大型火电厂烟囱选型分析

某电厂烟囱结构选型及防腐讨论_程义宾

型单筒式烟囱）一旦建成投运，便很难再对它进行内部的检修和维板经高温后变性，留下温度应力腐蚀点。修复时还会继续由热应力
护。
造成更多的腐蚀点，不易修复；由于钛合金钢板不具备隔热、保温的
国内烟气脱硫处理还属于起步阶段，已建成投运、且完全按烟特性，所以在钢内筒外壁还需设有保温层；钛钢内筒烟囱的造价相
气脱硫处理运行的火力发电厂工程项目不多，且大多是新建工程，对较高。
绕成型工艺生产的玻璃钢排烟筒能够自承重，具备比耐硫酸露点钢
综上所述，本工程烟囱推荐方案为钢筋混凝土外筒＋玻璃钢内
更加优异耐酸防腐性能，可以取消保温层，特别适合燃煤电厂脱硫筒烟囱。
不加ＧＧＨ的湿烟囱运行条件。从工程结构的全寿命来考虑，ＦＲＰ烟
参考文献
囱内筒的总造价更具有竞争力，因为ＦＲＰ材料化学性能十分优秀， [1]中华人民共和国电力行业标准.火力发电厂土建结构设计技术规
运行时间较短。烟气脱硫后烟囱腐蚀的调查和研究资料都较少，经
３．３钢筋混凝土外筒＋钢内筒＋宾高德烟囱。钢内筒＋宾高德
验也有限。在国家和电力行业烟囱的现行设计标准中，均未对进行烟囱就是在钢内筒的里侧砌筑宾高德砖，宾高德系统包含底胶、胶
脱硫处理的烟囱防腐设计做出具体规定，只是从烟气的腐蚀性等级黏剂及宾高德砖。三个部分各自扮演不同的功能并组成完整的防腐
本期工程《可行性研究报告的审查意见》同意本期工程采用现方案，工程造价均按照直径为７．５米的内筒进行造价计算，内筒面
浇钢筋混凝土烟囱。其结构形式可采用以下几种：第一种是钢筋混积为４９４８平方米。按《电力工程建设概算定额》（建筑工程２００１年
凝土外筒＋玻璃钢内筒烟囱；第二种是钢筋混凝土外筒＋钛钢内筒修订本）进行计算，结果见表１。由表１可以看出，钢筋混凝土外筒＋

火力发电厂烟囱介绍(一)

火力发电厂烟囱设计技术交流
2012.12.29

第一部分第二部分第三部分第四部分
烟囱结构形式简述烟囱设计流程介绍几个典型烟囱实例介绍烟囱施工技术

第一部分
烟囱结构形式简述

前言：烟囱是火力发电厂主要的建（构）筑物之一，是电厂最醒目的建筑，也是一个比较特殊的特种结构。作为火力发电厂的设计人员，特别是担任主设人的人员，我们都应该了解和熟悉烟囱设计的内容。

由于国内脱硫烟囱历史较短，专项的腐蚀调查研究资料很少，经验也不多，并且国内烟囱设计标准中对脱硫处理的烟囱防腐设计尚无明确说明。因此，对于脱硫后烟气对烟囱结构的腐蚀性分析我们主要是借鉴国外的资料和做法。国际工业烟囱协会（International Committee On Industrial Chimneys 缩写CICIND）在其发布的《钢烟囱标准规程 Model Code For Steel Chimneys》（1999年第1版）中对脱硫后的烟气腐蚀性能（烟气腐蚀性能对其它类型烟囱同样适用）有这样的说明：（1）烟气冷凝物中氯化物或氟化物的存在将很大提高腐蚀程度。（2）处于烟气脱硫系统下游的浓缩或饱和烟气条件通常被视为高腐蚀等级（化学荷载）。（3）确定含有硫磺氧化物的烟气腐蚀等级（化学荷载）是按SO3的含量值为依据。（4）烟气中的氯离子遇水蒸气形成氯酸，它的化合温度约为 60℃，低于氯酸露点温度时，就会产生严重的腐蚀，即使是化合中很少量的氯化物也会造成严重腐蚀。

