电厂脱硝改造中锅炉钢结构节点的加固设计分析

庞子兴

摘  要：为了保证电厂当中锅炉设备改造方面钢结构加固方面有良好质量，应认识到钢结构加固处理的重要性，并能结合锅炉设备脱硝改造方面的需要以及钢结构在加固方面关键点。本文就电厂脱硝改造阶段中锅炉设备钢结构节点加固设计工作进行了分析。

关键词：电厂;锅炉钢结构;脱硝改造

电厂在发展中为社会输送了大量的电力能源，但由于大部分电厂在发电中以火力发电为主，因此在电厂生产大量电能的同时还会给周边环境造成影响。因此当前电厂均在积极开展脱硫改造工程，并同步做好锅炉设备结构节点方面加固处理。

1 在电厂脱硫改造阶段锅炉设备钢结构加固设计分析

从当前电厂整体发展情况来看，大部分电厂均属于火力类型发电厂，并且受到由于电厂在运行形式，使得火力类型发电厂在其主体结构方面存在突出的行业特点。在20世纪70年代之前，电厂主要以火力发电为主，并且通过火力类型发电站的运行，使电站的发电量得到保证，避免由于电厂发电量不足而影响社会发展。而火力类型电厂发展中，其使用的火力设备在单机容量以及实际发电量等方面有着变化。最初阶段，火力电厂当中发电设备的单机容量规格在300MW之下，并在相应的建筑结构以钢筋混凝土类型结构为主。而在先进科学技术以及设计理念被运用到火力类型电厂设计中，火力类型电厂当中机组设备的单机设备容量也在提升，目前已经实现了机组设备容量的翻倍，达到了600MW的规格。电厂当中机组设备容量、性能方面的优化让火力类型电厂运行更加的稳定、高效，当同时也对电厂组成结构有了更高的要求，需要电厂整体结构能得到优化，一旦电厂在结构优化方面存在不足，那么也就会使得电厂运行稳定性受到影响。而从电厂整体结构方面来看，电厂建筑结构和一般建筑物存在着差异，比如竖向刚度方面存在不足、荷载情况复杂、建筑结构振动等问题。由于电厂建筑在其建筑结构方面存在一定的特殊性，因此也就使得电厂建筑结构是在建筑结构抗震性检测方面、结构稳定性计算、建筑结构加固处理方面存在着特殊性以及一定的难度。

其次，在当代社会全面落实了生态保护发展理之后，也需要电厂能在环保发展方面有着响应的优化，降低在电厂发展出现环境污染问题。而其对电厂当中锅炉进行改造的阶段中，不同电厂当中的优化改造方面也存在些许差异。大体来看，在对电厂当中锅炉设备进行烟气脱硝类型的改造的阶段中，会将锅炉设备尾部中的烟道结构进行局部拆除以及加固处理，并且在加固之后锅炉设备的整体结构也发生了变化，需要设计工作人员重新进行锅炉设备整体建模计算，使锅炉设备钢结构设计科学性能得到提升，同时推导出节点内力数值大小，达到提升钢结构稳定质量的目标。

目前锅炉钢结构加固方面使用的技术种类较多，并且每种加固措施之间存在一定差异，需要加固人员选择恰当的加固方式来完成建物加固处理，避免由于加固技术选择方面问题而影响建筑物的实际加固效果。而当前在锅炉钢结构负载条件下的加固措施主要有6种，梁翼缘结构加盖板加固处理;粱翼缘结构加肋板加固、端板角焊接结合围焊处理、粱翼缘结构加腋加固以及高强度类型加固处理。在实际进行加固方式选择的阶段中，需要以相应火力类型电厂的实际运行条件作为基础，重视电厂发展中的特殊性，降低加固处理对电厂发电运行的影响。采用最经济的形式开展负载条件下的加固处理，让电厂发展避免受到影响。

2 检测鉴定结果分析

电厂当中相应钢结构检测包括对其材料性能、连接、变形及损伤、构件的尺寸与偏差、构造及涂装等工作。必要时，应进行结构或构件及连接性能的实荷检测或者动力测试。检测中主要依据GB/T50621-2010《钢结构现场检测技术标准》和GB/T50344-2004《建筑結构检测技术标准》两个标准。并收集被检测钢结构相关的设计图纸、设计文件、施工记录、设计变更等资料;调查被检测结构现在的使用现状、环境条件、维修加固情况以及用途及荷载的变更情况;向有关人员进行调查，进一步了解委托方的检测目的和具体要求。

主要包括外业和内业两个部分，并根据检测的相关标准及有关技术资料，提出对锅炉钢结构烟气脱硝改造工程设计相关的建模建议。然后采用MidasGen8.0进行建模计算。本项目总共建立3个有限元模型，分别是原结构模型、安装脱硝装置后加固前有限元模型以及加固后有限元模型。再根据钢结构节点加固的原则：当梁的应力比超限或稳定不满足时，此梁与柱相连的节点也需进行必要的加固补强;当支撑应力比超限或稳定不满足时，其与节点板相连部分也需进行加固补强。

3 节点加固设计分析

当采用有限元软件按规范对结构整体进行加固设计后，还需对结构某些区段、特定构件或节点进行进一步的承载能力及正常使用极限状态的计算校核，以保证加固后结构的正常使用。根据钢结构节点加固的相关原则：当构件进行加固后，其相关的连接也需进行必要的加固补强。由于该结构中需加固节点众多，根据结构可靠性鉴定结论和有关资料，并根据CECS77：96《钢结构加固技术规范》和JGJ82-2011《钢结构高强度螺栓连接技术规程》等规范。

3.1 斜支撑节点板焊接节点加固分析

依照构件在加固方面的具体要求，如果整个结构中斜支撑出现超限的情况，将需要加固双角钢的肢角处，必要的时候可以进行钢板的焊接。为确保加固钢板和节点板之间进行合理的连接，需要在加固钢板上进行节点板的设置，并做好焊接加固的工作，其整个焊接的长度需要超过100mm，具体的长度情况和焊角的尺寸应该依照轴力进行具体计算而得到。依照一定的计算能够发现，让焊角尺寸增加或是让焊缝的长度增加，筑美感与张力。

3.2 梁柱小端板加侧向盖板连接节点加固处理

这种节点在构造方面比较复杂，其梁柱的节点除根据平齐式端板进行连接之外，还需要进行侧向盖板的补充。整个侧向盖板在尺寸方面比较大，原有的节点在承载力方面已经很大了。依照与这种节点相关的梁加固手段能够很好地进行节点加固手段的选择和使用，如图1所示。和这个节点相关的梁上进行了一个比较大的荷载增加，所以一定要在这个梁上新设计一条工字型的钢梁，只有这样才可以确保梁能够进行正常的工作。

电厂结构属于特殊行业的特殊结构类型，其检测、鉴定、加固也有其特殊性。其荷载分布和各种结构、设备布置较为复杂，需要进行仔细的检测，也需要加强和相关工作人员的配合。

4 结束语

电厂锅炉设备实施脱硫改造是一种必然发展趋势，能在保证电厂稳定运行的情况下降低电厂在运行中对环境造成的污染，让电厂实现经济以及生态双方面的良好发展。而在开展锅炉设备脱硝改造的阶段中也需要做好钢结构加固处理，让电厂运行安全以及稳定性得到保证。在工作人员开展加固处理的阶段中，不仅要对相应的技术有充分的理解，还需要工作人员能不断的提升自身能力。

参考文献

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