淺論火力發(fā)電廠灰?guī)旖Y構設計分析

周曉濤

摘 要:灰?guī)焓怯糜趦Ψ呕鹆Πl(fā)電廠排出的干粉煤灰,并配置有防止揚塵的除塵、進灰和卸灰設備的密閉容器。本文主要就其結構設計中的相關重點問題進行探討分析。

關鍵詞:灰?guī)旖Y構火力發(fā)電廠

中圖分類號:TP2 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(b)-0126-01

在以煤為發(fā)電主要原料的火力發(fā)電廠中,由于煤的粉沫是不可能被完全燃燒的,會留下大量的燃燒殘余物,這就是粉煤灰,所以自20世紀80年代末開始,為對粉煤灰進行綜合利用,保護電廠周圍環(huán)境,節(jié)省灰場用地,除灰系統(tǒng)被廣泛地引進并推廣,作為系統(tǒng)中主要構筑物的灰?guī)煸O計,應當引起設計人員的關注。

1灰?guī)斓慕Y構形式

灰?guī)斓慕Y構形式可根據(jù)用戶要求,采用混凝土結構或鋼結構;從灰?guī)斓耐庑蝸矸?又可分為平底灰?guī)旌蛶┒坊規(guī)?根據(jù)其構造工藝,從上到下依次為庫上建筑物、庫頂結構、庫壁、庫底、支承結構以及基礎六大部分。根據(jù)過往實際經(jīng)驗來看,以圓柱形筒體混凝土灰?guī)熳顬槔硐搿?/p>

在混凝土灰?guī)熘?通常會設置環(huán)向筋以承擔灰的側壓力,設置豎向筋與混凝土共同承擔大部分的灰重,并將力均勻地傳遞到基礎;屋頂、庫頂設備層及儲灰層等大多采用井字梁結構,井字梁結構一般支撐在剛度較大的環(huán)梁或者箍梁上;庫上建筑物一般設置單軌吊;支承結構一般采用混凝土筒,筒體厚度自上而下逐漸增厚;基礎多采用環(huán)形條基,當基礎承載力較小時,也可采用混凝土整板。

2灰渣溫度對灰?guī)旖Y構設計的影響

從除塵器中輸出的灰渣溫度為120℃左右,再經(jīng)過一定距離的管道運輸,在入庫時,溫度大概為70℃,在其降溫過程中的物理變化對結構及結構材料的設計有一定的影響。

2.1 灰渣溫度對庫壁及漏斗環(huán)梁結構的影響

要求庫壁盡量光滑,另外從目前的使用情況來看,堵灰和積灰大部分發(fā)生在庫壁變截面及漏斗環(huán)梁處,所以在設計時,應對此加以注意。一方面應當使庫壁變截面處光滑過渡,最好是結構本身自然過渡,斜度最小應當為1∶2,或者用鐵屑混凝土楔形粉刷過渡;另一方面漏斗處的環(huán)梁最好與庫壁內壁持平,或者漏斗壁上移,加大容量,以消除此處的臺階。

2.2 灰渣溫度對結構材料的影響

由于灰渣在入庫時溫度有70℃左右,在其降溫過程中,會有水分析出,產生灰塊,并粘附在灰?guī)靸缺谏?對結構產生腐蝕作用;另外由于重力的作用,上面的灰不斷往下,使得灰塊也隨之往下移動,造成灰塊與內壁的不斷摩擦。這種持續(xù)不斷的腐蝕和摩擦對庫壁材料的抗腐蝕性和抗摩擦性提出了一定的要求,混凝土材料的抗腐蝕性較鋼板好,鋼板的抗摩擦性比混凝土好,但由于未經(jīng)過大范圍的統(tǒng)計和研究,所以目前并不能確定到底哪種材料更適宜。因此,筆者認為可通過增加內壁厚度的方式解決,假如灰?guī)斓脑O計年限為20年時,可增厚0.5mm;50年時,增厚2mm。

3設計中的問題及建議

3.1煤灰容重的取值

通常工藝專業(yè)給土建的煤灰容重是一個最大值,而且高達1t/m3;而在計算灰?guī)烊莘e過程中,又取最小值,這樣雖然比較安全,但增加了建設資金,形成了浪費。另外在煤灰容重的取值問題上,工藝專業(yè)認為:在松散狀態(tài)下,灰重為0.75～0.85t/m3,壓實后為1t/m3;而規(guī)范規(guī)定在松散狀態(tài)下,灰重為0.65t/m3,壓實后為0.8t/m3;根據(jù)實際測量,壓實后的灰重為0.85t/m3,盡管這個數(shù)值較接近規(guī)范,但畢竟有一定的差距,而跟1t/m3又相差15%。因此,有必要對煤灰容重的取值進行規(guī)范。

3.2 漏斗頂部環(huán)梁的計算

鋼結構漏斗灰?guī)斓沫h(huán)梁結構很明確,而且梁面和梁底的約束剛度小于加緊箍梁及承重鋼梁的剛度,獨立梁的計算較為適宜。但在混凝土漏斗灰?guī)熘?環(huán)梁的梁面和梁底被庫壁或扁形住約束,按獨立梁計算不符合邊界條件;另外混凝土漏斗灰?guī)斓沫h(huán)梁受多種應力狀態(tài),不能用簡單的數(shù)學相加,而應是幾何相加,但目前尚未給出統(tǒng)一的計算公式。因此,有必要加強研究,給出一個科學合理的計算公式。

3.3 鋼灰?guī)斓暮附?/p>

在進行鋼灰?guī)斓膸毂谠O計時,如果施工單位提出較大的焊接工作量,甚至會發(fā)生無法按時交工的情況時,可將庫底設計為鋼-混凝土組合樓板,再將庫壁按1.75m～2m分段,采用橡膠墊加A級螺栓栓接的方案,在保證工程質量的前提下,減少焊接量。

3.4 灰?guī)鞄烊莸捻敳繎O箍梁

灰?guī)斓膸斓淄ǔ６紩O環(huán)梁,可將此視為庫壁的一個固結支點;另外庫壁環(huán)向受拉,法向受壓,當灰?guī)斓囊粋确e灰高出另一側很多時(盡管概率很小,但在設計時也應考慮到),庫壁會失穩(wěn),所以應在庫頂加設箍梁,以此約束庫頂?shù)淖冃巍６覍τ诨炷粱規(guī)於?庫頂混凝土板的剛度較小,難以約束庫頂?shù)淖冃?再加上庫頂通常是施工縫的位置,更應提高其質量;對于鋼結構灰?guī)於?庫頂?shù)木至憾嘣O在環(huán)梁上,環(huán)梁又支承在護壁柱上,根本無法約束庫壁,更應加設箍梁。

4結語

灰?guī)斓慕Y構設計對火力發(fā)電廠有著重要的影響,在設計時,應當結合過往經(jīng)驗,多方面考慮,努力打造一個科學合理又有質量保證的灰?guī)臁?/p>

參考文獻

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