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修理烟囱 |
2013-6-27 |
烟囱是X常见的构筑物之一,是工业与民用建筑中不可缺少的项目。砖砌体烟囱是X早出现的结构类型,与混凝土、钢烟囱相比,砖砌体烟囱适于建造小型烟囱,造价低,施工简单,维修工作量小。在我国砖砌体烟囱中占有很大的比例。随着时间的推移,科学技术的发展,生产力水平的不断提高,许多已有的烟囱已不能继续满足生产的要求,其中原因是多方面的,有的是因烟气腐蚀、自然老化损坏;也有的是因为生产工艺发生变革,烟气参数发生改变,致使原来的烟气排放系统不能适应现时的使用条件;还有的是因受当时 技术发展水平的限制,对有些潜在的问题没能充分认识,导致原设计本身就存在隐患或缺陷,无法满足今后的正常使用。因此,对已有烟囱进行修复、改造的课题就摆在了人们 的面前,其中产生裂缝是X常见的老化损坏现象。 1 烟囱开裂的因果 《烟囱设计规范》(GB 50051 - 2002) 对裂缝规定和计算仅有两种情况,考虑竖向钢筋在大风、地震组合时荷载标准值与温度荷载效应产生的X大拉应力导致的水平裂缝;考虑水平环向钢筋在烟气高温和大气极端温度梯度下的X大拉应力产生的竖向裂缝。简而言之,常规情况下烟气温度梯度影响钢筋混凝土壁仅产生竖向裂缝,而大风、地震和烟气温差等影响则产生筒壁的水平环向裂缝。特殊情况下,如内衬及隔热层脱落,或工艺改造(如湿除尘改为电除尘) ,造成烟气温度大大升高,混凝土筒壁内外温差过大,也有裂穿的,但此种情况极少。 2 工程概况 北京某厂砖砌体烟囱于20 世纪80 年代修建并投入使用,烟囱主体高35m ,至今已使用20 余年。设计图纸显示,在地面±01000m标高处,烟囱外径3198m , 内径(含内衬) 为 3100m ,出口外径为1192m ,内径为112m ,筒体外壁为MU10砖、M5 混合砂浆分段砌筑, 底部壁厚370mm , 顶部壁厚240mm ,该烟囱基础为扩展砖基础,外径4112m ,高3110m ,基 础下为高约015m的毛石混凝土垫层,地基持力层为粉土,上部的烟囱分内衬与外壁,砌体水平灰缝内加设<6 @250 环向钢筋,该钢筋在每段的变截面各500mm 范围内予以加密,间 距为2 皮砖;烟囱的内衬为MU 715 砖,1∶1∶4 混合砂浆砌筑,厚度均为120mm。 3 裂缝开展情况及成因分析 该烟囱筒身严重开裂,裂缝主要为竖向裂缝,共两条。一条在筒身北面,自标高15m 处竖直向上发展,长度约8m ,起始处裂缝宽度约8mm ,X宽处在筒身北侧20m 处,宽度约12mm;另一条在筒身西南面,裂缝自标高16m 处开始,长度约4m ,X大裂缝宽度约9mm。两条裂缝均伸入砌体内部,砖均断裂。另外,发现中部以上存在一些环向裂缝。经调查,了解到几年前除尘工艺改造为湿法除尘,即将热蒸汽通入烟囱除尘,后来发现有细小裂缝出现,但未引起重视仍继续使用,发展至现在才进行加固,因此裂缝不是短期内形成的,裂缝仍有可能以一定的速度发展。经过分析认为,引起烟囱裂缝的主要原因为: 1) 烟囱内衬老化造成的破坏影响。烟囱使用年代久远,且该烟囱内衬较薄,仅厚120 mm ,且为普通黏土砖砌筑,耐腐蚀和隔热性能较差,由于施工或使用原因,造成局部损伤(从出灰口发现,灰中有砖块等杂物出现,表明内衬已破损) ,使内衬与外筒间空气隔热层的性能降低,导致烟气与空气隔热层相通,空气隔热层温度升高,增大了烟囱外筒壁的温度差,从而产生较大的温度应力,筒壁内、外侧产生纵向裂缝并不断发展。 2) 温度变化的影响。烟囱内部原使用温度为200 ℃,改造除尘系统后,温度降为140 ℃左右,烟囱使用温度的改变,尤其是在烟囱由暂停使用到恢复生产的过程中,内外壁温差较大,产生很大的温度应力,而温度应力的增大,极易使筒体开裂,形成烟囱筒壁由内至外的竖向裂缝。 3) 烟气腐蚀的影响。内衬筒壁的损伤,使烟气直接与外筒壁接触,由于从除尘塔排入烟囱的烟气温度高、水蒸气量大,极易对砖及砖内钢筋造成腐蚀,同时降低筒壁材料的隔热性能,使形成的裂缝加速发展。 |
