專利名稱：發(fā)電廠三管自立式鋼煙囪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及發(fā)電廠中一種煙氣排放裝置(構(gòu)筑物)，更具體 地說它是一種發(fā)電廠三管自立式鋼煙囪。
背景技術(shù)：
煙自作為發(fā)電廠中重要的煙氣排放裝置，也是發(fā)電廠中最高和最 具標(biāo)志性的建筑物。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)和電力工業(yè)不斷發(fā)展，我國已 建成或正在建設(shè)發(fā)電廠煙囪，無論是單筒還是多管式的套筒煙囪，其 煙囪混凝土外筒選型都普遍采用了常規(guī)的圓形截面。
隨著國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的提高和大眾環(huán)境意識(shí)的增強(qiáng)，自2002年開 始國內(nèi)新建火力發(fā)電廠都要求進(jìn)行煙氣脫硫處理，致使煙自的運(yùn)行條 件更為惡劣，新建工程中釆用濕法脫硫工藝的脫硫煙囪大都采用了套 筒式煙囪，鋼內(nèi)筒、多管式套筒煙囪逐漸成為發(fā)展的主流。隨著發(fā)電 廠機(jī)組單機(jī)容量的提高，相應(yīng)煙自的鋼內(nèi)筒直徑越來越大，對(duì)于 2xl000麗機(jī)組其雙鋼內(nèi)筒套筒煙囪頂部直徑大的已經(jīng)達(dá)到18m多， 從煙囪整體外形來看高寬比嚴(yán)重不協(xié)調(diào)，因此從建筑景觀設(shè)計(jì)創(chuàng)新的 需求來考慮應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新設(shè)計(jì)使發(fā)電廠中最高的煙氣排放裝置在 滿足其使用功能的前提下，在電廠設(shè)計(jì)中注入現(xiàn)代氣息和建筑美學(xué)的 設(shè)計(jì)理念；并全面考慮其在整個(gè)電廠中的景觀作用和服從周邊建筑景 觀的要求，更加有效地服務(wù)于全廠的視覺和造型需要。
隨著發(fā)電廠機(jī)組單機(jī)容量的提高，相應(yīng)煙囪的鋼內(nèi)筒直徑越來越 大，占地面積加大， 一定程度上限制了發(fā)電廠主廠房用地指標(biāo)的優(yōu)化； 同時(shí)煙自底部占地面積的增加也使其與周邊設(shè)備的布置(如電除塵基礎(chǔ))存在一定的碰撞和沖突，從而制約和影響了發(fā)電廠爐后的工藝布 置，限制了發(fā)電廠系統(tǒng)布置和輸煤通道的優(yōu)化。
另 一方面，對(duì)于發(fā)電廠中的雙鋼內(nèi)筒套筒煙囪中主要功能為排放 煙氣的鋼排煙筒， 一般其直徑與高度相比較而言顯得細(xì)小，因此鋼內(nèi) 筒自身單獨(dú)無法承受水平的風(fēng)荷載，地震荷載的影響，需要在鋼排煙 筒的外側(cè)增加一個(gè)抵抗水平荷載作用的維護(hù)結(jié)構(gòu)，也就是我們說的鋼 筋混凝土外筒；也有采用鋼結(jié)構(gòu)塔架作為支撐結(jié)構(gòu)的塔架式煙囪。無 論是采用鋼筋混凝土外筒還是采用鋼塔架，作為鋼排煙筒的鋼內(nèi)筒均 考慮僅承受自身的重量作用，都不考慮它直接作為結(jié)構(gòu)受力構(gòu)件直接 參與抵抗風(fēng)荷載，地震荷載的水平作用，鋼內(nèi)筒結(jié)構(gòu)剛度沒有被有效 利用，材料特性沒有完全發(fā)揮。隨著發(fā)電廠機(jī)組單機(jī)容量的不斷提高， 套筒煙自的排煙筒直徑不斷增加，從而使取消鋼筋混凝土外筒后的鋼
排煙內(nèi)筒直接承受煙囪外部荷載成為一種可能；通過優(yōu)化排煙筒的數(shù) 量和釆用合理的結(jié)構(gòu)型式，充分發(fā)揮鋼排煙內(nèi)筒的材料特性使其成為 自立式鋼結(jié)構(gòu)煙囪成為可能。此外，對(duì)于環(huán)保要求日益提高和大眾的 環(huán)保意識(shí)日益增強(qiáng)，日益強(qiáng)調(diào)資源節(jié)約的今天，對(duì)于大力倡導(dǎo)創(chuàng)新發(fā) 展和可持續(xù)發(fā)展的今天，進(jìn)行鋼內(nèi)筒套筒煙囪的創(chuàng)新設(shè)計(jì)和優(yōu)化設(shè)計(jì)
