谈国外火电厂烟囱选型注意的几个问题

李龙 刘斌 裴欢欢 王锐

(1.中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司，山西太原 030001; 2.山西省煤炭规划设计院，山西太原 030045)

谈国外火电厂烟囱选型注意的几个问题

李龙1刘斌1裴欢欢1王锐2

(1.中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司，山西太原 030001; 2.山西省煤炭规划设计院，山西太原 030045)

结合国外某火电厂工程的实际情况，介绍了该工程烟囱的设计条件，并对防腐型单式烟囱、单套筒式烟囱、塔架式烟囱三种方案作了对比，根据各烟囱方案的优缺点及适用性，最终选取了塔架式烟囱方案。

火电厂，烟囱，钢塔架形式，防腐陶瓷砖

0 引言

2013年年底，我院与国外一家集团公司对越南二期 1× 100 MW某发电工程EPC总承包项目达成共识。本项目的一期2×50 MW机组已经投运多年，经过现场实地调研收集，越南纳东地区全年平均降雨量为1 350 mm，每年的5月～10月为雨季，占全年降雨量的70%～80%，当地全年平均温度为27℃，平均湿度为82%，每年平均蒸发量为700 mm～1 070 mm，属于潮湿的热带季风气候。

1 烟囱设计条件

纳东二期烟气采用半干法脱硫工艺。按照规范［1］规定:“半干法、干法(水介质)脱硫处理后的烟气应按中等腐蚀性等级考虑”。

烟囱高度为110 m，出口直径为 3.5 m。烟气温度:运行80℃，事故120℃。地震参数:动峰值加速度为0.1g，相应的地震基本烈度为7度。场地类别:Ⅱ类。地面粗糙程度:B类。风压: 0.50 kN/m2(50年一遇)。冬季温度(最低):0℃。夏季温度(最高):37.6℃。

2 烟囱技术方案比选

目前，国内脱硫烟囱一般采用防腐型单筒式烟囱或套筒式烟囱，塔架式钢内筒烟囱形式较少。烟囱的设计要以安全可靠、经济适用为原则，要考虑耐久性和一定的维护条件，要进行综合成本核算，从电厂的重要性、烟囱的运行条件、烟气的腐蚀性等级、设计年限、施工质量、施工难度、施工速度、检修维护条件等多方面进行比较后，才能确定出适合本工程特点的烟囱型式。

按照规范［1，2］规定:“当排放中等腐蚀性烟气时，可根据结构的重要性和烟囱匹配机组容量的大小，选择套筒式、多管式或防腐型单筒式烟囱”“烟囱排烟内筒与锅炉匹配台数，对于125 MW级及以下机组不多于4台”。本工程规模为1×100 MW，烟囱型式有以下几种方案可供选择:

1)防腐型单筒式烟囱。方案A:采用钢筋混凝土单筒，高度110 m，出口直径3.5 m。防腐内衬采用防水抗渗耐酸胶结料砌筑轻质防腐陶瓷砖，将隔热层与防腐内衬保护层合二为一的形式，起到保温隔热的作用。牛腿与滴水板接缝处采用加强型防腐构造，进一步提高烟囱的防腐性能。外筒的上段接近直筒形式，顶部设置烟气扩散头。

防腐型单筒烟囱优点为:施工简单，施工周期短，造价低，施工经验丰富。

缺点:烟囱外形多为锥体，不利于烟气负压运行。烟囱运行后很难检修维护，一旦发生渗漏，影响承重结构体系。

2)单套筒式烟囱。方案B:内筒出口直径3.5 m，高度110 m，外筒出口直径6.5 m，高105 m。钢内筒采用自立式钢内筒。钢内筒采用JNS耐酸露点钢板粘贴轻质防腐陶瓷砖。在钢内筒外侧设超细玻璃棉毡保温层。同时内外筒之间设置钢平台及钢梯等构件。

单套筒式烟囱的优点为:此防腐内衬系统由基层、粘结层、面层共三层做法构成防腐系统。本系统采用的胶粘剂具有耐低温高温、防水、防潮、阻燃、耐酸碱物质及耐有机溶剂的性能，既是烟囱基材与陶瓷砖的可靠粘结材料，又是砖与砖之间密闭材料，粘结胶层固化后形成致密的胶板。轻质防腐陶瓷砖具有容重低、强度高、导热系数小、耐酸耐碱等特点，适合现场和工厂化加工，易于操作。满足规范建议的排烟筒与腐蚀性烟气分开的要求，避免了烟气腐蚀导致的烟囱结构的破坏，影响正常运行，同时排烟筒与外筒之间留出了足够的空间，满足了人员日常巡查和检修维护的条件。

