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1、煙囪型式:
1.1單煙囪(以雙遼為例):雙遼#3、#4機組于2000年投產(chǎn),#3機組和#4機組合用一座煙囪。原有煙囪高210m,出口內(nèi)直徑6.5m;其結(jié)構(gòu)形式為傳統(tǒng)的鋼筋混凝土單筒煙囪,隔熱層采用珍珠巖,從11m-40m及180m-210m內(nèi)襯材料為耐火磚,其余內(nèi)襯材料為MU100紅磚;內(nèi)襯采用耐酸砂漿砌筑,耐酸膠泥勾縫。煙道口底標高為12m,煙道口凈尺寸為6mX10m。本煙囪按入口煙氣溫度為150℃進行設(shè)計,原煙囪基礎(chǔ)為天然地基、鋼筋混凝土圓環(huán)式基礎(chǔ)。
1.2雙層煙囪(以鴨溪為例):鴨溪#3、4機組為雙筒式錐形煙囪,分內(nèi)外筒,煙囪結(jié)構(gòu)為雙筒形式,外筒為鋼筋混凝土,內(nèi)筒為耐酸磚砌體,煙囪總高度240m,頂部出口外筒直徑為10.4m, 內(nèi)筒出口直徑7.0m,內(nèi)部防腐面積約為6300㎡,底部積灰平臺面積80㎡。煙囪外筒為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),內(nèi)筒為分段支承在鋼筋混凝土環(huán)梁上的耐酸砌體,自里向外為的結(jié)構(gòu)組成依次為200mm厚耐酸砌塊,30mm厚耐酸砂漿封閉層、60mm厚超細*棉氈隔熱層和用于固定隔熱層的鋼絲網(wǎng)
2、濕法脫硫裝置后煙氣的腐蝕特性
燃煤電廠排出的煙氣經(jīng)脫硫后,煙氣濕度增大、溫度降低,不能有效的除去煙氣中的SO3,使煙氣中單位體積的稀釋硫酸含量相應增加,且煙氣中還含有氟化氫和氯化物等強腐蝕性物質(zhì),其煙氣通常被視為“高”化學腐蝕等級,即強腐蝕性煙氣等級。
即使安裝單臺回轉(zhuǎn)式煙氣-煙氣換熱器(GGH),再熱后煙氣的溫度仍然低于煙氣的酸露點,因此脫硫后煙氣無論是否設(shè)置GGH,煙氣對煙囪內(nèi)部的腐蝕性仍大于不脫硫的原煙氣。
3、脫硫后煙囪防腐設(shè)計措施及有關(guān)規(guī)定
由于國內(nèi)脫硫煙囪歷史較短,專項的腐蝕調(diào)查研究資料很少,經(jīng)驗也不多,因此,煙囪設(shè)計規(guī)范對脫硫煙囪的設(shè)計尚無明確說明,只是從煙氣的腐蝕性等級對煙囪的防腐設(shè)計進行要求。對于脫硫后煙氣對煙囪結(jié)構(gòu)的腐蝕性分析,主要借鑒國外的資料和做法。
3.1國外煙囪防腐設(shè)計資料
從目前掌握的國外煙囪資料看,國外火電廠煙囪結(jié)構(gòu)型式基本上都是套筒式或多管式煙囪,且以鋼內(nèi)筒多管式煙囪為主,磚內(nèi)筒結(jié)構(gòu)型式不多,單筒式煙囪結(jié)構(gòu)很少。從材料的抗?jié)B密閉性來看,鋼內(nèi)筒優(yōu)于磚砌內(nèi)筒材料,但經(jīng)濟性差些。
根據(jù)“工業(yè)煙囪協(xié)會(CICIND)”的設(shè)計標準要求,燃煤電廠排出的煙氣經(jīng)脫硫后,煙囪應按強腐蝕性煙氣等級來考慮煙囪結(jié)構(gòu)的安全性。對于鋼內(nèi)筒結(jié)構(gòu),在煙氣濕法脫硫(無GGH裝置)的情況下,工業(yè)煙囪協(xié)會(CICIND)在其發(fā)布的《鋼煙囪標準規(guī)程 Model Code For Steel Chimneys》(1999年第1版)中建議采用普通碳鋼板在其內(nèi)側(cè)(與煙氣接觸側(cè))增加一層非常薄的合金板或鈦板的方法進行處理。
對于磚砌內(nèi)筒結(jié)構(gòu)(加設(shè)GGH裝置),從美國薩金倫迪(SARGENT & LUNDY)公司設(shè)計資料看,都采用自承重結(jié)構(gòu)體系,且對磚和膠泥提出了很高要求,即特殊的耐酸缸磚用硅酸鉀耐酸膠泥砌筑,一般分兩層錯縫布置,并設(shè)封閉層。
在20世紀80年代對重慶、北京、山東、江蘇、陜西、甘肅、青海、上海及安徽等9個省市地區(qū)30多座電廠的50余座煙囪進行過實地調(diào)查。90年代期間,電力系統(tǒng)的有關(guān)單位又對各個不同地區(qū)的火力發(fā)電廠煙囪進行了腐蝕與裂縫的普查,得出的調(diào)查結(jié)論基本趨同,即:單筒式煙囪的結(jié)構(gòu)構(gòu)造不合理(結(jié)構(gòu)用途的混凝土筒壁與排煙用途的內(nèi)襯磚砌體貼合在一起,未分開),材料標準偏低和不耐酸腐蝕。其次是混凝土筒壁(特別是分段伸出的懸挑牛腿處,磚套筒式煙囪也存在此問題)在煙氣溫度的*作用下熱應力影響增大,內(nèi)襯磚砌體在運行中溫度變化產(chǎn)生熱脹冷縮后出現(xiàn)開裂(裂縫可能很小),煙氣滲透到裂縫中冷凝形成酸液腐蝕,導致煙囪裂縫與腐蝕相互影響、惡性循環(huán)。
3.2國內(nèi)煙囪防腐設(shè)計標準
按照國家標準《煙囪設(shè)計規(guī)范》GB50051-2002第10.2.2條和電力行業(yè)標準《火力發(fā)電廠土建結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)規(guī)定》DL5022-93第7.4.4條的要求:當排放強腐蝕性煙氣時,宜采用套筒式或多管式煙囪結(jié)構(gòu)型式,即把承重的鋼筋混凝土外筒和排煙內(nèi)筒分開,使外筒受力結(jié)構(gòu)不與強腐蝕性煙氣相接觸。
電力行業(yè)標準《火力發(fā)電廠土建結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)規(guī)定》DL5022-93第7.1.2條還要求:對600MW機組及以上時宜采用一臺爐配一座煙囪(一根排煙管)方案。