火电厂框架式非金属组合烟囱的制作方法
【专利摘要】火电厂框架式非金属组合烟囱，属于火电厂排烟装置【技术领域】，其特征在于三根立柱呈正三角形布置，立柱之间水平设置多层连接横梁，相邻的连接横梁之间设置支撑次梁，由支撑次梁构成的正三角形内配合设置由两段或两段以上非金属筒体连接构成的非金属烟囱本体，上下相邻两个非金属筒体之间通过软性膨胀节连接，每一非金属筒体底部通过支撑次梁连接设置刚性支撑装置、上部通过支撑次梁连接设置柔性支撑装置；本专利方案构思新颖、结构合理，烟囱本体采用分段结构和刚性、柔性支撑相结合的形式，荷载分布均匀性好，结构稳定性高，每段筒体可单独移动、拆卸、检修，便于检修维护的实施，同时具有占地少、、工期短、建设成本低、经济性好等特点。
【专利说明】火电厂框架式非金属组合烟囱
【技术领域】
[0001]本实用新型属于火电厂排烟装置【技术领域】，具体涉及一种火电厂框架式非金属组合烟囱。
【背景技术】
[0002]火电厂烟囱的主要结构形式有单筒式烟囱和套筒式烟囱，我国早期电厂由于未进行烟气脱硫，排放的烟气温度一般为110?160°C左右，属于干烟气，烟囱内壁处于干燥状态，烟气对烟?内壁材料腐蚀相当轻微，因此均采用单筒式钢筋混凝土烟? (干烟?)。随着环保政策对火电厂提出了脱硫要求，火电厂安装脱硫湿法装置后，烟气经气气换热器(GGH)系统加热后，进入烟囱的烟气温度为70?90°C，运行在此种工况下的烟囱被称为“半湿烟囱”，此时烟囱内壁有轻微结露。随着国家环保政策逐渐严格，许多湿法烟气脱硫装置取消了 GGH和烟气旁路，进入烟?的烟气温度为40?60°C，水分含量高，湿度处于饱和状态，在烟囱内壁会出现结露现象，沿筒壁有结露酸液的流淌，使烟?长期处于浸泡状态，运行在此种工况下烟囱称为“湿烟囱”。上述的“半湿烟囱”和“湿烟囱”均采用套筒式烟囱。
[0003]单筒式烟囱一般采用钢筋混凝土承重结构，内衬结构采用各种砖砌筑；套筒式烟囱的外筒一般采用钢筋混凝土结构，内筒根据不同条件可采用耐酸砖、钢材、合金或有机材料等。
[0004]无论是单筒式烟囱还是套筒式烟囱，在使用中都存在以下问题:
[0005](I)目前，国内大型燃煤机组的烟气脱硫装置90%以上采用石灰石一石膏湿法脱硫工艺，经过脱硫后的湿烟气中含有S02、S03、HCl等强酸性物，脱硫后，烟气温度处于酸露点以下，易产生具有腐蚀性的硫酸、亚硫酸和盐酸液，对烟囱内筒中的金属结构件以及其混凝土外筒中的钢筋有很强的腐蚀性，严重影响烟囱的安全运行；对于没有GGH的脱硫系统，烟气温度更低，烟气凝结酸液对烟囱的腐蚀作用更剧烈；因此，目前的传统烟囱都必须做特殊防腐处理，价格高昂。
[0006](2)目前火电厂烟囱的均为钢筋混凝土支撑结构，建成后只能在烟囱内部原地进行检修维护，无法移动、拆卸和更换，给烟囱的维护带来很大困难。
[0007](3)火电厂烟囱的混凝土外筒以及内筒防腐的施工难度很高，建造工期一般6个月以上，建造成本也非常高。
[0008](4)火电厂混凝土烟囱由于其自身结构特点，不仅重量大，对地基处理要求高，且需要较多占地空间。
实用新型内容
[0009]本实用新型旨在提供一种由烟囱本体与支撑架组合构成且烟囱本体采用多段非金属筒体配合构成、支撑架采用梁柱钢构结构的火电厂框架式非金属组合烟囱技术方案，以克服现有技术中存在的问题。
[0010]所述的火电厂框架式非金属组合烟囱，其特征在于三根立柱呈正三角形布置，立柱之间水平设置多层连接横梁，同一层内相邻的连接横梁之间设置支撑次梁，同一层内的连接横梁、支撑次梁分别构成正三角形结构，由支撑次梁构成的正三角形内配合设置由两段或两段以上非金属筒体连接构成的非金属烟?本体，上下相邻两个非金属筒体之间通过软性膨胀节连接，每一非金属筒体底部通过支撑层内的各支撑次梁连接设置刚性支撑装置、上部通过支撑层内的各支撑次梁连接设置柔性支撑装置。
