塔架式煙囪安裝施工方案 塔架式煙囪設(shè)計(jì)規(guī)范

目前，國(guó)內(nèi)多個(gè)已建的垃圾電廠及化工、石油企業(yè)中采用塔架式鋼煙囪或自立式鋼煙囪，外形美觀于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，已經(jīng)成為城市的一個(gè)亮點(diǎn)，且在韓國(guó)和日本的大參數(shù)、高容量電廠也已經(jīng)采用這種煙囪。傳統(tǒng)塔架式鋼煙囪的主要特點(diǎn)是采用三角型或多邊性對(duì)稱塔架作為承受外荷載的主要承力構(gòu)件，自立式排煙筒立于塔架中間，不承擔(dān)側(cè)向水平荷載、與外塔架采用滑動(dòng)連接，與套簡(jiǎn)式或多管集束式煙囪類似，只不過(guò)鋼筋混凝土外筒改成了鋼構(gòu)塔架，外型簡(jiǎn)化，造型漂亮。

以往的電廠不采用這種塔架式煙囪的主要原因是經(jīng)濟(jì)因素，一座鋼煙囪，高達(dá)數(shù)千萬(wàn)乃至上億元。近來(lái)隨著科技的發(fā)展和大容量機(jī)組的出現(xiàn)，排煙筒成為承力結(jié)構(gòu)構(gòu)件成為了可能，其主要下面的三個(gè)原因：，隨著機(jī)組容量的增加，排煙筒直徑也在不斷增加，如本期工程的排煙筒鋼筒內(nèi)直徑達(dá)76m(未含內(nèi)襯)，排煙筒自身的強(qiáng)度有了很大的提高；第二，當(dāng)采用海水脫疏不上GGH方案，對(duì)于電廠正常運(yùn)行時(shí)，脫硫后煙氣溫度比較低，一般在40一60℃，煙溫較低：第三，近幾年煙囪內(nèi)襯材料有了很大的發(fā)展，開發(fā)出了很多新型材料，如泡沫玻璃磚，這種材料貼在鋼排煙筒的內(nèi)壁，即保溫又防腐，施工相對(duì)于鋼排煙筒外做保溫層、內(nèi)做防腐層的方案要簡(jiǎn)單的多。應(yīng)用這種材料，鋼筒壁的內(nèi)外溫差不到20℃（詳見受力分析部分），結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的溫度次生應(yīng)力非常力，綜上所述采用新型的塔架式鋼煙囪成為一種可能。  

結(jié)構(gòu)方案選型三角形塔架具有風(fēng)阻力小、節(jié)省材料（比正方形塔架節(jié)省10%）等優(yōu)點(diǎn)”，是小型塔架優(yōu)選的結(jié)構(gòu)型式，但這種結(jié)構(gòu)在多數(shù)風(fēng)向下其截面不稱，有著易產(chǎn)生風(fēng)載扭振的特點(diǎn)，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損壞，詳見文獻(xiàn)[2]。塔架的邊數(shù)越多，耗用鋼材越多，但四邊形的側(cè)向剛度與抗扭性能都比較好，而且多邊型的外型較美觀。

對(duì)于這種承受外力的高大鋼煙囪，國(guó)內(nèi)、外還沒有應(yīng)用實(shí)例，其防腐設(shè)計(jì)參照華東電力設(shè)計(jì)院起草的《多管式鋼內(nèi)筒煙囪設(shè)計(jì)導(dǎo)則》對(duì)于強(qiáng)腐蝕式氣體，推薦的方案：方案一采用鎳基耐蝕合金或者襯鈦板，這種結(jié)構(gòu)耐蝕性好，維護(hù)工作量小但是成本非常高，且需作外保溫；方案二采用耐硫酸露點(diǎn)腐蝕低合金鋼內(nèi)襯耐蝕鱗片膠泥，這種方案耐蝕性好，但使用壽命短，運(yùn)行中維護(hù)的工作量達(dá)，且需做外保溫；方案三采用普通鋼板內(nèi)貼發(fā)泡玻璃磚的方案，這種方案耐蝕性好，質(zhì)輕兼做保溫，維護(hù)工作量小。由于排煙囪成為結(jié)構(gòu)受力構(gòu)件，其作用更重要，且耐酸露點(diǎn)耐腐蝕低合金鋼與普通鋼材的價(jià)格差距不是很大，因此，可以采用耐酸露點(diǎn)耐腐蝕低合金鋼內(nèi)襯50mm厚發(fā)泡玻璃磚方案，玻璃磚建議選用質(zhì)量較好的進(jìn)口玻璃磚。我們將排煙筒作為兩個(gè)塔柱，在塔柱的兩側(cè)分別加斜支撐系統(tǒng)，開創(chuàng)性提出新型的四邊形塔架式鋼煙囪，排煙囪內(nèi)貼50mm厚泡沫玻璃磚作為防腐保溫層，結(jié)構(gòu)外型詳見附圖1。  

煙囪結(jié)構(gòu)方案排煙囪作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件后，可以充分利用材料特性，減少結(jié)構(gòu)耗鋼量，降低造價(jià)；由于鋼結(jié)構(gòu)的預(yù)加工性以及塔架式煙的整體安裝性，因此建設(shè)周期短、結(jié)構(gòu)擋風(fēng)面小，自重輕，因而風(fēng)、地震等主要水平荷載較小，從而使得基礎(chǔ)工程量較多管式煙囪小很多。  

2、塔架式鋼煙囪結(jié)構(gòu)荷載作用分析塔架式煙囪的主要荷載作用：風(fēng)荷載、裹冰荷載及地震荷載以及溫度次生應(yīng)力等。  

211溫度次生應(yīng)力的分析  

本工程中，由于內(nèi)外徑的比值為1101<111，鋼筒壁內(nèi)外溫差采用平壁法計(jì)算即可取得較好的精度，平壁法溫差計(jì)算公式如下：  

總熱阻，m2·KWW:R第i層熱阻。煙氣溫度取值；在計(jì)算煙囪的受熱溫度和筒壁溫度差時(shí)，煙囪內(nèi)的煙氣溫度采用不脫硫使用時(shí)的煙氣溫度111℃，外部溫度取冬季溫度-1718℃。排煙筒內(nèi)表面：熱阻Rm=1/38=01026