1、煙囪型式:
1.1單煙囪(以雙遼為例):雙遼#3、#4機組于2000年投產,#3機組和#4機組合用一座煙囪。原有煙囪高210m,出口內直徑6.5m;其結構形式為傳統的鋼筋混凝土單筒煙囪,隔熱層采用珍珠巖,從11m-40m及180m-210m內襯材料為耐火磚,其余內襯材料為MU100紅磚;內襯采用耐酸砂漿砌筑,耐酸膠泥勾縫。煙道口底標高為12m,煙道口凈尺寸為6mX10m。本煙囪按入口煙氣溫度為150℃進行設計,原煙囪基礎為天然地基、鋼筋混凝土圓環式基礎。
1.2雙層煙囪(以鴨溪為例):鴨溪#3、4機組為雙筒式錐形煙囪,分內外筒,煙囪結構為雙筒形式,外筒為鋼筋混凝土,內筒為耐酸磚砌體,煙囪總高度240m,頂部出口外筒直徑為10.4m, 內筒出口直徑7.0m,內部防腐面積約為6300㎡,底部積灰平臺面積80㎡。煙囪外筒為鋼筋混凝土結構,內筒為分段支承在鋼筋混凝土環梁上的耐酸砌體,自里向外為的結構組成依次為200mm厚耐酸砌塊,30mm厚耐酸砂漿封閉層、60mm厚超細玻璃棉棉氈隔熱層和用于固定隔熱層的鋼絲網
2、濕法脫硫裝置后煙氣的腐蝕特性
燃煤電廠排出的煙氣經脫硫后,煙氣濕度增大、溫度降低,不能有效的除去煙氣中的SO3,使煙氣中單位體積的稀釋硫酸含量相應增加,且煙氣中還含有氟化氫和氯化物等強腐蝕性物質,其煙氣通常被視為“高”化學腐蝕等級,即強腐蝕性煙氣等級。
即使安裝單臺回轉式煙氣-煙氣換熱器(GGH),再熱后煙氣的溫度仍然低于煙氣的酸露點,因此脫硫后煙氣無論是否設置GGH,煙氣對煙囪內部的腐蝕性仍大于不脫硫的原煙氣。
3、脫硫后煙囪防腐設計措施及有關規定
由于國內脫硫煙囪歷史較短,專項的腐蝕調查研究資料很少,經驗也不多,因此,煙囪設計規范對脫硫煙囪的設計尚無明確說明,只是從煙氣的腐蝕性等級對煙囪的防腐設計進行要求。對于脫硫后煙氣對煙囪結構的腐蝕性分析,主要借鑒國外的資料和做法。
3.1國外煙囪防腐設計資料
從目前掌握的國外煙囪資料看,國外火電廠煙囪結構型式基本上都是套筒式或多管式煙囪,且以鋼內筒多管式煙囪為主,磚內筒結構型式不多,單筒式煙囪結構很少。從材料的抗滲密閉性來看,鋼內筒優于磚砌內筒材料,但經濟性差些。
根據“國際工業煙囪協會(CICIND)”的設計標準要求,燃煤電廠排出的煙氣經脫硫后,煙囪應按強腐蝕性煙氣等級來考慮煙囪結構的安全性。對于鋼內筒結構,在煙氣濕法脫硫(無GGH裝置)的情況下,國際工業煙囪協會(CICIND)在其發布的《鋼煙囪標準規程 Model Code For Steel Chimneys》(1999年第1版)中建議采用普通碳鋼板在其內側(與煙氣接觸側)增加一層非常薄的合金板或鈦板的方法進行處理。
對于磚砌內筒結構(加設GGH裝置),從美國薩金倫迪(SARGENT & LUNDY)公司設計資料看,都采用自承重結構體系,且對磚和膠泥提出了很高要求,即特殊的耐酸缸磚用硅酸鉀耐酸膠泥砌筑,一般分兩層錯縫布置,并設封閉層。
在20世紀80年代對重慶、北京、山東、江蘇、陜西、甘肅、青海、上海及安徽等9個省市地區30多座電廠的50余座煙囪進行過實地調查。90年代期間,電力系統的有關單位又對各個不同地區的火力發電廠煙囪進行了腐蝕與裂縫的普查,得出的調查結論基本趨同,即:單筒式煙囪的結構構造不合理(結構用途的混凝土筒壁與排煙用途的內襯磚砌體貼合在一起,未分開),材料標準偏低和不耐酸腐蝕。其次是混凝土筒壁(特別是分段伸出的懸挑牛腿處,磚套筒式煙囪也存在此問題)在煙氣溫度的長期作用下熱應力影響增大,內襯磚砌體在運行中溫度變化產生熱脹冷縮后出現開裂(裂縫可能很?。?,煙氣滲透到裂縫中冷凝形成酸液腐蝕,導致煙囪裂縫與腐蝕相互影響、惡性循環。
3.2國內煙囪防腐設計標準
按照國家標準《煙囪設計規范》GB50051-2002第10.2.2條和電力行業標準《火力發電廠土建結構設計技術規定》DL5022-93第7.4.4條的要求:當排放強腐蝕性煙氣時,宜采用套筒式或多管式煙囪結構型式,即把承重的鋼筋混凝土外筒和排煙內筒分開,使外筒受力結構不與強腐蝕性煙氣相接觸。
電力行業標準《火力發電廠土建結構設計技術規定》DL5022-93第7.1.2條還要求:對600MW機組及以上時宜采用一臺爐配一座煙囪(一根排煙管)方案。