[0011]所述的火电厂框架式非金属组合烟囱，其特征在于所述的非金属筒体采用多层复合结构，内层采用非金属硬聚氯乙烯板制作成型，外层采用玻璃钢加强材料涂覆成型，内外层之间按一定间距连接设置PVC环筋。
[0012]所述的火电厂框架式非金属组合烟?，其特征在于所述的软性膨胀节包括玻璃布浸氟橡胶环，玻璃布浸氟橡胶环与非金属筒体之间通过环形钢板、环形PVC板连接固定，环形钢板与玻璃布浸氟橡胶环固定连接，环形PVC板与非金属筒体固定连接，环形钢板、环形PVC板之间通过第一螺栓连接固定。
[0013]所述的火电厂框架式非金属组合烟?，其特征在于所述的柔性支撑装置包括一对柔性架PVC支撑筋板，柔性架PVC支撑筋板侧边通过柔性架PVC垫板与非金属筒体外壁固定连接、底部通过弹簧支架与支撑次梁连接配合，弹簧支架通过第二螺栓、第三螺栓分别与柔性架PVC支撑筋板、支撑次梁连接配合。
[0014]所述的火电厂框架式非金属组合烟?，其特征在于所述的刚性支撑装置包括一对刚性架PVC支撑筋板，每一刚性架PVC支撑筋板侧边分别通过刚性架PVC垫板与非金属筒体外壁固定连接，一对刚性架PVC支撑筋板的底部之间连接设置刚性架筋板连接板，刚性架筋板连接板与支撑次梁之间通过第四螺栓连接固定。
[0015]所述的火电厂框架式非金属组合烟囱，其特征在于所述的连接横梁与立柱之间焊接固定，连接横梁中部通过加强筋连接设置次梁连接板，支撑次梁通过第五螺栓与次梁连接板固定连接。
[0016]所述的火电厂框架式非金属组合烟?，其特征在于所述的立柱通过柱脚与混凝土基础固定连接，柱脚包括筋板、底板、紧固件，底板通过一组紧固件固定安装在混凝土基础上，底板上焊接固定一组筋板，各筋板内侧与立柱焊接固定。
[0017]所述的火电厂框架式非金属组合烟?，其特征在于所述非金属筒体的底部设置一层刚性支撑装置，上部设置I?3层柔性支撑装置，最顶端的非金属筒体顶部高出最高层支撑次梁的距离为1000?1500mm。
[0018]所述的火电厂框架式非金属组合烟囱，其特征在于所述的柔性架PVC支撑筋板采用翼板式结构。
[0019]所述的火电厂框架式非金属组合烟囱，其特征在于所述的刚性架PVC支撑筋板采用翼板式结构。
[0020]上述的火电厂框架式非金属组合烟囱，构思新颖、结构合理，烟囱本体采用分段结构和刚性、柔性支撑相结合的形式，每段筒体的荷载更小，且荷载由相应各层支撑梁平均承担，总荷载由传递到地面的基础承担，荷载分布均匀性好，结构稳定性高，每段筒体可以单独移动、拆卸、检修，不影响烟囱及其支撑框架的整体结构，检修作业不必进入烟囱筒体内部，便于检修维护的实施，同时具有节省占地、布置合理与工期短、建设成本低、经济性好等特点。【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型结构示意图；
[0022]图2为本实用新型俯视结构示意图；
[0023]图3为图1中C部结构放大图；
[0024]图4为图1中B部结构放大图；
[0025]图5为图4所示结构的俯视示意图；
[0026]图6为图1中A部结构放大图；
[0027]图7为图6所示结构的右视示意图；
[0028]图8为所述连接横梁与立柱连接结构、即图2中E部放大示意图；
[0029]图9为所述支撑次梁与连接横梁连接结构、即图2中D部放大示意图；
[0030]图10为图9所示结构的断面结构示意图；
[0031]图11为所述立柱的安装结构示意图；
[0032]图12为本实用新型另一实施例的俯视结构示意图
[0033]图中:I 一混凝土基础、2 —柱脚、2a—筋板、2b—底板、2c—紧固件、3 —立柱、4 一
连接横梁、5 —刚性支撑装置、5a —刚性架PVC垫板、5b —刚性架PVC支撑筋板、5c —刚性架筋板连接板、5d —第四螺栓、6 —柔性支撑装置、6a —柔性架PVC垫板、6b —柔性架PVC支撑筋板、6c—第二螺栓、6d—弹簧支架、6e—第三螺栓、7 —软性膨胀节、7a—玻璃布浸氟橡胶环、7b —第一螺栓、7c —环形钢板、7d —环形PVC板、8 —支撑次梁、8a —次梁连接板、8b —第五螺栓、8c —加强筋、9 一非金属筒体、10 — PVC环筋。
