郭浩志

摘 要：文章通過(guò)河北某電廠電除塵器改造為電袋復(fù)合除塵器后殼體穩(wěn)定性發(fā)生失穩(wěn)情況的原因進(jìn)行分析，總結(jié)預(yù)防措施和處理辦法。

關(guān)鍵詞：電除塵改造；殼體失穩(wěn)；加強(qiáng)措施

中圖分類號(hào)：TK227.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）09-0009-02

我國(guó)火電廠的燃煤鍋爐使用較多的是電除塵器，但隨著國(guó)家煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，老舊的電除塵器已經(jīng)無(wú)法滿足國(guó)家煙氣排放的新標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)電除塵器進(jìn)行超低排放的改造勢(shì)在必行，其中對(duì)電除塵改造為電袋復(fù)合除塵器也是一種現(xiàn)在被市場(chǎng)接受的選擇，但改造的技術(shù)協(xié)議階段，設(shè)計(jì)階段容易把注意力都放在排放要求上，會(huì)忽視其他的技術(shù)要求。因由電除塵器改成電袋除塵器負(fù)壓是有比較大的增加，在技術(shù)協(xié)議階段和設(shè)計(jì)階段對(duì)結(jié)構(gòu)的受力必須要進(jìn)行核算或者加固，以保證運(yùn)行的結(jié)構(gòu)安全。

1 殼體失穩(wěn)實(shí)例

北方某電廠2×320 MW機(jī)組項(xiàng)目為保證煙塵濃度排放達(dá)標(biāo)，對(duì)運(yùn)行年限近20年的電除塵器改造為電袋復(fù)合除塵器半年后進(jìn)行停爐檢修，在檢修期間發(fā)現(xiàn)除塵器殼體的4通道12面共24根中部承壓件多數(shù)發(fā)生嚴(yán)重變形，甚至個(gè)別承壓件在拆除過(guò)程中發(fā)現(xiàn)已經(jīng)對(duì)中折斷，變形中部承壓件將袋籠和陰陽(yáng)極板擠壓變形，如圖所示。而陰陽(yáng)極板被擠壓變形接觸在一起發(fā)生電場(chǎng)短路。殼體內(nèi)部走道也受力變形，殼體墻板和雙室中間的寬立柱向內(nèi)凹陷變形。由于中部承壓件都發(fā)生嚴(yán)重變形甚至折斷，整個(gè)除塵器的殼體已經(jīng)無(wú)橫向受力能力，并且殼體墻板也有部分面積發(fā)生凹陷變形。如果在此情況下繼續(xù)運(yùn)行，在引風(fēng)機(jī)出現(xiàn)極端高負(fù)壓，或者灰斗排灰不暢堵灰嚴(yán)重的情況下，后果將不可挽救。

2 殼體失穩(wěn)計(jì)算分析

上述的殼體失穩(wěn)實(shí)例中殼體墻板只有小面積的發(fā)生凹陷變形，出現(xiàn)明顯嚴(yán)重變形的是中部承壓件，所以以下對(duì)殼體的承壓件進(jìn)行受力分析。

2.1 電袋除塵器運(yùn)行壓力

電袋除塵器正常運(yùn)行壓力在負(fù)壓700～1 200 Pa之間，但在出現(xiàn)以下情況：SCR脫銷的氨逃逸生成NH4HSO4等粘性物質(zhì)導(dǎo)致濾袋糊袋，噴吹管未對(duì)中或者噴吹壓力不夠造成濾袋的附灰過(guò)厚，濾袋對(duì)煤粉的選型錯(cuò)誤導(dǎo)致濾袋纖維堵灰，過(guò)濾面積設(shè)計(jì)過(guò)小導(dǎo)致過(guò)濾風(fēng)速過(guò)大，這些都會(huì)造成除塵器運(yùn)行高阻現(xiàn)象，并且從運(yùn)行高阻的情況最高負(fù)壓有出現(xiàn)4 000 Pa的負(fù)壓，而引風(fēng)機(jī)由于操作失誤或者設(shè)備故障出現(xiàn)甩負(fù)荷的情況下，更會(huì)出現(xiàn)6 000 Pa左右的負(fù)壓。這就要求電袋除塵器的設(shè)計(jì)壓力要達(dá)到6 000 Pa才能保證運(yùn)行結(jié)構(gòu)安全。

因?yàn)閷?duì)改造的除塵器在停爐前廠家無(wú)法進(jìn)除塵器內(nèi)部實(shí)際測(cè)量，需要找出原圖紙資料先進(jìn)行強(qiáng)度核算。如果強(qiáng)度核算不能滿足強(qiáng)度要求就必須對(duì)原承壓件進(jìn)行加強(qiáng)設(shè)計(jì)。另一方面在停爐后首先要對(duì)承壓件要進(jìn)行實(shí)際測(cè)量和核算，對(duì)承壓件的磨損情況也要查看，確認(rèn)強(qiáng)度消減情況，將強(qiáng)度消減量考慮進(jìn)強(qiáng)度計(jì)算中。

