小火电结构技术措施.doc

小火电结构技术措施
概述
    　　《火力发电厂土建结构制定技术规定》DL 5022〔以下简称《土规》〕刚刚完成了送审稿编制，应广大制定人员和本刊物的邀请，就修编的主要内容做简要介绍，由于新标准尚未审定，所涉及内容仍有修改的可能，仅供制定人员参照。
    　　《土规》修编的依据为国家建设主管部门公布和修订的最新建筑标准，并总结和汲取了行业多年来的工程经验和科研成果，在广泛征求看法的基础上，由国内多家电力制定院合作编制完成。新标准与DL 5022-93相比，标准适用范围扩大到1000MW级发电厂土建结构；增加了直接空冷器支架、干灰库、封闭煤场、脱硫烟气的烟囱防腐等内容和章节；荷载、动力机器基础、管道支架、主厂房抗震等章节均有较大的修改，同时送审稿编制及时引入汶川地震震害资料和国家抗震标准修订的重要内容。下面就送审稿修编的主要内容做简要介绍。

    1 发电厂建〔构〕筑物的安全等级
    　　新标准对发电厂建〔构〕筑物安全等级的规定作较大修改，规定：高度200m及以上的烟囱、主厂房悬吊煤斗、汽机房屋盖等主要承重结构安全等级为一级，其余建〔构〕筑物均为二级〔黑体字为送审稿正文原文，以下同〕。烟囱的安全等级提升为一级，合计到与国标《烟囱制定规范》GB 50051-2021的一致性。主厂房悬吊煤斗、汽机房屋盖安全等级确实定吸取了征求看法的建议，较原《土规》提升了一级。钢筋混凝土炉架、筒仓的安全等级则调整为二级。
    　　原《土规》对“钢筋混凝土煤斗、筒仓、悬吊锅炉炉架、屋架、托架安全等级定为一级〞。合计到《建筑结构荷载规范》GB50009中3.2.2条修订时，因新增了由永久荷载效应控制的组合，使承受以恒载为主结构的安全度有所提升；取消了混凝土弯曲抗弯强度fcm，统一取用抗压强度fc，使以受压为主混凝土结构的安全度有所提升，取消了有关钢筋混凝土屋架、托架和承受恒载为主的柱安全等级应提升一级的规定。新标准调整时予以采纳。

    2 钢筋混凝土框架温度伸缩缝的最大间距
    　　钢筋混凝土框架结构纵向温度伸缩缝的最大间距，维持原《土规》不变：现浇结构不宜超过75m，装配式结构不宜超过100m 。当机组单元长度超出温度伸缩缝间距限值较多时，为保证结构的安全及经济性，宜在机组单元中部增设一道伸缩缝。
    　　按照工程施行经验，75m长度的主厂房纵向结构，当施工中采纳必要的措施，或结构制定增加适量的温度钢筋，能够满足制定标准要求。针对1000MW级主厂房机组单元长度达90-120m，超出75m较多的实际状况，通过对工艺布置的分析认为，在机组单元中部增设一道伸缩缝是最有利的选择。目前，行业正在展开温度应力计算和工程措施的研究工作。本次修编在附录中提出了温度作用的计算原则。

    3 地基基础制定等级
    　　新标准地基基础制定为甲级的类型，区分开重要电厂与一般电厂，一般电厂部分适当放宽，详见下表：
    地基基础制定等级
    制定等级 建筑和地基类型 
    甲级 规划容量为800MW或单机容量300MW及以上电厂的主厂房〔包括汽轮发电机基础、锅炉构架基础〕、主〔集〕控制楼、网络控制楼、通讯楼、220kV及以上的屋内配电装置楼、高度大于等于200m的烟囱、直接空冷器支架、跨度大于30m的厂房建筑、场地及地质条件复杂的建筑物、高边坡。 

    　　地基基础制定分类与电厂的重要性相关联，主要采纳了征求看法的建议。新标准在发电厂甲级制定等级中增加了直接空冷器支架、场地及地质条件复杂的建筑物、高边坡；对原规定“跨度大于30m的干煤棚及其他厂房建筑〞明确为“跨度大于30m的厂房建筑〞。

    4 动力机器基础下地基土的承载力验算
    　　动力机器基础下地基土的承载力验算时，地基承载力的动力折减系数αf的取值：对框架式基础，当地基为密实的中粗砂、碎石土、基岩或端承桩时可采纳1.0，其余取0.8。大块式基础应取0.8，新标准对地基承载力的动力折减系数αf的调整，吸取了征求看法的建议，主要针对框架式汽轮发电机基础的制定。合计到框架式基础底板的振动影响较小，地基承载力的动力折减系数αf，可针对不同的地质条件和地基处理方案区别对待。当框架式基础位于低压缩性土，如密实的中粗砂、碎石土、基岩或端承桩时，可忽略振动对地基的影响，即αf取1.0；当框架式基础地基为中高压缩性土，如中密或稍密的粉细砂、粘土或摩擦桩时，应慎重对待振动可能引起的附加变形导致基础的不均匀沉降，这种状况下αf仍应取0.8。对大块式基础维持原标准αf取0.8不变。
    　　新标准同时规定：钢球磨煤机的大块式和墙式基础可不作动力计算。但计算基础底面净压力时，除基础自重、回填土重、设备自重及基础上其他荷载外，还应合计作用在磨煤机每端轴承中心线处的定向水平当量荷载Px。

