煙道強(qiáng)度分析及加固處理實(shí)例

余祖?zhèn)?+程雁

【摘 要】 本文介紹了電站鍋爐引風(fēng)機(jī)與增壓風(fēng)機(jī)合并節(jié)能改造所引發(fā)的煙道強(qiáng)度問題，并以某電廠330MW燃煤發(fā)電機(jī)組混凝土煙道為例，論證了煙道的加固方案。該方案實(shí)施后的運(yùn)行證明，改造取得了成功，保證了機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)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(dǎo)意義。

【關(guān)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(jié)能減排的要求不斷提高，燃煤發(fā)電企業(yè)為節(jié)能和提升機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行，紛紛采取鍋爐引風(fēng)機(jī)與脫硫增壓風(fēng)機(jī)合一改造的措施（簡稱引增合一改造）。目前該風(fēng)機(jī)改造技術(shù)已成熟、己廣泛應(yīng)用于國內(nèi)300MW以上發(fā)電機(jī)組上。本文總結(jié)了引增合一中煙道強(qiáng)度方面的常見問題，并以某電廠300MW燃煤發(fā)電機(jī)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(tǒng)管網(wǎng)

引增合一改造后，新引風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)全壓（熱態(tài)情況下）基本在8000Pa～10000Pa（甚至更高），與此對應(yīng)風(fēng)機(jī)進(jìn)口壓力一般在5500Pa～6500Pa左右；出口壓力一般在1800Pa～4500Pa左右。按照設(shè)計(jì)規(guī)定，燃煤機(jī)組煙風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)承壓為：-6000Pa～+6000Pa。若環(huán)保改造完成后，引風(fēng)機(jī)進(jìn)口壓力小于6000Pa的，爐膛至除塵器出口之間管網(wǎng)強(qiáng)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(shè)計(jì)承壓情況。

2.2 脫硫系統(tǒng)

按照設(shè)計(jì)規(guī)定要求，脫硫系統(tǒng)管道承壓均按照-2000Pa～+2000Pa來進(jìn)行設(shè)計(jì)。若脫硫系統(tǒng)無GGH設(shè)備且不進(jìn)行其他改造，即使引、增合一改造后，脫硫系統(tǒng)管網(wǎng)承壓均能滿足運(yùn)行要求，基本無安全隱患。但就目前燃煤機(jī)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(tǒng)總阻力均大于2000Pa。故，引增合一改造完成后，引風(fēng)機(jī)出口壓力由原來的微正/負(fù)壓變化為+2000Pa，甚至以上。因此，在引增合一改造時(shí)，引風(fēng)機(jī)出口至脫硫系統(tǒng)入口之間的煙道一般均需進(jìn)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(cè)面及底部保留。重新設(shè)計(jì)鋼煙道，新設(shè)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(jié)鋼板和增加煙道側(cè)壁截面進(jìn)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(cè)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(jìn)行加固。

3.2 加固方案比較

方案1的優(yōu)缺點(diǎn)為：鋼結(jié)構(gòu)煙道具有密閉性好，施工制作方便等優(yōu)點(diǎn)；但造價(jià)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(fèi)用省等優(yōu)點(diǎn)。

方案3的自重輕，使用強(qiáng)度高，具有優(yōu)良柔韌性，滿足各種構(gòu)件表面（橋梁、隧洞、板、梁、柱、通風(fēng)桶、管道、墻體等），并具有抗堿性和抗化學(xué)腐蝕性，貯存期長；容許操作時(shí)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(jià)成本過高。

4 混凝土煙道改造實(shí)例

4.1 改造背景與必要性

某電廠2臺330MW燃煤機(jī)組為20世紀(jì)80年代投產(chǎn)機(jī)組，引風(fēng)機(jī)至煙囪之間水平煙道為混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)承壓為-2000Pa～+2000Pa。在機(jī)組增加脫硝裝置、取消脫硫旁路煙道并實(shí)施引增合一改造中，通過前期試驗(yàn)測試及常年運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)得出，改造完成后，在330MW工況時(shí)，引風(fēng)機(jī)出口壓力將達(dá)到4000Pa左右。

此部分煙道原設(shè)計(jì)為鋼筋混凝土箱型結(jié)構(gòu)，箱型尺寸為5000mm X 9240mm，頂（底）板200mm厚，側(cè)板250mm厚?；炷翉?qiáng)度等級為C25，受力鋼筋為二級鋼（φ16@100），經(jīng)校核計(jì)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(jìn)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(xiàn)場實(shí)際情況、施工工期（本次停爐檢修時(shí)間僅為35天）投資概算等因素，若采用方案一，經(jīng)設(shè)計(jì)新煙道總長33938mm，計(jì)算耗鋼量大約為80t，梁柱需加固。此方案工程造價(jià)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(jìn)行加固處理的方案。即采用粘結(jié)鋼板和增加煙道側(cè)壁截面進(jìn)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(cè)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(shí)施方案

混凝土煙道側(cè)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(jié)構(gòu)加固改造構(gòu)造圖（上冊）》（06SG311-1-2-25）。

在原煙道外壁混凝土結(jié)構(gòu)處，鑿去建筑面層及原混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋保護(hù)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?；炷两缑鎰┻x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(jī)組引風(fēng)機(jī)、增壓風(fēng)機(jī)二合一改造及煙道加固改造于2014年3月份完成。經(jīng)近2年的運(yùn)行表明，在風(fēng)機(jī)出口壓力常年維持在4000Pa左右的情況下，現(xiàn)有混凝土煙道未出現(xiàn)頂板、側(cè)板、底板開裂和壁板表面脫落等現(xiàn)象，運(yùn)行情況良好。

5 結(jié)語

本文以某電廠330MW機(jī)組混凝土煙道承壓不足為例，根據(jù)電廠實(shí)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(fèi)用低、可靠性高的煙道加固方案，實(shí)施后達(dá)到了設(shè)計(jì)目的。為電廠解決此類問題提供了典型、真實(shí)案例，所提出解決此類問題的方法和思路。具有實(shí)際的指導(dǎo)和參考意義。