周平，楊彭飛，樊春陽(yáng)，劉會(huì)東

(中國(guó)華電科工集團(tuán)有限公司環(huán)境保護(hù)分公司，北京 100160)

基于無(wú)外殼式濕式除塵器導(dǎo)電玻璃鋼陽(yáng)極檢修更換的方法

周平，楊彭飛，樊春陽(yáng)，劉會(huì)東

(中國(guó)華電科工集團(tuán)有限公司環(huán)境保護(hù)分公司，北京 100160)

濕法脫硫后的飽和濕煙氣具有極強(qiáng)的腐蝕性，目前國(guó)內(nèi)主要防腐工藝為玻璃鱗片或玻璃鋼，受防腐壽命及施工質(zhì)量影響較大。在濕式除塵器運(yùn)行過(guò)程中普遍存在“電火花”現(xiàn)象，“電火花”的存在會(huì)導(dǎo)致陽(yáng)極管局部碳化，嚴(yán)重的甚至?xí)舸╆?yáng)極管。中國(guó)華電科工集團(tuán)有限公司自主研發(fā)的無(wú)外殼式濕式除塵器，不僅解決了陽(yáng)極支撐梁的防腐問(wèn)題，更提出了1種陽(yáng)極檢修更換的方法。

無(wú)殼體濕式除塵器；陽(yáng)極；檢修更換；結(jié)構(gòu)計(jì)算

0 引言

2014 年9月12日，隨著國(guó)家發(fā)改委、環(huán)保部和國(guó)家能源局聯(lián)合下發(fā)《關(guān)于印發(fā)〈煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃(2014—2020 年)〉的通知》，國(guó)內(nèi)燃煤電廠掀起了一場(chǎng)超低排放改造的熱潮，其中脫硝采用增加催化劑層數(shù)，脫硫采用雙塔雙循環(huán)或增加噴淋層數(shù)及托盤(pán)的技術(shù)路線均可實(shí)現(xiàn)超低排放的要求。針對(duì)煙塵控制，技術(shù)路線較多，可采用低低溫電除塵器、布袋除塵或電袋除塵配合高效除塵脫硫塔技術(shù)，亦可采用濕式電除塵器技術(shù)。濕式電除塵器技術(shù)作為1種處理微量粉塵和顆粒的理想設(shè)備，可去除濕煙氣中的粉塵、PM2.5、SO3、重金屬汞等氣溶膠粒子。因其綜合脫除能力強(qiáng)，不受煤種、負(fù)荷及運(yùn)行工況變化影響等特點(diǎn)，在電站鍋爐超低排放改造中得到了廣泛應(yīng)用。

目前國(guó)內(nèi)濕式電除塵器技術(shù)，以導(dǎo)電玻璃鋼陽(yáng)極為主，其主要結(jié)構(gòu)包括殼體鋼結(jié)構(gòu)、陰陽(yáng)極等，其殼體包圍陰陽(yáng)極，陽(yáng)極上方布置陰極框架，陰極框架吊掛陰極線，陰極線穿過(guò)陽(yáng)極管中心[1]。其防腐工藝大多為玻璃鱗片或玻璃鋼，受防腐壽命及施工質(zhì)量影響較大。同時(shí)在濕式除塵器運(yùn)行過(guò)程中普遍存在“電火花”現(xiàn)象，“電火花”的存在會(huì)導(dǎo)致陽(yáng)極管局部碳化，嚴(yán)重的會(huì)擊穿陽(yáng)極管。因結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的局促性，陽(yáng)極支撐梁或陽(yáng)極管一旦損壞，其檢修更換十分困難，目前國(guó)內(nèi)濕式除塵器廠家未見(jiàn)良好的解決辦法。中國(guó)華電科工集團(tuán)有限公司(以下簡(jiǎn)稱華電科工)生產(chǎn)的無(wú)外殼式導(dǎo)電玻璃鋼陽(yáng)極濕式除塵器，不僅解決了陽(yáng)極支撐梁的防腐問(wèn)題，更提出了1種陽(yáng)極檢修更換的方法。

