具有排烟功能的钢结构间冷塔设计

(陕西能源麟北发电有限公司 陕西 宝鸡 721000)

引言

陕西能源麟北发电有限公司建设两台350兆瓦超临界低热值煤间接空冷机组，利用周边煤矿洗选产生的煤矸石和煤泥发电，能有效解决煤矸石和疏干水对当地环境造成的污染。脱硫采用CFB-FGD半干法脱硫技术，为节约水资源，凝汽方式采用间接空气冷却系统(哈蒙式)[1]。通风塔采用钢结构塔，与一般的钢结构间冷塔不同之处在于它是一种新型的骨架外露，蒙皮内置钢塔，这种布置方案在国内外均为首创。这种新型的钢结构间冷塔在降低工程造价、缩短基建工期、提高烟气抬升高度降低地面污染物浓度、减少了烟囱占地节省烟囱投资成本、同时钢结构“烟塔合一”服役结束后所有钢材和铝材均可以回收再利用、节约现场用地等方面具有优势。排烟方式采用世界首例钢结构“烟塔合一”技术，利用冷却塔巨大热量和热空气量对脱硫后湿烟气进行抬升。脱硫以后的烟气中，还存在一定浓度的SO2和其他酸性气体，在大风天气下烟气会接触钢塔，使得“烟塔合一”防腐蚀问题很关键[2]，“烟塔合一”新技术中选用钢结构“烟塔合一”虽然比混凝土“烟塔合一”投资成本小很多，但是面临的防腐问题更加严峻，如何进行防腐也是一个关键问题，本文通过对钢塔自身设计及防腐方案研究，保证陕能麟北电厂间接空冷安全、可靠运行。

一、背景

传统的火电厂都设有烟囱和间冷塔。烟囱起到锅炉排烟作用，一般高达240米，需要投资2000多万元。间冷塔一般采用钢筋混凝土结构，起到凝汽器冷却水散热的作用。现有的间冷塔和烟囱需要分别进行施工建设，不仅建设工期翻倍，而且整体系统复杂、占地面积庞大，投资成本也十分高昂。除此之外，混凝土结构的间冷塔和烟囱一次建设完成后便很难进行修复或者重复利用，一旦施工出现问题或者接近使用年限便面临废弃重建的问题，因此将造成极大的资源浪费。

二、具有排烟功能的钢结构间接空冷塔特征

包括钢结构塔体和位于钢结构塔体内部的内置蒙皮，所述内置蒙皮的内部设置有烟囱；所述内置蒙皮的高度与钢结构塔体的高度相同，所述烟囱的高度低于钢结构塔体高度的二分之一。

所述内置蒙皮的内表面和外表面均设置有防腐涂层。所述内置蒙皮包括位于上部三分之一区域的顶部蒙皮和位于下部三分之二区域的底部蒙皮，所述顶部蒙皮的防腐涂层的厚度大于底部蒙皮的防腐涂层厚度的1.5倍。所述内置蒙皮是厚度为2mm的拼接铝板。所述顶部蒙皮的防腐涂层是厚度为50μm的氟碳漆涂层，所述底部蒙皮的防腐涂层是厚度为30μm的氟碳漆涂层。

钢结构塔体是经过抛丸或喷砂处理的钢结构支架。钢结构塔体包括位于底部的锥形塔体和位于顶部的柱形塔体。柱形塔体自顶部向下的20m区域内，钢结构支架的表面设置有厚度为120μm的冷喷锌内涂层和厚度为50μm的氟碳漆外涂层；在所述柱形塔体的其他区域，钢结构支架的表面设置厚度为85μm的氟碳漆涂层。柱形塔体的外部设置有多个加强环。

三、具有排烟功能的钢结构间接空冷塔技术方案

一种具有排烟功能的钢结构间冷塔，其特殊之处在于：包括钢结构塔体和位于钢结构塔体内部的内置蒙皮，所述内置蒙皮的内部设置有烟囱；所述内置蒙皮的高度与钢结构塔体的高度相同，所述烟囱的高度低于钢结构塔体高度的二分之一。进一步地，上述内置蒙皮的内表面和外表面均设置有防腐涂层。进一步地，上述内置蒙皮包括位于上部三分之一区域的顶部蒙皮和位于下部三分之二区域的底部蒙皮，所述顶部蒙皮的防腐涂层的厚度大于底部蒙皮的防腐涂层厚度的1.5倍。进一步地，上述内置蒙皮是厚度为2mm的拼接铝板。进一步地，上述顶部蒙皮的防腐涂层是厚度为50μm的氟碳漆涂层，所述底部蒙皮的防腐涂层是厚度为30μm的氟碳漆涂层。较为优选地，上述钢结构塔体是经过抛丸或喷砂处理的钢结构支架。进一步地，上述钢结构塔体包括位于底部的锥形塔体和位于顶部的柱形塔体。进一步地，在所述柱形塔体自顶部向下的20m区域内，钢结构支架的表面设置有厚度为120μm的冷喷锌内涂层和厚度为50μm的氟碳漆外涂层；在所述柱形塔体的其他区域，钢结构支架的表面设置厚度为85μm的氟碳漆涂层。进一步地，上述柱形塔体的外部设置有多个加强环。

四、具有排烟功能的钢结构间接空冷塔优势

通过将烟囱设置在钢结构塔体的内部，利用塔内热空气将烟气抬升，使烟气飘的更高更远，更利于环保，同时简化了系统，节约了占地。而且通过在钢结构塔体的内部设置内置蒙皮，可以使烟气与钢结构塔体完全隔离，杜绝了含硫烟气对钢结构塔体的接触腐蚀。

钢结构够间冷塔具有造价低、抗震性能好、施工周期短、环保突出的优点，而且服役结束后所有钢材和铝材均可以回收利用，经济环保优势突出。

根据间冷塔不同部位接触烟气的几率，以及对应的腐蚀环境的强弱，适应性地制定了不同的防腐措施，平衡了防腐效果与使用效果。

五、具有排烟功能的钢结构间接空冷塔实施方式

图1 具有排烟功能的钢结构间接空冷塔结构

如图1所示：1-钢结构塔体，2-内置蒙皮，3-烟囱，11-锥形塔体，12-柱形塔体，13-加强环。

其结构主要包括钢结构塔体1和位于钢结构塔体1内部的内置蒙皮2，内置蒙皮2的内部设置有烟囱3；内置蒙皮2的高度与钢结构塔体1的高度相同，烟囱3的高度低于钢结构塔体1高度的二分之一。内置蒙皮是厚度为2mm的拼接铝板。内置蒙皮2的内表面和外表面均设置有防腐涂层。内置蒙皮2包括位于上部三分之一区域的顶部蒙皮和位于下部三分之二区域的底部蒙皮，顶部蒙皮的防腐涂层的厚度大于底部蒙皮的防腐涂层厚度的1.5倍。在本实施例中，顶部蒙皮的防腐涂层是厚度为50μm的氟碳漆涂层，底部蒙皮的防腐涂层是厚度为30μm的氟碳漆涂层。钢结构塔体1是经过抛丸或喷砂处理的钢结构支架。钢结构塔体1包括位于底部的锥形塔体11和位于顶部的柱形塔体12。在柱形塔体12自顶部向下的20m区域内，钢结构支架的表面设置有厚度为120μm的冷喷锌内涂层和厚度为50μm的氟碳漆外涂层；在柱形塔体12的其他区域，钢结构支架的表面设置厚度为85μm的氟碳漆涂层。柱形塔体12的外部还可以设置多个加强环13，用于提高结构强度。