套筒烟囱与单筒烟囱比较分析

不同结构的烟囱砖烟囱筒壁设计，应进行下列计算和验算：1.水平截面应进行承载力极限状态计算和荷载偏心距验算，并应符合下列规定：1）在永久作用和风荷载设计值作用下，按本规范N≤ΦfA（其中，N表示永久作用产生的轴向压力设计值；f表示砖砌体抗压强度设计值。

按现行国家标准《砌体结构设计规范》GB 50003的规定采用；A表示计算截面面积mm²；Φ表示高径比β及轴向力偏心距e0对承载力的影响系数；β表示计算面以上筒壁高径比。

）2）抗震设防烈度为6度（Ⅲ、Ⅳ类场地）以上地区的砖烟囱，应按照有关规定进行竖向钢筋计算。

3）在永久作用和风荷载设计值作用下，按相关规定验算水平截面抗裂度。

2.在温度作用下，应按正常使用极限状态，进行环向刚箍或环向钢筋计算。

计算出的环向刚箍或环向钢筋截面积小于构造值时，应按构造值配置。

单筒式钢筋混凝土烟囱1.本规定适用于高度不大于240m的钢筋混凝土烟囱设计。

2.钢筋混凝土烟囱筒壁设计，应进行下列计算或验算：附加弯矩计算应符合下列规定：1）承载能力极限状态下的附加弯矩。

当在抗震设防地区时，尚应计算地震作用下的附加弯矩。

2）正常使用极限状态下的附加弯矩。

该状态下不应计算地震作用。

3.水平截面承载能力极限状态计算。

4.正常使用极限状态的应力计算应分别计算水平截面和垂直截面的混凝土和钢筋应力。

5.正常使用极限状态的裂缝宽度计算。

套筒式和多管式烟囱1.套筒式、多管式烟囱应由钢筋混凝土外筒、排烟筒、结构平台、横向制晃装置、竖向楼（电）梯和附属设施组成。

2.多管式烟囱的排烟与外筒壁之间的净间距以及排烟筒之间的净间距，不宜小于750mm。

其排烟筒高出钢筋混凝土外筒的高度不宜小于排烟筒直径，且不宜小于3m。

3.套筒式烟囱的排烟筒与外筒壁之间的净间距a不宜小于1000mm。

其排烟筒高出钢筋混凝土外筒的高度h宜在2倍的内外筒净间距a至1倍钢内筒直径范围内。

4.排烟筒可依据实际情况，选择砖砌体结构、钢结构或玻璃钢结构。

烟囱的用途烟囱的主要作用是拔火拔烟，排走烟气，改善燃道，当室内温度高于室外温度时，室内热空气因密度小，便沿着这些垂直通道自然上升，透过门窗缝隙及各种孔洞从高层部分渗出，室外冷空气因密度大，由低层渗入补充，这就形成烟囱效应。

