基于無外殼式濕式除塵器導電玻璃鋼陽極檢修更換的方法

周平，楊彭飛，樊春陽，劉會東

(中國華電科工集團有限公司環境保護分公司，北京 100160)

基于無外殼式濕式除塵器導電玻璃鋼陽極檢修更換的方法

周平，楊彭飛，樊春陽，劉會東

(中國華電科工集團有限公司環境保護分公司，北京 100160)

濕法脫硫后的飽和濕煙氣具有極強的腐蝕性，目前國內主要防腐工藝為玻璃鱗片或玻璃鋼，受防腐壽命及施工質量影響較大。在濕式除塵器運行過程中普遍存在“電火花”現象，“電火花”的存在會導致陽極管局部碳化，嚴重的甚至會擊穿陽極管。中國華電科工集團有限公司自主研發的無外殼式濕式除塵器，不僅解決了陽極支撐梁的防腐問題，更提出了1種陽極檢修更換的方法。

無殼體濕式除塵器；陽極；檢修更換；結構計算

0 引言

2014 年9月12日，隨著國家發改委、環保部和國家能源局聯合下發《關于印發〈煤電節能減排升級與改造行動計劃(2014—2020 年)〉的通知》，國內燃煤電廠掀起了一場超低排放改造的熱潮，其中脫硝采用增加催化劑層數，脫硫采用雙塔雙循環或增加噴淋層數及托盤的技術路線均可實現超低排放的要求。針對煙塵控制，技術路線較多，可采用低低溫電除塵器、布袋除塵或電袋除塵配合高效除塵脫硫塔技術，亦可采用濕式電除塵器技術。濕式電除塵器技術作為1種處理微量粉塵和顆粒的理想設備，可去除濕煙氣中的粉塵、PM2.5、SO3、重金屬汞等氣溶膠粒子。因其綜合脫除能力強，不受煤種、負荷及運行工況變化影響等特點，在電站鍋爐超低排放改造中得到了廣泛應用。

目前國內濕式電除塵器技術，以導電玻璃鋼陽極為主，其主要結構包括殼體鋼結構、陰陽極等，其殼體包圍陰陽極，陽極上方布置陰極框架，陰極框架吊掛陰極線，陰極線穿過陽極管中心[1]。其防腐工藝大多為玻璃鱗片或玻璃鋼，受防腐壽命及施工質量影響較大。同時在濕式除塵器運行過程中普遍存在“電火花”現象，“電火花”的存在會導致陽極管局部碳化，嚴重的會擊穿陽極管。因結構設計的局促性，陽極支撐梁或陽極管一旦損壞，其檢修更換十分困難，目前國內濕式除塵器廠家未見良好的解決辦法。中國華電科工集團有限公司(以下簡稱華電科工)生產的無外殼式導電玻璃鋼陽極濕式除塵器，不僅解決了陽極支撐梁的防腐問題，更提出了1種陽極檢修更換的方法。

1 方案簡介

以山東某電廠330 MW機組濕式電除塵器改造工程為例，其采用華電科工自主研發的無外殼式濕式電除塵技術，陽極管段無外殼，陽極管上下端與殼體采用玻璃鋼工藝密封，陽極支撐梁與煙氣隔絕，避免了煙氣腐蝕的風險。導電玻璃鋼陽極模塊化布置，共20個陽極模塊，分4個供電區，從北至南依次為第一至第四電場，本次預拆除更換第一電場A，B，C模塊及第二電場D模塊，如圖1所示。

圖1 陽極模塊更換區域示意

2 拆除方案

在陽極模塊支撐點下部向外焊接支撐架，下部加設斜支撐。支撐架采用 300 mm×300 mm方鋼制作，斜支撐采用DN125無縫鋼管制作，吊架上方做滑道，滑道采用#8槽鋼制作，支撐架外部設操作平臺，采用#10槽鋼制作框架、欄桿、格柵板等，如圖2所示。另制作平移小車以便模塊外運。

圖2 懸挑支撐滑道結構示意

首先更換陽極模塊A，臨時拆除B1軸立截面。A2軸與A3軸之間標高46.55 m及48.85 m 2根橫梁。經結構計算，臨時拆除方案滿足現有設備結構強度要求。A模塊沿滑道滑出，更換A模塊，恢復鋼結構至原設計。