    5 汽轮机组基础底板的厚度
    　　汽轮机组基础的平板式底板的厚度或井式、梁板式的梁高应依据地基土的性质而定，在满足基础柱崁固的前提下，可取基础相邻柱之间净距的1/3.5~1/5。
    　　随着机组容量的增大，基础纵向长度相应增大，原《土规》的底板厚度限值1/15不尽合理；《动力机器基础制定规范》GB 50040底板厚度限值为1/15~1/20。本次修编修改为相邻柱之间净距的1/3.5~1/5。

    6 汽轮发电机基础底板和柱的最小配筋率
    　　汽轮发电机基础底板板顶和板底的钢筋最小配筋率不宜小于0.1%~0.15%。汽轮发电机基础柱配筋应按计算确定，柱全部纵向钢筋的最小配筋率不宜小于0.5%，直径不宜小于25mm。
    　　本次修编新增了汽轮发电机基础底板、柱的构造配筋规定。由于汽轮发电机基础结构的特别性，如简单照搬钢筋混凝土框架房屋框架结构、筏板基础的配筋构造是不合适的。基础底板的最小配筋率为0.1%和柱的最小配筋率0.5%，参照了美国《大型汽轮发电机基座制定导则》的取值。基础底板的最小配筋率定为0.1%~0.15%的范围值，制定人员可依据底板的厚度选择取上限或下限。

    7 高、变转速设备基础的振动控制标准
    　　原规范中机器转速只限于3000r/min。新标准补充了工作转速大于3000r/min的高、变转速设备基础的振动控制标准。关于工作转速大于3000r/min的汽动给水泵、电动给水泵等高转速、变转速设备基础顶面扰力作用点〔或控制点〕的最大振动速度应小于5.0mm/s。补充了转速大于3000r/min的机器的扰力计算公式，以及多个不同频率的扰力作用时，对验算点所产生的振动速度的计算公式。

    8 圆形封闭煤场的结构
    　　圆形煤场的侧壁可采纳扶壁柱加挡煤墙结构，屋顶网架支承于壁柱。侧壁也可采纳连续竖拱组成的筒壳结构。混凝土挡煤墙应依据煤质的不同采纳相应的保护措施，以减少因煤的自燃对混凝土挡煤墙结构的影响。圆形封闭煤场制定应合计堆煤荷载对基础及上部结构的不利影响。
    为防范自燃损坏，可在堆煤高度范围内设置防火内衬；另外在挡煤墙设置测温设施实施监控也是有效的措施。圆形结构的下部筒壁，受环境影响的温度应力较高，必需在施工阶段采纳一些措施。

    9 脱硫烟气防腐标准
    　　新标准作出明确规定，石灰石－石膏湿法脱硫处理后的烟气应按强腐蚀性等级合计；半干法、干法〔水介质〕脱硫处理后的烟气应按中等腐蚀性等级合计；循环硫化床锅炉 (CFB) 或其它干法脱硫处理后的烟气应按弱腐蚀性等级合计。
    　　新标准汲取了国外的研究成果和国际制定标准，以及国内大型的技术交流会的经验，明确石灰石－石膏湿法脱硫处理后的烟气为强腐蚀性等级。在对陆续投运机组的烟囱下集水坑、烟道冷凝液排液管及其与工艺主烟道连接处的冷凝液搜集和腐蚀状况调查证实，烟道冷凝液PH可达3以下，验证了强酸腐蚀性的结论。一般安全等级越高或同一安全等级机组容量越大，防腐标准也应相应提升；有正压烟气运行工况的应强化防腐措施和防脱落措施；结露腐蚀严重〔如不设置GGH〕，防腐应采纳较高的标准；必需要采纳更严格的防腐隔离措施。

    10 脱硫烟气排烟筒的选型
    　　当排放强腐蚀性烟气时，一般应采纳套筒式或多管式烟囱。即把承重的钢筋混凝土外筒壁与排烟内筒分开，避免承当安全作用的钢筋混凝土外筒壁结构与排烟内筒可能渗漏的强腐蚀性烟气直接接触。钢筋混凝土外筒壁与排烟内筒间留设的间隙应合计人员巡查和维护检修的条件。
    　　关于排放强腐蚀性烟气的烟囱强调留有巡查和维护检修的条件，套筒式或多管式烟囱可以提供方便的检修维护条件，单筒式烟囱检修维护条件较差。排烟筒必需强化其密闭性，以防止钢筋混凝土外筒壁结构腐蚀，应尽量规避可能出现严重腐蚀危害和大工作量的检修。
    　　本次修订合计到与《烟囱制定规范》GB 50051的衔接，关于排放中等腐蚀性烟气，也把套筒式烟囱作为首选。

    11 直接空冷器支架结构
    　　通过国内已建的几十个直接空冷器支架结构的调查搜资和整理对比 研究，以及对工程制定经验数据的总结，对应用较多和比较成熟的钢桁架-支柱结构、钢框架-支撑结构和钢筋混凝土框架结构等三种形式列入了新标准的技术规定。

    　　钢桁架矢高可按柱距的1/3~1/5。焊接钢梁的矢高按1/7~1/9。钢筋混凝土管柱的直径宜按实际柱高度的1/10~1/12取用，管柱壁厚按外径的1/12~1/8。
    　　在空冷平台整体结构分析计算时，平台〔即步道、风机桥步道〕活荷载标准值检修及安装时可取3.5kN/m2，正常运行时可取2.0 kN/m2。设备和管道荷载取值由工艺提供。挡风墙迎风侧风荷载体型系数不小于1.4。
    　　对钢桁架-钢筋混凝土管柱结构规定：基础沉降差容许值为L/1000；支柱柱顶的容许侧移值为H/500和钢桁架的容许挠度为L/500；管柱计算长度一般宜取 (1.75-1.5) H。标准还在制定了相应的构造措施。