具有排煙功能的鋼結構間冷塔設計

(陜西能源麟北發電有限公司 陜西 寶雞 721000)

引言

陜西能源麟北發電有限公司建設兩臺350兆瓦超臨界低熱值煤間接空冷機組，利用周邊煤礦洗選產生的煤矸石和煤泥發電，能有效解決煤矸石和疏干水對當地環境造成的污染。脫硫采用CFB-FGD半干法脫硫技術，為節約水資源，凝汽方式采用間接空氣冷卻系統(哈蒙式)[1]。通風塔采用鋼結構塔，與一般的鋼結構間冷塔不同之處在于它是一種新型的骨架外露，蒙皮內置鋼塔，這種布置方案在國內外均為首創。這種新型的鋼結構間冷塔在降低工程造價、縮短基建工期、提高煙氣抬升高度降低地面污染物濃度、減少了煙囪占地節省煙囪投資成本、同時鋼結構“煙塔合一”服役結束后所有鋼材和鋁材均可以回收再利用、節約現場用地等方面具有優勢。排煙方式采用世界首例鋼結構“煙塔合一”技術，利用冷卻塔巨大熱量和熱空氣量對脫硫后濕煙氣進行抬升。脫硫以后的煙氣中，還存在一定濃度的SO2和其他酸性氣體，在大風天氣下煙氣會接觸鋼塔，使得“煙塔合一”防腐蝕問題很關鍵[2]，“煙塔合一”新技術中選用鋼結構“煙塔合一”雖然比混凝土“煙塔合一”投資成本小很多，但是面臨的防腐問題更加嚴峻，如何進行防腐也是一個關鍵問題，本文通過對鋼塔自身設計及防腐方案研究，保證陜能麟北電廠間接空冷安全、可靠運行。

一、背景

傳統的火電廠都設有煙囪和間冷塔。煙囪起到鍋爐排煙作用，一般高達240米，需要投資2000多萬元。間冷塔一般采用鋼筋混凝土結構，起到凝汽器冷卻水散熱的作用。現有的間冷塔和煙囪需要分別進行施工建設，不僅建設工期翻倍，而且整體系統復雜、占地面積龐大，投資成本也十分高昂。除此之外，混凝土結構的間冷塔和煙囪一次建設完成后便很難進行修復或者重復利用，一旦施工出現問題或者接近使用年限便面臨廢棄重建的問題，因此將造成極大的資源浪費。

二、具有排煙功能的鋼結構間接空冷塔特征

包括鋼結構塔體和位于鋼結構塔體內部的內置蒙皮，所述內置蒙皮的內部設置有煙囪；所述內置蒙皮的高度與鋼結構塔體的高度相同，所述煙囪的高度低于鋼結構塔體高度的二分之一。

所述內置蒙皮的內表面和外表面均設置有防腐涂層。所述內置蒙皮包括位于上部三分之一區域的頂部蒙皮和位于下部三分之二區域的底部蒙皮，所述頂部蒙皮的防腐涂層的厚度大于底部蒙皮的防腐涂層厚度的1.5倍。所述內置蒙皮是厚度為2mm的拼接鋁板。所述頂部蒙皮的防腐涂層是厚度為50μm的氟碳漆涂層，所述底部蒙皮的防腐涂層是厚度為30μm的氟碳漆涂層。

鋼結構塔體是經過拋丸或噴砂處理的鋼結構支架。鋼結構塔體包括位于底部的錐形塔體和位于頂部的柱形塔體。柱形塔體自頂部向下的20m區域內，鋼結構支架的表面設置有厚度為120μm的冷噴鋅內涂層和厚度為50μm的氟碳漆外涂層；在所述柱形塔體的其他區域，鋼結構支架的表面設置厚度為85μm的氟碳漆涂層。柱形塔體的外部設置有多個加強環。

