火电厂烟囱（精选9篇）
火电厂烟囱 篇1
1 背景
近年来, 随着国内环保政策的日益严格, 湿法脱硫系统的大量投入, GGH系统的逐步退出, 以前用于高温干烟气排放的烟囱已经改变了用途, 按照相关设计规范要求, 必须进行湿烟囱防腐改造, 基于这种大的背景, 在短短的10年内, 各种湿烟囱防腐技术如雨后春笋般得到了快速发展, 来自于国内外的近20种不同的烟囱防腐技术先后投入了使用, 不同方案的材料、工艺、施工工期、费用、质量和实际效果等指标差异巨大。
为了选择材料、工艺、造价合理的技术方案, 业内走过不少弯路, 对这些不同的烟囱防腐技术及体系的认知也经历了一个从知之甚少到深入了解, 从理论认知到深入实践的螺旋式的上升, 期间经历了多次的矛盾、反复和剧烈的冲突。在这个过程中, 除了烟囱本体防腐问题突出, 烟囱酸雨 (石膏雨) 排放问题也渐渐日益凸显、暴露出来。
由于湿烟囱防腐改造工程往往需要双机停用, 建临时烟囱, 具有工程周期长、工作量大、施工安全风险高、工程造价高的特点。而且, 如果防腐措施失效, 湿烟气对烟囱的腐蚀将直接影响到了烟囱本体的结构安全, 因此, 如何科学合理地选择湿烟囱防腐方案, 实现对材料、施工工艺和施工质量的有效管理和控制, 保证电厂湿烟囱防腐在全寿命期 (或剩余寿命期) 内的有效使用, 提高湿烟囱和机组整体的可靠性已经成为燃煤电厂目前面临的突出问题。
2 烟囱防腐现状
以某电力集团为例, 其所属在役电厂59座, 机组92台, 烟囱66根, 其中, 湿烟囱32根, 干烟囱19根, 半干烟囱15根。
2.1 湿烟囱防腐现状
32根湿烟囱中有19根烟囱采用了钛-钢复合板防腐烟囱, 占总数的59%, 防腐效果反映较好。13根湿烟囱采用了国内国产砖胶、涂料等烟囱防腐体系, 占总数的41%, 目前, 主要表现为失效较多。
各个电厂的湿烟囱均存在不同程度的烟囱雨 (石膏雨) 问题, 造成周边的设备、设施的腐蚀和环境的污染。经随机取样测试, 酸液的p H值在1~2, 腐蚀性很强。烟囱雨的产生跟烟气流速、烟囱结构、防腐内衬表面性能、烟囱保温、脱硫除雾设备设计参数和运行状况等因素有关。这个问题在烟囱设计阶段和防腐改造时应予以充分重视, 实际情况表明, 仅通过对脱硫除雾及除尘设备的改造是无法解决的。目前, 由于各厂对于实际的烟囱雨 (石膏雨) 没有开展相关的观测统计工作, 因此暂时无法提供详细的烟囱雨 (石膏雨) 累计时间数据。该电力集团所属电厂在役机组湿烟囱防腐现状统计见下页表1。
2.2 干烟囱防腐现状
在役电厂共有34根干烟囱。其中19根干烟囱配套用于炉内干法脱硫的CFB循环流化床锅炉机组。目前, 这些烟囱运行状况良好。部分电厂, 如, 准能矸石电厂、灵州电厂受环保和粉煤灰综合利用工艺的要求, 增设或将增设湿法脱硫设施, 由于原干烟囱防腐已经不能满足新的烟气排放要求, 已经计划或实施湿烟囱防腐改造。
2.3 半干烟囱防腐现状
在役电厂还有15根烟囱设置了湿法脱硫, 同时也配套设置了GGH烟气加热装置。为论述方便, 权且将排放这种烟气的烟囱称之为“半干烟囱”。实际情况是, 由于GGH或者是临时烟气加热系统运行可靠性差, 部分烟囱已经出现了烟囱结露腐蚀迹象。如, 西南某电厂加装了烟气加热装置, 但是烟气温升不足, 烟囱已发生腐蚀现象。四川某厂GGH运行也有问题, 烟囱也发生了局部腐蚀现象。
2.4 在建电厂烟囱防腐现状
该集团目前在建电厂8座, 共计9根烟囱, 均为采用湿法脱硫装置, 不设置GGH的湿烟囱, 也都采用了较可靠的钛-钢复合板湿烟囱防腐方案。
基于目前掌握的资料, 钛-钢复合板湿烟囱防腐工作中存在的主要问题包括:烟囱流速选取偏高, 材料检验进场缺乏检测, 板材加工没有采取合理措施造成钛板损伤问题突出, 焊口附近没有使用规定的清洗剂清洁可能对钛防腐层焊接质量造成大的影响, 膨胀节设计、施工存在问题等, 都会对工程质量和钛-钢复合板湿烟囱的设计使用寿命造成直接负面影响。建议各公司、发电厂参照《火力发电厂湿烟囱钛钢复合板湿烟囱防腐体系施工质量控制指导意见》加强工程管理。为了获得施工管理第一手资料, 上述具体问题还需要做进一步的实地检查、调研。
3 烟囱防腐存在的主要问题
由于近年来烟囱防腐出现了比较多的问题, 目前各电厂在基建期间新建、扩建及烟囱技改中, 均提高了对湿烟囱防腐技术风险防控的重视程度。但是, 由于国内湿烟囱防腐技术多样, 良莠不齐, 集团内部对湿烟囱防腐问题存在信息交流不畅、认识程度不一、管理程序不规范等问题, 在方案选取、执行标准、施工管理等方面发生了较多、较大的偏差, 给电厂的安全生产管理带来了不同程度的隐患。现阶段湿烟囱防腐工作中存在的主要问题, 有以下几类。
3.1 烟囱防腐工作信息交流不畅, 认识不足、重视程度不够
首先, 在增设湿法脱硫, 取消GGH装置后, 湿烟囱已经成为发电厂重要的设施之一, 烟囱内壁的酸液对于烟囱主体的腐蚀直接危及到发电厂的安全运行。由于国内对烟囱防腐问题的总结不及时, 有问题不暴露, 信息交流不畅, 电厂管理者及相关技术人员对于湿烟囱防腐失效防腐技术及湿烟囱防腐失效带来的安全后果认识不足。
其次, 近年来国内各种湿烟囱防腐技术尚未经过长时间实践运行考验, 而且, 各种方案的工程造价差异很大, 在防腐性能和效果没有得到充分证实以前, 往往价格和投资因素成为确定烟囱防腐方案的主要依据。
再次, 目前烟囱防腐方案都是由各电厂独立调研确定, 由于相关技术人员水平不足及认识上存在的差异, 也没有从机组关键设施全寿命管理的角度出发, 落实某电力集团“本质安全”的要求, 湿烟囱防腐技术路线混乱, 实际上报方案没有能够真实体现安全、可靠、经济、环保的最佳要求。实际已投入使用的防腐工程效果较差, 问题多。
3.2 防腐体系选型不当, 腐蚀渗漏问题多发
由于对湿烟囱防腐技术、材料及原理等的认识不足, 防腐技术路线混乱, 设计、选型技术标准严重滞后。导致了在湿烟囱防腐体系的选择上发生偏差, 实施后仍然留有防腐体系失效的重大隐患。国内电厂采用的国产砖胶防腐体系、杂化聚合物防腐体系、OM涂料等方案都不同程度地发生了腐蚀失效、烟囱本体渗漏问题。
3.3 湿烟囱设计规范存在问题, 设计参数选取不当, 烟囱雨问题明显
脱硫系统出口烟气流量、烟囱出口流速、烟囱内壁粗糙度等是影响烟囱内部酸液、石膏携带的重要指标, 涉及到目前国内相关湿烟囱设计规范考虑不周, 存在一定问题, 脱硫、环保、锅炉等专业与烟囱设计专业的配合不畅, 相关设计参数选取不当, 烟囱雨 (石膏雨) 问题明显。实际情况表明, 实际选用过高的的烟气流速会带来防腐体系局部严重磨损和烟囱雨 (石膏雨) 加重等问题的出现实。
例如, 在准能矸石电厂烟囱防腐工程项目上, 如果采用新增钛-钢复合板套筒方案, 受施工条件限制, 烟囱出口直径最大只能达到7.0 m, 此时, 钛-钢内筒及出口流速将会高达30.8 m/s, 美国《湿烟囱设计导则》[2]推荐的最优流速不高于16.8 m/s。
另外, 新疆某煤电有限公司委托设计的临时烟囱, 设计方在锅炉BMCR工况湿法脱硫装置后烟气量选择错误, 设计选取的标况下烟气量值为1 220 000 m3/h, 设计选取的临时烟囱出口直径为4.5 m, 设计烟囱出口流速21.3 m/s。但是, 经过工作小组认真核查, 实际烟气量确定应为1 700 000 m3/h, 在该烟气量下, 如果烟囱出口直径仍然按照4.5 m计算, 临时烟囱内部及出口烟速将高达29.68 m/s, 远远超出相关规范规定的22 m/s流速上限的要求。
