套筒烟囱与单筒烟囱比较分析

套筒烟囱与单筒烟囱比较分析

【摘要】以实际工程为例介绍套筒烟囱与单筒烟囱在电厂中的应用，比较两种方式烟囱的不同点，从而为今后的设计总结了经验

【关键词】套筒烟囱单筒烟囱比较

1工程介绍

本文介绍两个工程，在设计条件基本相近的情况下对烟囱进行对比。中电投乌苏热电厂一期(2×300MW机组)工程，系火力发电项目，采用单套筒烟囱，为新疆电源支撑点，工程建设地点位于新疆乌苏市开发区。新疆西部合盛热电有限公司2×330MW机组新建工程，系火力发电项目，采用单筒烟囱，为企业自备电厂，工程建设地点位于新疆石河子市。

2 基本条件对比

上述两工程同为300MW机组等级电厂，在锅炉的排烟量及出口烟速上指标接近，由煤质资料上得出乌苏电厂煤质烟气腐蚀性指数为强腐蚀，而合盛电厂煤质为弱腐蚀。根据规范计算得出乌苏电厂的烟气强腐蚀采用套筒式烟囱及配套同步脱硫设施, 基本设计条件: ①烟囱高度210米，内筒出口直径7.5米，外筒出口直径10.3米，内筒为悬吊钢内筒。②抗震基本设防烈度为8度,设计基本地震加速度为0.2g,Ⅱ类场地土,特征周期0.35s。③基本风压值：0.64kN/m2。④夏季极端最高温度为41.3度,冬季极端最低温度为-32.3度;合盛电厂采用单筒烟囱内贴耐酸砖及配套同步脱硫设施, 基本设计条件: ①烟囱高度210米，外筒出口直径7.54米。②抗震基本设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.188g,Ⅲ类场地土。③基本风压值：0.64kN/m2。④夏季极端最高温度为42.2度,冬季极端最低温度为-39.8度。

3 数据输入

乌苏烟囱外筒坡度0-60m i=0.04，60-130m i=0.03,130-205m i=0.00，烟囱分节为38节,0-125m筒壁厚550mm-330mm，125m-205m筒壁厚330mm，内筒支承平台在5,15,27,38节顶部，重量分别为335KN,1272 KN,1323KN, 1395KN。钢内筒0-40m壁厚10mm;40-210m壁厚8mm。外筒壁导热系数λ=1.74+0.0005T。合盛烟囱外筒坡度0-40m i=0.06，40-100m i=0.04,100-195m i=0.02，195-210m i=0.00，烟囱分节为39节,0-150m筒壁厚600mm-300mm，150m-190m筒壁厚250mm，19m-210m筒壁厚200mm，外筒内部贴耐酸砖+呋喃玻璃钢。外筒壁导热系数λ=1.74+0.0005T，呋喃玻璃钢导热系数λ=0.033，耐酸砖导热系数λ=0.35+0.0005T。

4 结果输出及对比

荷载效应基本组合：（1）恒载(1.0)+风荷载(1.4) +附加弯矩；（2）恒载(1.2)+

风荷载(1.4) +附加弯矩；（3）恒载(1.35)+风荷载(1.4) +附加弯矩；（4）重力荷载代表值(1.0)+风荷载(0.28)+水平地震力(1.3)-竖向地震力(0.5) +地震附加弯矩；（5）重力荷载代表值(1.2)+风荷载(0.28)+水平地震力(1.3)+竖向地震力(0.5) +地震附加弯矩；（6）重力荷载代表值(1.0)+风荷载(0.28)+水平地震力(0.5)-竖向地震力(1.3) +地震附加弯矩；（7）重力荷载代表值(1.2)+风荷载(0.28)+水平地震力(0.5)+竖向地震力(1.3) +地震附加弯矩。（注：系数0.28为风荷载组合系数0.2与分项系数1.4之积）。荷载效应标准组合：（1）恒+风+风附加弯矩；（2）恒+0.2风+水平地震-0.4竖向地震+地震附加弯矩；（3）恒+0.2风+水平地震+0.4竖向地震+地震附加弯矩；（4）恒+0.2风+0.4水平地震-竖向地震+地震附加弯矩；（5）恒+0.2风+0.4水平地震+竖向地震+地震附加弯矩。

1.计算得出乌苏烟囱第一振型下的周期为

2.926s；合盛烟囱第一振型下的周期为

3.089s

2.计算得出风荷载计算内力(标准值)：乌苏烟囱VK= 2521.85KN，MK= 292284.7 KN·m，地震荷载计算内力(标准值)：VEK= 2911KN，MEK= 228699.2KN·m，竖向地震力（标准值)：FEVK= 9572.3KN；合盛烟囱VK= 2414.13KN，MK= 268018.8 KN·m，地震荷载计算内力(标准值)：VEK= 3624.7KN，MEK= 259032.9KN· m，竖向地震力（标准值)：FEVK= 10028.1KN；

3.±0.00m组合弯矩值：乌苏烟囱Ms1=456545.2KN，Ms2=466562.5KN, Ms3=474223.6KN, Ms4=40986

4.1KN，Ms5=453120.4KN，Ms6=204234.6KN，Ms7=269337.8KN；合盛烟囱Ms1=565110.6KN，Ms2=608953.9KN, Ms3=584797.7KN, Ms4=491761.8KN，Ms5=516618.8KN，Ms6=255498.7KN，Ms7=281648.4KN

4. ±0.00m附加弯矩值：乌苏烟囱Ma1=47346.7KN，Ma2=57364KN Ma3=6502

5.1KN，Ma4=30715.4KN，Ma5=73971.7KN，Ma6=8045.3KN，Ma7=73148.5KN；合盛烟囱Ma1=138510.5KN，Ma2=178368.1KN,Ma3=156407.9KN,Ma4=79973.7KN,Ma5=104830.8KN,Ma6=50 937KN,Ma7=7708

6.7KN

5. 外筒的混凝土量：乌苏烟囱3508.6 m3；合盛烟囱394

6.2 m3

6. 内外侧竖向、环向钢筋计算结果由底到顶逐步递减，计算结果满足要求。

7. 乌苏烟囱含450吨的钢内筒。

5分析及比较

由数据得出：1.相同高度及出口的烟囱，单筒烟囱比套筒烟囱周期长，这也反映出在200米以上时，由于套筒烟囱外筒直径大于单筒烟囱，相应的惯性矩也增加，刚度上套筒强于单筒。2.单筒烟囱整体渐变尺寸小于套筒烟囱，导致单筒烟囱的风荷载内力小于套筒烟囱。3.两种情况的烟囱地震加速度大致相当，但Ⅲ