【具体实施方式】
[0034]现结合说明书附图，详细说明本实用新型的【具体实施方式】:
[0035]如图所示为火电厂框架式非金属组合烟囱，图2所示为采用单根非金属烟囱本体的组合烟囱，图12所示为采用两根非金属烟囱本体的组合烟囱，每根烟囱本体都采用非金属筒体分段结构，分段数量m+l，m为大于等于I的整数，即由两段或两段以上非金属筒体9构成非金属烟囱本体。
[0036]以单根非金属烟囱本体的组合烟囱为例，三根立柱3呈正三角形布置，立柱3通过柱脚2与混凝土基础I固定连接，柱脚2包括筋板2a、底板2b、紧固件2c，如图1和图11所示，底板2b通过一组紧固件2c固定安装在混凝土基础I上，底板2b上焊接固定一组筋板2a，各筋板2a内侧与立柱3焊接固定；底板2b和紧固件2c在混凝土基础施工时应先预埋好，筋板2a采用四块呈十字交叉型对称分布，每根立柱的紧固件2c数量上不少于八套以确保立柱3的稳定性。三根立柱3之间水平设置多层连接横梁4，同一支撑层内相邻的连接横梁4之间设置支撑次梁8，立柱3及其上所连接设置的多层连接横梁4、支撑次梁8构成烟囱支撑钢架，同一支撑层内分别有三根连接横梁4和三根支撑次梁8，同一支撑层内的连接横梁4、支撑次梁8分别构成正三角形结构，如图2、图12所示；立柱3 —般选用直径500mm、壁厚IOmm以上的钢管，连接横梁4采用直径300臟、壁厚8mm以上的钢管，支撑次梁8采用高度200mm以上的工字钢，连接横梁4与立柱3之间焊接固定，如图8所示，每一立柱3在同一层内与两根连接横梁4的端部固定连接；每一连接横梁4中部通过加强筋Sc连接设置次梁连接板8a，支撑次梁8通过第五螺栓Sb与次梁连接板8a固定连接，如图9、图10所示，每一次梁连接板8a通过第五螺栓Sb连接固定同一支撑层内相邻两根支撑次梁8的端部，采用这种螺栓连接结构可以根据安装检修要求进行拆卸，便于安装和维护操作。由支撑次梁8构成的正三角形内配合设置由两段及两段以上非金属筒体9连接构成的非金属烟囱本体，烟囱本体的出口水平高度可达到250米，适用的烟囱本体最大直径可达8米，非金属筒体9采用多层复合结构，内层采用非金属硬聚氯乙烯板制作成筒型，外层采用玻璃钢加强材料涂覆成型进行贴衬加强、以进一步增加烟?的强度和刚度，内外层之间按一定间距连接设置PVC环筋10进行加强，PVC环筋10连接设置在内层筒体的外壁上，基本按相邻两层间距1000?1500mm设置，同时每段筒体上可根据检修维护及环保要求，在适当位置开设人孔、视镜及检测孔等。上下相邻的两个非金属筒体9之间通过软性膨胀节7连接，如图3所示，该软性膨胀节7包括玻璃布浸氟橡胶环7a，玻璃布浸氟橡胶环7a的上、下端口与上、下段非金属筒体9对接，玻璃布浸氟橡胶环7a与非金属筒体9之间通过环形钢板7c、环形PVC板7d连接固定，环形钢板7c与玻璃布浸氟橡胶环7a固定连接，环形PVC板7d与非金属筒体9固定连接，环形钢板7c、环形PVC板7d之间通过第一螺栓7b连接固定；这种软性连接结构可有效避免烟?中各段筒体的垂直荷载及热膨胀力对相邻烟?筒体产生影响，有效降低了热膨胀和垂直位移对烟?各段筒体的影响。每一非金属筒体9的底部通过支撑次梁8连接设置一层刚性支撑装置5，上部通过1-3层的支撑次梁8分别连接设置柔性支撑装置6，每一非金属筒体9通过底部的一层刚性支撑装置5、上部的I?3层柔性支撑装置6进行支撑，每一非金属筒体9同一支撑层内的刚性支撑装置5或者柔性支撑装置6分别为三个、呈正三角形分布，可以保证非金属筒体9在垂直方向上自由伸缩；具体设计时，一般最顶端非金属筒体9所配置的柔性支撑装置6比下面的非金属筒体9所配置的柔性支撑装置6可以少一层。