具有排煙功能的鋼結(jié)構(gòu)間冷塔設(shè)計(jì)

(陜西能源麟北發(fā)電有限公司 陜西 寶雞 721000)

引言

陜西能源麟北發(fā)電有限公司建設(shè)兩臺(tái)350兆瓦超臨界低熱值煤間接空冷機(jī)組，利用周邊煤礦洗選產(chǎn)生的煤矸石和煤泥發(fā)電，能有效解決煤矸石和疏干水對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境造成的污染。脫硫采用CFB-FGD半干法脫硫技術(shù)，為節(jié)約水資源，凝汽方式采用間接空氣冷卻系統(tǒng)(哈蒙式)[1]。通風(fēng)塔采用鋼結(jié)構(gòu)塔，與一般的鋼結(jié)構(gòu)間冷塔不同之處在于它是一種新型的骨架外露，蒙皮內(nèi)置鋼塔，這種布置方案在國(guó)內(nèi)外均為首創(chuàng)。這種新型的鋼結(jié)構(gòu)間冷塔在降低工程造價(jià)、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(jié)省煙囪投資成本、同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)“煙塔合一”服役結(jié)束后所有鋼材和鋁材均可以回收再利用、節(jié)約現(xiàn)場(chǎng)用地等方面具有優(yōu)勢(shì)。排煙方式采用世界首例鋼結(jié)構(gòu)“煙塔合一”技術(shù)，利用冷卻塔巨大熱量和熱空氣量對(duì)脫硫后濕煙氣進(jìn)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(fēng)天氣下煙氣會(huì)接觸鋼塔，使得“煙塔合一”防腐蝕問(wèn)題很關(guān)鍵[2]，“煙塔合一”新技術(shù)中選用鋼結(jié)構(gòu)“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(wèn)題更加嚴(yán)峻，如何進(jìn)行防腐也是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，本文通過(guò)對(duì)鋼塔自身設(shè)計(jì)及防腐方案研究，保證陜能麟北電廠間接空冷安全、可靠運(yùn)行。

一、背景

傳統(tǒng)的火電廠都設(shè)有煙囪和間冷塔。煙囪起到鍋爐排煙作用，一般高達(dá)240米，需要投資2000多萬(wàn)元。間冷塔一般采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，起到凝汽器冷卻水散熱的作用。現(xiàn)有的間冷塔和煙囪需要分別進(jìn)行施工建設(shè)，不僅建設(shè)工期翻倍，而且整體系統(tǒng)復(fù)雜、占地面積龐大，投資成本也十分高昂。除此之外，混凝土結(jié)構(gòu)的間冷塔和煙囪一次建設(shè)完成后便很難進(jìn)行修復(fù)或者重復(fù)利用，一旦施工出現(xiàn)問(wèn)題或者接近使用年限便面臨廢棄重建的問(wèn)題，因此將造成極大的資源浪費(fèi)。

二、具有排煙功能的鋼結(jié)構(gòu)間接空冷塔特征

包括鋼結(jié)構(gòu)塔體和位于鋼結(jié)構(gòu)塔體內(nèi)部的內(nèi)置蒙皮，所述內(nèi)置蒙皮的內(nèi)部設(shè)置有煙囪；所述內(nèi)置蒙皮的高度與鋼結(jié)構(gòu)塔體的高度相同，所述煙囪的高度低于鋼結(jié)構(gòu)塔體高度的二分之一。

所述內(nèi)置蒙皮的內(nèi)表面和外表面均設(shè)置有防腐涂層。所述內(nèi)置蒙皮包括位于上部三分之一區(qū)域的頂部蒙皮和位于下部三分之二區(qū)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(nèi)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(jié)構(gòu)塔體是經(jīng)過(guò)拋丸或噴砂處理的鋼結(jié)構(gòu)支架。鋼結(jié)構(gòu)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(qū)域內(nèi)，鋼結(jié)構(gòu)支架的表面設(shè)置有厚度為120μm的冷噴鋅內(nèi)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(qū)域，鋼結(jié)構(gòu)支架的表面設(shè)置厚度為85μm的氟碳漆涂層。柱形塔體的外部設(shè)置有多個(gè)加強(qiáng)環(huán)。