山西某电厂采用钛-钢复合板烟囱防腐改造项目, 受混凝土外筒限制, 新增钛-钢复合板内筒出口内径最大为8.9 m, 按照2013年7月17日热工院在637 MW负荷下单台锅炉测试的烟气量2 790 000 m3/h作为计算依据, 出口流速为24.92 m/s, 已超过22 m/s设计上限。如果按照锅炉BMCR工况计算, 脱硫烟囱出口烟气温度48℃, 理论烟气量6 370 000 m3/h (单台3 185 000 m3/h) , 出口流速高达28.44 m/s。
3.4 施工标准缺乏、施工管理难度大、效果参差不齐
目前, 国内的烟囱砖胶防腐体系、萨维真、杂化聚合物涂层防腐体系等施工管理标准缺乏, 即使有一些杂乱也不统一, 造成施工过程难以监管, 质量难以控制。同样的防护体系, 不同的厂家实施过程中也存在较大的质量差别, 造成了烟囱防腐工程实际效果的明显差异。
如大唐南京下关电厂采用了国产砖胶体系, 由于国内没有相应的施工质量标准, 又由非专业防腐队伍施工, 运行仅一个月就发生了大面积防腐失效, 烟囱腐蚀的问题。而管理较好的案例则可达到4年以上, 没有发生明显的失效渗漏。
再如华润鲤鱼江电厂采用的国产砖胶体系, 运行一年即失效, 进行了铲除修复, 再次发生渗漏, 后又全部拆除改用钛-钢复合板防腐方案。
3.5 烟气加热系统运行效果差
电厂的烟气加热系统 (含GGH、蒸汽加热装置等) 工作状况差, 烟囱中烟气温升不足, 实际出口烟气温度偏低, 如, 国能重庆电厂, 烟囱入口的烟气温度只有约60℃, 烟囱酸液结露腐蚀现象明显。
3.6 湿烟囱防腐改造工程漏项较多
电厂需要实施湿法脱硫系统改造, 原来用于排放干烟气的烟囱改变了用途, 用于排放湿烟气, 湿烟囱防腐改造成为必然。另外, 由于烟囱的腐蚀环境、环保排放要求发生了巨大的变化, 特别为了减少湿烟气中石膏雨的夹带, 烟囱出口流速需要进行大的调整, 对烟囱防腐改造的方案也提出了更高的要求。再加上单筒烟囱原有保温、防腐内衬的设计和施工不规范, 在改造阶段会出现难以预见的工程问题, 往往涉及施工工期的延长和预算的增加。实际上, 在烟囱防腐设计、技术改造中, 还存在如, 检查设施考虑不足, 漏设了烟囱巡检钢梯、平台, 没有设置酸液排放检查装置, 照明设置不全, 检查通道的照明亮度不足等问题, 需要进一步完善。
3.7 钛-钢复合板烟囱防腐工程问题突出
目前, 钛-钢复合板烟囱防腐方案被大量采用, 2006年左右建设的9个钛-钢复合板烟囱内筒以及国内其他同期建设的大部分钛-钢复合板烟囱运行状况较好。但是, 近年来建造的钛-钢复合板烟囱的工程质量问题高发, 如, 2009年建设的国华沧东二期钛-钢复合板烟囱出现了腐蚀现象, 华润高资电厂、沙洲电厂钛板烟囱也进行了防腐维修。因此, 加强钛-钢复合板防腐烟囱的施工管理也势在必行。钛-钢复合板防腐烟囱防腐需要注意的问题有:入厂材料质量检测及控制问题;钛板运输、加工过程中的机械损伤问题;钛板焊接质量控制问题;烟囱钢板及附属构建焊接问题;检验标准设置不当问题;膨胀节设计、材料、施工管控问题等。
4 烟囱防腐工程的技术建议
4.1 新建扩建湿烟囱项目
新建扩建项目在设计上, 要求合理选择烟囱方案, 控制烟囱出口流速, 避免烟囱内部烟气流速过高产生的酸液二次携带问题, 缓解石膏雨的发生。在防腐工艺上, 应严格按照《烟囱设计规范》 (GB 50051—2013) [1]执行, 推荐使用钛-钢复合板内筒方案, 备选钢内筒贴衬宾高德方案。玻璃钢 (FRP) 湿烟囱也是非常好湿烟囱防腐解决方案, 但是, 基于目前国内产业现状, 建议在暂缓推广该技术, 需要进一步观察玻璃钢烟囱制作、施工质量保证及机组的运行效果。
4.2 在役湿烟囱改造项目
在役机组湿烟囱改造项目上, 方案选取比较复杂, 必须根据各电厂机组、燃料、原烟囱设计的实际情况和机组剩余服役年限等因素综合考虑烟囱防腐方案, 基于寿命期内经济效益最大化, 进行必要的综合技术经济比较, 同时, 充分考虑采取防止烟囱雨 (石膏雨) 的有效措施。
基于目前认识, 建议机组在可预见的剩余服役年限在5年以上的, 防腐采用可靠性高的钛-钢复合板或进口宾高德防腐技术。机组可预见的剩余服役年限在5年以下的, 经充分的论证, 并有系统的质量管控和检测措施保证的前提下, 可以采用杂化聚合物等高性能重防腐涂层。
4.3 开展整体联合设计, 有效缓解和消除烟囱雨
优良的脱硫除雾器、除尘器设计可以有效较少脱硫系统夹带的酸液量, 减少酸液中石膏及粉尘等固态物质的含量, 这对后面烟囱雨 (石膏雨) 的治理非常有利。另外, 脱硫后的净烟气烟道也是酸液冷凝量较大的区域, 该部分的保温及内部支撑形式以及烟气的流动形式都对液滴的二次夹带产生重大影响, 因此, 采用脱硫系统和烟囱整体联合设计在消除石膏雨问题方面是非常必要的。
4.4 加强连接烟道的防腐处理, 避免事故发生
脱硫系统到烟囱入口的烟道部分也同样存在严重的腐蚀问题, 但是, 由于该部分烟道具有检修条件, 检修相对方便, 因而采用碳钢衬玻璃鳞片胶泥的方案基本可以满足使用要求。
采用玻璃鳞片方案的电厂应注意以下两个方面问题:一个是人孔门的设计应能够方便人员进出, 方便检修为宜, 人口门外侧应紧接检修平台;另外, 烟道底部由于外侧包覆保温层, 当烟道底部积灰而底板出现大面积腐蚀时, 在光线不好的情况下容易发生垮塌、坠落等安全事故, 因而烟道底部的防腐设计应考虑更大的安全系数, 选用更可靠的防腐方案。
4.5 取消烟气再热系统
根据国外运行管理的经验, 建议电厂设计直接采用湿烟囱, 在湿式脱硫系统后面取消或不再增设回转式烟气再热系统 (gas-gas heater, GGH) , 根据南北方地heater, MGGH) 。回转式烟气再热系统 (GGH) 由于存在烟气的携带和泄漏, 净烟气会受到原烟气污染, 设备和运行费用高, 另外, 换热元件易堵塞, 对电厂运行可靠性产生负面影响。研究结果表明, 在正常再热温度范围内, 烟气再热将使细小雾滴 (d<5μm) 蒸发, 对于来自沉积液膜的烟气流二次夹卷的较大液滴 (d>200μm) 的蒸发作用有限, 另外相对于烟囱高度, 再热使烟羽抬升高度增加也很小, 大约仅有3~6 m。水汽烟羽的形成很大程度上取决于气象条件。要在所有气象条件下通过再热消除可见烟羽在实际上是不可能的。在典型的再热情况下, 烟羽的可见长度与湿烟气烟羽相比, 长度大约减少1/3。然而, 采用湿烟囱防腐设计能够改进机组热效率、降低维修费用、提高机组运行可靠性。
参考文献
[1]中国冶金建设协会.烟囱设计规范:GB 50051—2013[S].北京:中国计划出版社, 2013:199.
[2]美国电力研究院EPRI.湿烟囱设计导则[S].美国:美国电力研究院, 2012:14.
火电厂烟囱 篇2
嘉华电厂不设GGH湿法脱硫烟囱防腐改造探讨
对嘉华电厂不设GGH的.湿法脱硫烟囱防腐技术方案进行了探讨.从嘉华电厂的烟囱及其运行特征入手,根据防腐要求提出各种可选方案;通过对方案特性的对比分析,得到最优方案.
