probenerИзвестия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИPower engineering: research, equipment, technology1998-99032658-5456Kazan State Power Engineering University10.30724/1998-9903-2023-25-1-3-13probener-2549Research ArticleЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ И КОМПЛЕКСЫENERGY SYSTEMS AND COMPLEXESВыбор конфигурации поперечного сечения многоствольной дымовой трубы с четырьмя стволами различного диаметраSelection of the configuration of the cross-section of a multi-flue stacks with four inner flues of different diametersГрибковА. М.GribkovA. M.

Грибков Александр Михайлович – канд. техн. наук, доцент кафедры «Атомные и тепловые электрические станции»

г. Казань

Aleksandr M. Gribkov

Kazan

gribkovalmi@mail.ruМирсалиховК. М.MirsalikhovK. M.

Мирсалихов Кирилл Маратович – аспирант

г. Казань

Kirill M. Mirsalikhov

Kazan

mirsalihovkm@gmail.comЧичироваН. Д.ChichirovaN. D.

Чичирова Наталия Дмитриевна – д-р хим. наук, профессор, заведующий кафедрой «Атомные и тепловые электрические станции»

г. Казань

Natalia D. Chichirova

Kazan

ndchichirova@mail.ruКазанский государственный энергетический университетРоссияKazan State Power Engineering UniversityRussian Federation202323042023251313Copyright © Грибков А.М., Мирсалихов К.М., Чичирова Н.Д., 20232023Грибков А.М., Мирсалихов К.М., Чичирова Н.Д.Gribkov A.M., Mirsalikhov K.M., Chichirova N.D.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.energyret.ru/jour/article/view/2549

Несмотря на широкое распространение одноствольных дымовых труб, благодаря возможности увеличения подъема дымовых газов в атмосфере за счет близкого расположения отдельных стволов в общей оболочке и обеспечения высокой надежности этой оболочки за счет изоляции ее от дымовых газов, все более широкое применение находят многоствольные дымовые трубы. Для минимизации их стоимости необходимо определить такую компоновку стволов, при которой диаметр оболочки дымовой трубы будет минимальным.

ЦЕЛЬ

ЦЕЛЬ. Рассмотреть основные типы многоствольных дымовых труб, применяемых в мировой практике. Получить аналитическое решение для определения минимально возможного диаметра железобетонной оболочки четырехствольной дымовой трубы со стволами произвольного диаметра.

МЕТОДЫ

МЕТОДЫ. Графические и аналитические методы с использованием компьютерного моделирования, а также применение средств систем автоматизированного проектирования.

РЕЗУЛЬТАТЫ

РЕЗУЛЬТАТЫ. Получено аналитическое решение для определения минимально возможного диаметра железобетонной оболочки четырехствольной дымовой трубы со стволами различного диаметра при заданных расстояниях между стволами и между стволами и защитной оболочкой как решение системы алгебраических и тригонометрических уравнений. Расстояния между стволами и между стволами и защитной оболочкой могут быть заданы любые. В данной работе, разработана новая методика и программа расчета для четырехствольных дымовых труб. Показано, что диаметр оболочки зависит от порядка размещения стволов различных диаметров. Стволы с наибольшими диаметрами, при отсутствии ограничений в пространстве шахт, следует размещать друг против друга. Полученная методика определения диаметра оболочки за счет более точного проектирования и при выполнении всех заданных условий позволяет уменьшить стоимость оболочки на 4 - 9 % по сравнению с действующей методикой определения диаметра оболочки.

Despite the widespread use of single-flue stacks, due to the possibility of increasing the rise of flue gases into the atmosphere due to the close location of individual flues in a common shell and ensuring the high reliability of this shell by isolating it from flue gases, multi-flue stacks are increasingly being used. To minimize their cost, it is necessary to determine such an arrangement of flues, in which the diameter of the stack shell will be minimal.