具有非常重要的時(shí)代意義。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服了上述現(xiàn)有發(fā)電廠煙氣排放裝置的 不足之處，而提供一種發(fā)電廠三管自立式鋼煙囪。
本實(shí)用新型的目的是通過如下措施來達(dá)到的發(fā)電廠三管自立式 鋼煙囪，其特征在于它包括三個(gè)鋼煙囪、三個(gè)鋼結(jié)構(gòu)件，所述鋼結(jié)構(gòu) 件鋼煙囪之間并連接三個(gè)鋼煙自，鋼煙囪和連接鋼結(jié)構(gòu)件之間呈等邊 三角形布置，三個(gè)鋼煙自位于呈等邊三角形布置的三個(gè)角點(diǎn)上。
4在上述技術(shù)方案中，所述鋼煙囪與連接鋼結(jié)構(gòu)件的內(nèi)側(cè)有^f企修電梯。
在上述4支術(shù)方案中，它還包括二個(gè)煙道，二個(gè)煙道分別通入兩個(gè) 相鄰的鋼煙自內(nèi)。
在上述技術(shù)方案中，三個(gè)被連接鋼結(jié)構(gòu)件連接的三個(gè)鋼煙囪中僅 有兩個(gè)和煙道連4妄。
在上述技術(shù)方案中，三個(gè)鋼煙自的外側(cè)從上到下沿圓周布置有H型鋼。
本實(shí)用新型發(fā)電廠三管自立式鋼煙自具有如下優(yōu)點(diǎn) ①、 通過對(duì)鋼煙自的結(jié)構(gòu)優(yōu)化選型，采用三管自立式鋼煙囪后整 個(gè)鋼煙囪為 一個(gè)整體空間塔架結(jié)構(gòu)，且結(jié)構(gòu)體系平面和立面形體規(guī) 則，整個(gè)結(jié)構(gòu)形式沿受力均勻、合理。
② 、通過系統(tǒng)研究和分析工藝系統(tǒng)布置可知對(duì)于高參數(shù)和大容 量機(jī)組(如2x600MW， 2xl000匿等)發(fā)電廠創(chuàng)新地采用三個(gè)鋼煙筒 完全能夠?qū)崿F(xiàn)其使用功能和結(jié)構(gòu)功能的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，充分體現(xiàn)設(shè)計(jì)作為 電廠建設(shè)的優(yōu)勢(shì)和優(yōu)化作用。
③ 、三管自立式鋼煙囪取消了常規(guī)鋼內(nèi)筒套筒煙囪中的整個(gè)鋼筋 混凝土外筒，各個(gè)鋼煙筒間的有效連接結(jié)構(gòu)采用經(jīng)濟(jì)性佳的鋼銜架， 支撐結(jié)構(gòu)優(yōu)選截面性能優(yōu)良的鋼管，可有效控制煙囪的上部結(jié)構(gòu)造 價(jià)，同時(shí)由于煙囪整體自重的極大降低能夠優(yōu)化和降低基礎(chǔ)工程量， 從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)煙囪工程造價(jià)的降低，取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。
④ 、由三管自立式鋼煙囪完全取消了常規(guī)鋼內(nèi)筒套筒煙囪的鋼筋 混凝土外筒，由此整個(gè)煙囪底部外直徑一般從28-35m (2xl000MW機(jī) 組)縮減到20m-24m,實(shí)現(xiàn)主廠房A排到煙自中心的距離相應(yīng)縮小8m 左右，同時(shí)，煙囪底部外直徑沿主廠房縱向同樣的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了通過 煙自整體優(yōu)化設(shè)計(jì)為工藝的爐后布置預(yù)留更加充裕的空間，有效地避免煙囪基礎(chǔ)對(duì)電除塵器基礎(chǔ)等周邊基礎(chǔ)的影響，整體上對(duì)發(fā)電廠主廠 房的占地指標(biāo)起到了很好的優(yōu)化作用。
、對(duì)于三管自立式鋼煙自，整個(gè)鋼筋混凝土外筒的取消后整個(gè) 煙囪上部結(jié)構(gòu)采用了可循環(huán)利用的鋼結(jié)構(gòu)，其環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)對(duì)于大力提 倡可持續(xù)發(fā)展的今天，對(duì)于大力提倡發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的今天，具有非常 重要的社會(huì)效益和時(shí)代意義。
