火電廠鋼內筒煙囪結構的檢測探討

郝 軍

（武大巨成結構股份有限公司，430223）

火電廠鋼內筒煙囪結構的檢測探討

郝 軍

（武大巨成結構股份有限公司，430223）

鋼內筒煙囪因其功能明確、受力合理的特點，受到大型電廠的廣泛采用。在進行煙囪內筒改造前，有必要對煙囪鋼內筒的腐蝕現(xiàn)狀進行全面檢測，確定其腐蝕損傷狀況，為后續(xù)防腐改造提供技術依據，以確保煙囪結構的安全正常使用。

鋼內筒煙囪；安全性；檢測

引言 鋼內筒管式煙囪由鋼筋混凝土外筒壁、檢修平臺、吊裝平臺、頂部平臺、鋼內筒、煙道接口和其他附屬設施等7部分組成。由于煙囪的煙氣呈低溫高濕狀態(tài)，具有極強的酸腐蝕性，鋼內筒易受酸性煙氣的腐蝕，產生穿孔滲漏現(xiàn)象。當酸性溶液滲漏后沿內筒壁外表面滴落，進而影響鋼平臺、混凝土外筒的安全。為確保煙囪結構的安全使用，有必要對鋼筋混凝土煙囪外筒壁結構進行檢測，查明煙囪混凝土構件的腐蝕、損壞情況以及附屬鋼結構構件等的現(xiàn)狀，對煙囪夾層鋼結構進行檢測。以某煙囪工程為例，對鋼內筒檢測進行了分析探討。

1. 工程概況

某熱電有限公司2×300MW燃煤發(fā)電機組共用一座210/7.5m鋼套筒煙囪，由鋼筋混凝土外筒、鋼平臺、自立式鋼內筒組成。該煙囪于2010年建成，脫硫系統(tǒng)為石灰石-石膏濕法脫硫工藝，未設GGH系統(tǒng)。煙囪鋼筋混凝土承重外筒底部外直徑21.20m，壁厚0.60m；頂部外直徑11.00m，壁厚0.25m；外筒總高度204.50米。排煙內筒采用自承重式鋼內筒，內筒內直徑7.60米，鋼內筒內表面貼泡沫玻璃磚；鋼內筒總高度209.50米。煙囪在標高8.600m、24.500m、69.500m、114.500m、159.500m、201.350m位置共設有6個由鋼梁組成的止晃平臺。

2、 現(xiàn)場檢測結果

2.1 圖紙資料、使用情況等相關技術資料調查

該煙囪為2臺300MW燃煤發(fā)電機組共用的一座210/7.5m鋼套筒煙囪，由鋼筋混凝土外筒、鋼平臺、自立式鋼內筒組成。該煙囪于2008年11月開始基礎施工，2009年7月～2010年7月進行混凝土外筒施工，2010年11月鋼內筒頂升完成。脫硫系統(tǒng)為石灰石-石膏濕法脫硫工藝，未設GGH系統(tǒng)。

煙囪鋼筋混凝土承重外筒底部外直徑21.20m，內直徑20.00m，壁厚0.60m；頂部外直徑11.00m，內直徑10.50m，壁厚0.25m；外筒總高度204.50米。外筒標高0.00m～24.50m筒壁采用C40混凝土，標高24.50m～204.50m筒壁采用C30混凝土。

煙囪排煙內筒采用自立式鋼內筒，內筒內直徑7.60米，總高度209.50米。筒身主要使用Q-235B鋼材制作，防腐采用泡沫玻璃磚防腐隔熱內襯，厚度50mm，用泡沫玻璃磚粘膠膜粘在鋼筒內側。煙囪在標高8.600m、24.500m、69.500m、114.500m、159.500m、201.350m位置設有共6個由鋼梁組成的止晃平臺。止晃鋼平臺鋼材采用Q235-B鋼材，焊條采用E43XX型。