THE PURPOSE

THE PURPOSE. Consider the main types of multi-flue stacks used in world practice. Obtain an analytical solution for determining the minimum possible diameter of the reinforced concrete shell of a four-flue stack with flues of different diameter.

METHODS

METHODS. Graphical and analytical methods using computer modeling, as well as the use of computer-aided design systems.

RESULTS

RESULTS. An analytical solution is obtained to determine the minimum possible diameter of the reinforced concrete shell of a four-flue stack with stems of different diameters at given distances between the flues and between the flues and the containment shell as a solution to a system of algebraic and trigonometric equations. The distances between the flues and between the flues and the containment can be set to any. In this paper, a new methodology and calculation program for four-flue stacks has been developed. It is shown that the shell diameter depends on the arrangement of flues of different diameters. In the absence of space restrictions for flues, flues with the largest diameters should be placed opposite each other. The obtained method for determining the shell diameter due to more accurate design and when all specified conditions are met, allows to reduce the cost of the shell by 4–9 % compared to the current method for determining the shell diameter.

многоствольные дымовые трубыстволы с разными диаметрамиминимальный диаметр оболочкизазоры между стволамикомпоновка стволовmulti-flue stackinner flues with different diametersminimum flue gas stack diameterclearances between fluesinner flue layoutReferencesЗройчиков Н.А., Грибков А.М., Сапаров М.И. и др. Анализ преимуществ трехствольных дымовых труб ТЭС // Теплоэнергетика. 2020. №9. С. 27-34.British Electricity International, editor. Station Planning and Design. 3nd ed. Pergamon, 1991, ISBN 978-0-08-040511-7. doi:10.1016/B978-0-08-040511-7.50003-6.British Electricity International, editor. Station Planning and Design. 3nd ed. Pergamon, 1991, ISBN 978-0-08-040511-7.Prabhaka, N. Kota multiflue chimney (India). IABSE Structures C-42/87. IABSE Periodica 3/1987, ISSN 0377-7286. doi: 10.5169/seals-2038.Prabhaka, N. Kota multiflue chimney (India) // IABSE Structures C-42/87, IABSE Periodica 3/1987, ISSN 0377-7286.Chmielewski T., Górski P., Beirow B. et al. Theoretical and experimental free vibrations of tall industrial chimney with flexibility of soil. Engineering Structures. 2005; 27:25-34, ISSN 0141-0296. doi: 10.1016/j.engstruct.2004.08.009.Chmielewski T., Górski P., Beirow B. et al. Theoretical and experimental free vibrations of tall industrial chimney with flexibility of soil // Engineering Structures, 2005. V. 27. P. 25-34, ISSN 0141-0296.Górski P. Investigation of dynamic characteristics of tall industrial chimney based on GPS measurements using Random Decrement Method. Engineering Structures. 2015; 83:30-49, ISSN 0141-0296. doi: 10.1016/j.engstruct.2014.11.006.Górski P. Investigation of dynamic characteristics of tall industrial chimney based on GPS measurements using Random Decrement Method // Engineering Structures, 2015. V. 83. P. 30-49, ISSN 0141-0296.Pergamenshchik BK, Lesnikov IA. Gazootvodyashchie (dymovye) truby TES: vozvedenie, remont, rekonstruktsiya, demontazh. 1-e izd. Moscow: NIU MGSU, 2014. (In Russ.).Пергаменщик Б.К., Лесников И.А., Газоотводящие (дымовые) трубы ТЭС: возведение, ремонт, реконструкция, демонтаж. 