烟囱可以改善燃烧条件,保证工业炉内气体的正常流动和热交换,是工业中常用的构筑物。锅炉燃烧产生的烟气中含有大量有害物质,只有通过烟囱将其排入高空,经高空扩散后,降至地面的浓度才能符合环保要求。因此,烟囱能有效地减轻烟气对环境的污染,是火电、冶金和化工等行业中不可缺少的主要工程项目。烟囱液压顶升设备的结构形式多种多样,按照内衬布置方式的不同,可将其分为单筒式、套筒式和多管式三种:
1、单筒式烟囱:内衬、隔热层和筒壁相互紧靠在一起,并将内衬和保温层直接支承于外筒壁向内挑出的环形挑头上。这种烟囱结构简单、造价低,但普遍存在温度裂缝和烟气腐蚀问题,功能和使用寿命受到严重影响;
2、套筒式烟囱:在筒壁内设置一个衬筒,承重外筒与排烟内筒完全分开布置,两筒间留有较宽的检修通道,内筒可以分段支承于外筒壁上,也可以做成单独的自承重形式。这种烟囱的特点是使外筒壁不与腐蚀性烟气接触,消除温度作用对筒壁的影响,并可将内筒设置成等直径形式,这样在相同的出口流速下,烟气的自拔力远比传统的锥形单筒式烟囱要大得多,对烟气发生炉的运行有利,烟气扩散效果甚佳;
3、多管式烟囱:当多台烟气发生炉同时工作时,每炉单独接一支排烟筒,几支排烟筒集中在一起后,烟气的出口流速相当稳定,含热量增大,热浮力也增大,扩散效果增强,烟囱即使在低负荷情况下运行,也能保证烟气的有效抬升与扩散,减少近地面大气污染;而且内部排烟管道数越多,外筒的利用率越高,建造越经济。
随着科学技术的高速发展和生产力水平的不断提高,传统的单筒式烟囱必将退出历史的舞台,套筒式烟囱和多管式烟囱具有着较强的发展势头,而其中多管式烟囱液压提升装置的应用愈来愈广,逐渐成为烟囱发展的一个必然趋势。
排烟内筒一般可选择砖砌和钢制内筒型结构,从材料的抗渗密闭性来着,钢内筒优于砖砌内筒,较为常用。按支承方式可将钢内筒结构分为自立式、悬挂式和混合支承式三种:
1.自立式钢内筒:亦称自承重式钢内筒,其支承点在根部,整只钢内筒的竖向荷载由其底座直接传递到基础;
2.悬挂式钢内筒:其支承点在悬挂段的上部平台上,主要为受拉构件,故与自立式相比筒壁可设计得较薄,亦可设计成变直径的,且可实现分段检修或更换;
3.混合支承式钢内筒:即底部钢内筒采用自立式,而上部钢内筒采用分段悬挂式,这种支承方式最切合使用实际,可以预见是将来的发展方向。
烟囱在土建上属特种结构,其设计和施工都具有特殊性。多管式钢内筒烟囱一般先施工外筒,再吊装各层平台,然后安装钢内筒,将钢内筒与水平烟气通道连接。外筒及各层平台既为内筒提供了围护、支承和交通条件,同时也对其施工形成了一定程度的制约:外筒只有底部和顶部两个入口,钢内筒液压顶升只能通过底部的预留施工孔分段运进就位;外筒内部相对高而窄,运入的钢内筒部件移动和组装空间受到限制;外筒的不均匀沉降和筒身变形均会对钢内筒的拼装、组对产生干扰影响。
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