专利名称：火力发电厂炉后烟道与支架一体化结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种燃烧产物或燃烧残渣的清除或处理；烟道，更具体地说涉及 一种火力发电厂炉后烟道与支架一体化结构。
技术背景 目前，随着世界经济的发展，大容量机组如600丽，1000丽等煤耗低，单位容量排 放低等优点，大容量机组已成为燃煤电厂未来的发展趋势。而大容量机组火力发电厂的炉 后烟道的钢材使用量较大，如一个两台600丽机组的常规火力发电厂仅炉后烟道本身约使 用钢材2500吨左右，而烟道与支架的钢材使用量亦为2500吨，烟道与支架的钢材使用量比 例约为l : 1。 在现有的设计分工中，电厂炉后烟道系统的烟道本体通常由热机专业设计，土建 专业则将烟道本体视为一个设备，根据热机专业提供的荷载资料及烟道支座位置来设计支 架，二者结合才能完成炉后烟道系统的最终设计。在这种理念指导下设计的现有炉后烟道 的缺点是烟道的结构仅考虑烟气流动对烟道本体的冲击造成的振动影响以及保证烟道本 体的刚度来决定烟道本体的钢板厚度、横竖向加固肋的规格和间距等，不考虑它直接作为 结构受力构件直接参与抵抗风荷载、地震荷载的作用，其结果是烟道钢结构的材料特性并 未充分发挥，是一种潜在浪费。在大力倡导创新发展和可持续发展的今天，对电厂炉后烟道 系统进行创新设计和优化设计无疑是一件有积极意义的工作
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术不足之处而提供一种结构更为合理、能节约大 量钢材的、可同时承担烟气压力、积灰荷载、风荷载、地震荷载的火力发电厂炉后烟道与支 架一体化结构。 本实用新型的目的是通过以下措施来实现一种火力发电厂炉后烟道与支架一体 化结构，它包括空预器出口至电除尘器入口烟道及支架、电除尘器出口烟道及支架、进烟囱 水平烟道及支架，其特殊之处是所述的空预器出口至电除尘器入口烟道、电除尘器出口烟 道、进烟囱水平烟道为方形桁架式结构，所述方形桁架式结构由四片平面桁架及内衬钢板 组合成封闭空间结构，前述电除尘器入口烟道、电除尘器出口烟道、进烟闺水平烟道与各自 的支架支承连接，其连接结构为固定连接及至少一个以上的滑动连接。 所述方形桁架式结构的上、下弦杆为H型钢，其横向加固肋为槽钢，其纵向加固肋 为不等边角钢，所述上、下弦杆及横向加固肋与内衬钢板满焊连接，所述纵向加固肋与内衬 钢板固焊或铰接连接。 所述方形桁架式结构的上弦杆、下弦杆、横向加固肋、纵向加固肋均为矩形空心截 面方钢，前述上弦杆、下弦杆、横向加固肋、纵向加固肋各构件与内衬钢板满焊焊接。[0009] 所述电除尘器入口烟道、电除尘器出口烟道、进烟囱水平烟道与支架的滑动连接 为烟道支座与支架顶板面上的限位凹槽组成一对滑动副，烟道支座底面及支架柱顶板面均 固定有聚四氟乙烯板。 所述电除尘器入口烟道、电除尘器出口烟道、进烟囱水平烟道至少设有一个波纹 膨胀节。 与现有技术相比，由于采用了本实用新型提出的火力发电厂炉后烟道与支架一体 化结构，采取大跨度结构布置，将烟道本体作为结构体系的一部分，作为桁架梁与支架一起 共同承担各种荷载。本实用新型在满足烟道功能的前提下，烟道本体又作为结构体系中的 承重构件，充分利用了烟道本体的强度；取消绝大部分烟道内撑杆，烟气阻力减小，电耗降 低；同时由烟道内撑杆腐蚀带来的维修费用减少。另外，烟道与支架结构体系布置简单明 了 ，传力路线清晰，外观效果较好。通过对比得知，对上述电厂的炉后烟道系统来说，本设计 方法可节省钢材量25%，如以我国08年投产90000MW电厂，其中1/3为600丽的同类机组 来计算，约为50台同类型600丽的机组，以每台机组节约钢材625吨计算，每年大约节省钢 材31250吨，效果相当显著。