1、火力发电厂常见烟囱结构型式及特点烟囱分为单筒式烟囱和套筒式烟囱两大类。单筒式烟囱又分为砖单筒式烟囱和混凝土单筒式烟囱两种。套筒式烟囱又分为砖内筒套筒式烟囱和钢内筒套筒式烟囱，也可以分为单管式套筒式烟囱、双管式套筒式烟囱、三管、四管式套筒式烟囱，砖内筒套筒式烟囱一般为单管式，现在国内也有人设计过双管式的套筒式烟囱，但是，砖内筒双管式套筒烟囱，在设计和施工上都非常困难，很难推广。钢内筒套筒式烟囱单管、双管、多管都有，目前国内最大的有四管。

电厂湿法脱硫烟囱结构选型及防腐

研究方向为电厂技术方案研究策划。
２火力发电厂常见烟囱型式及防腐蚀特点２．１钢排烟内筒钢排烟筒的结构形式主要有整体自
问题有：一是钢内筒壁厚较大，钢材消耗较多：二是横向超静定次数多，与外筒共同作用复杂。但是自立式钢内筒结构也有应用广泛、施工技术成熟、结构整体性好等优点。分
摘要：湿法脱硫在多个电厂的烟囱及烟道出现了较严重的腐蚀情况，对于烟囱的防腐蚀方案选择，需要根据不同时期的各项条件，统筹控制好烟囱安全可靠性与经济性的平衡点，进行选择。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅｈａｓｂｅｅｎｍａｎｙｐｒｏｂｌｅｍｓｔｈａｔｗｅｔｄｅｓｕｌｐｈｕｒｉｚａｔｉｏｎｃｈｉｍｎｅｙａｎｄｇａｓｌｆｕｅｈａｓｂｅｅｎｃｏｒｒｏｄｅｄｓｅｒｉｏｕｓｌｙ．Ｆｏｒｔｈｅｃｈｏｏｓｉｎｇｏｆａｎｔｉｅｏｒｒｏｓｉｏｎｐｌａｎｏｆｔｈｅｃｈｉｍｎｅｙ，ｉｔｉｓｔｒｕｌｙｎｅｃｅｓｓａｒｙｆｏｒｄｅｓｉｇｎｅｒｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｂｅｓｔｏｎｅａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｎｄｔｈｅｂａｌａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｃｈｉｍｎｅｙｓａｆｅｔｙａｎｄｉｔｓｃｏｓｔ．

沿海地区火电厂脱硫后烟囱正压原因及选型分析

前，大多设置湿法脱硫系统的火电厂都取消了ＧＧＨ系统，脱硫后的烟气温度只有４５ — ５０ ℃ ．当多台炉共用一根烟囱时，若烟囱内部处于正压状态，烟气中的酸液腐蚀烟囱。有的电厂仅运行１～２年烟囱腐蚀就很严重．被迫停炉检修．严重影响了电
厂的安全运行和经济效益
锥形筒烟囱：Ｒｚ－
直筒型烟囱：Ｒ＝
ｇ｜Ｊ “０
式中：入、、ｈｄ厂
数、出口动压、出口内经。
锥形筒、直筒烟囱的摩擦阻力系
２烟气腐蚀的原因和腐蚀性判别
由于脱硫后的烟气温度只有４５～５０ ℃（取消ＧＧＨ系统），低于烟气中水露点温度，烟气中剩余的ＳＯ，和ＳＯ与水混合形成亚硫酸或硫酸，附着在筒壁上。当烟囱内部压力高于外部
烟气的腐蚀性等级可按下式进行计算：
ＫＣ＝＿＿１００Ｓａｒ
，
２Ｒｘ０＝ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｎａ２０＋Ｋ２Ｏ
式中：Ｓａｒ、Ａａｒ为燃煤收到基中硫和灰分含量质量百分比。当采用静电或电袋除尘器，Ｋ＞２．０时为强腐蚀性、２．０＞Ｋ＞１．５时为中等腐蚀性、Ｋ（：＜１．５时为弱腐蚀性，湿法脱硫后烟气均按强腐蚀性考虑。在《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程》（ＤＬ，ｒ５１２１ — ２０００）中３．Ｏ．６条规定：当排放强腐蚀性烟气时．筒内不应存在正压；当排放中等腐蚀性烟气时．最大烟压不宜超过４９Ｐａ；当排放弱腐蚀性烟气时。最大烟压不宜超过９８Ｐａ。