作 者：许悠佳 毛培 XU You-jia MAO Pei 作者单位：浙江嘉华发电有限责任公司,浙江,杭州,310009刊 名：电力环境保护英文刊名：ELECTRIC POWER ENVIRONMENTAL PROTECTION年，卷(期)：24(2)分类号：X701.3关键词：GGH 湿法烟气脱硫 防腐
某电厂烟囱结构选型 篇3
某电厂该期工程新建2×600 MW国产亚临界一次中间再热凝汽式发电机组。该工程考虑脱硫设备同期建设,且在不上GGH的情况下,如何选择好烟囱的结构型式,保证与锅炉同寿命,安全可靠的运行。根据工程特点需要对烟囱型式作必要论证。
1 烟囱结构选型原则
烟囱结构选型原则要考虑安全运行、使用寿命、环境保护、技术经济等因素,针对结构设计还要考虑工艺条件、土建原始资料、施工技术、材料供应等。一般来说,合理地选择好烟囱结构型式,要考虑以下几个方面。
1.1 烟囱的重要性
应把烟囱作为设备来看待,其寿命长短直接影响整个电厂的正常运行,烟囱与锅炉同寿命。
1.2 烟囱的功能
烟囱作为设备直接参与发电机组的运行,提高机组效率也要借助烟囱的性能,确保排烟能更有效地散流。
1.3 环保方面
脱硫技术应用、建设高大烟囱以利于烟气扩散、降低污染密度。
1.4 运行维修
考虑部分锅炉停运,烟囱检修维护方便,应建设多管集束式烟囱。
1.5 经济造价
选择烟囱结构形式,要综合考虑工艺条件,环保要求及防腐材料等。通常,单筒钢筋混凝土烟囱造价最低。
土建结构专业还要考虑诸如风荷载的大小、地震设防烈度、地基条件等,这些对烟囱结构型式的选择都有重要的影响。特别是地基条件,对烟囱基础方案的选择是决定性的条件。随着大机组,大容量电厂的出现,人类对环境要求的提高,近几十年来各国都在不断探索电厂高烟囱的合理结构型式。
2 火力发电厂常见烟囱结构型式及特点
2.1 普通钢筋混凝土单筒式烟囱
20世纪80年代以前设计的普通钢筋混凝土单筒式烟囱即钢筋混凝土筒身,内衬支承在筒身牛腿上。内衬多采用水泥砂浆砌筑普通黏土砖,隔热层通常采用封闭空气层或水泥珍珠岩板或岩棉板。从设计强度上讲,这种形式的烟囱其筒身足够安全。但是,实际中筒壁普遍存在裂缝、腐蚀的情况,其情况如下。
a)裂缝以竖向为主,水平裂缝较少,其宽度一般都超过烟囱设计规范规定的0.15 mm～0.30 mm的允许值,普遍在0.3 mm～1.0 mm之间;b)烟囱内部腐蚀带有普遍性,有的烟囱腐蚀相当严重;c)施工方法对烟囱裂缝的影响明显。采用有井架支模和单滑方法施工的烟囱,属较严重或严重裂缝的有50%,采用双滑方法施工的更甚,达75%;d)裂缝严重程度与除尘器型式无明显关系,与燃料种类有关。燃油或燃天然气的比燃煤的裂缝更严重些。
为提高烟囱抗腐蚀能力,增强其耐久性,做到安全运行,一些科研、设计单位针对以往电厂烟囱出现的问题,结合工程实际情况,设计建造了一些新型烟囱。
2.2 改进型单筒式烟囱
改进型单筒式烟囱是在传统式钢筋混凝土烟囱形式上,根据燃煤含S量和腐蚀性指数对烟囱结构形式、内衬、保温材料和计算参数取值等方面进行改进。其特点是:a)通过改变烟囱外型坡度和烟囱内部结构形状,调整烟囱内部各区段的烟气流速,使烟囱内的烟气压力在运行期间基本处于负压状态;b)提高钢筋混凝土外筒壁的混凝土强度等级,提高混凝土密实性和抗渗性;c)在钢筋混凝土筒壁内表面设置耐高温防腐蚀涂层或设置防腐蚀隔离层;d)采用憎水耐腐蚀材料作隔热层,该材料由2层组成,层与层之间相互错缝,使烟气不易渗透;e)内衬采用耐高温耐酸砌体,用耐酸耐高温胶泥砌筑,具有良好的防腐、抗渗性能。
2.3 套筒或双管(多管)烟囱
从内筒材质上分:有砖内筒套筒或双管(多管)烟囱和钢内筒套筒或双管(多管)烟囱(以下简称砖内筒烟囱和钢内筒烟囱)。外筒考虑抵抗风吹日晒和地震力的作用,均选钢筋混凝土结构。此类烟囱的结构由钢筋混凝土外筒和砖或钢排烟内筒组成。
2.3.1 钢内筒烟囱的布置形式及构造
a)悬挂式结构布置是将整个钢内筒挂在钢筋混凝土外筒顶部,钢内筒处于受拉状态,所有热膨胀都是向下的,膨胀量根据最高可能出现的烟气温度计算,烟道接口处设有膨胀节。钢内筒筒壁可大大减薄;b)自立式结构布置是将钢内筒支承在基础上,所有热膨胀都是向上的,取消了膨胀节。多数钢内筒式烟囱采用这种支承方式。无论何种布置方式的构造均在一定标高设置一定数量的侧向支撑或止晃结构,用以减少钢内筒变形及支撑处弯距,允许竖向无约束膨胀。
2.3.2 砖内筒烟囱的布置形式及构造
砖内筒烟囱结构形式是将砖内筒分段支承在各层平台梁的环梁上,砖内筒采用轻质耐酸砌块,高品质耐酸胶泥砌筑而成。为使砖内筒内烟气温度得以保持,内筒外侧采用带铝箔超细玻璃棉毡包裹。
2.3.3 双管(多管)砖、钢内筒烟囱
双管(多管)砖、钢内筒烟囱的热力特性好,每台机组运行互不影响,烟囱的检查、维修方便。此类烟囱能提高烟气自拔力。其缺点是由于多个排烟管的存在,外筒直径较大,受风压较大。为使内筒的受热温度高于烟气酸露点温度,应特别注意外部保温材料的设计和施工质量。这种结构形式的烟囱在国外已广泛运用于火电厂,在中国大容量机组火电厂也已开始采用。
3 烟囱结构型式技术比较
该发电厂烟囱设计条件为,烟囱高度180 m,烟囱(烟气)单个排烟筒出口直径6.5 m,若两炉合用1个烟囱,出口直径为10 m。基本风压值为0.45 kN/m2,厂区地震基本烈度为7度、Ⅲ类场地土,厂区最大冻土深度0.74 m。非脱硫工况烟气温度为140℃(事故温度超过200℃),脱硫工况烟气温度50℃。考虑将来有多种工况运行的可能,有必要对烟囱选型进一步讨论。
3.1 传统式单筒烟囱存在的问题
从烟囱结构自身特点分析,传统式单筒烟囱存在着无法弥补的缺点,其原因是:a)传统式单筒烟囱构造不合理,内衬、隔热层组成的排烟管紧靠筒壁,其坡度与外筒壁相同,使得烟囱部分区段烟气处于正压运行,加大了烟气对内衬的腐蚀作用,加之内衬砌筑灰缝不密实,因而,影响钢筋混凝土外筒壁的强度。这是烟囱选型构造上的的薄弱环节;b)传统的单筒烟囱隔热层通常采用亲水材料或空气作为隔热层,隔热效果较低;c)传统式单筒烟囱内衬、砌筑砂浆不耐酸。砖内衬灰缝易遭受烟气腐蚀,尤其是燃煤含S量≥1%时,砌筑砂浆部分或大部分失去黏结力,内衬结构松散,影响了内衬结构的整体性。
3.2 改进型单筒烟囱的使用性
从改进设计、严格施工等角度,选择改进型钢筋混凝土单筒烟囱,在干式除尘、湿式除尘烟气温度在90℃以上运行工况时,可满足生产需要并缓解传统单筒烟囱的弊端。但是,对湿法脱硫运行方式,如果不设置GGH设备,烟气温度可能仅在50℃左右,那就需要再研究。
3.3 双管烟囱的优势
多管(双管)是烟囱体系发展起来的新的结构形式。这种烟囱的特点是,每台锅炉设1个单独的排烟管,几个排烟管紧密地布置在同一外筒之中,增加了烟气有效排放高度,减少了烟囱的计算高度。对部分锅炉尚未投产或停用检修时,不影响其余排烟筒的运行,也不会使烟囱出口烟气流速降低。其特点是:a)在正常运行条件下,钢筋混凝土筒身承重结构不直接与烟气接触;b)单台机组停止运行,相应的排烟管可以检修、维护,确保烟囱与锅炉同寿命;c)烟气热浮力大,增加烟气抬升高度,利于扩散、减少污染;d)结构稳定性好,抗风、抗震能力强;e)多管烟囱更利于脱硫工况的运行、检修。
4 技术经济比较
结合该发电厂实际情况以及对烟囱一系列分析,这里对改进型钢筋混凝土单筒烟囱、钢内筒套筒烟囱、双管砖内筒烟囱、双管钢内筒烟囱加以技术经济比较,具体数据见表1。
5 结语