图1是本实用新型提出的一个实施例平面示意图。 图2是图1实施例桁架式结构立体图。 图3是图2桁架式烟道截面图。 图4是图1实施例滑动支架示意图。 图5是图1实施例烟道安装膨胀节处与支架连接部位的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对具体实施方式
作详细说明在图1所示本实用新型提出的一个实 施例平面示意图。 一种火力发电厂炉后烟道与支架一体化结构，它包括空预器出口至电 除尘器入口烟道1及支架、电除尘器出口烟道2及支架、进烟囱水平烟道3及支架。所述的 空预器出口至电除尘器4入口烟道、电除尘器出口烟道、进烟囱5水平烟道为方形桁架式结 构，如图2 图3所示。所述方形桁架式结构由四片平面桁架4及内衬钢板5组合成封闭 空间结构。所述方形桁架式结构的上弦杆41、下弦杆42为H型钢，其横向加固肋43为槽 钢，其纵向加固肋44为不等边角钢。所述上、下弦杆及横向加固肋与内衬钢板5满焊连接， 所述纵向加固肋与内衬钢板固焊或铰接连接。桁架弦杆和横向加固肋及纵向加固肋的规格 根据烟道的断面尺寸及所受荷载计算确定，计算时不仅考虑烟气流速、负压或正压力，还应 考虑烟气流动对烟道本体的冲击带来的振动影响，来选择一定规格的横、竖向加固肋，确定 加固肋的间距；由于烟道本体还作为结构的桁架梁来承担荷载，故烟道的横向加固肋相当 于桁架梁的一部分，需要承担弯矩，轴力和剪力，横向加固肋需要刚接；而竖向加固肋作为 钢板的支撑构件，不仅起到传递荷载的作用，还要保证钢板不屈曲失稳，竖向加固肋主要承 受弯矩，竖向加固肋可满焊也可采用铰接连接的方式。通常横向加固肋的间距在1000 2200mm范围，纵向加固肋间距在400mm 600mm范围。烟道本体的钢板主要承担烟气压力， 风荷载，积灰荷载等。在烟道扭矩较大处，采取拉杆连接，减少烟道扭转效应。同时烟道本
4体(钢板，横竖向加固肋)设计需要满足《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程》(DL/ T 5121-2000)的要求。方形桁架式结构还可以采取如下措施所述方形桁架式结构的上弦 杆、下弦杆、横向加固肋、纵向加固肋均为矩形空心截面方钢，前述各构件与内衬钢板满焊 焊接。在满足方形桁架式结构强度及刚度的情况下，还可以做出其它变形或改变。 空预器出口至电除尘器入口烟道、电除尘器出口烟道、进烟囱水平烟道由各自的 支架6支承连接，其连接结构为固定连接及至少一个以上的滑动连接7。烟道与支架作为整 个结构体系，采用STAAD/CHINA或其他钢结构分析计算软件建模计算。综合考虑烟道与支 架整个结构体系在各种荷载工况下的荷载效应，进一步优化烟道支架与烟道横、竖向加固 肋截面，达到合理利用钢材强度。同时整个结构体系中的构件要满足土建结构专业的技术 规范的要求，如《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)，《钢结构设计规范》(GB50017-2003) 等结构设计规范。所述支架可以为带有斜支撑的井字形构架，也可以为单榀门形构架，也可 以是两者的混合布置，本领域的技术人员可按载荷计算合理地选择支架及支架跨度。图4 是图1实施例滑动支架示意图。所述烟道与支架的滑动连接7为烟道支座8与支架顶板面 9上的限位凹槽10组成一对滑动副，烟道支座底面及支架柱顶板面均固定有聚四氟乙烯板 11。滑动支座的设计保证了烟道在热的作用下受热膨胀时烟道支座8可以沿支架6顶板面 9上的凹槽10内滑动，烟道支座底面及支架柱顶板面均固定有聚四氟乙烯板ll，这样的结 构可减少滑移时的摩擦力。