談國外火電廠煙囪選型注意的幾個問題

李龍 劉斌 裴歡歡 王銳

(1.中國能源建設集團山西省電力勘測設計院有限公司，山西太原 030001; 2.山西省煤炭規劃設計院，山西太原 030045)

談國外火電廠煙囪選型注意的幾個問題

李龍1劉斌1裴歡歡1王銳2

(1.中國能源建設集團山西省電力勘測設計院有限公司，山西太原 030001; 2.山西省煤炭規劃設計院，山西太原 030045)

結合國外某火電廠工程的實際情況，介紹了該工程煙囪的設計條件，并對防腐型單式煙囪、單套筒式煙囪、塔架式煙囪三種方案作了對比，根據各煙囪方案的優缺點及適用性，最終選取了塔架式煙囪方案。

火電廠，煙囪，鋼塔架形式，防腐陶瓷磚

0 引言

2013年年底，我院與國外一家集團公司對越南二期 1× 100 MW某發電工程EPC總承包項目達成共識。本項目的一期2×50 MW機組已經投運多年，經過現場實地調研收集，越南納東地區全年平均降雨量為1 350 mm，每年的5月～10月為雨季，占全年降雨量的70%～80%，當地全年平均溫度為27℃，平均濕度為82%，每年平均蒸發量為700 mm～1 070 mm，屬于潮濕的熱帶季風氣候。

1 煙囪設計條件

納東二期煙氣采用半干法脫硫工藝。按照規范［1］規定:“半干法、干法(水介質)脫硫處理后的煙氣應按中等腐蝕性等級考慮”。

煙囪高度為110 m，出口直徑為 3.5 m。煙氣溫度:運行80℃，事故120℃。地震參數:動峰值加速度為0.1g，相應的地震基本烈度為7度。場地類別:Ⅱ類。地面粗糙程度:B類。風壓: 0.50 kN/m2(50年一遇)。冬季溫度(最低):0℃。夏季溫度(最高):37.6℃。

2 煙囪技術方案比選

目前，國內脫硫煙囪一般采用防腐型單筒式煙囪或套筒式煙囪，塔架式鋼內筒煙囪形式較少。煙囪的設計要以安全可靠、經濟適用為原則，要考慮耐久性和一定的維護條件，要進行綜合成本核算，從電廠的重要性、煙囪的運行條件、煙氣的腐蝕性等級、設計年限、施工質量、施工難度、施工速度、檢修維護條件等多方面進行比較后，才能確定出適合本工程特點的煙囪型式。

按照規范［1，2］規定:“當排放中等腐蝕性煙氣時，可根據結構的重要性和煙囪匹配機組容量的大小，選擇套筒式、多管式或防腐型單筒式煙囪”“煙囪排煙內筒與鍋爐匹配臺數，對于125 MW級及以下機組不多于4臺”。本工程規模為1×100 MW，煙囪型式有以下幾種方案可供選擇:

1)防腐型單筒式煙囪。方案A:采用鋼筋混凝土單筒，高度110 m，出口直徑3.5 m。防腐內襯采用防水抗滲耐酸膠結料砌筑輕質防腐陶瓷磚，將隔熱層與防腐內襯保護層合二為一的形式，起到保溫隔熱的作用。牛腿與滴水板接縫處采用加強型防腐構造，進一步提高煙囪的防腐性能。外筒的上段接近直筒形式，頂部設置煙氣擴散頭。

防腐型單筒煙囪優點為:施工簡單，施工周期短，造價低，施工經驗豐富。

缺點:煙囪外形多為錐體，不利于煙氣負壓運行。煙囪運行后很難檢修維護，一旦發生滲漏，影響承重結構體系。

2)單套筒式煙囪。方案B:內筒出口直徑3.5 m，高度110 m，外筒出口直徑6.5 m，高105 m。鋼內筒采用自立式鋼內筒。鋼內筒采用JNS耐酸露點鋼板粘貼輕質防腐陶瓷磚。在鋼內筒外側設超細玻璃棉氈保溫層。同時內外筒之間設置鋼平臺及鋼梯等構件。

單套筒式煙囪的優點為:此防腐內襯系統由基層、粘結層、面層共三層做法構成防腐系統。本系統采用的膠粘劑具有耐低溫高溫、防水、防潮、阻燃、耐酸堿物質及耐有機溶劑的性能，既是煙囪基材與陶瓷磚的可靠粘結材料，又是磚與磚之間密閉材料，粘結膠層固化后形成致密的膠板。輕質防腐陶瓷磚具有容重低、強度高、導熱系數小、耐酸耐堿等特點，適合現場和工廠化加工，易于操作。滿足規范建議的排煙筒與腐蝕性煙氣分開的要求，避免了煙氣腐蝕導致的煙囪結構的破壞，影響正常運行，同時排煙筒與外筒之間留出了足夠的空間，滿足了人員日常巡查和檢修維護的條件。