虽然双管钢内筒烟囱造价较高,但考虑该工程燃煤含S量中等、烟气腐蚀性一般,且脱硫设备同期建设,为确保烟囱与锅炉同寿命和持久地安全运行,该期工程推荐双管钢内筒烟囱。
火电厂烟囱 篇4
根据《中华人民共和国大气污染防治条例》、《洛阳市大气污染防治条例 》有关规定：
一、国务院自2000年9月1日起施行《中华人民共和国大气污染防治条例》
第二十条 单位或个人因发生事故或者其他突然性事件，排放和泄漏有毒有害气体和放射性物质，造成或者可能造成大气污染事故、危害人体健康的，必须立即采取防治大气污染危害的应急措施，通报可能受到大气污染危害的单位和居民，并报告当地环境保护行政主管部门，接受调查处理。
在大气受到严重污染，危害人体健康和安全的紧急情况下，当地人民政府应当及时向当地居民公告，采取强制性应急措施，包括责令有关排污单位停止排放污染物。
第五章 防治废气、尘和恶臭污染
第三十六条 向大气排放粉尘的排污单位，必须采取除尘措施。
严格限制向大气排放含有毒物质的废气和粉尘；确需排放的，必须经过净化处理，不超过规定的排放标准。
第四十条 向大气排放恶臭气体的排污单位，必须采取措施防止周围居民区受到污染。
第五十六条 违反本法规定，有下列行为之一的，由县级以上地方人民政府环境保护行政主管部门或者其他依法行使监督管理权的部门责令停止违法行为，限期改正，可以处五万元以下罚款：
（一）未采取有效污染防治措施，向大气排放粉尘、恶臭气体或者其他含有有毒物质气体的；
（四）城市饮食服务业的经营者未采取有效污染防治措施，致使排放的油烟对附近居民的居住环境造成污染的
第五十九条 违反本法第四十五条第二款规定，在国家规定的期限内，生产或者进口消耗臭氧层物质超过国务院有关行政主管部门核定配额的，由所在地省、自治区、直辖市人民政府有关行政主管部门处二万元以上二十万元以下罚款；情节严重的，由国务院有关行政主管部门取消生产、进口配额
第六十二条 造成大气污染危害的单位，有责任排除危害，并对直接遭受损失的单位或者个人赔偿损失。
赔偿责任和赔偿金额的纠纷，可以根据当事人的请求，由环境保护行政主管部门调解处理；调解不成的，当事人可以向人民法院起诉。当事人也可以直接向人民法院起诉
二、《洛阳市大气污染防治条例》
（2005年5月20日洛阳市第十二届人民代表大会常务委员会第十二次会议通过 2005年7月30日河南省第十届人民代表大会常务委员会第十八次会议批准）本条例自2005年10月1日起施行
第三十条 饮食服务业的经营者必须采取措施，防止油烟及其他气体对附近居民的居住环境造成污染。
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在居民住宅楼内（不包括规划建设的商住综合楼），不得新建产生油烟污染的饮食服务业。
第六章 法律责任 第三十二条违反本条例规定，有下列行为之一的，由市、县（市）环境保护行政主管部门或者其他依法行使监督管理权的部门根据不同情节，按照以下规定处理
（六）违反第二十三条第二款规定，在城镇、农村居民集中居住区及风景名胜区、自然保护区、文物保护区等需要特殊保护的区域内加工、制造产生恶臭、有毒、有害气体物质的，责令停止违法行为，可处二千元以上二万元以下罚款
（八）违反第二十八条第一款规定，在城镇、农村居民集中居住区及需要特殊保护的区域内，焚烧产生有毒有害烟尘和恶臭气体物质的，责令停止违法行为，处五百元以上二万元以下罚款；违反本条第二款规定，露天焚烧农作物秸秆的，责令停止违法行为，情节严重的，可以处每堆（次）五十元以上二百元以下罚款
（十）违反第三十条第一款规定，饮食服务业经营者未采取有效措施，致使排放的油烟对附近居民的居住环境造成污染的，责令停止违法行为，限期改正，可处五百元以上三万元以下罚款；
三、根据《中华人民共和国大气污染防治条例》、《洛阳市大气污染防治条例》有关规定居民要求如下：1、2、3、办理齐全相关的手续。
烟囱安装必须征得居民同意（具了解烟囱安装只有三楼签字）。烟囱必须高排，按照相关规定排烟口脱离高层居民（六楼及七楼），达到一定高度，不得影响正常居住。4、5、6、烟囱排放不得有毒有害、烟尘和恶臭气体物质。排烟时不得有噪音。
烟囱安装牢固，不得有隐患，因烟囱造成的人身伤亡、财产损失、疾病由安装烟囱经营者负责一切费用及损失。
7、安装的烟囱不得对居民房屋造成破坏，因不可抗拒的自然因素导致烟囱倒塌造成房屋损坏，安装烟囱经营者负责一切费用及损失。
8、9、如烟囱向南延伸，高层居民开窗不得受到污染或者异味产生。烟囱未经居民同意擅自安装，安装烟囱经营者必须及时整改。
第页，共3页
10、未尽事宜待协商解决。
四、烟囱安装后存在种种不确定安全因素，为了保证居民的居住权利，烟囱整改完毕后3日内，安装烟囱经营者向居民交付2万元保证金，防止因烟囱问题造成的居民一切损失。
五、此要求签订后安装烟囱经营者烟囱整改日期为20天。
六、烟囱在规定日期内不能整改合格或未整改，烟囱排烟口居民将向《洛阳市工商局》、《洛阳市涧西区工商局》、《洛阳市环保局》、《洛阳市涧西区环保局》、《洛阳市环保局环境监察大队》、等相关单位及社区投诉，如投诉未果，居民联合将向当地人民法院起诉。
距离烟囱最近和受影响的业主共四家。
一号楼3单元601业主签字：
一号楼3单元602业主签字：
一号楼2单元602业主签字：
一号楼3单元601业主签字：
安装烟囱经营者签字并盖章：
日期：
****年**月**日
火电厂烟囱 篇5
2013年年底, 我院与国外一家集团公司对越南二期1×100 MW某发电工程EPC总承包项目达成共识。本项目的一期2×50 MW机组已经投运多年, 经过现场实地调研收集, 越南纳东地区全年平均降雨量为1 350 mm, 每年的5月~10月为雨季, 占全年降雨量的70%~80%, 当地全年平均温度为27℃, 平均湿度为82%, 每年平均蒸发量为700 mm~1 070 mm, 属于潮湿的热带季风气候。
1 烟囱设计条件
纳东二期烟气采用半干法脱硫工艺。按照规范[1]规定:“半干法、干法 (水介质) 脱硫处理后的烟气应按中等腐蚀性等级考虑”。
烟囱高度为110 m, 出口直径为3.5 m。烟气温度:运行80℃, 事故120℃。地震参数:动峰值加速度为0.1g, 相应的地震基本烈度为7度。场地类别:Ⅱ类。地面粗糙程度:B类。风压:0.50 k N/m2 (50年一遇) 。冬季温度 (最低) :0℃。夏季温度 (最高) :37.6℃。
2 烟囱技术方案比选
目前, 国内脱硫烟囱一般采用防腐型单筒式烟囱或套筒式烟囱, 塔架式钢内筒烟囱形式较少。烟囱的设计要以安全可靠、经济适用为原则, 要考虑耐久性和一定的维护条件, 要进行综合成本核算, 从电厂的重要性、烟囱的运行条件、烟气的腐蚀性等级、设计年限、施工质量、施工难度、施工速度、检修维护条件等多方面进行比较后, 才能确定出适合本工程特点的烟囱型式。
按照规范[1,2]规定:“当排放中等腐蚀性烟气时, 可根据结构的重要性和烟囱匹配机组容量的大小, 选择套筒式、多管式或防腐型单筒式烟囱”“烟囱排烟内筒与锅炉匹配台数, 对于125 MW级及以下机组不多于4台”。本工程规模为1×100 MW, 烟囱型式有以下几种方案可供选择:
1) 防腐型单筒式烟囱。方案A:采用钢筋混凝土单筒, 高度110 m, 出口直径3.5 m。防腐内衬采用防水抗渗耐酸胶结料砌筑轻质防腐陶瓷砖, 将隔热层与防腐内衬保护层合二为一的形式, 起到保温隔热的作用。牛腿与滴水板接缝处采用加强型防腐构造, 进一步提高烟囱的防腐性能。外筒的上段接近直筒形式, 顶部设置烟气扩散头。