当烟道滑动到某种程度时，支座又限制烟道的运动，通过这种措 施，保证烟道与支架成为一个结构来共同抵抗地震作用或风荷载。 本实用新型考虑到从锅炉烟道排出的高温烟气带来的热膨胀，因此所述各烟道至 少设有一个波纹膨胀节，图5是烟道安装膨胀节12处与支架连接部位的示意图。通常波纹 膨胀节12安装在烟道分段处，位于支架的上方，膨胀节两端连接的烟道支座与支架形成的 滑动副在限位凹槽10内自由伸縮，使烟道本体在热作用下能按照指定方向滑动，每段烟道 本体热膨胀下的位移作为选择膨胀节的依据。本实用新型在实际使用时，还应对每段烟道 本体进行保温，该保温采用常规技术，这里不作叙述。 上述实施例并不购成对本实用新型的限制，凡采用等同替换或等效变换的形式所 获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
权利要求一种火力发电厂炉后烟道与支架一体化结构，它包括空预器出口至电除尘器入口烟道及支架、电除尘器出口烟道及支架、进烟囱水平烟道及支架，其特征是所述的空预器出口至电除尘器入口烟道、电除尘器出口烟道、进烟囱水平烟道为方形桁架式结构，所述方形桁架式结构由四片平面桁架及内衬钢板组合成封闭空间结构，前述电除尘器入口烟道、电除尘器出口烟道、进烟囱水平烟道与各自的支架支承连接，所述的各自的支架支承连接中至少有一个以上的连接为滑动连接。
2. 根据权利要求1所述的火力发电厂炉后烟道与支架一体化结构，其特征是所述方形 桁架式结构的上、下弦杆为H型钢，其横向加固肋为槽钢，其纵向加固肋为不等边角钢，所 述上、下弦杆及横向加固肋与内衬钢板满焊连接，所述纵向加固肋与内衬钢板固焊或铰接 连接。
3. 根据权利要求2所述的火力发电厂炉后烟道与支架一体化结构，其特征是所述横向 加固肋的间距在1000 2200mm范围，纵向加固肋间距在400mm 600mm范围。
4. 根据权利要求1所述的火力发电厂炉后烟道与支架一体化结构，其特征是所述方形 桁架式结构的上弦杆、下弦杆、横向加固肋、纵向加固肋均为矩形空心截面方钢，前述上弦 杆、下弦杆、横向加固肋、纵向加固肋各构件与内衬钢板满焊焊接。
5. 根据权利要求1或2所述的火力发电厂炉后烟道与支架一体化结构，其特征是所述 电除尘器入口烟道、电除尘器出口烟道、进烟囱水平烟道与各自的支架滑动连接结构为烟 道支座与支架顶板面上的限位凹槽组成一对滑动副，烟道支座底面及支架柱顶板面均固定 有聚四氟乙烯板。
6. 根据权利要求1或2所述的火力发电厂炉后烟道与支架一体化结构，其特征是所述 电除尘器入口烟道、电除尘器出口烟道、进烟囱水平烟道至少设有一个波 纹膨胀节。
专利摘要本实用新型涉及一种火力发电厂炉后烟道与支架一体化结构。它包括空预器出口至电除尘器入口烟道及支架、电除尘器出口烟道及支架、进烟囱水平烟道及支架；所述各烟道均为方形桁架式结构，所述方形桁架式结构由四片平面桁架及内衬钢板组合成封闭空间结构，前述各烟道由各自的支架支承连接，其连接方式为固定连接及至少一个以上的滑动连接。本实用新型采取大跨度结构布置，将烟道本体作为结构体系的一部分，作为桁架梁与支架一起共同承担各种荷载。其结构体系布置简单明了，传力路线清晰，外观效果好。由于充分利用了烟道本体的强度，取消绝大部分烟道内撑杆，烟气阻力减小，降低了烟道内撑杆腐蚀带来的维修费用。通过对比得知采用本产品可节省钢材量25％，效果显著。
文档编号F23J11/00GK201539875SQ20092007067
公开日2010年8月4日 申请日期2009年4月17日 优先权日2009年4月17日
发明者刘涛, 单艳花, 张栋, 栗树果, 程化南, 苏志华, 范德才, 陆卯生, 马俊华 申请人:上海电气工程设计有限公司