2.2 對(duì)失穩(wěn)實(shí)例電除塵器中部承壓結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析

實(shí)例電除塵器的殼體中部承壓件的布置和結(jié)構(gòu)圖，如圖2所示。

中部承壓件的材料為φ168x6的無(wú)縫鋼管，橫向管撐的間隔為5 830 mm，長(zhǎng)度為10 075 mm。另通過(guò)查看機(jī)組歷史運(yùn)行日志引風(fēng)機(jī)入口煙氣壓力最高達(dá)到-6 048 Pa，如圖3所示。

根據(jù)以上計(jì)算條件進(jìn)行計(jì)算：管撐截面積截面積A=30.54 cm2， 承受負(fù)荷面積為A=5.8X5=29 m2 ，并取最大負(fù)荷為6 000 Pa，管撐長(zhǎng)細(xì)比為185，穩(wěn)定系數(shù)為0.21。計(jì)壓軸為F=6*29*1.4=244 kN，則最大穩(wěn)定應(yīng)力為：σ=244 000/3 054/0.21=380 N/mm2大于材料的屈服應(yīng)力[σ]=235 N/mm2，由此計(jì)算得知在負(fù)荷為6 000 Pa時(shí)，管撐受力無(wú)法滿足實(shí)際運(yùn)行。

2.3 對(duì)承壓件已經(jīng)產(chǎn)生嚴(yán)重變形的現(xiàn)場(chǎng)處理方案

因中部的承壓件都發(fā)生變形，已經(jīng)不具受力條件，需要先把變形的承壓件都先拆除，再新裝承壓件，每面新增3層承壓件，新增的承壓件的布置位置要注意和濾袋袋籠的干涉。新裝承壓件的位置和尺寸如圖4所示。

加固后計(jì)算：

中部承壓件管撐按φ219x6，截面積A=40.15 cm2，計(jì)算長(zhǎng)度為10 075 mm，承受最大負(fù)載為8 000 Pa，承受負(fù)荷面積為A=5.8X3.45=20 m2 ，通過(guò)計(jì)算表明，負(fù)壓軸為F=8*20*1.4=224 kN，管撐長(zhǎng)細(xì)比為141，穩(wěn)定系數(shù)為0.34，則最大穩(wěn)定應(yīng)力為：

σ=224 000/4 015/0.34=164 N/mm2<[σ]=215 N/mm2

由上計(jì)算得知，此加固方案在負(fù)壓8 000 Pa時(shí)，承壓件應(yīng)力不會(huì)到屈服應(yīng)力，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

中部承壓件按負(fù)壓8 000 Pa進(jìn)行加固設(shè)計(jì)也必須要對(duì)中部承壓件的受力面的寬立柱進(jìn)行加固設(shè)計(jì)。寬立柱的加固方案為寬立柱的兩側(cè)采用25#槽鋼通長(zhǎng)加固。

2.4 現(xiàn)場(chǎng)的加固施工方案

此次加固施工主要內(nèi)容是要拆裝中部承壓件和寬立柱的槽鋼加固，如果要拆除頂部的凈氣室拆除濾袋袋籠代價(jià)太大，只能在殼體內(nèi)部施工，并且在焊接和動(dòng)火作業(yè)時(shí)要有安全距離，保護(hù)濾袋不被著火。

2.5 運(yùn)行情況

該項(xiàng)目加固完成后的19個(gè)月時(shí)間正常穩(wěn)定運(yùn)行，期間進(jìn)行了兩次設(shè)備檢修，經(jīng)進(jìn)設(shè)備內(nèi)部檢修未發(fā)現(xiàn)變形失穩(wěn)情況，內(nèi)部受力部件都完整完好，證明加固措施可行。

3 結(jié) 語(yǔ)

電除塵器改造為電袋除塵器是保證國(guó)家超低排放比較簡(jiǎn)單有效穩(wěn)定的一種選擇，但是由于后級(jí)除塵方式改造為布袋過(guò)濾，運(yùn)行壓力會(huì)在異常工況下出現(xiàn)超高負(fù)壓的情況，所以在改造項(xiàng)目設(shè)計(jì)負(fù)壓在6 000 Pa以上，具體設(shè)計(jì)負(fù)壓還是要根據(jù)機(jī)組實(shí)際運(yùn)行的穩(wěn)定性來(lái)確定。對(duì)殼體的受力部件必須檢查和核算，需要補(bǔ)強(qiáng)和強(qiáng)度實(shí)在無(wú)法更換的要落實(shí)保證設(shè)計(jì)強(qiáng)度能達(dá)到。在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中必須監(jiān)控設(shè)備結(jié)構(gòu)穩(wěn)定情況，比如設(shè)備出現(xiàn)陰陽(yáng)極短路，灰斗壁板和殼體墻板出現(xiàn)嚴(yán)重變形，要進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全判斷，為避免設(shè)備運(yùn)行重大事故，在設(shè)備出現(xiàn)嚴(yán)重結(jié)構(gòu)安全問(wèn)題時(shí)應(yīng)及時(shí)作出停機(jī)處理。

參考文獻(xiàn)：

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