火力发电厂烟囱介绍(一)

2、单筒式烟囱 砖单筒式烟囱只能用于高度小于60米的小型工厂的 烟囱。 混凝土单筒式烟囱用于早期对环保要求不高的烟囱和 现在一些较小型的工厂，如生物质电厂、燃气电厂等。 钢筋混凝土单筒式烟囱是在火力发电厂未设置烟气脱 硫装置（其烟气温度在130℃以上）时普遍采用的一 种结构形式。其内衬多采用普通耐酸砖，支承在筒身 牛腿上，内衬和筒身之间的隔热层有膨胀珍珠岩或岩 棉板等。这种形式的烟囱结构安全、构造简单、施工 方便，造价相对较低, 工期也易保证。在我国从设计 到施工都积累了比较丰富的经验。
火力发电厂烟囱设计 技 术 交 流
2012.12.29
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第一部分 第二部分 第三部分 第四部分
烟囱结构形式简述 烟囱设计流程介绍 几个典型烟囱实例介绍 烟囱施工技术



第一部分
烟囱结构形式简述

前言：烟囱是火力发电厂主要的建（构）筑 物之一，是电厂最醒目的建筑，也是一个比 较特殊的特种结构。作为火力发电厂的设计 人员，特别是担任主设人的人员，我们都应 该了解和熟悉烟囱设计的内容。

烟气湿法脱硫处理中采用加设烟气加热系统（GGH）来提高 脱硫处理后排放的烟气温度，可以将烟气温度提高到80℃及 以上，烟气冷凝结露温度约为65℃，通过GGH的烟气温度高 于烟气的冷凝结露温度，有效减缓了烟气冷凝结露产生的腐 蚀性液体，同时烟气温度较高，烟囱自拔力提高，烟囱内的 烟气压力不高，减少了烟气外渗。从理论上讲，采用烟气加 热系统（GGH）能有利于减缓烟气的腐蚀（即提高烟气温度， 减少结露），但烟气湿度、水分这些诱发腐蚀的因素依然存 在，这些也是值得关注和重视的。通过对设置脱硫系统加设 GGH电厂的调查，烟囱烟气的温度均能够达到80℃以上，烟 气在烟囱排烟筒内部处于微结露状态，结露形成的酸液较少 对排烟筒的腐蚀不大。以下为国电阳宗海电厂三期 2×300MW工程，烟气湿法脱硫加设烟气加热系统（GGH） 的烟囱腐蚀情况的调查，烟囱为砖内筒套筒式烟囱，左图为 砖排烟筒内表面，烟气结露很少，腐蚀不多，右图为烟囱和 烟道接口处的照片，没有酸液渗出。
单筒烟囱基本形式详见下图：


3、钢筋混凝土套筒式烟囱 套筒式烟囱一般用于设置了烟气湿法脱硫系统FGD 的烟囱，根据工艺是否设置烟气加热系统GGH采用 不同的内筒防腐方案。一般在工艺设置GGH时采用 砖内筒套筒式烟囱，在工艺不设置GGH时采用钢内 筒套筒式烟囱。

3.1、脱硫后烟气的特点和腐蚀性 烟气采用湿法脱硫工艺，可使烟气中SO2的含量大大减少 （脱除效率≥95%），但对造成烟气腐蚀主要成分的SO3脱 除效率并不高，仅20～30%左右。因此，烟气脱硫后，虽然 能使大气环境得到改善，但对烟囱的腐蚀隐患并未完全消除， 而且对烟囱抗腐蚀性能提出了更高要求。脱硫后的烟气环境 变得低温、高湿，烟气的含水量增大，此时烟气在上升过程 中，在烟囱内壁会出现结露现象；同时，烟气密度增加，烟 囱自拔力减小，烟囱内的烟气压力升高，加剧烟气外渗。脱 硫后的烟气中单位体积的稀释硫酸含量相应增加。且脱硫处 理后的烟气中还含有氟化氢和氯化物等强腐蚀性物质，形成 腐蚀强度高、渗透性较强、且较难防范的低温高湿稀酸型腐 蚀状况。

在系统不设置GGH（烟气加热系统）时，脱硫后的烟气温度为 40~50℃，均低于烟气冷凝露点温度65℃，且水份含量高、湿度 很大并处于饱和状态，烟气处于全结露现象。烟气易于冷凝结露 并在潮湿环境下产生腐蚀性的水液液体，酸液顺着排烟筒留下， 汇聚于积灰平台上，使烟囱内壁长期处于浸泡状态。对一台 300MW机组来说，烟气中水气结露后形成的具腐蚀性水液理论 计算量约10~15吨/每小时（实际运行小于此值），它主要依附于 烟囱内侧壁流下来至专设的排液口排到脱硫系统的废液池中。脱 硫处理后的烟气一般还含有氟化氢和氯化物等强腐蚀性物质，是 一种腐蚀强度高、渗透性强、且较难防范的低温高湿稀酸型腐蚀 状况。同时烟气温度很低，烟气形成正压，加剧烟气外渗。根据 我们在实地调查的结果，湿法脱硫烟囱冷凝结露液的PH值约在 2.0~3.0，烟气腐蚀性应被视为“高”化学腐蚀等级，即强腐蚀 性等级，烟囱应按强腐蚀性烟气来进行烟囱的结构安全性设计。 以下为国电宣威电厂六期2×300MW工程，烟气湿法脱硫不设烟 气加热系统（GGH）的烟囱腐蚀情况的调查，烟囱为单筒式钢筋 混凝土烟囱，左图为烟囱外表面，酸液已经从外筒渗出，右图为 烟囱和烟道接口处的照片，有大量酸液渗出。

1、火力发电厂常见烟囱结构型式及特点 烟囱分为单筒式烟囱和套筒式烟囱两大类。 单筒式烟囱又分为砖单筒式烟囱和混凝土单筒式烟 囱两种。 套筒式烟囱又分为砖内筒套筒式烟囱和钢内筒套筒 式烟囱，也可以分为单管式套筒式烟囱、双管式套 筒式烟囱、三管、四管式套筒式烟囱，砖内筒套筒 式烟囱一般为单管式，现在国内也有人设计过双管 式的套筒式烟囱，但是，砖内筒双管式套筒烟囱， 在设计和施工上都非常困难，很难推广。钢内筒套 筒式烟囱单管、双管、多管都有，目前国内最大的 有四管。

由于国内脱硫烟囱历史较短，专项的腐蚀调查研究资料很少， 经验也不多，并且国内烟囱设计标准中对脱硫处理的烟囱防 腐设计尚无明确说明。因此，对于脱硫后烟气对烟囱结构的 腐蚀性分析我们主要是借鉴国外的资料和做法。国际工业烟 囱协会（International Committee On Industrial Chimneys 缩 写CICIND）在其发布的《钢烟囱标准规程 Model Code For Steel Chimneys》（1999年第1版）中对脱硫后的烟气腐蚀 性能（烟气腐蚀性能对其它类型烟囱同样适用）有这样的说 明：（1）烟气冷凝物中氯化物或氟化物的存在将很大提高腐 蚀程度。（2）处于烟气脱硫系统下游的浓缩或饱和烟气条件 通常被视为高腐蚀等级（化学荷载）。（3）确定含有硫磺氧 化物的烟气腐蚀等级（化学荷载）是按SO3的含量值为依据。 （4）烟气中的氯离子遇水蒸气形成氯酸，它的化合温度约为 60℃，低于氯酸露点温度时，就会产生严重的腐蚀，即使是 化合中很少量的氯化物也会造成严重腐蚀。