火力发电厂烟囱介绍(二)

国内目前脱硫烟囱防腐出现问题的经验和教训也比较多。
4、烟囱选型近年来，随着我国环保标准的逐步提高和公众环境保护意识的增强，新建火力发电厂都必须进行烟气脱硫。我国烟气脱硫还处于起步阶段，大多是新建工程，运行时间短。专项的腐蚀调查研究资料很少，经验也不多。在国家和电力行业烟囱的现行设计标准中，均未对脱硫处理的烟囱防腐设计做出具体规定，只是从烟气的腐蚀性等级等方面对烟囱的防腐设计作出了概念性的要求。
4.3、烟囱选型及技术经济比较采用不同的烟囱型式，其相应的费用也不同，涉及到工程的整体投资。需要对各型烟囱的技术经济性能进行了进一步的分析比较。

砖套筒烟囱承重外筒的钢筋混凝土工程量比单筒烟囱稍大些，但内衬砌体量要少些，采用砖套筒式烟囱，虽然相对于单筒式烟囱造价稍高，但是对承重外筒的裂缝和腐蚀等影响均得到很大的改善，其对于湿法脱硫并设置GGH后的烟气具有较强的适应性。
砖套筒烟囱基本形式详见下图：
3.4、钢排烟筒钢内筒由于封闭性好、整体性强、无连接接头，其优势相对砖砌内筒就较为突出。钢内筒烟囱的基本型式见下图。

3.3、砖排烟筒砖排烟筒采用耐酸胶泥砌筑耐酸砖，排烟筒外形尽量做成等直径直段，这样可以增大烟气流速，减小烟气对排烟筒的压力，改善烟气的运行状况。砖排烟筒中的砖体本身耐腐蚀性和经济性都较好，但考虑到大面积的砌体间的砌筑缝在温度变化和长期作用下仍有可能会产生开裂，为防止这些裂缝在低温度和高湿度的烟气环境下引起渗漏，对钢筋混凝土承重外筒产生腐蚀；因此在砖排烟筒外侧加设耐酸水泥砂浆封闭层进行防护，并在耐酸水泥砂浆封闭层外侧做保温保护层，用以保证排放的烟气温度和降低检修维护空间的温度，使钢筋混凝土承重外筒温度应力显著减少。保温层采用岩棉或超细玻璃棉毡。砖套筒烟囱承重外筒的钢筋混凝土工程量比单筒烟囱稍大些，但内衬砌体量要少些，采用砖套筒式烟囱，虽然相对于单筒式烟囱造价稍高，但是对承重外筒的裂缝和腐蚀等影响均得到很大的改善，其对于湿法脱硫并设置GGH后的烟气具有较强的适应性。