烟囱的分类一般有砖烟囱、钢筋混凝土烟囱和钢烟囱三类。

其材质一般分为几种：铁质、石棉、陶质，这几种一般用在小的场所，如家庭、办公室等。

另外还有用砖头建造的，多为圆柱替，上细下粗，一般用在工业的大厂房，如大锅炉、冶炼厂等。

钢烟囱steelchimney砼烟囱水泥烟囱方烟囱筒壁材质为钢材的烟囱。

钢筋混凝土烟囱reinforcedconcretechimney筒壁材质为钢筋混凝土的烟囱。

砖烟囱brickchimney筒壁材质为砖砌体的烟囱。

自立式钢烟囱selfsupportingsteelchimney筒身在不加任何附加受力支撑条件下，与基础一起构成一个稳定结构的钢烟囱。

拉索式钢烟囱guyedsteelchimney筒身与拉索共同组成稳定体系的钢烟囱。

塔架式钢烟囱framedsteelchimney筒身与塔架共同组成稳定体系的钢烟囱。

单筒式烟囱singletubechimney内衬分段支承在筒壁上的普通烟囱。

套筒式烟囱tube-in-tubechinlney筒壁内设置一个排烟筒的烟囱。

多管式烟囱multi-fluechimney两个或多个排烟筒共用一个筒壁或塔架组成的烟囱。

最新烟囱工程设计与施工图预算编制指南传统意义是砖混的，在现在的多为框混结构“烟囱越高,排烟能力越好”“越高空气压强越小”这两句话都没错，但烟囱越高排烟能力越好绝不是因为越高空气压强越小造成的，如果真3 / 13的是这原因造成的，别说烟囱里的空气会自己往上流，就是地面的空气也全都往上跑了，哈哈！下面给你解释原因吧。

在大气中的任何物体（包括空气本身）都会受到来自于空气的浮力，但空气为什么还能保持平衡（不考虑吹风现象）而不上浮呢？那是因为空气不但受到了上升的浮，同时还受到了自身的重力作用，通常情况下空气向上的浮力与自身向下的重力是相等的，所以就保持了平衡。

火力发电厂套筒烟囱钢内筒施工方案比选发布时间：2021-08-04T00:50:45.944Z 来源：《电力设备》2021年第5期作者：裘德强[导读] 当前我国的发电形式主要包括火力发电、水力发电、核电和风力、光照等清洁能源发电。

（浙江中景建筑设计院有限公司嵊州分公司浙江省嵊州市 312400）摘要：火力发电厂最主要的构筑物之一就是烟囱，这一构筑物由于自身的结构较为复杂，相关的配套设备较多造成了火力发电厂套筒烟囱钢内筒施工难度较大对于施工队伍的技术要求较高。

因此，本文针对火力发电厂套筒烟囱钢内筒施工方案比选进行分析，从而就当前的火力发电厂套筒烟囱钢内筒施工提供一定的见解。

关键词：火力发电厂；套筒；烟囱钢内筒当前我国的发电形式主要包括火力发电、水力发电、核电和风力、光照等清洁能源发电。

受环保要求的控制，尽管水电站、核电站和清洁能源发电的占比有了较大的提高，但是由于火电厂作为传统的发电模式，现阶段仍然以火力发电为主。

火力发电以煤碳作为主要燃料，输出电能的同时会产生大量的烟尘、二氧化硫、氮氧化物等污染物并通过烟囱排放到空气当中，这其中烟囱作为火力发电厂最主要的构筑物之一，它在整个火力发电厂中的地位毋庸置疑。

正也是因此，对于火力发电厂套筒烟囱钢内筒施工方案比选应保有保有高度谨慎的态度确保整体方案的合格性与准确性。

1.火力发电厂套筒烟囱主要形式烟囱是火力发电厂主要构筑物之一，随着火力发电厂单机容量和总容量的增大，烟囱高度也不断增加，为解决烟囱腐蚀问题及便于检修维护，我国近十年来在借鉴国外经验的基础上，在国内不少工程实践中采用了多管式烟囱结构形式。

这种烟囱由外筒和内筒组成。

外筒为钢筋混凝土结构，主要随自身结构、各层平台、排烟管等自重以及风压等荷载。

内简为排烟管，多由钢板卷制而成，钢内筒的里侧面设有防腐措施，外侧设有保温层和保护层，以防止内简烟气温度低于酸露点而产生结露腐蚀，内简数量为2～4个，每个内筒供一台锅炉的排烟用。

术语烟囱（chimney）烟囱是用于排放烟气火废气的高耸构筑物；筒身（shaft）烟囱基础以上的部分，包括筒壁、隔热层和内衬等部分；筒壁（shell）烟囱筒身的最外层结构，整个筒身称重部分；隔热层（insulation）置于筒壁与内衬之间，使筒壁受热温度不超过规定的最高温度；内衬（lining）分段支承载筒壁牛腿之上的自承重结构或依靠分布于筒壁上的锚筋直接附于筒壁上的浇注体，对隔热层或筒壁起到保护作用。