1 方案簡(jiǎn)介

以山東某電廠330 MW機(jī)組濕式電除塵器改造工程為例，其采用華電科工自主研發(fā)的無(wú)外殼式濕式電除塵技術(shù)，陽(yáng)極管段無(wú)外殼，陽(yáng)極管上下端與殼體采用玻璃鋼工藝密封，陽(yáng)極支撐梁與煙氣隔絕，避免了煙氣腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)。導(dǎo)電玻璃鋼陽(yáng)極模塊化布置，共20個(gè)陽(yáng)極模塊，分4個(gè)供電區(qū)，從北至南依次為第一至第四電場(chǎng)，本次預(yù)拆除更換第一電場(chǎng)A，B，C模塊及第二電場(chǎng)D模塊，如圖1所示。

圖1 陽(yáng)極模塊更換區(qū)域示意

2 拆除方案

在陽(yáng)極模塊支撐點(diǎn)下部向外焊接支撐架，下部加設(shè)斜支撐。支撐架采用 300 mm×300 mm方鋼制作，斜支撐采用DN125無(wú)縫鋼管制作，吊架上方做滑道，滑道采用#8槽鋼制作，支撐架外部設(shè)操作平臺(tái)，采用#10槽鋼制作框架、欄桿、格柵板等，如圖2所示。另制作平移小車以便模塊外運(yùn)。

圖2 懸挑支撐滑道結(jié)構(gòu)示意

首先更換陽(yáng)極模塊A，臨時(shí)拆除B1軸立截面。A2軸與A3軸之間標(biāo)高46.55 m及48.85 m 2根橫梁。經(jīng)結(jié)構(gòu)計(jì)算，臨時(shí)拆除方案滿足現(xiàn)有設(shè)備結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求。A模塊沿滑道滑出，更換A模塊，恢復(fù)鋼結(jié)構(gòu)至原設(shè)計(jì)。

其次更換陽(yáng)極模塊B，臨時(shí)拆除B1軸立截面中A3軸與A4軸之間標(biāo)高46.55 m及48.85 m 2根橫梁，及A3軸與A4軸之間標(biāo)高44.75～51.35 m間3根斜撐；B模塊沿滑道滑出，繼續(xù)拆除B2軸面中A3軸與A4軸之間標(biāo)高46.55 m及48.85 m 2根橫梁；D模塊沿滑道滑出；更換D模塊；恢復(fù)B2軸面中A3軸與A4軸之間標(biāo)高46.55 m及48.85 m 2根橫梁；更換B模塊，恢復(fù)B1軸立截面中A3軸與A4軸之間標(biāo)高46.55 m及48.85 m 2根橫梁，及A3軸與A4軸之間標(biāo)高44.75～51.35 m間3根斜撐。

最后臨時(shí)拆除B1軸立截面，A4軸與A5軸之間標(biāo)高46.55 m及48.85 m 2根橫梁，及標(biāo)高44.75～51.35 m之間3根斜撐；C模塊沿滑道滑出，更換C模塊，恢復(fù)鋼結(jié)構(gòu)至原設(shè)計(jì)。拆除方案如圖3所示。

圖3 模塊更換拆除結(jié)構(gòu)示意

3 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度核算

3.1 研究方法及荷載模型

國(guó)際化的通用結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)軟件STADD/CHINA由2部分組成，STADD.PRO與SSDD。STADD.PRO是由美國(guó)著名的工程咨詢和CAD軟件開(kāi)發(fā)公司REI從20世紀(jì)70年代開(kāi)始開(kāi)發(fā)的有限元結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)軟件，SSDD是1款鋼結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)與繪圖軟件，可對(duì)STADD.PRO的分析結(jié)果進(jìn)行中國(guó)規(guī)范檢驗(yàn)及后處理。

本鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)荷載主要包括恒荷載、風(fēng)荷載、雪荷載、地震荷載、溫度荷載等[2]，在更換拆除方案核算過(guò)程中，相對(duì)原鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，相應(yīng)荷載調(diào)整如下：取消更換模塊的相應(yīng)恒荷載，其他恒荷載與原鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一致；風(fēng)荷載保持與原鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一致；雪荷載保持與原鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一致；地震荷載保持與原鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一致；因更換施工在停機(jī)過(guò)程中進(jìn)行，故本次核算取消溫度荷載。

3.2 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度核算

圖4，圖5，圖6所示為根據(jù)更換方案對(duì)現(xiàn)有鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行的核算，根據(jù)STADD.PRO計(jì)算結(jié)果，臨時(shí)拆除方案滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求，部分梁及斜撐可以臨時(shí)拆除，待更換完成后需立即恢復(fù)。

圖4 更換A模塊拆除方案結(jié)構(gòu)強(qiáng)度核算(截圖)

圖5 更換B，D模塊拆除方案結(jié)構(gòu)強(qiáng)度核算(截圖)

滑道采用150 mm×150 mm×10 mm方管，布置于牛腿之間的簡(jiǎn)支梁，每個(gè)模塊設(shè)計(jì)荷載質(zhì)量為8 t，單根滑道支撐質(zhì)量為4 t。計(jì)算結(jié)果顯示支座反力為24 kN，最大彎矩為24.48 kN·m，彎曲正應(yīng)力95.10 N/mm2，小于抗彎設(shè)計(jì)值215 N/mm2，支座最大剪切應(yīng)力為9.61 N/mm2，小于抗剪設(shè)計(jì)值120 N/mm2，跨中撓度相對(duì)值1/1 092.2，小于撓度控制值1/250，故新增滑道設(shè)計(jì)滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求 。懸臂梁采用300 mm×300 mm×10 mm矩形管，每個(gè)模塊設(shè)計(jì)荷載質(zhì)量為8 t，單根懸臂梁支撐質(zhì)量為4 t。計(jì)算結(jié)果顯示支座反力為48 kN，最大彎矩為120.00 kN·m，彎曲正應(yīng)力為105.31 N/mm2，小于抗彎設(shè)計(jì)值215 N/mm2，支座最大剪切應(yīng)力為9.30 N/mm2，小于抗剪設(shè)計(jì)值120 N/mm2，跨中撓度相對(duì)值2/804.8，小于撓度控制值1/ 250，故新懸臂梁設(shè)計(jì)滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求[3-5]。

圖6 更換C模塊拆除方案結(jié)構(gòu)強(qiáng)度核算(截圖)

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著電站鍋爐超低排放改造的推廣，濕式除塵器因其成熟、穩(wěn)定、可靠的性能得到了廣泛應(yīng)用，限于現(xiàn)有防腐技術(shù)手段及施工質(zhì)量，同時(shí)考慮到陽(yáng)極管在運(yùn)行過(guò)程中因"電火花"造成的損壞，在濕式除塵器設(shè)計(jì)初期，陽(yáng)極的布置應(yīng)充分預(yù)留檢修工作空間，同時(shí)在結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)考慮陽(yáng)極更換的工況。

[1]司徒有功.超低排放濕式電除塵器方案的比較[J].江蘇電機(jī)工程，2015,34(5)：75-76.

[2]建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范：GB 50009—2012[S].

[3]建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范： GB 50011—2010[S].

[4]鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范：GB 50017—2003[S].

[5]鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接技術(shù)規(guī)程：JGJ 82—2011[S].

(本文責(zé)編：劉炳鋒)

2017-06-01；

2017-07-26

TG 179

B

1674-1951(2017)08-0026-03

周平(1981—)，男，湖北廣水人，工程師，從事燃煤電廠環(huán)保改造項(xiàng)目施工管理工作(E-mail:zhoup@chec.com.cn)。