火力发电厂烟囱结构选型及防腐设计

火力发电厂烟囱结构选型及防腐设计本论文介绍了火力发电厂所常用的烟囱结构型式及其特点，并阐述了烟气采用湿法脱硫后，对烟囱内衬及混凝土筒壁腐蚀影响的特性。

结合近几年来国内多个工程脱硫烟囱的设计经验，提出了多种方案结构设计及防腐设计方案供工程设计参考。

1 国内烟囱概况我国国内电厂在早期并未对烟气进行脱硫，排放烟气的腐蚀性相对较低，这个阶段的烟囱均大多为单筒式钢筋混凝土烟囱。

随着国家环保标准的提高和大众环境意识的增强，自2002年开始，国内新建火力发电厂都要求进行烟气脱硫处理。

烟气的腐蚀程度也因此大大提高，原来的传统的烟囱型式已经不能满足烟气脱硫后的运行工况。

在近几年新建的脱硫烟囱中，套筒式（多管式）烟囱是较常用的一种的烟囱型式。

套筒式（多管式）烟囱又可以分为砖内筒和钢内筒两种，在不设置烟气加热装置(GGH)的情况下，钢内筒由于能较好避免冷凝酸液渗漏，因此更多的被采用。

2 火力发电厂常见烟囱结构型式介绍2.1 单筒式钢筋混凝土烟囱钢筋混凝土单筒式烟囱是我国早期在火力发电厂未设置烟气脱硫装置（其烟气温度在130℃以上）时普遍采用的一种结构形式。

其内衬多采用普通耐酸砖，支承在筒身牛腿上，内衬和筒身之间的隔热层有膨胀珍珠岩或巖棉板等，最外侧为承重的钢筋混凝土外筒。

这种形式的烟囱结构安全、构造简单、施工方便，造价相对较低, 工期也易保证。

在我国从设计到施工都积累了比较丰富的经验。

但随着使用时间的增加，发现一些问题，比如在设置烟气脱硫装置时，烟气温度降低，湿度增大，腐蚀性更强。

而且运行之后一旦有腐蚀产生，其检查和维修都非常困难。

2.2 直排烟筒式钢筋混凝土烟囱直排烟筒式钢筋混凝土烟囱是单筒式钢筋混凝土烟囱的改进型。

其上半部分与单筒式钢筋混凝土烟囱基本相同，下半部分钢筋混凝土外筒与内筒分离，分别落于基础之上。

排烟筒不同于单筒式烟囱排烟筒的线型：上半段直段，下半段锥段，基本上为直线型。

这样主要是为了保证烟囱的全程负压，避免烟气从砖内筒渗漏至外筒，影响结构安全。

某大型火电厂烟囱结构选型

某大型火电厂烟囱结构选型[摘要]电厂烟气湿法脱硫后，产生低温蒸汽、硫酸露点、正压运行等一系列的问题。

在对国内烟囱腐蚀情况的调查、分析、研究的基础上，针对国内某湿法脱硫电厂工程烟囱，提出了各可选方案。

[关键词] 电厂湿法脱硫烟囱1电厂烟囱发展简况及脱硫工艺对烟囱的影响1.1电厂烟囱发展简况1.1.1单筒钢筋混凝土烟囱我国早期电厂均采用该形式烟囱。

烟囱主要由承重的钢筋混凝土外筒及与其内侧紧靠的保温层、隔热内衬组成。

调查表明该形式烟囱筒身裂缝现象普遍存在。

烟囱筒身无检修维护条件。

1.1.2直排烟筒式钢筋混凝土烟囱烟囱上半部由承重的钢筋混凝土外筒及与其内侧紧靠的保温层、隔热内衬组成，烟囱下半部由钢筋混凝土外筒及支承于底部基础的砖内筒和保温层组成。

