Въведение
Охладителни кули са структури за топлоотвеждане, използвани за прехвърляне на процеса на отпадната топлина в атмосферата.
Охладителни кули се намират в петролните рафинерии, нефтохимически и други химически заводи, топлоелектрически централи и т.н.
Видове охладителни кули
Класификацията на охладителните кули се основава на начина на всмукване на въздух в кулата. Основните видове охладителни кули са с естествена тяга и с принудителна тяга.
Охладителни кули се различават по размери – от малки до много големи хиперболоидни структури, които могат да бъдат с височина до около 200 м и диаметър до около 100 м. Съществуват и правоъгълни охладителни кули с височина до около 40 м и дължина до около 80 м.
Характерни проблеми
Вътрешните повърхности на охладителни кули са много големи и са изложени на неблагоприятни въздействия. Въпреки че те са построени с „киселинно-устойчиви“ бетони, обикновено те се нуждаят от допълнителна защита на повърхността. Това се дължи на прякото им излагане и контакт с отработени газове и кондензати, които често са агресивни, като киселинността им в някои случаи е по-ниска от рН 2.5 – особено когато охладителната кула е оборудвана със система за отвеждане на изгорели газове. Освен това, вътрешната повърхност е подложена на тежка химическа атака, причинена от сероводородни газове (H2S), които в контакт с влага се превръщат в сярна киселина (H2SO4).
Когато в охладителната кула липсва система за отвеждане на изгорели газове, бетонът е подложен единствено на горещите влажни условия.
За охлаждане в някои заводи се използва морска вода, като това води до проникване на хлориди в бетона и тежка хлоридна корозия на армировката.
Вътрешните стени на върховата част на охладителните кули с естествена тяга са подложени на UV въздействие. Ако бетонът е защитен с епоксидна смола, то тя трябва да бъде предпазена срещу UV атака чрез адекватна защита.
Повърхността на външния бетон е подложена на нормалните атмосферни въздействия (карбонизация, хлориди, ако е в близост до море и т.н.). В горната си част освен атмосферни въздействия има и химическа атака от изгорелите газове от съседни комини и/или от димоход при наличие на система за отвеждане на изгорелите газове.
Подготовка на повърхността
Поради специфичния начин на изграждане, при охладителните кули не може да бъде постигната гладкост, както при стандартните бетонови практики. Независими изследвания показват, че без съответната подготовка на основата дълготрайността на защитните системи се редуцира значително (2 – 3 пъти) дори при прилагане на защитни системи от най-висок клас. Обикновено, дълготрайността на защитната система без предварителна подготовка на повърхността е максимум 6-7 години, докато при направа на правилна подготовка дълготрайността обикновено е около 20 години.
Преди полагане на репрофилиращия състав за постигане на адекватна подготовка на вътрешните и горния край на външните бетонни повърхности се използва водно бластиране с много високо налягане (> 500 бара). Винаги, когато е възможно, по вътрешната и горния край на външната бетонна повърхност, след подходяща подготовка на повърхността, за възстановяване на повърхността трябва да се използват материали на база комбинация от цимент и епоксидна смола, напр. Sikagard®-720 EpoCem®. Този продукт има уникално предимство – не е чувствителен при втвърдяване, като позволява нанасяне на защитно покритие в много кратки срокове. Практиката показва, че тези характеристики са много полезни при ремонт на охладителни кули, където организирането на правилно втвърдяване на системите за подготовка на повърхността е почти невъзможно.
Регламент
В Европа стандартът EN 1504 обхваща продуктите и системите за възстановяване и защита на бетонни конструкции, като са засегнати всички аспекти: от правилното изследване и диагностика, през избора на подходящи системи за ремонт и защита, до препоръките за приложение на системите и осъществяването на обектов контрол.
Що се отнася конкретно до системите за възстановяване и защита на охладителни кули, има асоциация VGB PowerTech, която има за цел да насърчи и оптимизира експлоатационната безопасност и съвместимост с околната среда на съществуващи заводи за електрическа и топлинна енергия, както и на заводи в процес на изграждане. VGB като техническа асоциация за производство на електрическа и топлинна енергия е организация с нестопанска цел и доброволно сдружение на опериращи в бранша компании.
