烟道强度分析及加固处理实例

余祖伟++程雁

【摘 要】 本文介绍了电站锅炉引风机与增压风机合并节能改造所引发的烟道强度问题，并以某电厂330MW燃煤发电机组混凝土烟道为例，论证了烟道的加固方案。该方案实施后的运行证明，改造取得了成功，保证了机组的安全稳定运行。本文对于因承压变化而引起的烟道改造具有参考意义，特别是在混凝土烟道的加固方面，提出了新的解决思路和方案，对于类似工程具有指导意义。

【关键词】 电站 引增合一 烟道加固 混凝土 加固方案

1 前言

随着国家对节能减排的要求不断提高，燃煤发电企业为节能和提升机组安全稳定运行，纷纷采取锅炉引风机与脱硫增压风机合一改造的措施（简称引增合一改造）。目前该风机改造技术已成熟、己广泛应用于国内300MW以上发电机组上。本文总结了引增合一中烟道强度方面的常见问题，并以某电厂300MW燃煤发电机组混凝土烟道的加固为例，介绍了烟道加固的方案。

2 烟道加固概述

2.1 烟气系统管网

引增合一改造后，新引风机设计全压（热态情况下）基本在8000Pa～10000Pa（甚至更高），与此对应风机进口压力一般在5500Pa～6500Pa左右；出口压力一般在1800Pa～4500Pa左右。按照设计规定，燃煤机组烟风系统设计承压为：-6000Pa～+6000Pa。若环保改造完成后，引风机进口压力小于6000Pa的，炉膛至除尘器出口之间管网强度能够满足要求，无需加固处理；若大于6000Pa的，则主要需要校核除尘器管道设计承压情况。

2.2 脱硫系统

按照设计规定要求，脱硫系统管道承压均按照-2000Pa～+2000Pa来进行设计。若脱硫系统无GGH设备且不进行其他改造，即使引、增合一改造后，脱硫系统管网承压均能满足运行要求，基本无安全隐患。但就目前燃煤机组而言，在考虑湿式除尘器、脱硫增容提效改造等情况下，脱硫系统总阻力均大于2000Pa。故，引增合一改造完成后，引风机出口压力由原来的微正/负压变化为+2000Pa，甚至以上。因此，在引增合一改造时，引风机出口至脱硫系统入口之间的烟道一般均需进行加固改造。

3 混凝土烟道加固方案讨论

3.1 加固方案

对于混凝土烟道的加固，一般有以下三种方案。

方案一：将原混凝土烟道顶部拆除，侧面及底部保留。重新设计钢烟道，新设钢烟道放置于原有烟道底部上。由于增加的纲烟道较重，其梁柱需加固。

方案二：采用粘结钢板和增加烟道侧壁截面进行加固。四周用扁钢包十字箍，部分梁柱加固，并对混凝土烟道侧壁采用加大截面办法加固，外包钢筋混凝土。

方案三：采用碳纤维布加固法加固进行加固。

3.2 加固方案比较

方案1的优缺点为：钢结构烟道具有密闭性好，施工制作方便等优点；但造价高，拆除原混凝土烟道工程量大，整体施工工期较长。

方案2具有施工工期短、拆除工作量小、施工难度小、投资费用省等优点。

方案3的自重轻，使用强度高，具有优良柔韧性，满足各种构件表面（桥梁、隧洞、板、梁、柱、通风桶、管道、墙体等），并具有抗碱性和抗化学腐蚀性，贮存期长；容许操作时间限长，抗高温、抗蠕变、耐磨损、且抗震性能良好。该方案的唯一不足是造价成本过高。

4 混凝土烟道改造实例

4.1 改造背景与必要性

某电厂2台330MW燃煤机组为20世纪80年代投产机组，引风机至烟囱之间水平烟道为混凝土结构，设计承压为-2000Pa～+2000Pa。在机组增加脱硝装置、取消脱硫旁路烟道并实施引增合一改造中，通过前期试验测试及常年运行数据统计得出，改造完成后，在330MW工况时，引风机出口压力将达到4000Pa左右。

此部分烟道原设计为钢筋混凝土箱型结构，箱型尺寸为5000mm X 9240mm，顶（底）板200mm厚，侧板250mm厚。混凝土强度等级为C25，受力钢筋为二级钢（φ16@100），经校核计算，此钢筋混凝土烟道不能满足4000Pa的压力，并且混凝土烟道有部分裂缝漏气。因此，必须对原烟道进行加固处理或更换为钢烟道。

4.2 改造方案的确定

考虑到工程现场实际情况、施工工期（本次停炉检修时间仅为35天）投资概算等因素，若采用方案一，经设计新烟道总长33938mm，计算耗钢量大约为80t，梁柱需加固。此方案工程造价高，拆除原混凝土烟道工程量大，整体施工工期长。若采用方案三，则投资过大。因此本工程确定采用对原钢筋混凝土烟道进行加固处理的方案。即采用粘结钢板和增加烟道侧壁截面进行加固。四周用扁钢-100X4@800包十字箍，部分梁柱加固，并对混凝土烟道侧壁采用加大截面法加固，外包80mm厚C35钢筋混凝土。

4.3 具体实施方案

混凝土烟道侧壁采用加大截面法加固，外包80mm厚C35钢筋混凝土，做法见图集《混凝土结构加固改造构造图（上册）》（06SG311-1-2-25）。

在原烟道外壁混凝土结构处，凿去建筑面层及原混凝土结构钢筋保护层，使表面凹凸差≥4mm，然后用水冲干净。浇筑混凝土前涂刷混凝土界面剂一道，随涂随浇。混凝土界面剂选用P类I型，各性能要求详见《混凝土界面处理剂》（JC/T 907-2002）。所有新增混凝土与旧混凝土连接处植筋均采用A级植筋胶。

4.4 改后效果

机组引风机、增压风机二合一改造及烟道加固改造于2014年3月份完成。经近2年的运行表明，在风机出口压力常年维持在4000Pa左右的情况下，现有混凝土烟道未出现顶板、侧板、底板开裂和壁板表面脱落等现象，运行情况良好。

5 结语

本文以某电厂330MW机组混凝土烟道承压不足为例，根据电厂实际情况，对比分析不同加固方案。最终确定了施工工期短、投资费用低、可靠性高的烟道加固方案，实施后达到了设计目的。为电厂解决此类问题提供了典型、真实案例，所提出解决此类问题的方法和思路。具有实际的指导和参考意义。