采用直排烟筒式钢筋混凝土烟囱主要目的是为了保证烟囱的全程负压，避免烟气沿砖内衬渗漏，对承重的钢筋混凝土外筒产生腐蚀。

1.1.3套筒（多管）式砖内筒烟囱烟囱主要由承重的钢筋混凝土外筒、检修支承平台及支承于平台上的砖内筒和保温层组成。

排烟筒数量可根据需要设置多个。

烟囱内垂直交通，一般仅考虑设置钢梯。

套筒（多管）式砖内筒烟囱可避免烟气对承重的钢筋混凝土外筒产生腐蚀。

1.1.4套筒（多管）式钢内筒烟囱烟囱主要由承重的钢筋混凝土外筒、检修支承平台及支承于基础或平台上的钢内筒和保温防腐层组成。

排烟筒数量可根据需要设置多个。

1.2脱硫对烟囱的影响湿法石灰石洗涤法是当今世界应用最多和最成熟的工艺。

经湿法脱硫，烟气湿度增加、温度降低，烟气极易在烟囱的内壁结露，烟气中残余的三氧化硫溶解后，形成腐蚀性很强的稀硫酸液。

脱硫烟囱内的烟气有以下特点。

（1）烟气中水份含量高，烟气湿度很大；（2）烟气温度低，脱硫后的烟气温度一般在40～50℃之间，经GGH加温器升温后一般在80℃左右；（3）烟气中含有酸性氧化物，使烟气的酸露点温度降低；（4）烟气中的酸液的浓度低，渗透性较强。

由于脱硫烟囱内烟气的上述特点，对烟囱设计有如下影响。

某百万机组电厂烟囱防腐方案分析

某百万机组电厂烟囱防腐方案分析摘要：本文介绍了火力发电厂1000MW机组的烟囱结构形式，阐述了烟气采用湿法脱硫、不设烟气加热装置，低温湿烟气使用环境对烟囱防腐方案选择的影响，对几种排烟筒材料进行分析，推荐本工程烟囱采用玻璃钢内筒防腐方案。

关键词：烟囱；湿法脱硫；防腐1工程概述本工程建设2×1000MW超超临界燃煤发电机组，同步建设安装烟气脱硫脱硝装置。

根据工艺和环保要求，本工程烟气采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺，不设置烟气加热系统，两台锅炉共用一座烟囱，烟囱高度240m，每台锅炉对应一个排烟筒，内径8.4m。

2烟囱结构形式烟囱是火电站的重要构筑物，其安全等级为一级。

烟囱安全运行的必要条件是承重的钢筋混凝土外筒不被烟气腐蚀，排烟内筒在运行期间尽可能的抵抗烟气腐蚀，确保烟囱的安全使用。

根据国内外烟囱设计标准，采用湿法脱硫装置排放强腐蚀烟气的烟囱，应采用套筒或双（多）管式烟囱，对1000MW级的燃煤发电机组，排烟筒宜按“一炉配一管”的原则配置。

根据以上原则及本工程特点，选择维护检修条件好的双管式烟囱更为安全可靠。

每台锅炉对应独立的排烟管，烟气运行互不影响易于满足环保要求，且方便检修维护。

本工程考虑采用每台锅炉设置一个排烟筒的双管式套筒烟囱。

3 烟囱防腐方案湿法脱硫后湿烟气的强腐蚀环境对排烟筒材料具有较高的技术要求，根据国内外多年设计经验及考察成果，目前可用于“湿烟囱” 运行环境相对可靠的内筒防腐方案主要有三类：FRP玻璃钢材料、复合钛钢板材料和宾高德内衬系统。

3.1 玻璃钢内筒FRP即玻璃纤维增强塑料，俗称玻璃钢。

通常是由高强度的玻璃纤维增强纤维和树脂复合而成，兼具结构性和功能性的新型复合材料，玻璃纤维提供FRP 的强度和刚性，树脂提供FRP的耐化学性和韧性。

玻璃钢由有机的耐高温树脂和纤维组成，具有很好的耐腐蚀性。

烟气温度对玻璃钢造价和性能均有很大影响，耐高温要求越高，材料成本也高。

且随着温度的升高，其耐腐蚀及使用寿命将会降低。

大型火电厂烟囱结构选型研究

大型火电厂烟囱结构选型研究某大型热电厂工程建设2×300MW亚临界发电机组。

除尘方式采用电除尘器除尘，并对烟气采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺进行脱硫，脱硫系统不设置烟气加热系统GGH，不设置烟气旁路，两台机组共用一座烟囱。