所述刚性支撑装置5的连接结构如图6、图7所示，包括一对刚性架PVC支撑筋板5b，每一刚性架PVC支撑筋板5b侧边分别通过刚性架PVC垫板5a与非金属筒体9外壁固定连接，一对刚性架PVC支撑筋板5b的底部之间通过热风焊连接设置刚性架筋板连接板5c，刚性架筋板连接板5c通过第四螺栓5d与支撑次梁8连接固定。所述柔性支撑装置6的连接结构如图4、图5所示，包括一对柔性架PVC支撑筋板6b，柔性架PVC支撑筋板6b侧边通过柔性架PVC垫板6a与非金属筒体9外壁固定连接、底部通过弹簧支架6d与支撑次梁8连接配合，弹簧支架6d通过第二螺栓6c、第三螺栓6e分别与柔性架PVC支撑筋板6b、支撑次梁8连接固定，其中每一柔性架PVC支撑筋板6b底部通过热风焊连接设置连接板用于与第二螺栓6c的连接，在安装各段非金属筒体9时，通过调整柔性支撑装置6中弹簧支架6d的弹簧受力，使支撑次梁8平均分担非金属筒体9的荷载，以确保烟囱支撑钢架受力均匀。
[0037]上述实施例中，刚性支撑装置5中采用的刚性架PVC支撑筋板5b与柔性支撑装置6中采用的柔性架PVC支撑筋板6b的结构相同，都采用了翼板式结构，在保证结构强度前提下可降低支撑装置的材料重量，所述的柔性架PVC垫板6a、刚性架PVC垫板5a分别通过热风焊与非金属筒体9外壁固定连接。
[0038]采用双烟囱时，如图12所示，共需安装设置四根立柱3并构成两个正三角形，每一正三角形内连接横梁4、支撑次梁8及由两段及两段以上非金属筒体9连接构成的非金属筒体的连接结构与上述单烟囱相同，在此不再赘述。[0039]应用上述火电厂框架式非金属组合烟?技术方案具备以下技术特点和有益效果:
[0040]I)非金属烟囱轻巧耐用，烟囱本体采用密度小、材质轻的PVC等非金属材料，烟囱本体荷载小。采用分段结构和刚性、柔性支撑相结合的形式后，每段筒体的荷载更小，且荷载由相应各层支撑梁平均承担，总荷载由传递到地面的基础承担，荷载分布均匀性好，无需太多钢材对其支撑，结构稳定性高；同时PVC板材耐腐蚀能力强，无需做防腐处理，外衬玻璃钢加强后具有很高的强度和稳定性，完全可以胜任火电厂机组脱硫后的含酸湿烟气介质，能保证在机组长期安全、稳定运行。
[0041]I)结构简单、安装维护方便
[0042]由于非金属烟囱本体质量小，且又是分段结构，烟囱筒体与支撑梁之间、烟囱各段筒体之间均采用螺栓紧固件的连接方式，施工时可以方便地进行分段组装，某段烟?筒体需要检修时，拆除相应筒体的支撑次梁，即可简单地将该段筒体拆下，然后移动到临近的正三角形检修空间内，如图2、图12所示，由相邻的连接横梁4及连接这两根连接横梁4的支撑次梁8构成，从而实现对烟?筒体段进行单独拆卸检修，而不影响烟?及其支撑框架的整体结构；每段筒体可以单独移动、拆卸，不必进入烟囱筒体内部，便于检修维护；每段筒体上可安装检测孔和视镜，便于对电厂排放烟气进行环保监测。支撑钢架上可安装楼梯和电梯，也便于进行日常巡检。
[0043]2)节省占地，布置合理
[0044]本实用新型安装三根或四根立柱支撑，可以布置单根和两根烟囱本体，完全可以满足目前火电厂烟气排放的需要，地面只需做三个或四个基础，占地面积小，在连接横梁与支撑次梁之间的正三角形空间区域可以作为非金属烟囱筒体的检修空间，也可以布置平台、楼梯，在地面基础的空隙间还可以布置其他设备及建构筑物，提高电厂场地空间的利用率，对于场地有限的老电厂改造项目，具有较高的布置优势。
[0045]3 )工期短、建设成本低、经济性好
[0046]非金属烟囱本体采用材质轻巧的PVC板，烟囱本体荷载小，支撑钢结构材料用量少，同混凝土烟囱相比，价格低廉。采用钢结构作为支撑结构，相比传统的混凝土烟囱支撑结构，施工时间可以大幅度缩短，节约了工期。烟囱筒体的PVC材料本身具有很强防腐蚀的性能，无需另外防腐处理，相比需做特殊防腐处理的套筒式混凝土烟?，可以大幅度降低装置成本。