缺点为:防腐系统对施工的要求高，各道工序之间需紧密配合，对温度、湿度等有一定要求，施工时间需要保证。建成后电厂运行期间需要定期维护检修钢内筒及其他钢构件。

3)塔架式烟囱。方案C:外结构采用钢塔架形式，高105 m，钢构件均采用圆钢管，钢内筒采用自立式钢内筒。钢内筒采用JNS耐酸露点钢板粘贴轻质防腐陶瓷砖，用专用胶泥将50 mm厚的轻质防腐陶瓷砖粘贴在钢内筒内壁。同时铺设外塔架和钢内筒连接的各层平台、竖向钢梯等钢构件。塔架式烟囱除了具有与单套筒式烟囱相同的优点外，钢结构构件均可工厂加工，现场安装，既能保证质量，又可以简化施工工序，工期较短。

缺点为:造价相对较高，并应充分考虑电厂运行后定期进行维护塔架、钢内筒、钢梯及钢平台等钢构件。

3 烟囱结构型式总结

通过对一期电厂的调研，以及和建设单位的沟通，我们认识到，当地混凝土现场无法建立搅拌站，只能从很远的地方购买商品混凝土，成本很高，这部分混凝土的造价肯定与估算量会有很大差距。还有一个因素是国外劳动力成本很高，钢结构施工可以加大机械设施的投入，从而达到减少人力和管理成本投入的目的。通过了解，当地钢材的实际采购价格较低，有利于简化施工工序，缩短施工工期，保证工程进度。

从技术角度考虑，三种烟囱结构型式均满足要求。对于排放半干法脱硫烟气的烟囱，宜选择排烟内筒与承重外筒脱开的形式，满足可定期检修与维护的条件，避免由于渗漏导致结构主体的破坏无法修复，影响正常运行;防腐措施方面，应选择质量有保证的材料，最好选择人为因素干扰小、易工厂化制作加工的材料，应尽量减少防腐薄弱部位，并对其采取加强措施。

本工程由于采用半干法脱硫，烟气与湿法脱硫(不设GGH)相比，温度相对较高，湿度相对较低，因此腐蚀性减弱(中等腐蚀性等级)，综合以上三种烟囱方案不同的优缺点，结合本工程运行条件，推荐采用方案C塔架式烟囱，此方案选用的结构体系和防腐体系都满足排放烟气的特点和使用寿命的要求，保证了烟囱运行的安全可靠性。考虑到当地潮湿闷热的气候，各层钢平台、钢梯等钢构件均位于钢内筒外侧，露天布置，运行检修环境较好，同时减少了混凝土筒壁牛腿、施工时对拉螺栓杆等防腐薄弱部位，避免了安全隐患。

结合以上技术特点，方案C钢内筒粘贴轻质防腐陶瓷砖应选择有良好行业内业绩的材料商供应材料，并以总承包方式实施，施工工期和质量能够很好地控制。同时充分考虑材料采购、管理成本的因素，本工程最终推荐建设单位选择了方案C塔架式烟囱，钢内筒采用JNS耐酸钢粘贴轻质防腐陶瓷砖防腐系统。

4 结语

国外电厂土建设计要结合当地的经济建设水平，建设单位更注重电厂的“功能设计”，国内一些适用的设计指标和惯用做法照搬到国外电厂建设中可能就有点水土不服。由于土建施工图阶段往往存在设计周期短，施工图任务繁重的特点，因此，土建设计阶段确定的执行规范标准、全厂设计原则和方案，都要与建设单位充分讨论，并确认形成合同文件，做到有依据可查，国外工程的特点就是一切以合同为准。明确了前提目标，可以为施工图阶段的土建设计节约更多的时间和精力，做到更好和更优。

［1］DL 5022—2012，火力发电厂土建结构设计技术规程［S］.

［2］GB 50051—2013，烟囱设计规范［S］.

Discussion on some questions should be noted in chimney type selection of overseas thermal power plant

Li Long1Liu Bin1Pei Huanhuan1Wang Rui2
(1.Shanxi Power Survey and Design Institute Co.，Ltd，China Energy Engineering Corporation Limited，Taiyuan 030001，China; 2.Shanxi Coal Planning and Design Institute，Taiyuan 030045，China)

Combining with the fact at some heat-engine projects，the paper introduces the design conditions for the engineering chimney，compares the three schemes including the anti-corrosion single chimney，single socket chimney，and tower chimney，and selects the tower chimney scheme according to the advantages，disadvantaged and adoptability of the schemes.

heat-engine plant，chimney，steel tower form，anti-corrosion ceramic bricks

TU233

:A

1009-6825(2016)36-0054-02

2016-10-14

李 龙(1981-)，男，工程师