从2009年以后对国内烟囱运行状况的调研情况来看，经脱硫正常运行后排放湿烟气的烟囱排烟筒内冷凝酸液量比较大，多个电厂的烟囱出现了较为严重的腐蚀渗漏现象，造成有些工程在机组运行一到两年内，就开始对烟囱排烟筒防腐层结构进行改造或维修。

因此本工程烟囱设计为两台炉各用一个排烟外筒，采用套筒式双排烟筒烟囱型式，这样避免两台机同时停机的状况发生，可以保证电厂的正常发电。

针对这一情况，本文根据工程实际对烟囱的双排烟筒设计方案进行研究论证，特别是对排烟内筒采用悬吊式玻璃钢内筒、混凝土外筒采用变径和等直径的方案，重新进行技术经济比较，以确定安全、可靠、经济合理的设计方案，确保机组长期安全运行。

2 烟囱主要设计数据2.1 厂址基本参数抗震设防烈度： 6度设计基本地震加速度值 0.05g基本风压： 0.512kPa（百年一遇）建筑场地类别：Ⅲ类场地土类型：中软土3 湿法脱硫烟气的特点及烟囱结构形式设计的必要性3.1 烟囱的运行工况本工程在不设置GGH的情况下，经湿法脱硫的烟气进入烟囱的运行工况如下：工况一：当两台炉脱硫正常运行时，进入烟囱的烟气温度50℃左右，由于脱硫后烟气温度降低，导致烟囱自拔力下降，不足以克服烟囱本身的阻力，烟囱处于正压运行状态，烟气在排烟筒内壁会产生严重的结露现象。

工况二：当两台炉脱硫正常运行，负荷降低到65%以下或只有一台炉运行时，烟囱处于负压运行状态。

3.2 脱硫后烟气的特点及腐蚀性烟气采用湿法脱硫工艺，可使烟气中SO2的含量大大减少（脱除效率≥95%），但对造成烟气腐蚀主要成分的SO3脱除效率并不高，仅20～30%左右。

因此，烟气脱硫后，虽然能使大气环境得到改善，但对烟囱的腐蚀隐患并未完全消除，而且对烟囱抗腐蚀性能提出了更高要求。

某电厂烟囱结构选型分析

某电厂烟囱结构选型分析（华润电力（云浮）有限公司广州 510663）摘要：本文首先介绍了国内脱硫烟囱防腐设计与应用的现状，然后从满足环保要求、使用功能、运行的安全性、可靠性、投资经济、施工方便等方面综合考虑，经过详细技术、经济比较后，得出本工程推荐采用的烟囱方案。

关键词：防腐方案对比Scheme comparison of Stack in the power plantAbstract: This paper introduce the present status of domestic stack erosion resistant and application first, then from the comparison of environmental protection, application function, safety, economical efficiency, contrast convenience etc, we can get the recommended scheme.Keyword: erosion resistant ;Scheme comparison1 目前国内脱硫烟囱防腐设计与应用的现状目前国内在进行烟气脱硫后烟囱防腐设计时，一般根据湿法脱硫过程中是否采用烟气加热装置(GGH)分别考虑。

若采用GGH装置，国内各设计院一般采用钢内筒内刷防腐涂料或内衬釉面砖、耐酸砖，少数采用钢内筒内衬玻璃砖。

若无GGH装置，则将节约下来的GGH运行和维护费用，用于烟囱防腐改造和提高其自身的防护等级，在高地震烈度区，通常做法是采用复合钛板钢内筒，衬玻璃砖钢内筒或耐硫酸露点腐蚀钢板内筒刷耐酸耐热特种防腐涂料等措施。

根据近几年火力发电厂湿法脱硫烟囱设计的工程实践及调查资料显示，以烟囱排烟筒或内衬防腐层渗漏、脱落造成的腐蚀最为严重，其次在烟道入口约30m和烟囱出口约10m段，烟气冲刷造成防腐层磨损、开裂的实例也较多。