钢烟囱（steel chimney）筒壁材质为钢材的烟囱。

砖烟囱（brick chimney）筒壁材质为砖砌体的烟囱。

自立式烟囱（self-supporting chimney）筒身在不加任何附加支撑的条件下，自身构成一个稳定结构的烟囱。

拉索式烟囱（guyed chimney）筒身与拉索共同组成稳定体系的烟囱。

塔架式钢烟囱（framed steel chimney）排烟筒主要承担自身竖向荷载，水平荷载主要由钢塔架承担的钢烟囱。

单筒式烟囱（single tube chimney）内衬和隔热层直接分段支承在筒壁牛腿上的普通烟囱。

套筒式烟囱（tube-in-tube chimney）筒壁内设置一个排烟筒的烟囱。

多管式烟囱（multi-flue chimney）两个或多个排烟筒共用一个筒壁或塔架组成的烟囱。

烟道（flue）排烟系统的一部分，用以将烟气导入烟囱。

横风向风振（across-wind sympathetic vibration）在烟囱背风侧产生的旋涡脱落频率较稳定且与结构自振频率相等时，产生的横风向的共振现象。

临界风速（critical wind speed）结构产生横风向共振的风速。

锁住区（lock in range）风的旋涡脱落频率与结构自振频率相等的范围。

破风圈（strake）通过破坏风的有规律的旋涡脱落来减少横风向共振响应的减振装置。

温度作用（temperature action）结构受到外部或内部条件约束，当外界温度变化时或在有温差的条件下，不能自由胀缩而产生的作用。

浅论烟囱钢内筒结构有限元引言钢内筒套筒烟囱因其优越的力学性能，得到火电厂的广泛应用。

为确保烟囱结构的安全可靠，开展承载力计算与分析非常必要。

有限元作为一种精确的结构计算方法，可以有效的应用在套筒烟囱钢内筒结构承载力计算中。

本文选取某烟囱工程，对烟囱钢筋混凝土外筒和钢内筒进行整体建模，通过模拟各个荷载工况，来计算和分析钢内筒在受到外力作用时的内力和变形。

1、计算模型1.1 几何模型自立式钢内筒套筒式烟囱由外筒和钢内筒组成，外筒为钢筋混凝土结构，内筒为钢结构，烟囱高240m，钢内筒有效内直径为9.2m。

烟囱外筒为钢筋混凝土结构，高度为237m，最低处（0.0m）半径为10.75m，最高处（237m）半径为6.85m，中间段按不同的坡度变化。

钢内筒和混凝土外筒由止晃装置连接，在高程60m、140m和225m设置有止晃装置。

1.2材料参数外筒壁混凝土采用原设计强度C40，内筒壁钢内筒采用Q345B材质，均采用线弹性本构模型。

C40混凝土重度取25 KN/m3，弹性模量取32500 MPa，泊松比为0.2，热膨胀系数为1.010-5。

Q345B重度取78.5 KN/m3，弹性模量取210000 MPa，泊松比为0.3，热膨胀系数为1.210-5。

1.3荷载烟囱承受的主要荷载包括结构自重、温度荷载、风荷载及地震作用。

自重计算时，对各构件赋予材料密度，在程序中通过定义竖向重力加速度来计算结构自重。

对于温度荷载，取20°C参考温度为初始温度，钢内筒正常烟气温度为50°C，非正常烟气温度取瞬间排烟最高温度150°C，分别计算正常温度和异常温度状况下结构受温度荷载产生的内力和变形。

对于风荷载，本工程所在位置的基本风压值为0.41kN/m2，风荷载计算参照《烟囱设计规范》（GB50051-2013）和《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）。

在Abaqus模型中，风荷载作为面荷载施加，烟囱表面各点风荷载的大小与高度z及与风向的夹角有关。