ЕС-27: 473 членове в 21 държави:
Австрия, Белгия, Хърватска, Чехия, Дания, Финландия, Франция, Германия, Гърция, Унгария, Ирландия, Италия, Люксембург, Полша, Румъния, Португалия, Словения, Холандия, Испания, Швеция, Великобритания
Останалата част на Европа: 18 членове в четири държави:
Русия, Швейцария, Турция, Норвегия
Извън Европа: 17 членове в 11 държави
Аржентина, Австралия, Бразилия, Китай, Индия, Израел, Япония, Либия, Монголия, Южна Африка, САЩ
Общо: 508 членове в 36 държави
VGB PowerTech публикува насоки и мерки за защита на стоманобетонни охладителни кули и комини срещу експлоатационни въздействия и въздействия върху околната среда.
Решения на Sika за ремонт на бетон
– Защита на откритата армировката от корозия:
Sika MonoTop®-910 N – за вътрешни и външни повърхности без димни газове;
SikaTop® Armatec–110 EpoCem® – за вътрешни и външни повърхности с димни газове.
– Ремонт на бетон:
Sika MonoTop®-412 NFG – за локален ремонт на бетон;
SikaCem® Gunite–133 – за ремонт на големи площи.
– Ремонт на пукнатини:
Sikadur®-52 Injection – инжектиране със структурна епоксидна смола.
– Репрофилиране на повърхността:
Sikagard®-720 EpoCem® – за вътрешни и външни повърхности с димни газове (нечувствителен при втвърдяване, без технологични престои, нанасяне на защитно покритие след 24 часа);
Sika MonoTop®-620 – за вътрешни и външни повърхности без димни газове (лесно полагане, ниска цена).
Решения на Sika за защита на бетон
1. Защита на бетон при експлоатационна температура < 35°C – обикновено се наблюдава при охладителни кули с естествена тяга:
– Вътрешна повърхност без димни газове:
1 х Sika Icosit®-2406 Primer;
1 х Sika Icosit®-2406 – дебелина на сухия филм > 200 μm;
2 x Sikagard®-363 – за UV защита.
– Вътрешна повърхност с наличие на димни газове:
1 х Sika Icosit®-2406 Primer;
2 х Sika Icosit®-2406 – дебелина на сухия филм > 300 μm;
2 x Sikagard®-363 – за UV защита.
– Външна повърхност:
Хидрофобен грунд: 1 х Sikagard®-740 W, 1 х Sikagard®-704 S или 2 x Sikagard®-700S;
Защитно покритие: 2 х Sikagard®-680 S BetonColor или 2 х Sikagard®-675 W ElastoColor
2 x Sikagard®-363 – за UV защита, където е необходимо.
– Външна повърхност, последни 5 метра:
1 х Sika Icosit®-2406 Primer;
1 х Sika Icosit®-2406 – дебелина на сухия филм > 200 μm;
2 x SikaCor® EG 5 – за UV защита.
2. Защита на бетон при експлоатационна температура > 35°C и < 65°С – обикновено се наблюдава при охладителни кули с принудителна тяга:
– Вътрешна повърхност:
1 х Sika Icosit®-2406 Primer;
1 х Sika Permacor®-3326 EG H – дебелина на сухия филм > 250 μm.
* Външните повърхности се обработват както е посочено по-горе.
Решения на Sika за конструктивно усилване
– Усилване на огъване:
Sika® CarboDur® S / М;
Sikadur®-30.
– Усилване на срязване и усилване чрез FRP кожуси:
SikaWrap® C / G;
Sikadur®-300 / –330.
Решения на Sika за хидроизолация и фугоуплътняване на басейни за охладена вода
1. Новоизградени структури – при новоизградените стоманобетонни структури обикновено говорим за съвместна система от водоплътен бетон и специални мерки за защита на фугите:
Хидроизолация на фугите:
– Водоспиращи ленти / профили:
Sika® Waterbar® PVC-P.
– Система от инжекционни маркучи:
SikaFuko® VT-1.
Защита на бетон:
– Репрофилиране на повърхността:
Sika MonoTop®-620;
– Защитно покритие / хидроизолация:
Sika Poxitar®-F или Sikagard®-63 N;
– Хидроизолация с мембрана:
Sikaplan® WT-6200-20 C;
Sikaplan® WT-6210-20 H.