【权利要求】
1.火电厂框架式非金属组合烟?，其特征在于三根立柱(3)呈正三角形布置，立柱(3)之间水平设置多层连接横梁(4)，同一层内相邻的连接横梁(4)之间设置支撑次梁(8)，同一层内的连接横梁(4)、支撑次梁(8)分别构成正三角形结构，由支撑次梁(8)构成的正三角形内配合设置由两段或两段以上非金属筒体(9)连接构成的非金属烟?本体，上下相邻两个非金属筒体(9)之间通过软性膨胀节(7)连接，每一非金属筒体(9)底部通过支撑层内的各支撑次梁(8 )连接设置刚性支撑装置(5 )、上部通过支撑层内的各支撑次梁(8 )连接设置柔性支撑装置(6)。
2.如权利要求1所述的火电厂框架式非金属组合烟囱，其特征在于所述的非金属筒体(9)采用多层复合结构，内层采用非金属硬聚氯乙烯板制作成型，外层采用玻璃钢加强材料涂覆成型，内外层之间按一定间距连接设置PVC环筋(10)。
3.如权利要求1所述的火电厂框架式非金属组合烟囱，其特征在于所述的软性膨胀节(7)包括玻璃布浸氟橡胶环(7a)，玻璃布浸氟橡胶环(7a)与非金属筒体(9)之间通过环形钢板(7c)、环形PVC板(7d)连接固定，环形钢板(7b)与玻璃布浸氟橡胶环(7a)固定连接，环形PVC板(7d)与非金属筒体(9)固定连接，环形钢板(7c)、环形PVC板(7d)之间通过第一螺栓(7b)连接固定。
4.如权利要求1所述的火电厂框架式非金属组合烟囱，其特征在于所述的柔性支撑装置(6)包括一对柔性架PVC支撑筋板(6b)，柔性架PVC支撑筋板(6b)侧边通过柔性架PVC垫板(6a)与非金属筒体(9)外壁固定连接、底部通过弹簧支架(6d)与支撑次梁(8)连接配合，弹簧支架(6d)通过第二螺栓(6c)、第三螺栓(6e)分别与柔性架PVC支撑筋板(6b)、支撑次梁(8)连接配合。
5.如权利要求1所述的火电厂框架式非金属组合烟囱，其特征在于所述的刚性支撑装置(5)包括一对刚性架PVC支撑筋板(5b)，每一刚性架PVC支撑筋板(5b)侧边分别通过刚性架PVC垫板(5a)与非金属筒体(9)外壁固定连接，一对刚性架PVC支撑筋板(5b)的底部之间连接设置刚性架筋板连接板(5c)，刚性架筋板连接板(5c)与支撑次梁(8)之间通过第四螺栓(5d)连接固定。
6.如权利要求1所述的火电厂框架式非金属组合烟?，其特征在于所述的连接横梁(4)与立柱(3)之间焊接固定，连接横梁(4)中部通过加强筋(Sc)连接设置次梁连接板(8a)，支撑次梁(8)通过第五螺栓(Sb)与次梁连接板(8a)固定连接。
7.如权利要求1所述的火电厂框架式非金属组合烟?，其特征在于所述的立柱(3)通过柱脚(2 )与混凝土基础(I)固定连接，柱脚(2 )包括筋板(2a)、底板(2b )、紧固件(2c )，底板(2b)通过一组紧固件(2c)固定安装在混凝土基础(I)上，底板(2b)上焊接固定一组筋板(2a)，各筋板(2a)内侧与立柱(3)焊接固定。
8.如权利要求1所述的火电厂框架式非金属组合烟?，其特征在于所述非金属筒体(9)的底部设置一层刚性支撑装置(5)，上部设置I?3层柔性支撑装置(6)，最顶端的非金属筒体(9)顶部高出最高层支撑次梁(8)的距离为1000?1500mm。
9.如权利要求4所述的火电厂框架式非金属组合烟囱，其特征在于所述的柔性架PVC支撑筋板(6b)采用翼板式结构。
10.如权利要求5所述的火电厂框架式非金属组合烟囱，其特征在于所述的刚性架PVC支撑筋板(5b)采用翼板式结构。
【文档编号】E04H12/28GK203531493SQ201320544023
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年9月3日 优先权日:2013年9月3日
【发明者】孟炜, 黄坚, 单新宇, 徐灏, 钟莎, 颜杰 申请人:浙江天地环保工程有限公司