電廠脫硝改造中鍋爐鋼結構節點的加固設計分析

龐子興

摘? 要：為了保證電廠當中鍋爐設備改造方面鋼結構加固方面有良好質量，應認識到鋼結構加固處理的重要性，并能結合鍋爐設備脫硝改造方面的需要以及鋼結構在加固方面關鍵點。本文就電廠脫硝改造階段中鍋爐設備鋼結構節點加固設計工作進行了分析。

關鍵詞：電廠;鍋爐鋼結構;脫硝改造

電廠在發展中為社會輸送了大量的電力能源，但由于大部分電廠在發電中以火力發電為主，因此在電廠生產大量電能的同時還會給周邊環境造成影響。因此當前電廠均在積極開展脫硫改造工程，并同步做好鍋爐設備結構節點方面加固處理。

1 在電廠脫硫改造階段鍋爐設備鋼結構加固設計分析

從當前電廠整體發展情況來看，大部分電廠均屬于火力類型發電廠，并且受到由于電廠在運行形式，使得火力類型發電廠在其主體結構方面存在突出的行業特點。在20世紀70年代之前，電廠主要以火力發電為主，并且通過火力類型發電站的運行，使電站的發電量得到保證，避免由于電廠發電量不足而影響社會發展。而火力類型電廠發展中，其使用的火力設備在單機容量以及實際發電量等方面有著變化。最初階段，火力電廠當中發電設備的單機容量規格在300MW之下，并在相應的建筑結構以鋼筋混凝土類型結構為主。而在先進科學技術以及設計理念被運用到火力類型電廠設計中，火力類型電廠當中機組設備的單機設備容量也在提升，目前已經實現了機組設備容量的翻倍，達到了600MW的規格。電廠當中機組設備容量、性能方面的優化讓火力類型電廠運行更加的穩定、高效，當同時也對電廠組成結構有了更高的要求，需要電廠整體結構能得到優化，一旦電廠在結構優化方面存在不足，那么也就會使得電廠運行穩定性受到影響。而從電廠整體結構方面來看，電廠建筑結構和一般建筑物存在著差異，比如豎向剛度方面存在不足、荷載情況復雜、建筑結構振動等問題。由于電廠建筑在其建筑結構方面存在一定的特殊性，因此也就使得電廠建筑結構是在建筑結構抗震性檢測方面、結構穩定性計算、建筑結構加固處理方面存在著特殊性以及一定的難度。

其次，在當代社會全面落實了生態保護發展理之后，也需要電廠能在環保發展方面有著響應的優化，降低在電廠發展出現環境污染問題。而其對電廠當中鍋爐進行改造的階段中，不同電廠當中的優化改造方面也存在些許差異。大體來看，在對電廠當中鍋爐設備進行煙氣脫硝類型的改造的階段中，會將鍋爐設備尾部中的煙道結構進行局部拆除以及加固處理，并且在加固之后鍋爐設備的整體結構也發生了變化，需要設計工作人員重新進行鍋爐設備整體建模計算，使鍋爐設備鋼結構設計科學性能得到提升，同時推導出節點內力數值大小，達到提升鋼結構穩定質量的目標。

目前鍋爐鋼結構加固方面使用的技術種類較多，并且每種加固措施之間存在一定差異，需要加固人員選擇恰當的加固方式來完成建物加固處理，避免由于加固技術選擇方面問題而影響建筑物的實際加固效果。而當前在鍋爐鋼結構負載條件下的加固措施主要有6種，梁翼緣結構加蓋板加固處理;粱翼緣結構加肋板加固、端板角焊接結合圍焊處理、粱翼緣結構加腋加固以及高強度類型加固處理。在實際進行加固方式選擇的階段中，需要以相應火力類型電廠的實際運行條件作為基礎，重視電廠發展中的特殊性，降低加固處理對電廠發電運行的影響。采用最經濟的形式開展負載條件下的加固處理，讓電廠發展避免受到影響。