防腐型单筒烟囱优点为:施工简单, 施工周期短, 造价低, 施工经验丰富。
缺点:烟囱外形多为锥体, 不利于烟气负压运行。烟囱运行后很难检修维护, 一旦发生渗漏, 影响承重结构体系。
2) 单套筒式烟囱。方案B:内筒出口直径3.5 m, 高度110 m, 外筒出口直径6.5 m, 高105 m。钢内筒采用自立式钢内筒。钢内筒采用JNS耐酸露点钢板粘贴轻质防腐陶瓷砖。在钢内筒外侧设超细玻璃棉毡保温层。同时内外筒之间设置钢平台及钢梯等构件。
单套筒式烟囱的优点为:此防腐内衬系统由基层、粘结层、面层共三层做法构成防腐系统。本系统采用的胶粘剂具有耐低温高温、防水、防潮、阻燃、耐酸碱物质及耐有机溶剂的性能, 既是烟囱基材与陶瓷砖的可靠粘结材料, 又是砖与砖之间密闭材料, 粘结胶层固化后形成致密的胶板。轻质防腐陶瓷砖具有容重低、强度高、导热系数小、耐酸耐碱等特点, 适合现场和工厂化加工, 易于操作。满足规范建议的排烟筒与腐蚀性烟气分开的要求, 避免了烟气腐蚀导致的烟囱结构的破坏, 影响正常运行, 同时排烟筒与外筒之间留出了足够的空间, 满足了人员日常巡查和检修维护的条件。
缺点为:防腐系统对施工的要求高, 各道工序之间需紧密配合, 对温度、湿度等有一定要求, 施工时间需要保证。建成后电厂运行期间需要定期维护检修钢内筒及其他钢构件。
3) 塔架式烟囱。方案C:外结构采用钢塔架形式, 高105 m, 钢构件均采用圆钢管, 钢内筒采用自立式钢内筒。钢内筒采用JNS耐酸露点钢板粘贴轻质防腐陶瓷砖, 用专用胶泥将50 mm厚的轻质防腐陶瓷砖粘贴在钢内筒内壁。同时铺设外塔架和钢内筒连接的各层平台、竖向钢梯等钢构件。塔架式烟囱除了具有与单套筒式烟囱相同的优点外, 钢结构构件均可工厂加工, 现场安装, 既能保证质量, 又可以简化施工工序, 工期较短。
缺点为:造价相对较高, 并应充分考虑电厂运行后定期进行维护塔架、钢内筒、钢梯及钢平台等钢构件。
3 烟囱结构型式总结
通过对一期电厂的调研, 以及和建设单位的沟通, 我们认识到, 当地混凝土现场无法建立搅拌站, 只能从很远的地方购买商品混凝土, 成本很高, 这部分混凝土的造价肯定与估算量会有很大差距。还有一个因素是国外劳动力成本很高, 钢结构施工可以加大机械设施的投入, 从而达到减少人力和管理成本投入的目的。通过了解, 当地钢材的实际采购价格较低, 有利于简化施工工序, 缩短施工工期, 保证工程进度。
从技术角度考虑, 三种烟囱结构型式均满足要求。对于排放半干法脱硫烟气的烟囱, 宜选择排烟内筒与承重外筒脱开的形式, 满足可定期检修与维护的条件, 避免由于渗漏导致结构主体的破坏无法修复, 影响正常运行;防腐措施方面, 应选择质量有保证的材料, 最好选择人为因素干扰小、易工厂化制作加工的材料, 应尽量减少防腐薄弱部位, 并对其采取加强措施。
本工程由于采用半干法脱硫, 烟气与湿法脱硫 (不设GGH) 相比, 温度相对较高, 湿度相对较低, 因此腐蚀性减弱 (中等腐蚀性等级) , 综合以上三种烟囱方案不同的优缺点, 结合本工程运行条件, 推荐采用方案C塔架式烟囱, 此方案选用的结构体系和防腐体系都满足排放烟气的特点和使用寿命的要求, 保证了烟囱运行的安全可靠性。考虑到当地潮湿闷热的气候, 各层钢平台、钢梯等钢构件均位于钢内筒外侧, 露天布置, 运行检修环境较好, 同时减少了混凝土筒壁牛腿、施工时对拉螺栓杆等防腐薄弱部位, 避免了安全隐患。
结合以上技术特点, 方案C钢内筒粘贴轻质防腐陶瓷砖应选择有良好行业内业绩的材料商供应材料, 并以总承包方式实施, 施工工期和质量能够很好地控制。同时充分考虑材料采购、管理成本的因素, 本工程最终推荐建设单位选择了方案C塔架式烟囱, 钢内筒采用JNS耐酸钢粘贴轻质防腐陶瓷砖防腐系统。
4 结语
国外电厂土建设计要结合当地的经济建设水平, 建设单位更注重电厂的“功能设计”, 国内一些适用的设计指标和惯用做法照搬到国外电厂建设中可能就有点水土不服。由于土建施工图阶段往往存在设计周期短, 施工图任务繁重的特点, 因此, 土建设计阶段确定的执行规范标准、全厂设计原则和方案, 都要与建设单位充分讨论, 并确认形成合同文件, 做到有依据可查, 国外工程的特点就是一切以合同为准。明确了前提目标, 可以为施工图阶段的土建设计节约更多的时间和精力, 做到更好和更优。
参考文献
[1]DL 5022—2012, 火力发电厂土建结构设计技术规程[S].
电厂烟囱地基处理设计方案比较 篇6
关键词：地基处理,烟囱设计,比较,经济
1 工程概况
新疆西部合盛热电有限公司2×330MW机组新建工程, 系火力热电项目, 采用抽汽供热凝气式汽轮发电机组, 配2台1025t/h煤粉锅炉, 脱硫采用半干法工艺, 配套烟囱高度为210米, 出口直径7.5米单筒烟囱 (烟囱为乙类建筑) , 为合盛硅业的自备电厂, 工程建设地点位于新疆石河子市化工新材料产业园, 距石河子市以北27km。
2 工程地质条件概况及处理设想
烟囱基础区域土层:
根据地勘资料可知: (1) 由于勘测厂址区域地貌为玛纳斯河下游的冲洪积平原, 地下水埋深较浅, 水位基本稳定为-2.95~-4.85m左右, 地下水主要由玛河侧向补给及农田灌溉入渗补给。 (2) 抗震基本设防烈度为7度, 设计基本地震加速度为0.188g, Ⅲ类场地土, 特征周期0.55s。烟囱区域勘测点判定为中等液化, 液化深度为4.8-6.5m。 (3) 地下水对混凝土结构具有腐蚀性;对钢筋混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性。场地土对混凝土结构具有弱腐蚀性, 对钢筋混凝土中的钢筋具有微腐蚀性。 (4) 按实际情况进行估算, 最下层的粉土为实际基础持力层, 虽然粉土以上的圆砾土性状优良, 但土层薄导致在开挖时按估算埋深大部分将去除, 剩余部分无法发挥作用从而全部去除。因此, 由于存在上述特点, 本工程地基不满足330MW等级电厂的设计要求, 需进行地基处理。在考虑到电厂建筑的埋深, 烟囱基础埋深在6米的情况, 烟囱基础以下应适当的做一定厚度的换填土层, 地基处理方案也就明确在解决软弱下卧层的问题。
依据地基强度及变形要求、场地地层分布情况、建筑材料的分布情况等因素综合分析, 初步设想烟囱地基处理由3种备选方案: (1) 换填砂砾石垫层方案; (2) 钻孔灌注桩方案; (3) 换填砂砾石垫层+钻孔灌注桩方案。
3 地基处理方案比较
3.1 砂砾石碾压换填方案
单纯采用粉土层作为持力层将导致计算的烟囱基础外形巨大且变形无法满足。为此需要将圆砾以上的土层全部清除, 然后用工程性质较好的天然级配的砂砾石, 分层铺垫、逐层碾压, 这样换填3.0m即可达到设计标高要求。距厂区直线距离15km的玛河边上储量极为丰富的天然级配的砂砾石, 是填料的良好采集地, 经实验室颗粒筛分及化学、物理性质实验, 各项指标均满足要求, 因此换填垫层材料采用天然级配的砂砾石。
影响换填质量的主要因素有:填料的颗粒级配;合理的压实功;碾压工序;最优含水率等, 本工程换填采用单层虚铺厚度400mm, 分两次铺设, 压实系数不小于0.97, 施工碾压机械激振力270kN, 碾压变数为先平碾一遍, 后振动碾八遍, 最后一遍平碾, 在这样的要求下, 初设阶段现场做了换填碾压砂砾石试验, 原位静载荷检测结果推荐300kPa。
3.2 钻孔灌注桩方案
钢筋混凝土灌注桩广泛的适用于各种土层, 其承载力高, 沉降小, 成桩直径和长度可灵活调整, 详勘报告中提供的侧阻及端阻标准值。