1-е изд. М.: НИУ МГСУ, 2014. C. 7-92.Rikhter LA. Teplovye elektricheskie stantsii i zashchita atmosfery. Moscow: Energiya, 1975. (In Russ).Рихтер Л.А. Тепловые электрические станции и защита атмосферы. М.: Энергия, 1975. 312 с.Wong H.Y., Heathcock C.R. Design against wind-induced vibration of multi-flue chimney stacks. Engineering Structures. 1985; 7:2-9, ISSN 0141-0296. doi: 10.1016/0141-0296(85)90030-6.Wong H.Y., Heathcock C.R. Design against wind-induced vibration of multi-flue chimney stacks // Engineering Structures, 1985, Vol. 7, Pages 2-9, ISSN 0141-0296.Ciesielski R., Flaga A. Wind load on multi-flue chimneys in truss or frame-truss housing. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics. 1989; 32:211-220, ISSN 0167-6105. doi: 10.1016/0167-6105(89)90031-7.Ciesielski R., Flaga A. Wind load on multi-flue chimneys in truss or frame-truss housing // Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 1989. V. 32. P. 211-220, ISSN 0167-Słowik, M., Dobrowolska, M., Borzęcki, K. Dimensioning of reinforced concrete multi – flue chimneys. Budownictwo i Architektura. 2008; 3(2):71-80. doi: 10.35784/bud-arch.2324.Mirsalikhov K.M., Gribkov A.M., Chichirova N.D. Analysis of methods for selection of optimal parameters of stack. Power engineering: research, equipment, technology. 2021; 23(1):131-145. doi: 10.30724/1998-9903-2021-23-1-131-145.Mirsalikhov K.M., Gribkov A.M., Chichirova N.D. Analysis of methods for selection of optimal parameters of stack. Power engineering: research, equipment, technology. 2021; 23(1):131-145. doi: 10.30724/1998-9903-2021-23-1-131-145.Słowik, M., Dobrowolska, M., Borzęcki, K. Dimensioning of reinforced concrete multi – flue chimneys // Budownictwo i Architektura, 3(2). P. 71-80.Roslyakov PV, Novozhilova LL, Egorova LE. Organizatsiya monitoringa vrednykh vybrosov iz dymovykh trub TES na osnove chislennykh issledovanii. Vestnik MEI. 2008; 4, 28–39.Мирсалихов К.М., Грибков А.М., Чичирова Н.Д. Аналитический обзор методик выбора оптимальных параметров дымовых труб. Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 2021. Т. 23(1). С.131-145.Roslyakov, P.V., Kondrat’eva, O.E., Ionkin, I.L. et al. Ensuring Reliable Continuous Instrumental Emission Control of Marker Pollutants from Thermal Power Plants into the Atmosphere. Therm. Eng. 69, 57–65 (2022). doi:10.1134/S0040601521110045.Росляков П.В., Новожилова Л.Л., Егорова Л.Е. Организация мониторинга вредных выбросов из дымовых труб ТЭС на основе численных исследований // Вестник МЭИ. 2008. № 4. С. 28–39.Duzhikh FP, Osolovskii VP, Ladygichev MG. Promyshlennye dymovye i ventilyatsionnye truby: spravochnoe izdanie. Moscow: Teplotekhnik, 2004.Росляков П.В., Кондратьева О.Е.., Ионкин И.Л. и др. Обеспечение достоверного непрерывного инструментального контроля выбросов маркерных загрязняющих веществ ТЭС в атмосферу // Теплоэнергетика. 2022. № 1. С. 68–77.Hoehn, L. 84.02 Circumradius of a Cyclic Quadrilateral. The Mathematical Gazette. 2000; 84(499):69–70. doi: 10.2307/3621477.Дужих Ф.П., Осоловский В.П., Ладыгичев М. Г. Промышленные дымовые и вентиляционные трубы: справочное издание. М.: Теплотехник, 2004. 464 с.Дужих Ф.П., Осоловский В.П., Ладыгичев М. Г. Промышленные дымовые и вентиляционные трубы: справочное издание. М.: Теплотехник, 2004. 464 с.Hoehn, L. 84.02 Circumradius of a Cyclic Quadrilateral // The Mathematical Gazette, 2000;84(499):69–70.Hoehn, L. 84.02 Circumradius of a Cyclic Quadrilateral // The Mathematical Gazette, 2000;84(499):69–70.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.