、整個(gè)鋼筋混凝土外筒的取消后整個(gè)煙囪上部結(jié)構(gòu)采用了鋼結(jié) 構(gòu)，能夠很好地保證整個(gè)煙自的施工質(zhì)量，同時(shí)國內(nèi)的施工水平完全 可以實(shí)現(xiàn)，從綜合分析看能夠降低煙自的總體施工難度，能夠有效地 加快煙自實(shí)際的施工工期和縮短煙自總體的施工周期。
⑦ 、三管自立式鋼煙自的三個(gè)鋼煙囪的外側(cè)從上到下沿圓周均勻
布置四個(gè)H型鋼(或稱H型鋼柱)，主要有三個(gè)方面的作用第一H型 鋼柱與支撐鋼桁架有效連接構(gòu)成整體結(jié)構(gòu)的支撐體系，利于計(jì)算分析 和設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性；第二H型鋼柱能夠起到破風(fēng)環(huán)的效果，減少風(fēng)荷載 的作用效應(yīng)，利于計(jì)算分析和設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性；第三H型鋼柱和支撐體 系聯(lián)系成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，作為3個(gè)鋼排煙筒的施工支撐結(jié)構(gòu)方便施工 的同時(shí)也可作為鋼排煙筒施工中的有效限位裝置，以保證施工質(zhì)量。
⑧ 、三管自立式鋼煙自全新結(jié)構(gòu)形式的提出，突破了國內(nèi)雙鋼內(nèi) 筒套筒煙自常規(guī)結(jié)構(gòu)選型的特點(diǎn)，打破在盤了發(fā)電廠煙囪外形過于單 一的現(xiàn)狀，為煙囪在滿足其使用功能的前提下建筑設(shè)計(jì)人員充分展示 電廠中的景觀設(shè)計(jì)和創(chuàng)意設(shè)計(jì)提供了 一個(gè)很好的平臺(tái)，將有力推動(dòng)電 廠設(shè)計(jì)中不斷融入現(xiàn)代氣息和建筑美學(xué)的設(shè)計(jì)理念。


圖1為本實(shí)用新型三管自立式鋼煙自的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型三管自立式鋼煙囪的工藝優(yōu)化方案平面簡(jiǎn)圖。
6圖3為圖1的A-A剖示圖。
圖4為圖1的B-B剖示圖。
圖中l(wèi).鋼煙筒、2.鋼結(jié)構(gòu)件、3JM多電梯、4.煙道、5. H型鋼(或 稱H型鋼柱)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的實(shí)施情況，但它們并不構(gòu)成 對(duì)本實(shí)用新型的限定，僅作舉例而已。同時(shí)通過說明本實(shí)用新型的優(yōu) 點(diǎn)將變得更加清楚和容易理解。
參閱附圖可知本實(shí)用新型發(fā)電廠三管自立式鋼煙囪，它包括位 于三個(gè)鋼煙囪1和連接鋼煙自1的鋼結(jié)構(gòu)件2 , 二個(gè)煙道4 ,每個(gè)煙 道4分別通入兩個(gè)相鄰的鋼煙自1 (如圖2所示)。鋼煙囪1和鋼結(jié) 構(gòu)件2之間呈等邊三角形布置，三個(gè)鋼煙囪l位于呈等邊三角形布置 的三個(gè)點(diǎn)上(如圖1所示)，鋼煙囪1與鋼結(jié)構(gòu)件2的內(nèi)側(cè)有4企^修電 梯3 (如圖2所示)。每個(gè)鋼煙囪1四周對(duì)稱布置有外貼的H型鋼5 (如圖1、圖2、圖3、圖4所示)。
我院結(jié)合多個(gè)科研項(xiàng)目和施工圖項(xiàng)目執(zhí)行的成功經(jīng)驗(yàn)，開展多 種條件下的風(fēng)洞模型試驗(yàn)和數(shù)模分析，并進(jìn)行針對(duì)性的對(duì)比和分析， 給出三管自立式鋼煙自風(fēng)荷載體形系數(shù)、風(fēng)振系數(shù)等參數(shù)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 中的正確和合理耳又值。
