淺論火力發(fā)電廠灰?guī)旖Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

周曉濤

摘 要:灰?guī)焓怯糜趦Ψ呕鹆Πl(fā)電廠排出的干粉煤灰,并配置有防止揚(yáng)塵的除塵、進(jìn)灰和卸灰設(shè)備的密閉容器。本文主要就其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的相關(guān)重點(diǎn)問題進(jìn)行探討分析。

關(guān)鍵詞:灰?guī)旖Y(jié)構(gòu)火力發(fā)電廠

中圖分類號:TP2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(b)-0126-01

在以煤為發(fā)電主要原料的火力發(fā)電廠中,由于煤的粉沫是不可能被完全燃燒的,會留下大量的燃燒殘余物,這就是粉煤灰,所以自20世紀(jì)80年代末開始,為對粉煤灰進(jìn)行綜合利用,保護(hù)電廠周圍環(huán)境,節(jié)省灰場用地,除灰系統(tǒng)被廣泛地引進(jìn)并推廣,作為系統(tǒng)中主要構(gòu)筑物的灰?guī)煸O(shè)計(jì),應(yīng)當(dāng)引起設(shè)計(jì)人員的關(guān)注。

1灰?guī)斓慕Y(jié)構(gòu)形式

灰?guī)斓慕Y(jié)構(gòu)形式可根據(jù)用戶要求,采用混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu);從灰?guī)斓耐庑蝸矸?又可分為平底灰?guī)旌蛶┒坊規(guī)?根據(jù)其構(gòu)造工藝,從上到下依次為庫上建筑物、庫頂結(jié)構(gòu)、庫壁、庫底、支承結(jié)構(gòu)以及基礎(chǔ)六大部分。根據(jù)過往實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來看,以圓柱形筒體混凝土灰?guī)熳顬槔硐搿?/p>

在混凝土灰?guī)熘?通常會設(shè)置環(huán)向筋以承擔(dān)灰的側(cè)壓力,設(shè)置豎向筋與混凝土共同承擔(dān)大部分的灰重,并將力均勻地傳遞到基礎(chǔ);屋頂、庫頂設(shè)備層及儲灰層等大多采用井字梁結(jié)構(gòu),井字梁結(jié)構(gòu)一般支撐在剛度較大的環(huán)梁或者箍梁上;庫上建筑物一般設(shè)置單軌吊;支承結(jié)構(gòu)一般采用混凝土筒,筒體厚度自上而下逐漸增厚;基礎(chǔ)多采用環(huán)形條基,當(dāng)基礎(chǔ)承載力較小時(shí),也可采用混凝土整板。

2灰渣溫度對灰?guī)旖Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響

從除塵器中輸出的灰渣溫度為120℃左右,再經(jīng)過一定距離的管道運(yùn)輸,在入庫時(shí),溫度大概為70℃,在其降溫過程中的物理變化對結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)材料的設(shè)計(jì)有一定的影響。

2.1 灰渣溫度對庫壁及漏斗環(huán)梁結(jié)構(gòu)的影響

要求庫壁盡量光滑,另外從目前的使用情況來看,堵灰和積灰大部分發(fā)生在庫壁變截面及漏斗環(huán)梁處,所以在設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)對此加以注意。一方面應(yīng)當(dāng)使庫壁變截面處光滑過渡,最好是結(jié)構(gòu)本身自然過渡,斜度最小應(yīng)當(dāng)為1∶2,或者用鐵屑混凝土楔形粉刷過渡;另一方面漏斗處的環(huán)梁最好與庫壁內(nèi)壁持平,或者漏斗壁上移,加大容量,以消除此處的臺階。

2.2 灰渣溫度對結(jié)構(gòu)材料的影響

由于灰渣在入庫時(shí)溫度有70℃左右,在其降溫過程中,會有水分析出,產(chǎn)生灰塊,并粘附在灰?guī)靸?nèi)壁上,對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生腐蝕作用;另外由于重力的作用,上面的灰不斷往下,使得灰塊也隨之往下移動,造成灰塊與內(nèi)壁的不斷摩擦。這種持續(xù)不斷的腐蝕和摩擦對庫壁材料的抗腐蝕性和抗摩擦性提出了一定的要求,混凝土材料的抗腐蝕性較鋼板好,鋼板的抗摩擦性比混凝土好,但由于未經(jīng)過大范圍的統(tǒng)計(jì)和研究,所以目前并不能確定到底哪種材料更適宜。因此,筆者認(rèn)為可通過增加內(nèi)壁厚度的方式解決,假如灰?guī)斓脑O(shè)計(jì)年限為20年時(shí),可增厚0.5mm;50年時(shí),增厚2mm。

