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?chǔ)放火力發(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(wèn)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(hào):TP2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):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(huì)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(duì)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(chǎng)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?lái)分,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(kù)上建筑物、庫(kù)頂結(jié)構(gòu)、庫(kù)壁、庫(kù)底、支承結(jié)構(gòu)以及基礎(chǔ)六大部分。根據(jù)過(guò)往實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來(lái)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(huì)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(kù)頂設(shè)備層及儲(chǔ)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(kù)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(duì)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(guò)一定距離的管道運(yùn)輸,在入庫(kù)時(shí),溫度大概為70℃,在其降溫過(guò)程中的物理變化對(duì)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(duì)庫(kù)壁及漏斗環(huán)梁結(jié)構(gòu)的影響

要求庫(kù)壁盡量光滑,另外從目前的使用情況來(lái)看,堵灰和積灰大部分發(fā)生在庫(kù)壁變截面及漏斗環(huán)梁處,所以在設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)對(duì)此加以注意。一方面應(yīng)當(dāng)使庫(kù)壁變截面處光滑過(guò)渡,最好是結(jié)構(gòu)本身自然過(guò)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(guò)渡;另一方面漏斗處的環(huán)梁最好與庫(kù)壁內(nèi)壁持平,或者漏斗壁上移,加大容量,以消除此處的臺(tái)階。

2.2 灰渣溫度對(duì)結(jié)構(gòu)材料的影響

由于灰渣在入庫(kù)時(shí)溫度有70℃左右,在其降溫過(guò)程中,會(huì)有水分析出,產(chǎn)生灰塊,并粘附在灰?guī)靸?nèi)壁上,對(duì)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(dòng),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(duì)庫(kù)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(guò)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(guò)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(wèn)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(guò)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(wèn)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(cè)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(duì)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(kù)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(jiǎn)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?kù)壁設(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(wú)法按時(shí)交工的情況時(shí),可將庫(kù)底設(shè)計(jì)為鋼-混凝土組合樓板,再將庫(kù)壁按1.75m～2m分段,采用橡膠墊加A級(jí)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?kù)容的頂部應(yīng)設(shè)箍梁

灰?guī)斓膸?kù)底通常都會(huì)設(shè)環(huán)梁,可將此視為庫(kù)壁的一個(gè)固結(jié)支點(diǎn);另外庫(kù)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(kù)壁會(huì)失穩(wěn),所以應(yīng)在庫(kù)頂加設(shè)箍梁,以此約束庫(kù)頂?shù)淖冃?。而且?duì)于混凝土灰?guī)於?庫(kù)頂混凝土板的剛度較小,難以約束庫(kù)頂?shù)淖冃?再加上庫(kù)頂通常是施工縫的位置,更應(yīng)提高其質(zhì)量;對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)灰?guī)於?庫(kù)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(wú)法約束庫(kù)壁,更應(yīng)加設(shè)箍梁。

4結(jié)語(yǔ)

灰?guī)斓慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)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(guò)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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