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火电厂钢筋混凝土烟囱裂缝原因及预防措施研究

火电厂钢筋混凝土烟囱裂缝原因及预防措施研究

摘要:结合工程实践,通过对以往工程单管式钢筋混凝土烟囱筒壁裂缝产生的机理分析,提出了提高烟囱耐久性的措施,且这些措施已在实际工程中得到了应用,并取得了较好的效果。

关键词:单管烟囱;烟囱裂缝;防腐设计

烟囱是火电厂建筑中一座必不可少的建筑物,为保证长期的安全运行,火电厂的安全运行要求烟囱的寿命至少与锅炉相同甚至更长。其结构的耐久性就起着非常重要的作用。因为国内以前设计的单管式钢筋混凝土烟囱,拥有良好的抗风抗震能力,且具备节省材料、施工方便、建设周期短等优点,特别是在地质情况较好的情况下,其工程造价低的优越性非常显著。但是一些筒身裂缝比较严重,通过对早期的各地钢筋混凝土单筒烟囱进行安全检查,发现约有70%左右存在不同程度的开裂问题,主要表现在裂缝存在普遍。以竖向裂缝为主,水平裂缝较少,其宽度一般都超过设计规范的0.15~0.3 mm,普遍在0.3~1.0 mm,个别高达10 mm,裂缝贯穿筒壁,容易产生裂缝的部位是施工缝处和筒首。毋庸置疑,随着时间的延长,烟囱的耐久性将会受到严重的影响,以致于直接威胁着烟囱的使用寿命,而且还影响电厂的安全运行。为此有必要对单筒式钢筋混凝土烟囱裂缝的成因加以分析,在此基础上,寻求比较合理的设计方案来提高钢筋混凝土烟囱的耐久性。

1烟囱产生裂缝的原因

火电厂烟囱产生裂缝的原因是多方面的。例如燃烧煤的含硫量、烟气的干湿度、烟气的设计温度取值、烟气流速、温度应力设计的安全度,还有混凝土的收缩、内衬隔热材料的性能、风荷载引起的横向共振效应以及施工工艺等。有必要对这些因素加以仔细的研究分析,寻找合理解决问题的措施。

1.1燃烧煤的含硫量

在燃烧煤中含硫量越高,烟气中的二氧化硫和少量的三氧化硫含量也会升高,在潮湿的烟气环境中容易形成酸液,它将腐蚀烟囱的内衬甚至外筒壁,当烟囱长期处于酸腐蚀的运行环境下,将会导致烟囱裂缝的产生和加重。

1.2烟气的流速

烟气出口流速的高低主要与环保有关。随着大容量机组的建设,为了满足环保要求,烟气的流速已经由原来的不足20 m/s提高到现在的30 m/s左右。过高的烟气流速将会导致烟囱内烟气呈正压运行状态而出现渗透,烟气很容易通过内衬的缝隙渗透到隔热层中,最终导致烟囱外筒壁内表面受热温度急剧上升,筒壁温度应力增大,使得筒壁产生裂缝的机率大增。

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