缺點為:防腐系統對施工的要求高，各道工序之間需緊密配合，對溫度、濕度等有一定要求，施工時間需要保證。建成后電廠運行期間需要定期維護檢修鋼內筒及其他鋼構件。

3)塔架式煙囪。方案C:外結構采用鋼塔架形式，高105 m，鋼構件均采用圓鋼管，鋼內筒采用自立式鋼內筒。鋼內筒采用JNS耐酸露點鋼板粘貼輕質防腐陶瓷磚，用專用膠泥將50 mm厚的輕質防腐陶瓷磚粘貼在鋼內筒內壁。同時鋪設外塔架和鋼內筒連接的各層平臺、豎向鋼梯等鋼構件。塔架式煙囪除了具有與單套筒式煙囪相同的優點外，鋼結構構件均可工廠加工，現場安裝，既能保證質量，又可以簡化施工工序，工期較短。

缺點為:造價相對較高，并應充分考慮電廠運行后定期進行維護塔架、鋼內筒、鋼梯及鋼平臺等鋼構件。

3 煙囪結構型式總結

通過對一期電廠的調研，以及和建設單位的溝通，我們認識到，當地混凝土現場無法建立攪拌站，只能從很遠的地方購買商品混凝土，成本很高，這部分混凝土的造價肯定與估算量會有很大差距。還有一個因素是國外勞動力成本很高，鋼結構施工可以加大機械設施的投入，從而達到減少人力和管理成本投入的目的。通過了解，當地鋼材的實際采購價格較低，有利于簡化施工工序，縮短施工工期，保證工程進度。

從技術角度考慮，三種煙囪結構型式均滿足要求。對于排放半干法脫硫煙氣的煙囪，宜選擇排煙內筒與承重外筒脫開的形式，滿足可定期檢修與維護的條件，避免由于滲漏導致結構主體的破壞無法修復，影響正常運行;防腐措施方面，應選擇質量有保證的材料，最好選擇人為因素干擾小、易工廠化制作加工的材料，應盡量減少防腐薄弱部位，并對其采取加強措施。

本工程由于采用半干法脫硫，煙氣與濕法脫硫(不設GGH)相比，溫度相對較高，濕度相對較低，因此腐蝕性減弱(中等腐蝕性等級)，綜合以上三種煙囪方案不同的優缺點，結合本工程運行條件，推薦采用方案C塔架式煙囪，此方案選用的結構體系和防腐體系都滿足排放煙氣的特點和使用壽命的要求，保證了煙囪運行的安全可靠性。考慮到當地潮濕悶熱的氣候，各層鋼平臺、鋼梯等鋼構件均位于鋼內筒外側，露天布置，運行檢修環境較好，同時減少了混凝土筒壁牛腿、施工時對拉螺栓桿等防腐薄弱部位，避免了安全隱患。

結合以上技術特點，方案C鋼內筒粘貼輕質防腐陶瓷磚應選擇有良好行業內業績的材料商供應材料，并以總承包方式實施，施工工期和質量能夠很好地控制。同時充分考慮材料采購、管理成本的因素，本工程最終推薦建設單位選擇了方案C塔架式煙囪，鋼內筒采用JNS耐酸鋼粘貼輕質防腐陶瓷磚防腐系統。

4 結語

國外電廠土建設計要結合當地的經濟建設水平，建設單位更注重電廠的“功能設計”，國內一些適用的設計指標和慣用做法照搬到國外電廠建設中可能就有點水土不服。由于土建施工圖階段往往存在設計周期短，施工圖任務繁重的特點，因此，土建設計階段確定的執行規范標準、全廠設計原則和方案，都要與建設單位充分討論，并確認形成合同文件，做到有依據可查，國外工程的特點就是一切以合同為準。明確了前提目標，可以為施工圖階段的土建設計節約更多的時間和精力，做到更好和更優。

［1］DL 5022—2012，火力發電廠土建結構設計技術規程［S］.

［2］GB 50051—2013，煙囪設計規范［S］.

Discussion on some questions should be noted in chimney type selection of overseas thermal power plant

Li Long1Liu Bin1Pei Huanhuan1Wang Rui2
(1.Shanxi Power Survey and Design Institute Co.，Ltd，China Energy Engineering Corporation Limited，Taiyuan 030001，China; 2.Shanxi Coal Planning and Design Institute，Taiyuan 030045，China)

Combining with the fact at some heat-engine projects，the paper introduces the design conditions for the engineering chimney，compares the three schemes including the anti-corrosion single chimney，single socket chimney，and tower chimney，and selects the tower chimney scheme according to the advantages，disadvantaged and adoptability of the schemes.

heat-engine plant，chimney，steel tower form，anti-corrosion ceramic bricks

TU233

:A

1009-6825(2016)36-0054-02

2016-10-14

李 龍(1981-)，男，工程師