3設(shè)計(jì)中的問題及建議

3.1煤灰容重的取值

通常工藝專業(yè)給土建的煤灰容重是一個(gè)最大值,而且高達(dá)1t/m3;而在計(jì)算灰?guī)烊莘e過程中,又取最小值,這樣雖然比較安全,但增加了建設(shè)資金,形成了浪費(fèi)。另外在煤灰容重的取值問題上,工藝專業(yè)認(rèn)為:在松散狀態(tài)下,灰重為0.75～0.85t/m3,壓實(shí)后為1t/m3;而規(guī)范規(guī)定在松散狀態(tài)下,灰重為0.65t/m3,壓實(shí)后為0.8t/m3;根據(jù)實(shí)際測量,壓實(shí)后的灰重為0.85t/m3,盡管這個(gè)數(shù)值較接近規(guī)范,但畢竟有一定的差距,而跟1t/m3又相差15%。因此,有必要對煤灰容重的取值進(jìn)行規(guī)范。

3.2 漏斗頂部環(huán)梁的計(jì)算

鋼結(jié)構(gòu)漏斗灰?guī)斓沫h(huán)梁結(jié)構(gòu)很明確,而且梁面和梁底的約束剛度小于加緊箍梁及承重鋼梁的剛度,獨(dú)立梁的計(jì)算較為適宜。但在混凝土漏斗灰?guī)熘?環(huán)梁的梁面和梁底被庫壁或扁形住約束,按獨(dú)立梁計(jì)算不符合邊界條件;另外混凝土漏斗灰?guī)斓沫h(huán)梁受多種應(yīng)力狀態(tài),不能用簡單的數(shù)學(xué)相加,而應(yīng)是幾何相加,但目前尚未給出統(tǒng)一的計(jì)算公式。因此,有必要加強(qiáng)研究,給出一個(gè)科學(xué)合理的計(jì)算公式。

3.3 鋼灰?guī)斓暮附?/p>

在進(jìn)行鋼灰?guī)斓膸毂谠O(shè)計(jì)時(shí),如果施工單位提出較大的焊接工作量,甚至?xí)l(fā)生無法按時(shí)交工的情況時(shí),可將庫底設(shè)計(jì)為鋼-混凝土組合樓板,再將庫壁按1.75m～2m分段,采用橡膠墊加A級螺栓栓接的方案,在保證工程質(zhì)量的前提下,減少焊接量。

3.4 灰?guī)鞄烊莸捻敳繎?yīng)設(shè)箍梁

灰?guī)斓膸斓淄ǔ６紩O(shè)環(huán)梁,可將此視為庫壁的一個(gè)固結(jié)支點(diǎn);另外庫壁環(huán)向受拉,法向受壓,當(dāng)灰?guī)斓囊粋?cè)積灰高出另一側(cè)很多時(shí)(盡管概率很小,但在設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)考慮到),庫壁會失穩(wěn),所以應(yīng)在庫頂加設(shè)箍梁,以此約束庫頂?shù)淖冃巍６覍τ诨炷粱規(guī)於?庫頂混凝土板的剛度較小,難以約束庫頂?shù)淖冃?再加上庫頂通常是施工縫的位置,更應(yīng)提高其質(zhì)量;對于鋼結(jié)構(gòu)灰?guī)於?庫頂?shù)木至憾嘣O(shè)在環(huán)梁上,環(huán)梁又支承在護(hù)壁柱上,根本無法約束庫壁,更應(yīng)加設(shè)箍梁。

4結(jié)語

灰?guī)斓慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對火力發(fā)電廠有著重要的影響,在設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)當(dāng)結(jié)合過往經(jīng)驗(yàn),多方面考慮,努力打造一個(gè)科學(xué)合理又有質(zhì)量保證的灰?guī)臁?/p>

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