三、具有排煙功能的鋼結構間接空冷塔技術方案

一種具有排煙功能的鋼結構間冷塔，其特殊之處在于：包括鋼結構塔體和位于鋼結構塔體內部的內置蒙皮，所述內置蒙皮的內部設置有煙囪；所述內置蒙皮的高度與鋼結構塔體的高度相同，所述煙囪的高度低于鋼結構塔體高度的二分之一。進一步地，上述內置蒙皮的內表面和外表面均設置有防腐涂層。進一步地，上述內置蒙皮包括位于上部三分之一區域的頂部蒙皮和位于下部三分之二區域的底部蒙皮，所述頂部蒙皮的防腐涂層的厚度大于底部蒙皮的防腐涂層厚度的1.5倍。進一步地，上述內置蒙皮是厚度為2mm的拼接鋁板。進一步地，上述頂部蒙皮的防腐涂層是厚度為50μm的氟碳漆涂層，所述底部蒙皮的防腐涂層是厚度為30μm的氟碳漆涂層。較為優選地，上述鋼結構塔體是經過拋丸或噴砂處理的鋼結構支架。進一步地，上述鋼結構塔體包括位于底部的錐形塔體和位于頂部的柱形塔體。進一步地，在所述柱形塔體自頂部向下的20m區域內，鋼結構支架的表面設置有厚度為120μm的冷噴鋅內涂層和厚度為50μm的氟碳漆外涂層；在所述柱形塔體的其他區域，鋼結構支架的表面設置厚度為85μm的氟碳漆涂層。進一步地，上述柱形塔體的外部設置有多個加強環。

四、具有排煙功能的鋼結構間接空冷塔優勢

通過將煙囪設置在鋼結構塔體的內部，利用塔內熱空氣將煙氣抬升，使煙氣飄的更高更遠，更利于環保，同時簡化了系統，節約了占地。而且通過在鋼結構塔體的內部設置內置蒙皮，可以使煙氣與鋼結構塔體完全隔離，杜絕了含硫煙氣對鋼結構塔體的接觸腐蝕。

鋼結構夠間冷塔具有造價低、抗震性能好、施工周期短、環保突出的優點，而且服役結束后所有鋼材和鋁材均可以回收利用，經濟環保優勢突出。

根據間冷塔不同部位接觸煙氣的幾率，以及對應的腐蝕環境的強弱，適應性地制定了不同的防腐措施，平衡了防腐效果與使用效果。

五、具有排煙功能的鋼結構間接空冷塔實施方式

圖1 具有排煙功能的鋼結構間接空冷塔結構

如圖1所示：1-鋼結構塔體，2-內置蒙皮，3-煙囪，11-錐形塔體，12-柱形塔體，13-加強環。

其結構主要包括鋼結構塔體1和位于鋼結構塔體1內部的內置蒙皮2，內置蒙皮2的內部設置有煙囪3；內置蒙皮2的高度與鋼結構塔體1的高度相同，煙囪3的高度低于鋼結構塔體1高度的二分之一。內置蒙皮是厚度為2mm的拼接鋁板。內置蒙皮2的內表面和外表面均設置有防腐涂層。內置蒙皮2包括位于上部三分之一區域的頂部蒙皮和位于下部三分之二區域的底部蒙皮，頂部蒙皮的防腐涂層的厚度大于底部蒙皮的防腐涂層厚度的1.5倍。在本實施例中，頂部蒙皮的防腐涂層是厚度為50μm的氟碳漆涂層，底部蒙皮的防腐涂層是厚度為30μm的氟碳漆涂層。鋼結構塔體1是經過拋丸或噴砂處理的鋼結構支架。鋼結構塔體1包括位于底部的錐形塔體11和位于頂部的柱形塔體12。在柱形塔體12自頂部向下的20m區域內，鋼結構支架的表面設置有厚度為120μm的冷噴鋅內涂層和厚度為50μm的氟碳漆外涂層；在柱形塔體12的其他區域，鋼結構支架的表面設置厚度為85μm的氟碳漆涂層。柱形塔體12的外部還可以設置多個加強環13，用于提高結構強度。