煙囪與2010年底正式投產使用，在投產使用幾年后，煙囪鋼內筒開始出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，滲漏的區(qū)段、范圍逐漸擴大。鋼內筒滲漏形式主要分為焊縫滲漏、鋼板滲漏兩種：鋼板滲漏主要為點狀銹蝕，在滲漏點鋼板銹穿；焊縫滲漏主要為水平焊縫的點狀、線狀滲漏,滲漏點沿鋼內筒的水平焊縫連續(xù)或不連續(xù)分布。

在鋼內筒滲漏現(xiàn)象出現(xiàn)后，廠方即開始在鋼內筒外表面采取修復、堵漏措施，但目前鋼內筒仍有普遍且較嚴重的滲漏現(xiàn)象。鋼內筒滲漏出的酸性溶液、酸性結晶物已經開始對夾層鋼平臺鋼梁的正常工作產生影響。

該煙囪在目前的石灰石-石膏濕法脫硫工藝下，煙囪煙道入口的煙氣溫度一般低于60℃，呈低溫高濕狀態(tài)，具有極強的酸腐蝕性，且極易在鋼內筒內部結露形成腐蝕性更強的酸性溶液。目前煙囪鋼內筒的滲漏現(xiàn)象嚴重，已說明鋼內筒內部泡沫玻璃磚防腐隔熱內襯的局部區(qū)域已經失效，鋼內筒筒壁受酸性煙氣、酸性結露的腐蝕較為嚴重。酸性溶液滲漏后沿內筒壁外表面滴落，進而可能影響鋼平臺、混凝土外筒的承載安全。

2.2 夾層鋼平臺檢測

2.2.1 鋼平臺外觀損傷檢測

煙囪在標高8.600m、24.500m、69.500m、114.500m、159.500m、201.350m位置設有共6個由鋼梁組成的止晃平臺，其中8.600m鋼平臺兼做水平煙道進入鋼內筒時的支撐平臺。現(xiàn)場對各標高位置的鋼平臺的外觀損傷進行檢測。檢測結果顯示：

（1）各標高位置鋼結構平臺鋼梁工作狀態(tài)良好，未出現(xiàn)影響結構安全的變形、移位、脫焊等異?，F(xiàn)象。但標高159.500m鋼平臺中心點與鋼內筒中心點有較大偏差，向東北側偏移約200mm（即東北側鋼梁與鋼內筒的距離比西南側鋼梁與鋼內筒的距離大約400mm）。

（2）受鋼內筒滲漏的影響，標高8.600m、24.500m、69.500m、114.500m、159.500m位置鋼平臺跨中區(qū)域（靠近鋼內筒區(qū)域）鋼梁上翼緣、下翼緣均附著有大量酸性溶液、酸性溶出物結晶，局部位置鋼梁防腐涂層已經出現(xiàn)剝落、脫皮、鼓泡等現(xiàn)象。其中標高8.600m鋼平臺鋼梁跨中區(qū)域受滲漏的酸性溶液侵蝕時間較長、酸性結晶物質積存較多，鋼梁上翼緣、下翼緣鋼板發(fā)生較嚴重的銹蝕損傷，鋼板厚度有較大程度的損失。標高114.500m鋼平臺鋼梁堆積有大量酸性溶出物結晶，防腐涂層受到嚴重侵蝕。

（3）各標高位置鋼平臺鋼梁端部區(qū)域受內筒滲漏的影響較小，上翼緣、下翼緣、腹板防腐涂層基本完好，鋼板銹蝕現(xiàn)象較輕微，支撐點工作正常。

（4）各標高位置鋼平臺鋼梁的焊縫及節(jié)點板基本無有變形、松動、松脫及開裂等異?，F(xiàn)象。但各處焊縫及節(jié)點板防腐處理較粗糙，表面有較明顯的浮銹。

