脱硫项目制浆系统典型建（构）物结构设计

摘要：做为脱硫FGD的重要组成部分之一，制浆系统承担着原料供应的重要任务，而系统内所包含的各个建构筑物根据电厂对采用制粉与买粉的方案不同，也会大不相同，本文就制粉方案的脱硫项目中制浆系统的各建构筑物在土建结构设计时遇到的一些问题进行探讨，总结经验，以供设计参考。
关键词：脱硫 制浆系统  土建结构设计  
中国分类号：TU71 文献标识码：A   文章标号：2095-2104（2012）03-0001-02


 
从2011年颁布的GB13223-2011<火电厂大气污染物排放标准>对火电厂烟气污染物排放各项指标要求的变化中不难看出，国家大幅收紧了对二氧化硫、氮氧化物以及烟尘排放的限值。而随着国家对火电厂大气污染防治、监管力度的加大，各电网的火电厂将在烟气脱硫方面投入更多的资金与技术。做为脱硫FGD的重要组成部分之一，制浆系统承担着原料供应的重要任务，而系统内所包含的各个建构筑物根据电厂对采用制粉与买粉的方案不同，也会大不相同，本文就制粉方案的脱硫项目中制浆系统的各建构筑物在土建结构设计时遇到的一些问题进行探讨，总结经验，以供设计参考。
对于采用制粉方案的脱硫项目，其制浆系统所包含的功能建（构）筑主要有：
1、磨机房（也叫制浆车间），主要布置湿制球磨机，用于磨制石灰石粉。
2、石灰石块仓，主要用于储存石灰石料块，为圆形筒仓，块仓下一般布置石灰石浆液箱。
3、石灰石卸料间，主要是将石灰石料块从地面运送到块仓顶
以上这四个建（构）筑物在总平面布置上受到工艺设备尺寸的限制，距离十分靠近，基础设计处理起来比较困难，而且像块仓这样的特种建筑，其上部结构设计也有应特别关注的方面。
一、各建筑构筑物基础设计中常见的问题及处理建议
1、建（构）筑物间基础的碰撞问题
从工艺流程特点上来看，石灰石卸料间内的斗提机要依靠石灰石块仓壁上的钢架将石灰石料块送到仓顶，在平面布置上不宜拉的太开，一般外边线间距在1.5米左右。而仓锥斗下的皮带称重给料机的长度又决定了磨机房与石灰石块仓的距离。因此，这三个建筑构物布置的平面距离十分靠近，从而给予基础放置的空间位置就十分有限，设计中常常会因为基础底面积过大而相互碰撞，设计人员要根据实际情况，将各建筑物基础结合起来考虑，选择不同的基础形式，采取有效的措施。
例如，当采用天然基础时，块仓与磨机房的基础埋深应尽量设计在同一标高处。为了控制基础尺寸，可将仓的基础设计成圆形整板基础或环形条基。由于块仓下部框支架内常常布置石灰石浆液箱，将仓基础做圆形整板基础可以直接用做石灰石浆液箱的基础。若仓采用环形条基时，可在条基环内填灌低标号混凝土，在顶面铺间距200直径12的双向钢筋网作为箱罐基础。另外，对于相邻受影响的磨机房基础，可以将柱下独立基础设计为条基或异形偏心。
2、建构筑物基础埋深高差问题
石灰石卸料间地下室标高一般在-7.0米～-6.5米左右，而石灰石块仓及磨机房的基础埋深则在-2～-3米左右，根据基础施工先施工深基础的原则，在设计时应针对不同的基础形式采用不同的措施。
当采用天然基础时，考虑石灰石卸料间的基坑开挖放坡对块仓基础的影响，可适当降低块仓基础的埋深。也可在设计时，可要求待卸料间地下室施工完后，对受影响的粉仓基坑土采用砂石或夯实素土回填到设计标高，从而保证地基承载力。另外，在设计石灰石卸料间地下室时，也应该适当考虑粉仓基底附加应力对地下室混凝土墙壁的作用。
3、石灰石卸料间地下水与结构抗浮问题
地下水位及其变幅是进行石灰石卸料间地下室抗浮设计的重要依据，在设计时不能只考虑正常极限状态，还应充分考虑洪水期水位线以及施工过程中的空室状态，从设计上要求，要适当考虑加大结构安全系数，保留余量。从施工上要求，实际过程中应采取相应措施，做好基坑降水，保证地水位在正常极限状态，不会出现施工过程中抗浮不够而对局部结构造成破坏的情况。在通长设计时，抗浮验算不够，可采用加厚底板，加大底板外挑面积的方法。
二、石灰石块仓上部结构设计应特别关注的问题
     从节约经济、便于施工的角度，地震设防烈度在8度以下的块仓可采用下部混凝土框架柱支撑上部混凝土筒仓墙及钢锥斗的结构形式；设防烈度在8度以上的采用钢筋混凝土落地仓则更为经济。
   对于采用柱支撑的筒仓，根据筒仓的直径不同，下部可布置6或8混凝土框架柱。结构计算时，因为上部筒仓为混凝土墙，下部为框架梁柱，上下部刚度差异较大，应特别注意结构剪重比以及地震力作用下刚度突变层的层间位移。通常的作法是加大下部柱端与上部筒仓刚度突变层的侧向约束,即加大钢锥斗支撑处、筒仓与框架柱交接处环梁的截面尺寸及配筋，并适当加大下部框架各层梁的截面尺寸，增加下部结构的整体刚度，提高结构的整体抗震能力。
另外由于仓下部框架内放置石灰石浆液箱及料斗，柱间无法拉梁，仅在外侧布置环向梁，因此结构计算时要注意修改柱的计算长度。
设计上部料筒时，贮料计算高度可按如下方法来取值：上端：当贮料顶面水平时，取贮料顶面，当贮料顶面斜坡时，取贮料锥形重心。下端：锥斗采用钢锥斗，取到锥斗顶面。还应注意，根据GB 50077-2003 钢筋混凝土筒仓设计规范要求，H\D<1.5为浅仓，但规范也规定了，当H≥18m且直径D≥15m时的圆形浅仓还需按深仓计算贮料压力。
三、结束语
脱硫工程的结构设计不同于其它工业或民用建筑结构设计，不能单单只考虑建筑个体的结构问题，而是要立足于整个脱硫系统，从方案布置到结构计算，都要考虑工艺流程的要求，所以一定要消化工艺资料，与工艺形成良好的互动。只要确定了合理的结构方案，设计时注意了脱硫建筑物的结构特点，一定能成功完成脱硫工程的设计工作。