其次更換陽極模塊B，臨時拆除B1軸立截面中A3軸與A4軸之間標高46.55 m及48.85 m 2根橫梁，及A3軸與A4軸之間標高44.75～51.35 m間3根斜撐；B模塊沿滑道滑出，繼續拆除B2軸面中A3軸與A4軸之間標高46.55 m及48.85 m 2根橫梁；D模塊沿滑道滑出；更換D模塊；恢復B2軸面中A3軸與A4軸之間標高46.55 m及48.85 m 2根橫梁；更換B模塊，恢復B1軸立截面中A3軸與A4軸之間標高46.55 m及48.85 m 2根橫梁，及A3軸與A4軸之間標高44.75～51.35 m間3根斜撐。

最后臨時拆除B1軸立截面，A4軸與A5軸之間標高46.55 m及48.85 m 2根橫梁，及標高44.75～51.35 m之間3根斜撐；C模塊沿滑道滑出，更換C模塊，恢復鋼結構至原設計。拆除方案如圖3所示。

圖3 模塊更換拆除結構示意

3 結構強度核算

3.1 研究方法及荷載模型

國際化的通用結構分析與設計軟件STADD/CHINA由2部分組成，STADD.PRO與SSDD。STADD.PRO是由美國著名的工程咨詢和CAD軟件開發公司REI從20世紀70年代開始開發的有限元結構分析與設計軟件，SSDD是1款鋼結構分析設計與繪圖軟件，可對STADD.PRO的分析結果進行中國規范檢驗及后處理。

本鋼結構設計荷載主要包括恒荷載、風荷載、雪荷載、地震荷載、溫度荷載等[2]，在更換拆除方案核算過程中，相對原鋼結構設計，相應荷載調整如下：取消更換模塊的相應恒荷載，其他恒荷載與原鋼結構設計一致；風荷載保持與原鋼結構設計一致；雪荷載保持與原鋼結構設計一致；地震荷載保持與原鋼結構設計一致；因更換施工在停機過程中進行，故本次核算取消溫度荷載。

3.2 結構強度核算

圖4，圖5，圖6所示為根據更換方案對現有鋼結構強度進行的核算，根據STADD.PRO計算結果，臨時拆除方案滿足結構強度要求，部分梁及斜撐可以臨時拆除，待更換完成后需立即恢復。

圖4 更換A模塊拆除方案結構強度核算(截圖)

圖5 更換B，D模塊拆除方案結構強度核算(截圖)

滑道采用150 mm×150 mm×10 mm方管，布置于牛腿之間的簡支梁，每個模塊設計荷載質量為8 t，單根滑道支撐質量為4 t。計算結果顯示支座反力為24 kN，最大彎矩為24.48 kN·m，彎曲正應力95.10 N/mm2，小于抗彎設計值215 N/mm2，支座最大剪切應力為9.61 N/mm2，小于抗剪設計值120 N/mm2，跨中撓度相對值1/1 092.2，小于撓度控制值1/250，故新增滑道設計滿足結構強度要求 。懸臂梁采用300 mm×300 mm×10 mm矩形管，每個模塊設計荷載質量為8 t，單根懸臂梁支撐質量為4 t。計算結果顯示支座反力為48 kN，最大彎矩為120.00 kN·m，彎曲正應力為105.31 N/mm2，小于抗彎設計值215 N/mm2，支座最大剪切應力為9.30 N/mm2，小于抗剪設計值120 N/mm2，跨中撓度相對值2/804.8，小于撓度控制值1/ 250，故新懸臂梁設計滿足結構強度要求[3-5]。

圖6 更換C模塊拆除方案結構強度核算(截圖)

4 結束語

隨著電站鍋爐超低排放改造的推廣，濕式除塵器因其成熟、穩定、可靠的性能得到了廣泛應用，限于現有防腐技術手段及施工質量，同時考慮到陽極管在運行過程中因"電火花"造成的損壞，在濕式除塵器設計初期，陽極的布置應充分預留檢修工作空間，同時在結構計算時考慮陽極更換的工況。

[1]司徒有功.超低排放濕式電除塵器方案的比較[J].江蘇電機工程，2015,34(5)：75-76.

[2]建筑結構荷載規范：GB 50009—2012[S].

[3]建筑抗震設計規范： GB 50011—2010[S].

[4]鋼結構設計規范鋼結構設計規范：GB 50017—2003[S].

[5]鋼結構高強度螺栓連接技術規程：JGJ 82—2011[S].

(本文責編：劉炳鋒)

2017-06-01；

2017-07-26

TG 179

B

1674-1951(2017)08-0026-03

周平(1981—)，男，湖北廣水人，工程師，從事燃煤電廠環保改造項目施工管理工作(E-mail:zhoup@chec.com.cn)。