依据《建筑桩基技术规范》 (JGJ 94-2008) 5.3.6条, 单桩竖向极限承载力标准值按下式计算
Quk=Qsk+Qpk=u∑Ψsiqsikli+ΨpqpkAp
距离西部合盛电厂800m处有另外一电厂, 当时试桩过程中600mm桩径的桩总是缩径, 但800mm桩径的桩成桩比较好, 所以本工程桩径采用800mm, 如果以 (3) 圆砾为桩端持力层, 则桩长最短6m, 最长12m, 这样算下来的单桩承载力特征是很小, 无法满足承载力及变形对于桩长的要求。因此以 (4) 粉土作为桩端持力层, 本工程灌注桩实为摩擦桩。
结合《建筑桩基技术规范》 (JGJ 94-2008) 中关于各种土侧阻力及端阻力经验值及详勘报告, 经初步估算, 有效桩长达到35m时, 单桩承载力特征值才能达到1800kN。
3.3 换填砂砾石垫层+钻孔灌注桩方案
采用换填3m天然级配的砂砾石, 换填层以下为18m钻孔灌注桩。结合两种地基处理的优点, 减少钻孔灌注桩的长度, 缩短桩处理的时间。
4 计算结果比较
计算结果比较:
4.1 采用砂砾石碾压换填方案, 软弱下卧层计算满足, 沉降量为153mm, 基础倾斜值为0.00148
4.2 采用钻孔灌注桩方案, 软弱下卧层计算满足, 沉降量为82mm, 基础倾斜值为0.0008
4.3 采用换填砂砾石垫层+钻孔灌注桩方案, 软弱下卧层计算满足, 沉降量为106mm, 基础倾斜值为0.00091
5 经济性及工期比较
方案经济比较:
5.1 采用砂砾石碾压换填方案, 工程造价为426.2万元 (含基础, 下同) , 工期7天
5.2 采用钻孔灌注桩方案, 工程造价为678万元, 工期65天
5.3 采用换填砂砾石垫层+钻孔灌注桩方案, 工程造价为583万元, 工期30天
6 方案选择
通过对三种方案计算结果比较可以看出, 3种计算结果均满足现行规程规范要求。
6.1 换填垫层法采用天然级配的砂砾石分层碾压, 该方法施工简易, 工序相对其他地基处理方式简单, 各工序过程容易控制, 进度快, 原体试验和工程垫层的检测时间也先对最短, 工程造价通过对比可知相对较为低廉, 但由于工程场地地下水位浅, 采用3m换填方案基础沉降量比较高, 如果坚持采用加大深度换填, 将给施工带来降水等一系列问题, 连带的经济费用也降低了换填方案优势。
6.2 采用钻孔灌注桩方案虽计算结果优良, 水下旋挖钻孔灌注桩可靠度高, 能够提供较为理想的单桩承载力特征值, 是一种理想的地基处理方案, 西部合盛电厂周围已建和在建的电厂全部采用灌注桩, 但工程造价相对较高, 其试桩和工程桩的检测周期都较长, 受季节影响较大。
6.3 采用换填砂砾石垫层+钻孔灌注桩方案, 就基本的经济性上就比钻孔灌注桩方案节约了约100万, 且工期节省了35天。该方案计算数据较合理, 满足工艺运行要求。
因此工程采用填砂砾石垫层+钻孔灌注桩方案。
7 结束语
地基处理方案的确定是结构设计的重要环节, 地基处理方法很多, 但在确定地基处理方案时应综合考虑场地的岩土工程特性和各种地基处理方法的实用范围, 综合比较选择经济适用的方案。
参考文献
[1]DL5022-2012火力发电厂土建结构设计技术规定[S].
[2]GB50051-2002烟囱设计规范[S].
火电厂烟囱 篇7
近年来, 随着新的《火电厂大气污染物排放标准》及《中华人民共和国环境保护法》的出台, 国家对大气污染物排放的要求越来越严格, 其中, 控制燃煤电厂的烟气排放是治理大气污染的关键。所以, 各发电企业对燃煤锅炉加大污染治理, 增加脱硫装置, 对于使用湿法烟气脱硫系统的燃煤电厂来说, 由于烟气的排放温度低 ( 54℃ ~ 59℃ ) , 湿度大, 腐蚀性大大增强。因此, 在烟囱设计时, 烟囱内筒的防腐蚀设计非常关键, 而且比普通干烟气烟囱对防腐的设计要求更高。所以采用湿法烟气脱硫必须配套烟囱防腐, 这样才能保证电厂和烟气脱硫系统的可靠运行。
1 阜新煤制天然气公司自备电站烟囱及脱硫概况
阜新煤制天然气公司自备电站锅炉为4 台470 t高压自然循环煤粉锅炉, 采用氨法脱硫工艺, 不设GGH, 设置烟气旁路。4 台锅炉合用一座混凝土结构烟囱, 设置有内筒, 烟囱高度为205 m, 烟囱顶直径为10. 8 m, 底部直径为21. 9 m, 烟囱内表面积为9 770 m2。
2 烟囱防腐方案分析比较
湿法脱硫系统的烟囱有以下两种运行方式: 一是脱硫系统在检修或事故状态而锅炉运行时, 烟囱内烟气温度在170℃ 左右, 烟气对烟囱内壁产生磨损和腐蚀, 这就要求烟囱内衬具有良好的热冲击性, 以抵抗温度的变化。二是在经过脱硫处理后, 烟气的温度一般控制在54℃ ~ 59℃ , 这时就会出现结露现象, 形成的酸性液体会通过烟囱内衬缝隙进入烟囱内而产生腐蚀。所以要求内衬材料必须具有抗强酸腐蚀能力、低渗透性、良好的挠性、不会产生裂纹并具有良好的黏附性等。
按照国内新建湿烟囱防腐实践情况看, 目前采用的烟囱防腐形式有: (1) 钛- 钢复合板钢内筒。 (2) 进口宾高德砖内衬。 (3) 玻璃钢排烟内筒。
2. 1 钛- 钢复合板
钛- 钢复合板是一种防腐蚀组合材料, 它是以低碳钢Q235B为主, 采用爆炸- 轧制方式将钛金属板与基材复合在一起的金属复合板。由于钛金属具有很强的耐酸碱腐蚀能力, 特别具有耐点蚀、耐应力腐蚀开裂及晶间腐蚀的特性, 因此钛-钢复合板是国际烟囱设计标准推荐的方案。钛- 钢复合板的优点是它具有钢内筒的整体性, 密封性好, 而且抗腐蚀能力强、使用寿命长、运行维护量小。但是, 由于钛的耐腐蚀性主要依靠钛钝化的氧化膜, 因此在进行钛的焊接时, 需要在惰性气体氛围内进行, 对焊接质量要求高。如果焊接质量差也会引起烟囱内筒局部腐蚀穿孔, 因此, 在焊接施工时应重点监督焊接程序及质量。
2. 2 进口宾高德砖内衬
宾高德内衬系统由底漆、胶黏剂、砖块三部分组成。宾高德砖以一种特级低膨胀硅酸硼玻璃为原料, 加入一些发泡剂、改性添加剂等, 经过粉碎混合, 再经过高温烧制而成的一种低膨胀高强度、耐冷热冲击的非金属材料。其具有闭腔式多孔结构, 这种结构使得宾高德砖具有高强度低膨胀、高隔热性和抗化学腐蚀性能。同时, 宾高德砖使用一种名为宾高德胶黏剂的专用粘合剂粘结在衬基材料上, 它能在基底形成连续完整的防腐膜层, 烟气环境对该膜层不产生腐蚀。考虑到宾高德砖的高绝热性和导热性极低, 所以烟囱内筒外侧不需再设置保温层。但由于宾高德砖尺寸较小 ( 如尺寸为150 mm × 230 mm × 38mm的宾高德砖, 对于高度210 m、直径7. 5 m的烟囱内筒, 粘砌砖数量近15 万块) , 施工强度大, 在有限的工期内, 施工质量有时无法保证, 造成胶黏剂不饱满、勾缝不严密等情况, 而引起烟囱内筒局部腐蚀现象。
2. 3 玻璃钢排烟内筒
玻璃钢是由高强度纤维和树脂复合而成的复合材料。玻璃钢排烟内筒的筒壁自里向外由内衬层、结构层、外表面层组成。内衬层与锅炉烟气直接接触, 具有防护强腐蚀性烟气、防护烟气正压及冷凝结露液渗透、耐烟气温度变化、耐烟气气流磨损等性能; 结构层主要提供力学性能, 保证排烟内筒筒壁的强度、稳定和安全可靠性; 外表面层具有抗老化等性能; 玻璃钢材质具有自重轻、防腐能力强、造价低、加工方便、安装简单、质量轻等优点。但由于玻璃钢是高分子塑料基复合材料, 从机械性能看, 玻璃钢耐温性差。当温度升高时, 玻璃钢的结构性能衰减很快, 所以在使用玻璃钢作为电厂烟囱内筒时, 需要控制烟气温度, 而且存在质量控制严格、制作场地面积大等问题, 见表1。
