某熱電廠煙囪改造方案的探討

彭濤寇震

（1.中國(guó)輕工業(yè)長(zhǎng)沙工程有限公司 湖南長(zhǎng)沙 410114 2.中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)中南電力設(shè)計(jì)院 湖北武漢 430071）

某熱電廠煙囪改造方案的探討

彭濤1寇震2

（1.中國(guó)輕工業(yè)長(zhǎng)沙工程有限公司 湖南長(zhǎng)沙 410114 2.中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)中南電力設(shè)計(jì)院 湖北武漢 430071）

近年來(lái)，隨著霧霾天氣的增多，大眾環(huán)保意識(shí)逐漸增強(qiáng)，國(guó)家的環(huán)保政策也在積極推進(jìn)，新建火電項(xiàng)目必須同步建設(shè)煙氣脫硫設(shè)施，老機(jī)組也大多進(jìn)行了脫硫改造。濕法脫硫處理后的煙氣是一種腐蝕強(qiáng)度高、滲透性強(qiáng)、且較難防范的低溫高濕型酸，pH值約在2.0左右，煙氣腐蝕性應(yīng)被視為“強(qiáng)”化學(xué)腐蝕等級(jí)，煙囪應(yīng)按強(qiáng)腐蝕性煙氣來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全性設(shè)計(jì)。

火電廠；煙囪；濕法脫硫；負(fù)壓運(yùn)行

1 現(xiàn)有煙囪運(yùn)行條件

某熱電廠一期3臺(tái)280t/h CFB鍋爐采用濕法脫硫系統(tǒng)，一期3爐共用1個(gè)煙囪，運(yùn)行條件2用1備（二期4爐，運(yùn)行條件3用1備）。煙囪采用筒-錐結(jié)合型單筒煙囪的設(shè)計(jì)方案。煙囪進(jìn)口煙氣溫度按50℃考慮（工程實(shí)際運(yùn)行條件），綜合考慮煙囪出口內(nèi)徑采用5.5m，可以滿足一期項(xiàng)目?jī)膳_(tái)爐在110%額定負(fù)荷下運(yùn)行的要求；二期工程在基本運(yùn)行條件不變的情況下，煙囪可以滿足3爐同時(shí)80%額定負(fù)荷運(yùn)行的要求（正壓低于49Pa）。

現(xiàn)有煙囪為單筒式混凝土煙囪，高度150m，出口內(nèi)徑為5.5m：

（1）煙囪的煙氣對(duì)煙囪結(jié)構(gòu)腐蝕等級(jí)為中等腐蝕性；煙囪采用筒-錐結(jié)合型；

（2）筒身構(gòu)造分為鋼筋混凝土筒壁（簡(jiǎn)稱筒壁）、內(nèi)襯兩層；

（3）筒壁混凝土內(nèi)外兩側(cè)均配有鋼筋，混凝土等級(jí)C40；

（4）煙囪混凝土筒壁內(nèi)表面須做耐酸防腐隔離層，要求一布兩涂，且厚度不小于1.5mm，煙囪外壁在上段標(biāo)高12m范圍內(nèi)涂防腐涂料三道，厚度不小于200um；

（5）內(nèi)襯采用防水型耐酸耐熱輕質(zhì)隔熱澆筑料。

國(guó)標(biāo)《煙囪設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50051-2013）從2013年5月1日開(kāi)始實(shí)施，原國(guó)標(biāo)《煙囪設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50051-2002）同時(shí)廢止。《煙囪設(shè)計(jì)規(guī)范》新舊版本相關(guān)內(nèi)容對(duì)照見(jiàn)表1。

