FGD烟道壁厚及其加固肋优化探讨

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1、FGD烟道壁厚及其加固肋优化探讨[内容摘要]就目前许多脱硫工程公司普遍应用的WFGD烟道壁厚及加固肋（加强筋）的设计方法，发现无论是300MW还是600MWFGD的烟道，均采用6mm壁厚的烟道，其加固肋随烟道截面增加而数量多，肋/板比高，耗费大量钢材。本文对烟道壁厚及其加固肋采用的型钢种类，尺寸，肋间距等进行了优化分析。由优化计算结果曲线得出了结论：烟道壁厚增加可使其刚度和加固肋间距增加，若采用H型钢加固肋，效果更为明显，即大量节省钢材造价和布置空间。另外，若有可能，尽量采用内撑杆可大幅降低加固肋的高度和钢材消耗。[关键词]

2、烟气脱硫FGD；烟道壁厚；加固肋(加强筋)；优化作者在做WFGD烟道设计及审查相关设计图纸过程中，用心做了一些烟道壁厚及其加固肋的优化工作。由于需要同时编制计算程序，收集了较多的应用数据和对大量的试算数据进行了处理，经过，全面的优化比较，得到有一定指导意义的结论。对目前已取得的阶段性成果，与同行们进行交流。望脱硫工艺设计及造价估算同行们重视这方面研究和改进设计规程。1目前的问题和优化的必要性按照脱硫招标书技术附件中的普遍要求：烟道钢板壁厚最小6mm，外部要充分加固和支撑，以防止由于颤动抖落防腐鳞片衬里和烟道整体振动。所有需防

3、腐保护的烟道仅采用外部加强筋,不允许有内部加强筋或支撑（见照片1）。烟道外部加强筋应统一间隔排列。加强筋使用统一的规格尺寸或尽量减少加强筋的规格尺寸，以便使敷设在加强筋上的保温层易于安装。目前烟道壁厚及加固肋设计方法是，为满足烟道强度，刚度和振动的要求，一般采用电力系统典道标准计算方法中提供的型钢种类及其规格来设计。其结果是加固肋数量多，高度高，肋/板比高，特别是大的湿烟道设计（对于600MWFGD，烟道截面达～10x6m）尤其突出，肋/板比甚至高达1.5以上，换句话说肋的重量竟是板重150%以上。由此造成的问题主要有：1)

4、肋的型号规格过大，目前控制一般不超过I40a，肋高达400mm。消耗大量钢材，同时道体刚度没有得到多大增加；2)由于肋高大，远远超过所需保温层的厚度。按照相关规定，此时需重新计算保温厚度，并采用“留置空气层的保温结构”，由此大量增加保温主材和辅材的使用(顺便提一下，保温材料清册中未计及由此产生相关材料的消耗，也未进行保温厚度的重新计算)；3)上述问题必然伴随发生的烟道占用空间大量增加，给FGD的布置不利（见照片2）；4)整个FGD工程的钢材消耗指标恶化，使烟道造价远大于原投标估算值；5)钢材消耗增加的同时，没有收到相应的回报

5、，净烟气烟道内衬防腐层脱落问题时有发生。照片1.照片2据称日本FGD工程中的净烟气烟道的壁厚普遍采用8～10mm，扬州发电厂进口日本的湿法FGD系统运行两年来，其内衬玻璃鳞片完好如初；广东台山电厂FGD烟道从外观看，其加固肋高度很小，但烟道为壁厚6mm的不锈钢材。此外，从国外的一些资料图片得到的信息，其加固肋的密度和大小，均小于我国目前WFGD烟道的设计状况。综合以上信息，有必要对烟道壁厚及加固肋的型式进行分析、优化和改进等研究。1优化计算的依据根据电力部相关标准及其计算方法，将其中“T3－烟风道加固肋及内撑杆选择”的相关计

6、算公式重新整理如下：1)加固肋中心间距S计算公式强度条件：mm1-1刚度条件：mm1－2振动条件：1－3荷载q以及材料和使用温度一定时，上式可以分别简写为：和1－4由上述公式可以知道：加固肋间距和板厚或板厚的0.5次方成正比，刚接加固肋决定了各面都有相同的S值，由此振动条件最终决定S的取值。虽然S值降低，但烟道使用较厚钢板时，其强度和刚度的储备得以增加，尤其对后者。刚度的大幅提高，对净烟道的防腐处理有非常积极的意义。2)加固肋跨度L的计算公式强度条件：mm2－1刚度条件：mm2－2在荷载、材料和使用温度决定后，上式可以分别简

7、写为：和2－3振动条件：2－4在荷载、材料和使用温度决定后，上式可以分别简写为：2－5Z、I和G参数，均与加固肋选用的型钢型号和规格相关。3.主要优化的范围和内容从以上的分析可以得知，在材料不变的前提下，增加板厚的同时也提高了加固肋的Z和I值，同时合理选择型钢结构来降低G值，达到降低金属耗量、提高道体刚度，从而优化加固肋结构的目的。遵循以上原理，对刚接加固肋计算程序进行必要扩充和修改，之后对不同烟道尺寸，壁厚及其加固肋型钢结构进行计算和分析。3.1计算的基准如下：烟道壁厚6mm和8mm两种规格；计算压力均为4kPa；积灰高度

8、均为道体高度的1/6；干灰容重：900kg/m3；湿灰容重－1500kg/m3；基本风压：0.5kPa；基本雪压－0.3kPa。图1为不同壁厚的干、湿烟道高度与加固肋间距的关系曲线。从图1可看出，在烟道道体高度6m时，干灰烟道壁厚6mm时加固肋间距S为1m，而壁厚8mm时为1.25m。3.