3 防腐方案经济性比较
由于玻璃钢排烟内筒耐高温性较差 ( 见表2) , 而且阜新煤制天然气公司自备电站的脱硫系统不运行时烟气温度为170℃左右, 超过其使用范围, 不适合本项目的要求。
钛- 钢复合板与进口宾高德内衬的经济性比较见表3。
经过以上比较, 宾高德砖内衬系统相比钛- 钢复合板方案投资要低, 但彼此价格差异不大。通过比较, 钛- 钢复合板内筒的使用寿命较长, 维护次数少, 在运行后检修维护费用也相对较低, 比较有优势。
4 钛- 钢复合板内筒的实际应用
根据钛- 钢复合板材料与宾高德砖在成本、施工难易、后期维护及使用寿命上的权衡比较, 阜新煤制天然气公司决定采用钛- 钢复合板作为自备电站的烟囱内筒及烟道接口的防腐材料, 复板为TA3, 厚度为1. 2 mm, 基板为Q235B, 厚度为8 ~20 mm。内筒从25 ~ 210 m使用钛- 钢复合板, 外部包裹保温材料。
5 钛- 钢复合板内筒制作中的质量控制
1) 钛- 钢复合板内筒的质量控制要求按照GB8547 - 2006《钛- 钢复合板》, GB/T13149 - 2009《钛及钛合金复合钢板焊接技术条件》及GB/T3620. 1 - 2007《钛及钛合金牌号和化学成分》等国家和行业标准执行。
2) 钛- 钢复合板的焊接, 应优先采用非熔化极氩弧焊的方法, 并选用相应的手工氩弧焊设备。如果是对16 ~ 25 mm厚的板材焊接时, 应在环境温度高于0℃ 时进行。
3) 钢内筒拼接焊缝质量要求: 纵缝按二级质量要求进行检验, 水平焊缝按一级质量要求, 但对X射线检验时每一环线拍一张底片, 底片长度不小于150 mm。其他焊缝: 除熔透焊缝质量要求为二级外, 其余钢构件焊缝需满足三级外观质量要求。
4) 内筒制作、安装、验收对以下各阶段应分别进行检查: 零件的加工制作、构件的拼装和焊接、焊缝的检验、构件涂底漆前的准备、构件涂面漆前的准备、涂漆后漆膜完好结构整体。
5) 零件在加工前应对原材料进行检查, 对材料表面的缺陷处理应在调整前进行, 边缘表面不应损伤和裂缝, 用砂轮清理痕迹应顺边缘方向进行。
6) 零件边缘进行机械自动切割、刨边加工等工艺后, 其表面的不平度不能超过0. 2 mm, 连接边缘的垂直度不能超过0. 1mm, 不符合上述要求者均可用磨平缓的方法加以修整。
6 结语
对于采用湿法脱硫工艺的电厂烟囱, 经过以上的论证比较, 推荐采用钛- 钢复合板这种防腐材料, 虽然造价相对较高, 但材料使用的成熟可靠度及安全性能更好, 后期维护简单方便, 使用寿命期内维修最少。目前阜新煤制天然气公司自备电站的使用情况很好, 未进行任何维护, 未出现腐蚀泄露情况。
参考文献
[1]欧阳明辉, 刘焕安, 叶际宣.燃煤火力电厂烟气脱硫系统湿烟囱防腐内衬概述[J].全面腐蚀控制, 2014 (8) .
[2]黄惠贤, 庄海清, 冯红梅.240 m烟囱钢内筒钛钢复合板焊接工艺特点[J].热力发电, 2006 (10) .
火电厂烟囱 篇8
印尼meulabohNAGAN RAYA NAD 2×110MW火电厂的烟囱工程, 是EPC合同承包模式下的重点项目。烟囱高120m, 外筒为钢筋混凝土结构, 高度为117m, 基础砼和筒身强度等级为C30, 基础砼方量约589m3, 筒壁混凝土量约为1 063m3。钢内筒为等直径自立式全钢结构, 高120m, 钢内筒直径4.2m, 钢内筒总重约176t。
烟囱混凝土外筒与钢内筒之间共设三层检修平台, 分别在标高40m、76.5m、114m设置且均为止晃平台。
该工程为变坡截面结构, 筒壁坡度变化:在0～+25m段i=0.06, 在25～+70m段i=0.025, 在+70～+117段i=0;筒壁厚度变化为:在0～+15m段为420mm, 在+15～+25为380mm, 在+25～+35为350mm, 在+35～+45为320mm, 在+45～+55为300mm, 在+55～+80为280mm, 在+80～+117为250mm。
在±0.0m处设5.2×4.6m (高) 施工洞口, 等烟囱全部施工完毕用MU10空心机制砖进行二次封堵且留置2.4×2.4m一个门;在底标高5.95m处设2.8×8.5m (高) 烟道口两侧各一个。
2 滑模设备选用
本工程筒身混凝土施工采用滑模, 选用悬索结构操作平台, 内外钢圈采用上下钢圈的形式、并用角钢拉杆将上下钢圈连接成鼓式整体, 在辐射梁下部加设钢筋拉杆与上下鼓圈拉紧, 组成悬索结构;悬索平台的稳定性与刚度比较好, 适用于大口直径高烟囱的施工。
2.1 滑模设备的组成与计算
整个滑模装置由模板系统, 操作平台系统, 液压系统, 垂直运输系统4部分组成。
经过对设备计算荷载统计, 操作平台及垂直运输系统:F1=27.397T×9.8=268.49KNkN;
计划操作平台负荷:F2=1/4×3.14×13.552×1.0=144.127KNkN (按最大考虑, 按照最大半径计算)
实际活荷载:F=68.98KNkN (远小于负荷)
摩阻:F3= (13.55+12.71) ×3.14×3×0.3=74.21KkNN
(注:每次混凝土浇筑高度为0.3m, 滑升模板与砼的摩阻力对钢模板取3kN/m2)
乘以荷载系数后, 平台总荷载:
F=1.2×268.49+1.4× (144.127+74.21) =627.9KkNN
2.2 千斤顶的计算
千斤顶型号为GYD-60型, 计划使用28台, 设计承受工作荷载为3t=29.4KN。每个千斤顶实际承受荷载为:627.9/28=22.43<[29.4], 千斤顶能正常工作。
2.3 支撑杆的计算
支撑杆允许承载力计算
[P]——支撑杆允许承载力 (KN) ;
——工作系数, 0.8;
E——支撑杆的弹性模量 (KN/CM2) , E=20600KN/CM4;
J——支撑杆的截面惯性矩 (CM4) , J=3.14D4/64;
K——安全系数, 2.0;
L0——支撑杆的脱空长度, 从砼的上表面到千斤顶的下卡头距离 (cm) , 取105cm。
每个支撑杆实际承受荷载627.9/28=22.43<[218.77]
支撑杆满足承载力要求。
2.4 吊笼的计算
吊笼采用双钢丝绳, 四点连接吊笼, 最高处钢丝绳共承受荷载:
吊笼0.2t, 钢丝绳自重0.56t, 人员0.08×2=0.16t按照规范, 载人电梯保险系数为14, 使用荷载设计数值为: (0.2+0.56+0.16) ×14=12.88t,
两根钢丝绳最大承受荷载为:15.6×2=31.2t,
钢丝绳满足承载力要求。
3 主要施工措施
筒身滑模主要工艺流程为, 组装:放线-扎设组装脚手架-放辐射梁-就位鼓圈-布置提升架-固定围圈放模板-上调半径丝杠-准备工作-初滑。
滑模:松跑道钢丝绳-启动模板-校正中心线-拉固定外模板的导索-校正内半径-收分丝杠开字架子-紧跑道钢丝绳-浇筑砼。
3.1 放线控制
首先从新在复核一下坐标控制点, 在烟囱±0.00m处, 以中心点画出外, 内模板线, 并通过圆心画出28组提升架位置线, 相邻两门架的夹角约为12.857°。
3.2 垂直提升系统
垂直提升系统使用前必须做加荷试验, 试验荷载应大于使用荷载的3倍。系统联动全过程反复运行10次, 运行过程中仔细观察, 保证系统运行顺畅、稳定、无异常。施工过程中应专人每天检查卷扬机、钢丝绳、钢丝绳锚固、天轮、地轮、通讯设施等。
3.3 滑模平台系统