2.2.2 鋼平臺鋼板銹蝕檢測

現(xiàn)場采用超聲鋼板測厚儀對煙囪標高8.600m、24.500m、69.500m、114.500m、159.500m、201.350m的6個鋼平臺主要承重鋼構件的各部位進行鋼板厚度測量，檢測鋼板銹蝕程度。鋼板銹蝕損失厚度檢測結果包含測量誤差、H型鋼出廠時的厚度偏差。鋼板厚度檢測結果顯示：

（1）煙囪各標高的鋼平臺主要承重鋼梁均有不同程度的鋼板防腐涂層剝落、鋼材銹蝕現(xiàn)象。鋼梁鋼板銹蝕部位主要集中在鋼梁跨中區(qū)域（即靠近鋼內筒區(qū)域，此處受鋼內筒滲漏出的酸性溶液、酸性結晶溶出物侵蝕較嚴重）。鋼梁端部區(qū)域防腐涂層較為完好，受酸性溶液腐蝕影響較小，鋼板銹蝕不明顯或較輕微。

（2）平臺鋼梁翼緣鋼板由于水平放置，表面容易附著酸性溶液、酸性結晶物質，鋼板銹蝕狀況明顯較豎向放置的腹板的鋼板嚴重。

（3）平臺鋼梁鋼板銹蝕損失厚度整體由高標高到低標高逐漸嚴重。其中標高8.600m平臺受酸性溶液侵蝕影響較大，鋼梁銹蝕較為嚴重，鋼梁翼緣鋼板厚度銹蝕損失最大約為8.4mm，腹板鋼板厚度銹蝕損失最大約為3.1mm，已經嚴重削弱平臺的承載能力。標高24.500m～標高201.350m平臺鋼梁銹蝕狀況較輕微，平臺鋼梁翼緣、腹板鋼板厚度銹蝕損失最大值均小于2.0mm。

2.3 煙囪附屬構件缺陷檢測

現(xiàn)場對煙囪附屬設施構件損傷情況進行普查，現(xiàn)場檢測結果顯示：

（1）煙囪夾層鋼爬梯、鋼平臺格柵有輕微的積灰現(xiàn)象，鋼爬梯防腐涂層基本完好。各層鋼爬梯與外筒壁的焊接錨固點工作基本正常。各層鋼平臺靠近鋼內筒處的鋼格柵，受滲漏的酸性溶液、酸性結晶析出物影響，有較明顯的銹蝕現(xiàn)象。個別鋼格柵受上部冬季墜冰的撞擊，有較明顯的變形。

（2）煙囪各層航空警示燈基本完好，但煙囪內部原檢修電路、航標燈線路損壞，目前采用的是臨時搭接的線路。煙囪航空色標較為清晰、完整。

（3）煙囪頂部排煙出口處平臺有輕微積灰現(xiàn)象，避雷針表面有大量灰塵附著，其中1根避雷針損壞墜落在頂部平臺。

（4）煙囪門窗洞口較完好，無窗框、玻璃損壞現(xiàn)象。煙囪外壁中部、頂部信號平臺有明顯的鋼構件銹蝕現(xiàn)象，部分位置焊接點脫開。

總之，為明確煙囪結構的安全使用狀況，應依據原設計圖紙資料、相關現(xiàn)行的國家規(guī)范、現(xiàn)場檢測結果數據，運用專業(yè)計算分析軟件，建立鋼內筒整體模型，對鋼內筒最不利荷載工況下的應力、位移等進行分析，明確結構危險點，確認鋼內筒結構是否滿足安全承載要求。

[1]《電力建設施工質量驗收及評定規(guī)程》第1部分：土建工程（DL/T5210.1—2005）；

[2]《建筑工程施工質量驗收統(tǒng)一標準》（GB50300-2001）；

[3]《火力發(fā)電廠土建結構設計技術規(guī)定》（DL 5022-2012）；

[4]《煙囪設計規(guī)范》（GB50051-2013）；

[5]《火力發(fā)電廠設計技術規(guī)程》（DL 5000-2000）。

G322

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1007-6344（2015）10-0024-01