煙道強度分析及加固處理實例

余祖偉++程雁

【摘 要】 本文介紹了電站鍋爐引風機與增壓風機合并節能改造所引發的煙道強度問題，并以某電廠330MW燃煤發電機組混凝土煙道為例，論證了煙道的加固方案。該方案實施后的運行證明，改造取得了成功，保證了機組的安全穩定運行。本文對于因承壓變化而引起的煙道改造具有參考意義，特別是在混凝土煙道的加固方面，提出了新的解決思路和方案，對于類似工程具有指導意義。

【關鍵詞】 電站 引增合一 煙道加固 混凝土 加固方案

1 前言

隨著國家對節能減排的要求不斷提高，燃煤發電企業為節能和提升機組安全穩定運行，紛紛采取鍋爐引風機與脫硫增壓風機合一改造的措施（簡稱引增合一改造）。目前該風機改造技術已成熟、己廣泛應用于國內300MW以上發電機組上。本文總結了引增合一中煙道強度方面的常見問題，并以某電廠300MW燃煤發電機組混凝土煙道的加固為例，介紹了煙道加固的方案。

2 煙道加固概述

2.1 煙氣系統管網

引增合一改造后，新引風機設計全壓（熱態情況下）基本在8000Pa～10000Pa（甚至更高），與此對應風機進口壓力一般在5500Pa～6500Pa左右；出口壓力一般在1800Pa～4500Pa左右。按照設計規定，燃煤機組煙風系統設計承壓為：-6000Pa～+6000Pa。若環保改造完成后，引風機進口壓力小于6000Pa的，爐膛至除塵器出口之間管網強度能夠滿足要求，無需加固處理；若大于6000Pa的，則主要需要校核除塵器管道設計承壓情況。

2.2 脫硫系統

按照設計規定要求，脫硫系統管道承壓均按照-2000Pa～+2000Pa來進行設計。若脫硫系統無GGH設備且不進行其他改造，即使引、增合一改造后，脫硫系統管網承壓均能滿足運行要求，基本無安全隱患。但就目前燃煤機組而言，在考慮濕式除塵器、脫硫增容提效改造等情況下，脫硫系統總阻力均大于2000Pa。故，引增合一改造完成后，引風機出口壓力由原來的微正/負壓變化為+2000Pa，甚至以上。因此，在引增合一改造時，引風機出口至脫硫系統入口之間的煙道一般均需進行加固改造。

3 混凝土煙道加固方案討論

3.1 加固方案

對于混凝土煙道的加固，一般有以下三種方案。

方案一：將原混凝土煙道頂部拆除，側面及底部保留。重新設計鋼煙道，新設鋼煙道放置于原有煙道底部上。由于增加的綱煙道較重，其梁柱需加固。

方案二：采用粘結鋼板和增加煙道側壁截面進行加固。四周用扁鋼包十字箍，部分梁柱加固，并對混凝土煙道側壁采用加大截面辦法加固，外包鋼筋混凝土。

方案三：采用碳纖維布加固法加固進行加固。

3.2 加固方案比較

方案1的優缺點為：鋼結構煙道具有密閉性好，施工制作方便等優點；但造價高，拆除原混凝土煙道工程量大，整體施工工期較長。

方案2具有施工工期短、拆除工作量小、施工難度小、投資費用省等優點。

方案3的自重輕，使用強度高，具有優良柔韌性，滿足各種構件表面（橋梁、隧洞、板、梁、柱、通風桶、管道、墻體等），并具有抗堿性和抗化學腐蝕性，貯存期長；容許操作時間限長，抗高溫、抗蠕變、耐磨損、且抗震性能良好。該方案的唯一不足是造價成本過高。

4 混凝土煙道改造實例

4.1 改造背景與必要性

某電廠2臺330MW燃煤機組為20世紀80年代投產機組，引風機至煙囪之間水平煙道為混凝土結構，設計承壓為-2000Pa～+2000Pa。在機組增加脫硝裝置、取消脫硫旁路煙道并實施引增合一改造中，通過前期試驗測試及常年運行數據統計得出，改造完成后，在330MW工況時，引風機出口壓力將達到4000Pa左右。

此部分煙道原設計為鋼筋混凝土箱型結構，箱型尺寸為5000mm X 9240mm，頂（底）板200mm厚，側板250mm厚。混凝土強度等級為C25，受力鋼筋為二級鋼（φ16@100），經校核計算，此鋼筋混凝土煙道不能滿足4000Pa的壓力，并且混凝土煙道有部分裂縫漏氣。因此，必須對原煙道進行加固處理或更換為鋼煙道。

4.2 改造方案的確定

考慮到工程現場實際情況、施工工期（本次停爐檢修時間僅為35天）投資概算等因素，若采用方案一，經設計新煙道總長33938mm，計算耗鋼量大約為80t，梁柱需加固。此方案工程造價高，拆除原混凝土煙道工程量大，整體施工工期長。若采用方案三，則投資過大。因此本工程確定采用對原鋼筋混凝土煙道進行加固處理的方案。即采用粘結鋼板和增加煙道側壁截面進行加固。四周用扁鋼-100X4@800包十字箍，部分梁柱加固，并對混凝土煙道側壁采用加大截面法加固，外包80mm厚C35鋼筋混凝土。

4.3 具體實施方案

混凝土煙道側壁采用加大截面法加固，外包80mm厚C35鋼筋混凝土，做法見圖集《混凝土結構加固改造構造圖（上冊）》（06SG311-1-2-25）。

在原煙道外壁混凝土結構處，鑿去建筑面層及原混凝土結構鋼筋保護層，使表面凹凸差≥4mm，然后用水沖干凈。澆筑混凝土前涂刷混凝土界面劑一道，隨涂隨澆。混凝土界面劑選用P類I型，各性能要求詳見《混凝土界面處理劑》（JC/T 907-2002）。所有新增混凝土與舊混凝土連接處植筋均采用A級植筋膠。

4.4 改后效果

機組引風機、增壓風機二合一改造及煙道加固改造于2014年3月份完成。經近2年的運行表明，在風機出口壓力常年維持在4000Pa左右的情況下，現有混凝土煙道未出現頂板、側板、底板開裂和壁板表面脫落等現象，運行情況良好。

5 結語

本文以某電廠330MW機組混凝土煙道承壓不足為例，根據電廠實際情況，對比分析不同加固方案。最終確定了施工工期短、投資費用低、可靠性高的煙道加固方案，實施后達到了設計目的。為電廠解決此類問題提供了典型、真實案例，所提出解決此類問題的方法和思路。具有實際的指導和參考意義。