某热电厂烟囱改造方案的探讨

彭涛寇震

（1.中国轻工业长沙工程有限公司 湖南长沙 410114 2.中国电力工程顾问集团中南电力设计院 湖北武汉 430071）

某热电厂烟囱改造方案的探讨

彭涛1寇震2

（1.中国轻工业长沙工程有限公司 湖南长沙 410114 2.中国电力工程顾问集团中南电力设计院 湖北武汉 430071）

近年来，随着雾霾天气的增多，大众环保意识逐渐增强，国家的环保政策也在积极推进，新建火电项目必须同步建设烟气脱硫设施，老机组也大多进行了脱硫改造。湿法脱硫处理后的烟气是一种腐蚀强度高、渗透性强、且较难防范的低温高湿型酸，pH值约在2.0左右，烟气腐蚀性应被视为“强”化学腐蚀等级，烟囱应按强腐蚀性烟气来进行结构安全性设计。

火电厂；烟囱；湿法脱硫；负压运行

1 现有烟囱运行条件

某热电厂一期3台280t/h CFB锅炉采用湿法脱硫系统，一期3炉共用1个烟囱，运行条件2用1备（二期4炉，运行条件3用1备）。烟囱采用筒-锥结合型单筒烟囱的设计方案。烟囱进口烟气温度按50℃考虑（工程实际运行条件），综合考虑烟囱出口内径采用5.5m，可以满足一期项目两台炉在110%额定负荷下运行的要求；二期工程在基本运行条件不变的情况下，烟囱可以满足3炉同时80%额定负荷运行的要求（正压低于49Pa）。

现有烟囱为单筒式混凝土烟囱，高度150m，出口内径为5.5m：

（1）烟囱的烟气对烟囱结构腐蚀等级为中等腐蚀性；烟囱采用筒-锥结合型；

（2）筒身构造分为钢筋混凝土筒壁（简称筒壁）、内衬两层；

（3）筒壁混凝土内外两侧均配有钢筋，混凝土等级C40；

（4）烟囱混凝土筒壁内表面须做耐酸防腐隔离层，要求一布两涂，且厚度不小于1.5mm，烟囱外壁在上段标高12m范围内涂防腐涂料三道，厚度不小于200um；

（5）内衬采用防水型耐酸耐热轻质隔热浇筑料。

国标《烟囱设计规范》（GB50051-2013）从2013年5月1日开始实施，原国标《烟囱设计规范》（GB50051-2002）同时废止。《烟囱设计规范》新旧版本相关内容对照见表1。

表1 烟囱设计规范新旧版本对照表

2 烟囱计算

按照热电厂的运行工况及业主的要求，需对以下几种工况进行计算：

运行工况一：2×280t/h锅炉同时运行，设计工况（燃料为煤、树皮、木屑），110%额定负荷；

运行工况二：3×280t/h锅炉同时运行，设计工况（燃料为煤、树皮、木屑），80%额定负荷；

运行工况三：2×280t/h+1×400t/h锅炉同时运行，纯燃煤工况（燃料为煤），100%额定负荷；

运行工况四：3×280t/h+1×400t/h锅炉同时运行，纯燃煤工况（燃料为煤），100%额定负荷。

工况一、二、三、四下现有烟囱运行情况见表2。

3 烟囱方案

本期工程新建一台400t/h CFB锅炉烟气是否排入现有烟囱，方案如下：

方案一：400t/h CFB锅炉烟气排入现有烟囱。

本期工程新建400t/h CFB锅炉与现有3台280t/h CFB锅炉烟气合并排入现有烟囱，存在以下问题：

表2 运行工况一览表

（1）当锅炉运行为工况三、工况四时，烟囱内正压高于49Pa，不满足《烟囱设计规范》（GB50051-2002）及（GB50051-2013）要求。

（2）烟囱内部出现较大正压，更容易穿透烟囱耐腐蚀层，腐蚀烟囱外筒的混凝土及钢筋，将加剧烟囱腐蚀，减少烟囱的使用寿命，威胁到烟囱钢筋混凝土筒壁的安全可靠性，危及烟囱安全运行。

因此，热电厂应该加强现有烟囱的监管，及时检测，注意在运行后出现的渗漏腐蚀现象，一旦发现烟囱出现腐蚀情况，应立即进行整改或新建烟囱，确保烟囱的安全，保证生产的安全性及稳定性。

方案二：在新建400t/h锅炉配套的脱硫塔上增设一座玻璃钢烟囱，与现有烟囱同时使用。

方案二不影响一期工程正常运行，且不会增加现有烟囱负担，一定程度上能够延长现有烟囱的使用寿命。同时合理利用脱硫塔来减少玻璃钢烟囱高度。缺点是2座烟囱同时运行，增加建设投资。

方案三：新建一座套筒烟囱。

方案三为废除现有烟囱，新建一座套筒烟囱，满足新建400t/h CFB锅炉与现有3台280t/h CFB锅炉烟气排放要求，满足烟气在烟囱内全程负压运行的条件，彻底解决一期及二期烟囱腐蚀问题。缺点是建设投资高、占地大、一期工程的烟道需要改造，会对一期工程运行产生一定的影响。新建烟囱可采用混凝土外筒+内套筒的形式，采用直筒型，出口内径约5.8m。烟囱内筒有如表3、图1几种选择。

表3 烟囱内筒对照表

4 结语

（1）烟囱腐蚀情况与烟囱的设计方案、防腐材料、施工质量、锅炉运行、监管等多方面因素密切相关。

（2）新建烟囱需遵守《烟囱设计规范》（GB50051-2013），湿法脱硫后烟气为强腐蚀烟气，需满足烟气在烟囱内全程负压运行；对单筒式烟囱进行改造时，内衬材料以复合钛板防腐效果为最佳。

图1 烟囱局部腐蚀图

[1]邢克勇.对单筒式烟囱湿法脱硫改造的建议[J].电力勘察设计，2012，06：48.

[2]闵俊华，倪舒云.火力发电厂烟囱排烟钢内筒腐蚀分析及改造方案[A].2011年火电厂烟囱防腐技术交流研讨会论文集[C].2011.

X701.3

A

1004-7344（2016）04-0110-02

2016-1-20