2 檢測鑒定結果分析

電廠當中相應鋼結構檢測包括對其材料性能、連接、變形及損傷、構件的尺寸與偏差、構造及涂裝等工作。必要時，應進行結構或構件及連接性能的實荷檢測或者動力測試。檢測中主要依據GB/T50621-2010《鋼結構現場檢測技術標準》和GB/T50344-2004《建筑結構檢測技術標準》兩個標準。并收集被檢測鋼結構相關的設計圖紙、設計文件、施工記錄、設計變更等資料;調查被檢測結構現在的使用現狀、環境條件、維修加固情況以及用途及荷載的變更情況;向有關人員進行調查，進一步了解委托方的檢測目的和具體要求。

主要包括外業和內業兩個部分，并根據檢測的相關標準及有關技術資料，提出對鍋爐鋼結構煙氣脫硝改造工程設計相關的建模建議。然后采用MidasGen8.0進行建模計算。本項目總共建立3個有限元模型，分別是原結構模型、安裝脫硝裝置后加固前有限元模型以及加固后有限元模型。再根據鋼結構節點加固的原則：當梁的應力比超限或穩定不滿足時，此梁與柱相連的節點也需進行必要的加固補強;當支撐應力比超限或穩定不滿足時，其與節點板相連部分也需進行加固補強。

3 節點加固設計分析

當采用有限元軟件按規范對結構整體進行加固設計后，還需對結構某些區段、特定構件或節點進行進一步的承載能力及正常使用極限狀態的計算校核，以保證加固后結構的正常使用。根據鋼結構節點加固的相關原則：當構件進行加固后，其相關的連接也需進行必要的加固補強。由于該結構中需加固節點眾多，根據結構可靠性鑒定結論和有關資料，并根據CECS77：96《鋼結構加固技術規范》和JGJ82-2011《鋼結構高強度螺栓連接技術規程》等規范。

3.1 斜支撐節點板焊接節點加固分析

依照構件在加固方面的具體要求，如果整個結構中斜支撐出現超限的情況，將需要加固雙角鋼的肢角處，必要的時候可以進行鋼板的焊接。為確保加固鋼板和節點板之間進行合理的連接，需要在加固鋼板上進行節點板的設置，并做好焊接加固的工作，其整個焊接的長度需要超過100mm，具體的長度情況和焊角的尺寸應該依照軸力進行具體計算而得到。依照一定的計算能夠發現，讓焊角尺寸增加或是讓焊縫的長度增加，筑美感與張力。

3.2 梁柱小端板加側向蓋板連接節點加固處理

這種節點在構造方面比較復雜，其梁柱的節點除根據平齊式端板進行連接之外，還需要進行側向蓋板的補充。整個側向蓋板在尺寸方面比較大，原有的節點在承載力方面已經很大了。依照與這種節點相關的梁加固手段能夠很好地進行節點加固手段的選擇和使用，如圖1所示。和這個節點相關的梁上進行了一個比較大的荷載增加，所以一定要在這個梁上新設計一條工字型的鋼梁，只有這樣才可以確保梁能夠進行正常的工作。

電廠結構屬于特殊行業的特殊結構類型，其檢測、鑒定、加固也有其特殊性。其荷載分布和各種結構、設備布置較為復雜，需要進行仔細的檢測，也需要加強和相關工作人員的配合。

4 結束語

電廠鍋爐設備實施脫硫改造是一種必然發展趨勢，能在保證電廠穩定運行的情況下降低電廠在運行中對環境造成的污染，讓電廠實現經濟以及生態雙方面的良好發展。而在開展鍋爐設備脫硝改造的階段中也需要做好鋼結構加固處理，讓電廠運行安全以及穩定性得到保證。在工作人員開展加固處理的階段中，不僅要對相應的技術有充分的理解，還需要工作人員能不斷的提升自身能力。

參考文獻

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