大型火电厂烟囱结构选型研究

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1、大型火电厂烟囱结构选型研究华润电力控股有限公司5180011概述某大型热电厂工程建设2×300MW亚临界发电机组。除尘方式采用电除尘器除尘，并对烟气釆用石灰石-石膏湿法脱硫工艺进行脱硫，脱硫系统不设置烟气加热系统GGH,不设置烟气旁路，两台机组共用一座烟囱。从2009年以后对国内烟囱运行状况的调研情况来看，经脱硫正常运行后排放湿烟气的烟囱排烟筒内冷凝酸液量比较大，多个电厂的烟囱出现了较为严重的腐蚀渗漏现象，造成有些工程在机组运行一到两年内，就开始对烟囱排烟筒防腐层结构进行改造或维修。因此木工程烟囱设计

2、为两台炉各用一个排烟外筒,采用套筒式双排烟筒烟囱型式，这样避免两台机同时停机的状况发生，可以保证电厂的正常发电。针对这一情况，木文根据工程实际对烟囱的双排烟筒设计方案进行研宄论证，特别是对排烟内筒采用悬吊式玻璃钢内筒、混凝土外筒采用变径和等直径的方案，重新进行技术经济比较，以确定安全、可靠、经济合理的设计方案，确保机组长期安全运行。2烟囱主要设计数据2.1厂址基木参数抗震设防烈度:设计基木地震加速度值0.05g基木风压:0.512kPa（百年一遇）建筑场地类别:III类场地土类型:中软土3湿法脱硫烟气的特点及烟囱

3、结构形式设计的必要性3.1烟囱的运行工况本工程在不设置GGH的情况下，经湿法脱硫的烟气进入烟囱的运行工况如下：工况•一：当两台炉脱硫正常运行时，进入烟囱的烟气温度50°C左右，由于脱硫后烟气温度降低，导致烟囱自拔力下降，不足以克服烟囱本身的阻力，烟囱处于正压运行状态，烟气在排烟简内壁会产生严重的结露现象。工况二：当两台炉脱硫正常运行，负荷降低到65%以下或只有一台炉运行时，烟囱处于负压运行状态。3.2脱硫后烟气的特点及腐蚀性烟气采用湿法脱硫工艺，可使烟气中S02的含量大大减少（脱除效率≥95%）,但对造成烟

4、气腐蚀主要成分的S03脱除效率并不高，仅20〜30%左右。因此，烟气脱硫后，虽然能使大气环境得到改善，但对烟囱的腐蚀隐患并未完全消除，而且对烟囱抗腐蚀性能提出了更高要求。脱硫后的烟气环境变得低温、高湿，烟气的含水量增大，SO2、SO3与水作用，将在烟囱内壁出现结露现象。脱硫后烟气对烟囱的腐蚀性主要表现在：1）烟气冷凝物中氯化物或氟化物的存在将加剧其腐蚀程度，腐蚀等级（按化学腐蚀等级划分）为高级。2）烟气凝结液中酸的含量虽然不高，但渗透性较强，对烟囱结构冇很强的腐蚀性。烟气中的氯离子遇到水蒸气形成氯酸，其化合温度为

5、60°C，当低于氯酸露点温度时，会产生严重的腐蚀。3）酸液的温度在40-80°C时，对结构材料的腐蚀性特别强。以钢材为例，40-80°C吋的腐蚀速度比在其他温度时高出约3-8倍。4）脱硫后烟气温度低，上抽力小，流速低，容易产生烟气聚集，并对排烟筒内壁产生正压力，加剧了烟气外渗，使其腐蚀性增强。3.3烟囱设计相关规范规定3.3.1“国际工业烟囱协会（CICIND）”的设计标准“国际工业烟囱协会(CICIND)”的设计标准指出：燃煤电厂脱硫烟囱虽然在脱硫过程中己除去了大部分的二氧化硫，但在脱硫后，烟气湿度通常较大，温

6、度很低，II烟气中单位体积的稀释硫酸含量相应增加。因而，处于脱硫系统下游的烟囱，其烟气通常被视为“高”化学腐蚀等级，即强腐蚀性烟气等级，故烟囱应按强腐蚀性类型设计。3.3.2《烟囱设计规范》和《火力发电厂土建结构设计技术规定》规定《烟囱设计规范》GB50051-2002第10.2.2条和电力行业标准《火力发电厂土建结构设计技术规定》DL5022-93第7.4.4条都要求：当排放强腐蚀性烟气吋，宜采用多管式或套筒式烟囱结构型式，即把承重的钢筋混凝土外筒和排烟内筒分开，使外筒受力结构不与强腐蚀性烟气相接触。4本工程烟

7、囱型式根据提出采用悬吊式玻璃钢内简烟囱形式。FRP(FiberglassReinforcedPlastics)即纤维增强塑料，俗称玻璃钢。通常是由高强度的玻璃纤维和树脂复合而成的兼具结构性和功能性的新型复合材料，玻璃纤维提供FRP的强度和刚性，树脂提供FRP的耐化学性和初性。玻璃钢(FRP)内简材料：呋喃树脂、阻燃环氧乙烯基树脂、玻璃纤维及织物、促进剂、固化剂等。材料决定烟囱性能。首先玻璃钢烟囱耐腐蚀能力较强，美国燃煤电厂脱硫始于20世纪70年代，大规模开始于80年代；在初期，美国电厂基本上沿用他们早期不脱硫状态

8、下的防腐蚀方式：呋喃树脂胶泥砌筑淘瓷耐酸砖(CeramicAcidBrick)，但是，由于脱硫后烟气条件的改变导致出现了一些严重腐蚀事故，再加上建造费用较高，80年代以后的新建项B很少采用；后来也先后采用过C-276等昂贵的金属合金、发泡玻璃砖、涂料等许多方案，均不是很理想。美国目前新建项目主要采用玻璃钢内简，约占85%;另外根据国内外的玻璃钢烟道、罐体工程经验，呋喃树脂