банальный водяной пар, который является побочным продуктом работы двигателя внутреннего сгорания. Ничего страшного в нём нет. Если только мотор вашего автомобиля уже не прогрелся, влажность воздуха умеренная, а температура на улице сильно плюсовая.

Depositphotos

Белый дым

Дым из выхлопной трубы условно можно разделить на три вида в зависимости от цвета — белый (он же обычный водяной пар), сизый (или синий, кому как больше нравится) и чёрный (этот ни с каким другим не спутаешь). Каждый из них имеет свою первопричину и указывает на конкретные неисправности. Начнём с самого простого и распространённого белого «дыма», или пара, что является намного более правильным определением. Как мы отметили ранее, водяной пар — естественный побочный продукт работы двигателя внутреннего сгорания. Особенно активно он образуется при низкой температуре окружающей среды и повышенной влажности воздуха. При прогреве мотора появление пара является нормой даже в летнее время — он возникает из-за осаждения конденсата в системе выпуска, а также выходит при сгорании топлива, как бы парадоксально это ни звучало (да-да, в бензине вода в ничтожных количествах тоже присутствует).

© Depositphotos

Насторожиться стоит в случае, если автомобиль прогрет, на улице достаточно тепло, но выхлопная труба всё же «дымит», притом на других машинах ничего подобного не наблюдается. Заметили? Тогда принюхайтесь, возможно, вы ощутите нехарактерный неприятный запах — так «подгорает» антифриз, основу которого составляет вода.

Антифриз попадает в камеры сгорания двигателя, а далее в виде пара выбрасывается из выхлопной трубы. Причин его попадания в цилиндры немного: наиболее распространённая — пробой прокладки головки блока цилиндров, реже встречается чуть более неприятная — микротрещины в самом блоке. На некоторых моторах не исключено попадание «охлаждайки» через негерметичный впускной коллектор с системой подогрева. Во всех случаях из расширительного бачка будет уходить антифриз (не заметить это весьма сложно), кроме того, он может начать смешиваться с маслом и попадать в картер двигателя. Ремонт потребует внушительных вложений и частичной разборки мотора. Иногда вкладываться в устранение данной неисправности нецелесообразно по финансовым причинам — выгоднее приобрести заведомо рабочий контрактный движок. Отметим, что даже самые лучшие прокладки ГБЦ редко без последствий переживают 200–300 тыс. км пробега.

Сизый (синий) дым

Сизый или синий дым — уже вовсе не пар, а продукт сгорания моторного масла. Оттенков такого дыма может быть много, однако ни с белым, ни, тем более, с чёрным спутать его не получится. Насыщенность и цвет такого дыма зависят от степени поломки и объёмов сжигаемого масла. Запах у сизого дыма тоже особенный, напоминающий тот, что исходил от старых советских мотоциклов и мопедов с двухтактными моторами без системы раздельной смазки. Сопутствующий признак поломки — сильный масложор. Если вы всё же не уверены, что ваш дым связан с попаданием масла в камеры сгорания, подставьте к выхлопной трубе лист белой бумаги — капли на нём будут иметь жирные разводы.

© Depositphotos

Основных причин попадания масла в цилиндры всего две. Первая — сильный износ деталей поршневой группы — поломка или залегание колец, задиры на зеркале цилиндра (на всё это указывает падение компрессии). Данная неисправность тянет за собой капитальный ремонт двигателя либо полную его замену. Вторая причина намного более «приятна» и требует копеечных вложений — износ маслосъёмных колпачков. Последние исправно служат не больше срока работы прокладки ГБЦ и легко меняются без разборки движка в любом автосервисе. Благо стоит комплект таких деталей (к слову, сильно унифицированных) совсем недорого. На турбированных моторах масло может попадать в систему выхлопа и из-за неисправностей турбокомпрессора — износа подшипников и уплотнителей ротора. Ещё одна, более редкая причина появления масляного дыма — негерметичность клапанов и проблемы с системой зажигания. «Отловить» такой дым и найти его причину бывает непросто. В любом случае затягивать с ремонтом не стоит — этим вы лишь усугубите ситуацию.

© Depositphotos

Чёрный дым

Самый простой и «легкочитаемый» дым имеет чёрный цвет. Спутать его с каким-то иным невозможно. Такой дым — верный признак переобогащения топливной смеси: бензин не успевает сгорать в цилиндрах и образует много сажи. При больших оборотах мотора дым может быть очень густым. Причины такой поломки кроются в негерметичности топливных форсунок или поломке электронных датчиков, влияющих на смесеобразование и зажигание. Дополнительными симптомами являются падение мощности мотора, неуверенный запуск и непривычно высокий расход топлива. Дизельные двигатели дымят интенсивнее бензиновых, в том числе из-за поломки сажевых фильтров. Топливо, бесконтрольно поступающее в цилиндры, снимает со стенок масляную плёнку. Это, в свою очередь становится причиной задиров на зеркале и ускоренному износу поршневой группы. Детонация — неизбежный спутник поломки — разрушает мотор сильными вибрациями. Страдает и катализатор, в котором возникают повышенные температуры из-за догорающего в нём топлива. Порой бензина идёт так много, что он стекает в картер двигателя, где смешивается с маслом. Любой из видов дыма — сигнал к тому, что вам следует немедленно прекратить эксплуатацию автомобиля и передать его в руки специалистов. Промедление с ремонтом чревато выходом из строя всего силового агрегата. Однако, присмотревшись и принюхавшись, в большинстве случаев вы сможете самостоятельно диагностировать причину поломки, а значит, потратить на диагностику и ремонт значительно меньше средств. Как известно, мастера не прочь подзаработать на несведущих клиентах и успешно пользуются их доверием.

Комментировать
Все новости Quto в VK Подписаться

Автомобильные новости

Мотокаталог на Quto

Более 5000 моделей в каталоге

Quto.ru, 2024 г. 16+

Нашли опечатку? Выделите текст и нажмите Ctrl+Enter

Все права защищены. Полное или частичное копирование материалов Сайта в коммерческих целях разрешено только с письменного разрешения владельца Сайта. В случае обнаружения нарушений, виновные лица могут быть привлечены к ответственности в соответствии с действующим законодательством Российской Федерации.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *