电厂改造中锅炉钢结构加固的设计

李海峰

摘  要：随着我国社会经济的迅速发展，污染问题越来越严重，环保已经成为各个领域发展的首要前提，为此国家提出了可持续发展的发展理念。对着环境保护的不断推广，火电厂为了实现环保低能的运行目标，需要对电厂进行不断的改造，才能保证运行的可持续发展。电厂的锅炉钢结构改造作为电厂改造工作的重点，需要我们的高度重视，本文以锅炉钢结构作为改造的出发点进行研究分析，希望可以为电厂今后的发展提供帮助。

关键词：锅炉钢结构;改造;加固设计

随着火力发展厂的不断发展进步，越来越多的技术不断涌现，为火力发电厂的发展进步打下良好的基础，为了对先进技术进行使用，需要对火力发电厂进行一定的改造。锅炉钢结构作为火力发电厂的重要承载结构，是火力发电厂的运行关键，为了保证火力发电厂的安全性能和环保性能，需要进行一定的改造，可以有效提高火力发电厂的经济效益和安全性能。

1 火电厂锅炉钢结构改造的常见形式

1.1 增加脱硝设备

随着环境污染问题的不断严重，已经影响到生态环境的循环，对人们的生活造成了巨大的破坏，根据实际的调查研究得知，煤炭燃烧产生的有害物质排放已经成主要的环境污染源之一。火力发电厂的主要消耗能源就是煤炭，通过煤炭的燃烧进行发电，为人们提供电力资源。这种电力资源的生产方式会排放大量的有害气体，产生大气污染，造成酸雨等灾害。为了对这种现象进行有效的防治工作，需要进行一定的脱硝处理工作。在火力发电厂的运行过程和废气排放过程按照合理的脱硝设备，可以有效去除生产过程中产生的氮氧化物。在对废气排放过程中增加脱硝设备后，需要进行合理的钢结构改造工作保证对脱硝设备的承载。

1.2 改造燃烧器

煤炭在进行不完全燃烧时，会产生大量的有害气体，不但出现了资源的浪费，还对加重了污染问题。燃烧器作为保证煤炭燃烧的重要设备，需要进行一定的改造，才能提高燃烧的性能。根据燃烧器的实际工作情况进行风量的合理调节，可以促进燃烧器的工作效率增加，煤炭可以达到完全燃烧的状态。在进行燃烧器的改造工作时，平台的通行需要对钢结构进行考虑。

1.3 改造彭璐烟道

在火力发电厂的实际运行中，会对烟气进行循坏利用，提高资源的利用率，增加火力发电厂的经济效益。通过对实际情况的考虑，可以适当进行烟道的增加。

2 锅炉钢结构改造的主要设计步骤

2.1 收集资料

电厂在建立一段时间后，需要根据实际情况进行改造工作。如果是电厂原来的设计单位中标，就可以直接进行改造设计工作，但是可能存在其他单位中标的情况。对于其他单位电厂的改造工作作为一个新项目，首先需要进行资料的收集工作。设计单位需要派出专业的工作人员到电厂进行实地考察工作，对于电厂的原有设计结构和现在的设计需求进行深入了解，主要通过设计图纸的收集和现场拍照的方式，只有对实际情况进行了解，才能为接下来的施工作业提供重要保障。

2.2 确定改造方案

电厂的运行系统比较复杂，涉及到很多的设备和管道，需要对改造设计出一个整体的方案。首先根据现场情况和改造需求设计出大概的方案，不断进行改进和完善，最后形成比较完善的设计方案。

3 钢结构的加固原则

钢结构进行加固处理工作时，需要依据一定的原则进行操作，才能保证钢结构加固工作的合理有效性。主要有以下几个原则：第一个，电厂在进行钢结构改造工作时，可能会需要停工，会造成电厂的巨大经济损失，所以说要对施工方案进行合理的调整设计，尽量在不停工的情况下进行施工作业，如果无法保证在正常运行的情况下进行改造工作，要尽量减少停工的时间。第二个，要尽量简化钢结构改造的施工操作，过于复杂的操作设计，可能会在后续施工作业中出现施工的问题，不利于改造的进行。第三个，在施工作业前将能够安装制造的结构进行提前完成，可以提高施工施工作业的效率。第四个，连接加固采用焊接时，实际荷载产生的原有杆件应力最好在钢材设计强度60%以下，极限不得超过80%，否则应采取相应的措施才能施焊。

4 锅炉钢结构改造的具体加固设计

4.1 原结构的承载能力校核

在加固设计之前，先进行对原结构进行承载能力校核，以确定需要加固的具体杆件。若是原设计预留了荷载的，则要判断预留荷载是否能够满足新增的荷载。校核一般是由原设计单位进行的，只需要将原有的计算模型进行调整，即可得出计算文件。

4.2 具体的加固方法

4.2.1 柱的加固

当原柱子截面承载力不够时，需要对柱进行加固。柱的稳定性分为平面内稳定和平面外稳定，其计算公式为N/ψA≤f。在同截面同材质的情况下，长细比越大，整体稳定系数越小，杆件承载能力越小。由此可见，长细比是控制稳定性的一个重要因素，其计算公式为λ=μl/i，在杆件截面不变的情况下，减小柱的计算长度l是一个立竿见影的方法。通过在两个主层之间做立面桁架，为柱子提供有效的侧向支撑，能够达到减小柱计算长度的目的。若柱子的自身强度不满足，需要增加柱子的承载面积。

4.2.2 梁的加固

梁作为主要的受弯构件，在增加设备荷载后，或原平面布置的侧向支撑由于新增设备专业空间而取消的原因，可能导致其自身的强度及挠度不足需要加固，主要从强度、刚度、稳定性三方面考虑。常用的方法是在满足梁腹板高厚比的基础上，增加梁的高度，以增加梁的惯性矩和抗弯截面模量，从而提高梁的承载能力并减小变形。常采用的方法一是在梁的下翼缘部分或通长焊接T型钢、钢板。二是在梁的侧面增加钢板，将梁的截面做成类似箱型，以增加其弱轴方向的抗彎模量，增强其稳定性;三是空间允许的条件下，在梁的一侧增加有效的侧向支撑，以减小梁的计算长度，增强其稳定性。

4.2.3 节点的加固

电厂锅炉房钢结构的连接一般常用高强螺栓连接，当节点螺栓验算不够时，现场焊接是有效又简便可行的加固方法。增加的焊缝需要按栓焊节点同时满足来验算，即螺栓和焊缝各自分别满足承担百分之七十的荷载，同时满足共同承担百分百的荷载。若原节点增加焊缝还不能满足，则要考虑增加连接板等形式。

5 对现场施工的要求

5.1 施工顺序要求

先进行新结构的加固安装，在进行旧结构的拆卸工作。如果两者的施工顺序出现颠倒，可能会出现整体结构损坏的现象。在进行钢结构加固处理工作之后，才能保证具有足够的承载能力进行其他设备的安装工作。

5.2 焊接要求

焊接作为电厂改造中比较常用的改造手段，需要进行一定的预热，才能进行焊接工作。

6 结束语

电厂的改造工作是保证电厂经济运行的重要工作，随着时代的发展变化，在保证电厂经济效益的同时对电厂的环保节能也提出了新的要求。根据实际的调查研究，我们发现改造方案的设计工作是电厂锅炉钢结构改造的关键，保证改造方案的科学合理性，不但可以降低施工的成本，还可以提高施工的效率。在进行电厂锅炉钢结构改造工作时，需要遵循着环保性、经济性、合理性、安全性的原则，本文通过对改造设计工作的研究，希望可以提供一些帮助。

参考文献

[1]闫静舟.电厂脱硝改造中锅炉钢结构节点的加固设计分析[J].江西建材，2018（2）：32-32.

[2]曲乐.脱硝改造工程中锅炉尾部钢结构的设计方案[J].电站辅机，2017，38（1）：35-38.

[3]赵艳霞.浅谈电站锅炉钢结构施工图设计[J].中国设备工程，2017（16）：143-144.