表1 煙囪設(shè)計(jì)規(guī)范新舊版本對(duì)照表

2 煙囪計(jì)算

按照熱電廠的運(yùn)行工況及業(yè)主的要求，需對(duì)以下幾種工況進(jìn)行計(jì)算：

運(yùn)行工況一：2×280t/h鍋爐同時(shí)運(yùn)行，設(shè)計(jì)工況（燃料為煤、樹皮、木屑），110%額定負(fù)荷；

運(yùn)行工況二：3×280t/h鍋爐同時(shí)運(yùn)行，設(shè)計(jì)工況（燃料為煤、樹皮、木屑），80%額定負(fù)荷；

運(yùn)行工況三：2×280t/h+1×400t/h鍋爐同時(shí)運(yùn)行，純?nèi)济汗r（燃料為煤），100%額定負(fù)荷；

運(yùn)行工況四：3×280t/h+1×400t/h鍋爐同時(shí)運(yùn)行，純?nèi)济汗r（燃料為煤），100%額定負(fù)荷。

工況一、二、三、四下現(xiàn)有煙囪運(yùn)行情況見(jiàn)表2。

3 煙囪方案

本期工程新建一臺(tái)400t/h CFB鍋爐煙氣是否排入現(xiàn)有煙囪，方案如下：

方案一：400t/h CFB鍋爐煙氣排入現(xiàn)有煙囪。

本期工程新建400t/h CFB鍋爐與現(xiàn)有3臺(tái)280t/h CFB鍋爐煙氣合并排入現(xiàn)有煙囪，存在以下問(wèn)題：

表2 運(yùn)行工況一覽表

（1）當(dāng)鍋爐運(yùn)行為工況三、工況四時(shí)，煙囪內(nèi)正壓高于49Pa，不滿足《煙囪設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50051-2002）及（GB50051-2013）要求。

（2）煙囪內(nèi)部出現(xiàn)較大正壓，更容易穿透煙囪耐腐蝕層，腐蝕煙囪外筒的混凝土及鋼筋，將加劇煙囪腐蝕，減少煙囪的使用壽命，威脅到煙囪鋼筋混凝土筒壁的安全可靠性，危及煙囪安全運(yùn)行。

因此，熱電廠應(yīng)該加強(qiáng)現(xiàn)有煙囪的監(jiān)管，及時(shí)檢測(cè)，注意在運(yùn)行后出現(xiàn)的滲漏腐蝕現(xiàn)象，一旦發(fā)現(xiàn)煙囪出現(xiàn)腐蝕情況，應(yīng)立即進(jìn)行整改或新建煙囪，確保煙囪的安全，保證生產(chǎn)的安全性及穩(wěn)定性。

方案二：在新建400t/h鍋爐配套的脫硫塔上增設(shè)一座玻璃鋼煙囪，與現(xiàn)有煙囪同時(shí)使用。

方案二不影響一期工程正常運(yùn)行，且不會(huì)增加現(xiàn)有煙囪負(fù)擔(dān)，一定程度上能夠延長(zhǎng)現(xiàn)有煙囪的使用壽命。同時(shí)合理利用脫硫塔來(lái)減少玻璃鋼煙囪高度。缺點(diǎn)是2座煙囪同時(shí)運(yùn)行，增加建設(shè)投資。

方案三：新建一座套筒煙囪。

方案三為廢除現(xiàn)有煙囪，新建一座套筒煙囪，滿足新建400t/h CFB鍋爐與現(xiàn)有3臺(tái)280t/h CFB鍋爐煙氣排放要求，滿足煙氣在煙囪內(nèi)全程負(fù)壓運(yùn)行的條件，徹底解決一期及二期煙囪腐蝕問(wèn)題。缺點(diǎn)是建設(shè)投資高、占地大、一期工程的煙道需要改造，會(huì)對(duì)一期工程運(yùn)行產(chǎn)生一定的影響。新建煙囪可采用混凝土外筒+內(nèi)套筒的形式，采用直筒型，出口內(nèi)徑約5.8m。煙囪內(nèi)筒有如表3、圖1幾種選擇。

表3 煙囪內(nèi)筒對(duì)照表

4 結(jié)語(yǔ)

（1）煙囪腐蝕情況與煙囪的設(shè)計(jì)方案、防腐材料、施工質(zhì)量、鍋爐運(yùn)行、監(jiān)管等多方面因素密切相關(guān)。

（2）新建煙囪需遵守《煙囪設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50051-2013），濕法脫硫后煙氣為強(qiáng)腐蝕煙氣，需滿足煙氣在煙囪內(nèi)全程負(fù)壓運(yùn)行；對(duì)單筒式煙囪進(jìn)行改造時(shí)，內(nèi)襯材料以復(fù)合鈦板防腐效果為最佳。

圖1 煙囪局部腐蝕圖

[1]邢克勇.對(duì)單筒式煙囪濕法脫硫改造的建議[J].電力勘察設(shè)計(jì)，2012，06：48.

[2]閔俊華，倪舒云.火力發(fā)電廠煙囪排煙鋼內(nèi)筒腐蝕分析及改造方案[A].2011年火電廠煙囪防腐技術(shù)交流研討會(huì)論文集[C].2011.

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