三、具有排煙功能的鋼結(jié)構(gòu)間接空冷塔技術(shù)方案

一種具有排煙功能的鋼結(jié)構(gòu)間冷塔，其特殊之處在于：包括鋼結(jié)構(gòu)塔體和位于鋼結(jié)構(gòu)塔體內(nèi)部的內(nèi)置蒙皮，所述內(nèi)置蒙皮的內(nèi)部設(shè)置有煙囪；所述內(nèi)置蒙皮的高度與鋼結(jié)構(gòu)塔體的高度相同，所述煙囪的高度低于鋼結(jié)構(gòu)塔體高度的二分之一。進(jìn)一步地，上述內(nèi)置蒙皮的內(nèi)表面和外表面均設(shè)置有防腐涂層。進(jìn)一步地，上述內(nèi)置蒙皮包括位于上部三分之一區(qū)域的頂部蒙皮和位于下部三分之二區(qū)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(jìn)一步地，上述內(nèi)置蒙皮是厚度為2mm的拼接鋁板。進(jìn)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(yōu)選地，上述鋼結(jié)構(gòu)塔體是經(jīng)過(guò)拋丸或噴砂處理的鋼結(jié)構(gòu)支架。進(jìn)一步地，上述鋼結(jié)構(gòu)塔體包括位于底部的錐形塔體和位于頂部的柱形塔體。進(jìn)一步地，在所述柱形塔體自頂部向下的20m區(qū)域內(nèi)，鋼結(jié)構(gòu)支架的表面設(shè)置有厚度為120μm的冷噴鋅內(nèi)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(qū)域，鋼結(jié)構(gòu)支架的表面設(shè)置厚度為85μm的氟碳漆涂層。進(jìn)一步地，上述柱形塔體的外部設(shè)置有多個(gè)加強(qiáng)環(huán)。

四、具有排煙功能的鋼結(jié)構(gòu)間接空冷塔優(yōu)勢(shì)

通過(guò)將煙囪設(shè)置在鋼結(jié)構(gòu)塔體的內(nèi)部，利用塔內(nèi)熱空氣將煙氣抬升，使煙氣飄的更高更遠(yuǎn)，更利于環(huán)保，同時(shí)簡(jiǎn)化了系統(tǒng)，節(jié)約了占地。而且通過(guò)在鋼結(jié)構(gòu)塔體的內(nèi)部設(shè)置內(nèi)置蒙皮，可以使煙氣與鋼結(jié)構(gòu)塔體完全隔離，杜絕了含硫煙氣對(duì)鋼結(jié)構(gòu)塔體的接觸腐蝕。

鋼結(jié)構(gòu)夠間冷塔具有造價(jià)低、抗震性能好、施工周期短、環(huán)保突出的優(yōu)點(diǎn)，而且服役結(jié)束后所有鋼材和鋁材均可以回收利用，經(jīng)濟(jì)環(huán)保優(yōu)勢(shì)突出。

根據(jù)間冷塔不同部位接觸煙氣的幾率，以及對(duì)應(yīng)的腐蝕環(huán)境的強(qiáng)弱，適應(yīng)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(jié)構(gòu)間接空冷塔實(shí)施方式

圖1 具有排煙功能的鋼結(jié)構(gòu)間接空冷塔結(jié)構(gòu)

如圖1所示：1-鋼結(jié)構(gòu)塔體，2-內(nèi)置蒙皮，3-煙囪，11-錐形塔體，12-柱形塔體，13-加強(qiáng)環(huán)。

其結(jié)構(gòu)主要包括鋼結(jié)構(gòu)塔體1和位于鋼結(jié)構(gòu)塔體1內(nèi)部的內(nèi)置蒙皮2，內(nèi)置蒙皮2的內(nèi)部設(shè)置有煙囪3；內(nèi)置蒙皮2的高度與鋼結(jié)構(gòu)塔體1的高度相同，煙囪3的高度低于鋼結(jié)構(gòu)塔體1高度的二分之一。內(nèi)置蒙皮是厚度為2mm的拼接鋁板。內(nèi)置蒙皮2的內(nèi)表面和外表面均設(shè)置有防腐涂層。內(nèi)置蒙皮2包括位于上部三分之一區(qū)域的頂部蒙皮和位于下部三分之二區(qū)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(shí)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(jié)構(gòu)塔體1是經(jīng)過(guò)拋丸或噴砂處理的鋼結(jié)構(gòu)支架。鋼結(jié)構(gòu)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(qū)域內(nèi)，鋼結(jié)構(gòu)支架的表面設(shè)置有厚度為120μm的冷噴鋅內(nèi)涂層和厚度為50μm的氟碳漆外涂層；在柱形塔體12的其他區(qū)域，鋼結(jié)構(gòu)支架的表面設(shè)置厚度為85μm的氟碳漆涂層。柱形塔體12的外部還可以設(shè)置多個(gè)加強(qiáng)環(huán)13，用于提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。