12.3 基础结构设计的不合理或缺陷导致鳞片衬里失效事故
目前国内FGD脱硫装置的基础结构绝大部分是钢结构,只有部分电厂的少部分烟道结构是采用混凝土的。而在钢结构基础设计中,由于没有充分考虑内衬材料的特性,因强度和结构设计等方面的欠缺而导致最后的防腐蚀失效,已在国内的几个脱硫工程出现了。
在钢结构装置中,若采用鳞片衬里结构,衬层在下述条件下易产生震颤疲劳破坏:①烟道等结构设计强度、刚性不足,特别是烟道布置受环境所限,其弯道、过流截面变化较大时,高速流动的烟气在烟道中过流时会因弯道及过流截面变化的影响,产生较大的压力变化,形成不稳定流动,导致烟道结构震颤,使本来就高温失强的衬里形成疲劳腐蚀开裂,严重时形成大面积剥落。②在烟道结构强度设计时,出于结构补强需要,采用细杆内支承补强,当高速流动的烟气在烟道中过流时,因烟气冲击压力作用引发支承细杆抖动变形,导致支承杆与烟道壁焊接区衬层开裂。
国内外的有关FGD装置的设计要求及经验表明,钢结构设计应有足够的强度,而在国内的一些FGD装置中,由于设计经验或者成本上的因素考虑,钢结构的厚度均较薄,在笔者经历的几个工程中,有时发现钢结构的厚度不到5mm,局部区域甚至只有3mm,而实际运行时的震颤幅度甚至达到5o(一般要求不能大于3o),这样的结构强度是肯定是不够的,在有人员行走踏踩即可明显感觉到烟道结构震颤。
由于场地等限制性因素,在烟道的设计上又采用了多弯道、变截面结构,从而导致最后鳞片衬里的脱层等质量隐患。为了避免以上的质量隐患,可以考虑以下对策:
①要求提高钢结构的强度设计要求,包括可以采用支撑杆的措施等。
②在设计中考虑一些其它因素,使气流速度尽量平缓,比如弯道等不能太多或者更加平缓的弯道设计。
③为了更好的防止局部的质量事故(脱层等情况)的蔓延与扩散,在一些部位采用膨胀节连接方式,如在进口烟道与吸收塔之间增加一膨胀节(至少亦应增加一连接法兰),作用有:(a)利用膨胀节的柔性连结 松弛烟道震颤应力,使其对衬层的破坏性减少;(b)利用膨胀节的法兰连接,使烟道衬层与吸收塔衬层分断, 避免衬层延伸剥离破坏的形成。
④在需要支撑杆时,应该将内支撑结构改为外支撑结构,且结构强度及刚性应符合相关设计标准规定, 在拐弯区及导流板应适当增加厚度或增加支承补强筋排列密度,导流板联接支承最好放置在外框架上,而不是直接焊接在烟道壁上,以避免因导流板震颤引发姻道壁震颤,导致内衬层疲劳剥离。
⑤正如上面所述,结构的震颤是不可避免的,同时在已施工安装回毕的基础上进行后续的鳞片施工时,由于不能对基础进行返工的前提下,提高鳞片材料(底涂)与钢结构的基础的粘接性是尤其重要,这也可能是一些工程中唯一现实、可行的措施。
⑥而在采用混凝土基础结构时,尤其在原烟气烟道,由于长期的高温烟气作用下,混凝土结构发生开裂等现象报道,从而导致在混凝土基础上鳞片衬里结构也受到破坏,若采用混凝土结构,这种情况是不可避免发生的。
以上
欧阳13918593706,13386252202
2023年2月28日 AM8:30
于上海Office