運(yùn)用如ANSYS， STAAD. Pro等國內(nèi)外先進(jìn)的有限元分析計(jì)算程序 對(duì)三管自立式鋼煙自方案進(jìn)行整體有限元和空間作用等分析和研究， 針對(duì)結(jié)構(gòu)受力進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算分析，對(duì)風(fēng)荷載、地震荷載、溫度荷載、 基礎(chǔ)傾斜等荷載作用效應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的分析和研究，給出溫度荷載、基 礎(chǔ)傾斜等荷載的計(jì)算分析方案，明確其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的控制性因素并提 出相應(yīng)的解決方案，提出相應(yīng)的設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則，并與常規(guī)的鋼內(nèi)筒套筒煙囪進(jìn)行對(duì)比和論證，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)，為其安全經(jīng)濟(jì)設(shè)計(jì)提 供依據(jù)，利于其在今后同類工程設(shè)計(jì)中的推廣和應(yīng)用。
需要說明的是對(duì)于所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不改變本實(shí)用 新型原理的前提下，還可以對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)做出若干的改變或變 形，這同樣屬于本實(shí)用新型技術(shù)的保護(hù)范圍。本實(shí)用新型同樣適用于 其它需設(shè)置煙氣排放裝置(構(gòu)筑物)的煙囪。
權(quán)利要求1、發(fā)電廠三管自立式鋼煙囪，其特征在于它包括三個(gè)鋼煙囪(1)、三個(gè)鋼結(jié)構(gòu)件(2)，所述鋼結(jié)構(gòu)件(2)鋼煙囪(1)之間并連接三個(gè)鋼煙囪(1)，鋼煙囪(1)和連接鋼結(jié)構(gòu)件(2)之間呈等邊三角形布置，三個(gè)鋼煙囪(1)位于呈等邊三角形布置的三個(gè)角點(diǎn)上。
2 、根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電廠三管自立式鋼煙自，其特征在 于所述鋼煙自(1 )與連接鋼結(jié)構(gòu)件(2 )的內(nèi)側(cè)有4企^修電梯(3 )。
3 、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)電廠三管自立式鋼煙自，其特 征在于它還包括二個(gè)煙道(4 )， 二個(gè)煙道(4 )分別通入兩個(gè)相鄰 的鋼煙囪(1 )內(nèi)。
4 、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)電廠三管自立式鋼煙囪，其特 征在于三個(gè)被連接鋼結(jié)構(gòu)件(2)連接的三個(gè)鋼煙囪(1)中僅有兩 個(gè)和煙道(4 )連接。
5 、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)電廠三管自立式鋼煙囪，其特 征在于三個(gè)鋼煙囪(1 )的外側(cè)從上到下沿圓周布置有H型鋼(5 )。
專利摘要發(fā)電廠三管自立式鋼煙囪，它包括三個(gè)鋼煙囪(1)、三個(gè)鋼結(jié)構(gòu)件(2)，所述鋼結(jié)構(gòu)件(2)鋼煙囪(1)之間并連接三個(gè)鋼煙囪(1)，鋼煙囪(1)和連接鋼結(jié)構(gòu)件(2)之間呈等邊三角形布置，三個(gè)鋼煙囪(1)位于呈等邊三角形布置的三個(gè)角點(diǎn)上。它克服了現(xiàn)有的發(fā)電廠鋼煙囪占地面積大、投資高等不足。本實(shí)用新型發(fā)電廠三管自立式鋼煙囪具有占地面積小、投資低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E04H12/00GK201367754SQ20092008342
公開日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2009年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月15日
發(fā)明者張江霖, 范振中, 蔣代波, 陳一軍 申請(qǐng)人:中國電力工程顧問集團(tuán)中南電力設(shè)計(jì)院