2. Ремонт на стари структури:
Хидроизолация на фугите:
– Хидроизолационна система:
Sikadur® Combiflex® SG.
– Химическиустойчив полиуретано фугоуплътнител:
Sikaflex® PRO-3.
Защита на бетон:
– Репрофилиране на повърхността:
Sikagard®-720 EpoCem® – тъй като бетонът е наситен с вода, е необходимо нанасянето на временна бариера срещу влагата (мин. 2 мм) от Sikagard®-720 EpoCem® преди нанасяне на защитното покритие.
– Защитно покритие / хидроизолация:
Sika Poxitar®-F или Sikagard®-63 N.
– Хидроизолация с мембрана:
Sikaplan® WT-6200-20 C;
Sikaplan® WT-6210-20 H.
Бетонови работи при ново строителство
Охладителните кули с естествена тяга обикновено се изграждат чрез т.нар. катерещ се кофраж. При този метод кофража се премества непрекъснато в синхрон с процеса на бетониране, като преместването се извършва с хидравлично задвижван крик и най-често е в рамките на 15 см до 30 см на час, в зависимост от температурата. Тъй като височината на кофража обикновено е само около 1.20 м, а часовата производителност е 20 – 30 см, бетонът отдолу е на възраст 4 – 6 часа и трябва да има достатъчно якост, за да издържи собственото си тегло („зелена“ якост). Той обаче, не трябва да е свързал изцяло, за да позволява лесно преместване на кофражната форма без да залепва към нея. Основното изискване за безпроблемното използване на катерещ се кофраж е едновременното бетониране на всички участъци на едно и също ниво, последвано от едновременно свързване на бетонните слоеве. Съществено влияние за това оказва температурата, заедно с изискването за постоянен оптимален В/Ц фактор, като спецификата на бетонирането при катерещ се кофраж налага използването на специални бетонни състави (използват се суперпластификатори, микросилициев прах и т.н.).
– Суперпластификатори:
Sika® ViscoCrete® – значително намаление на направната вода, отлична обработваемост, висока начална и крайна якост, повишена водонепропускливост и мразоустойчивост.
– Микросилициев прах:
SikaFume® – обогатени фини фракции за висока якост и плътност на циментовата матрица.
– Стабилизатор:
Sika® Stabilizer – за подобрена кохезия и заместване на фините фракции.
– Въздуховъвличащи добавки:
Sikanol®/ SikaAer® – създаване на въздушни пори за намалена водопопиваемост и повишена мразоустойчивост.
– Ускорители и забавители:
SikaRapid® / Sika Retarder® – за прецизен контрол на процесите на свързване и втвърдяване на бетона.
Първият съществен обект на ремонтирана от Sika охладителна кула е през 1980 г. в Енсдорф, Германия с площ от 16 000 м².
От тогава, стотици охладителни кули са или защитени по време на строителството, или напълно/частично ремонтирани с помощта на системите и решенията на Sika.
Над три десетилетия Sika е надежден партньор при изграждането и ремонта на охладителни кули, като доставят продукти и системи на всички континенти. Съответствието на продуктите и системите, използвани при нови охладителни кули и модернизиране на стари структури са напълно изпитани в нашите лаборатории преди да бъдат проверени и потвърдени от независими контролни органи, така че да отговорят на суровите изисквания в реалната среда.
Забележка: Информацията в настоящото и всички други съвети се предоставят добронамерено и се базират на текущите познания и опит на Sika с продуктите при условия на правилно съхранение, боравене и използване в нормални условия в съответствие с препоръките на Sika. Информацията се отнася само за приложенията и продуктите, упоменати в настоящото. При промени в параметрите на използване като напр. промени в основата и др., или за друг вид приложение, консултирайте с Техническата служба на Sika преди да използвате продуктите на Sika. Информацията, съдържаща се в настоящото, не освобождава потребителя на продуктите от задължението да ги изпита за пригодност. Всички поръчки се приемат съгласно нашите текущи условия на продажба и доставка. Потребителите са длъжни винаги да правят справка с последното издание на Лист с технически данни за съответния продукт, копия от които се предоставят по заявка.