操作平台用14#槽钢作辐设梁, 联接中心鼓圈和提升门架组成操作平台的骨架, 支设内外模板, 模板拼接误差为2mm, 模板的锥度误差控制在0.2℅以内, 不得有倒锥模板, 内外模板组装完毕并校正无误后铺设平台木板, 板缝应连接严密, 上下人孔应做成活动翻板。
3.4 机具配置
现场设卷扬机、液压控制台、电焊机、振捣器、钢筋弯曲机、切段机、木工锯等机械, 每台机械除位置合理、配电到位外, 使用前应注意检查和保养。防止带病作业, 以保证工程进度和安全。
3.5 支撑杆
支承杆材质要求Q235A, 规格为Φ48焊接钢管, 标准节6米初装分4种规格, 在同一操作平台上应布置4种不同长度的支承杆, 相邻两根错接高差为1米。支撑杆的上下连接采用套管焊接。插入前应打光除锈, 插入时先套上防雨帽, 再套上塑料套管, 方能插入千斤顶。在同一操作平台上应布置4种不同长度的支承杆, 相邻两根错接高差为1米, 滑升中若千斤顶弯曲失稳, 应将千斤顶卸荷加固, 加固用Φ20钢筋插入筒壁砼中直至硬底, 上端与支承杆焊接, 并与相邻两支承杆焊牢, 支承杆要插直焊实。
3.6 操作平台水平控制
首先把千斤顶行程帽调整一致, 以免出现爬升差。用水准仪在爬升杆上抄平作好标记, 标高用钢卷尺每300m划一标记。用以检查平台水平。滑升过程中使用调平器控制千斤顶的爬升。
3.7 初滑施工
1) 操作台所有设备组装好后, 即进入初滑施工阶段, 初滑施工应先用原配比减半石子砼浇筑30mm～50mm作为接茬用, 在用原配比砼浇筑300mm厚, 在浇筑超过模板高度的1/2时, 应将模板提升2～3行程再继续浇筑, 以防粘模, 浇满模板后即为一个施工段 (约300mm) 。调平操作台及对中系统, 即进入正式滑升施工。
2) 吊料跑道及地面机械设施的安装布置:在靠近烟囱的外侧设吊料跑道, 在距烟囱60m处设5t双滚筒卷扬机二台供内部上料及上人用, 3t小卷扬机一台作为外部上料用。
4 中心纠偏、防扭措施
4.1 中心纠偏措施
滑模施工过程中, 烟囱筒身中心点位置采用45kg大线锤控制, 锤尖对准地面中心点, 每次提升时, 由测控人员在下面看线锤。烟囱中心偏差应控制在18mm以内, 如大于18mm应及时纠偏, 纠偏采用以下两种方法:1) 倾斜平台法;2) 用导向杆强制回复法。纠偏速度需缓慢进行, 操作平台不能倾斜过大, 应控制在1%内, 逐步找平, 不能做一次调整, 以免拉裂筒壁, 因此必须勤检查及时纠偏。
4.2 纠扭措施
发现平台扭转应随时纠正, 通常使用如下方法:
1) 双千斤顶法
当操作平台和模板发生顺时针 (或逆时针) 方向扭转时, 先将顺 (或逆) 时针方向一侧的千斤顶升高一些, 然后全部千斤顶滑升一次, 如此重复提升数次, 即可纠正过来。
2) 垫楔片法
在扭转反方向的千斤顶下垫楔片, 迫使支承杆反向上扭。
5 设备拆除
首先拆除油路液压控制台, 囱壁内外模板, 在烟囱上口满铺架板, 拆除外栏杆及辐射梁和门式架, 全部拆除部件随时运到地面, 提升架用井架扒杆整体吊运到地坪拆卸, 随升井架及辐射梁由二台双滚筒同速卷扬机吊至地面整体拆除, 用小卷扬机钢丝绳将3T卷扬机钢丝绳吊至地面, 再用大绳将小卷扬机钢丝绳放至地面, 最后留二人在囱顶将大绳扔下, 囱顶操作人员将安全带拴在烟囱爬梯及钢平台上, 严禁拴在滑模设备上。人员从爬梯下至地面, 拆除工作结束。
6 结论
印尼亚齐项目烟囱筒身混凝土浇筑采用本滑模施工技术, 施工装备简单、施工进度满足要求, 施工安全感得到了改善, 混凝土内在质量和外表质量优良, 施工管理单一, 同时降低了施工成本。
参考文献
火电厂烟囱 篇9
火力发电厂湿法脱硫系统设置烟气再热器 (GGH) 的主要目的是通过GGH的换热作用提高烟囱入口烟气的温度, 以增加烟囱出口烟气的抬升高度, (1) 减少烟气对烟道及烟囱的腐蚀, (2) 降低烟囱周围的污染物落地浓度。但由于GGH普遍存在堵塞问题, 使能耗增加, 影响主机安全;进吸收塔的烟气温度升高, 耗水量增加;净烟气若不能达到设计排放温度, 易对下游设施造成腐蚀[1];且随着日益加严的环保要求, GGH原烟气侧向净烟气侧的泄漏影响了烟气的稳定达标排放。本文以当地某电厂机组为例, 综合考虑利弊, 取消烟气系统GGH有利于能源节约与环保排放, 但必须进行烟囱防腐改造。
2环境影响可行性论证
利用模型预测分析烟囱防腐改造工程期间及竣工后对周边环境的影响, 并利用监控数据进行跟踪验证。
预测模型选用AERMOD, 该模型是一个稳态烟羽扩散模式, 可基于大气边界层数据特征模拟点源、线源、面源、体源等排放出的污染物在短期 (小时平均、日平均) 、长期 (年平均) 的浓度分布, 适用于评价范围小于等于50 km的农村或城市地区、简单或复杂地形;选用该城市3座空气自动监测数据作为周边环境空气监测值。
1.1 施工期环境影响
原有烟囱采用新增钛-钢板内筒方案进行防腐改造, 防腐改造期间 (施工期约50天, 在2014年非供暖期开展) 改用临时烟筒排放, 每台脱硫系统FGD装置后均需安装一台临时烟筒, 材质为钛合金, 高度大于60m, 出口内径5m。
施工期使用临时烟筒排放情况下的各污染物区域地面日均浓度最大预测值与实际值见表1。
由此可见, 施工期间采用临时烟筒排放时, 锅炉烟气影响区域内地面日均浓度预测值与实际值相差不大, 因Aermod预测模式已考虑了最不利的气象条件, 预测比实际浓度偏高;但因临时烟囱高度过低, 该工程施工期大气污染物贡献值还是较高的, 应尽可能缩短施工期。
1.2 竣工后环境影响
烟囱防腐改造完成后, 将恢复使用高度为210m、出口内径5米的烟囱, 但GGH此时已拆除, 需考虑烟温降低带来的影响。
竣工后正常工况下, 2014年烟筒排放的各污染物区域地面日均浓度最大预测值与实际值见表2。
由此可见, 工程竣工后恢复原有烟囱排放, 锅炉烟气影响区域内地面日均浓度预测值与实际值相差不大, 同样因Aermod预测模式已考虑了最不利的气象条件, 预测比实际浓度偏高;同时可见该工程竣工后大气污染物贡献值明显降低, 对周边环境影响在可接受范围内。
3 结语
3.1 尽管拆除烟气系统GGH有一定副作用, 但综合考虑利弊, 取消GGH长期有利于能源节约与环保排放, 但需要开展烟囱防腐改造工程。
3.2该工程施工期及竣工后, 各敏感点SO2、NO2浓度预测值、实际值均能满足《环境空气质量标准》 (GB3095-2012) [2]二级标准要求;PM2.5由于背景浓度原本就超标因而不能满足二级标准要求, 细颗粒物超标与北方干旱扬尘天气有一定关系, 受冬季燃煤影响也较明显。
3.3 选用该城市3座空气自动监测数据作为实际监测值对比, Aermod预测值偏高, 但误差不大;除施工期影响稍大外, 烟囱防腐改造工程实施后各锅炉烟气污染物浓度对周边环境贡献值较小, 该类工程总体可行。
3.4 建议类似工程合理安排施工期时间, 控制工况减少排放, 尽量缩短施工期时间, 且应避免在采暖期使用临时烟筒, 以减轻对周围环境空气的影响。
摘要：本文以当地某电厂机组为例, 综合考虑利弊, 取消烟气系统GGH有利于能源节约与环保排放, 但需要进行烟囱防腐改造;利用环境影响预测模型分析烟囱防腐改造工程期间及竣工后对周边环境的影响, 并利用监控数据进行跟踪验证, 证明该类工程对环境的影响在可接受范围内, 且基本实现了节能减排的效果。
关键词：电厂,烟囱防腐,环境影响,预测,验证
参考文献
[1]王福斌, 韩秀峰, 赵全中.拆除GGH对烟囱腐蚀及周围环境的影响分析[J].内蒙古电力技术, 2010, 28 (5) :49-51.