一种单筒烟囱脱硫后筒首防化冰方法及装置

摘要

本发明属于旧烟囱改造领域，尤其涉及一种寒冷地区已有的旧单筒烟囱脱硫后筒首防化冰方法及装置，在原混凝土烟囱筒首部位增加与烟囱内径相等径的钢筒以及在钢筒与原混凝土烟囱连接处设置回收盘，让烟气经过钢筒排出，钢筒下的回收盘可回收潮湿烟气遇冷空气后迅速变成的冷凝液，通过回收盘预留的回收孔，再回趟进烟囱内，利用烟气自身的余热解决烟囱筒首结冰问题，无需外加能源。与目前普遍使用的筒首加伴热装置相比，初投资成本降低，无使用费用，无维护费用。

权利要求

1.一种单筒烟肉脱硫后筒首防化冰方法，其特征在于，在原混凝土烟肉筒首部位增加 与烟肉内径相等径的钢筒以及在钢筒与原混凝土烟肉连接处设置回收盘，让烟气经过钢筒 排出，钢筒下的回收盘可回收潮湿烟气遇冷空气后迅速变成的冷凝液，通过回收盘预留的 回收孔，再回趟进烟囱内，具体包括如下步骤:1) 拆除混凝土烟囱筒首内钢筒范围内的原防腐内衬材料形成台阶结构；2) 在拆除原防腐内衬材料的筒首内，采用钢筋进行植筋；3) 植筋后做玻璃钢防腐层；4) 在每个植筋的钢筋上安装钢套箍，所述钢套箍的两端设置垫片；5) 玻璃钢防腐层外安装保温材料层；6) 在钢筒植入原混凝土烟囱的筒身上根据植筋位置开设螺栓孔；7) 钢筒放入混凝土烟囱内与台阶接触，通过螺栓与筒首内植入的钢筋紧固将钢筒固定 在原混凝土烟肉上，并在露出的螺栓上焊接螺栓钢扣盖；8) 在混凝土烟囱上出口壁与露在外部的钢筒形成的台阶上设置一圈冷凝液回收盘，使 回收盘与原混凝土烟囱的冷凝液回收通道连接；9) 在外露的钢筒外部焊接钢筒加强筋加强钢筒的竖向刚度；10) 在回收盘上与钢筒之间焊接回收盘加强筋；11) 在钢筒顶部设置加强箍；12) 在台阶处原混凝土筒壁与钢筒之间设置过渡盖板，焊接过渡盖板之间在台阶处涂 抹耐酸硅胶层用于填空隙；13) 外露的钢筒的内外喷涂烟囱防腐涂料。

2.如权利要求1所述的单筒烟肉脱硫后筒首防化冰方法，其特征在于，所述钢筒总高度 为7-8米，外露的钢筒高度在1.5〜2米之间。

3.如权利要求1所述的单筒烟肉脱硫后筒首防化冰方法，其特征在于，回收盘比混凝土 烟囱上出口壁宽出100〜200毫米。

4.一种单筒烟肉脱硫后筒首防化冰装置，其特征在于，在原混凝土烟肉筒首部位增加 与烟肉内径相等径的钢筒以及在钢筒与原混凝土烟肉连接处设置回收盘，让烟气经过钢筒 排出，钢筒下的回收盘可回收潮湿烟气遇冷空气后迅速变成的冷凝液，通过托盘预留的回 收孔，再回趟进烟囱内，包括拆除混凝土烟囱筒首内钢筒范围内的原防腐内衬材料形成台 阶结构;在拆除原防腐内衬材料的筒首内，采用钢筋进行植筋;植筋后设置玻璃钢防腐层； 在每个植筋的钢筋上安装钢套箍，钢套箍的两端设置垫片；玻璃钢防腐层外设置保温材料 层;保温材料层外通过螺栓与筒首内植入的钢筋紧固将钢筒固定在原混凝土烟肉上，并在 露出的螺栓上焊接螺栓钢扣盖;混凝土烟肉上出口壁与露在外部的钢筒形成的台阶上设置 一圈冷凝液回收盘，使回收盘与原混凝土烟囱的冷凝液回收通道连接。

5.按照权利要求4所述的单筒烟肉脱硫后筒首防化冰装置，其特征在于，在外露的钢筒 外部焊接钢筒加强筋加强钢筒的竖向刚度，钢筒顶部设置加强箍。

6.按照权利要求4所述的单筒烟肉脱硫后筒首防化冰装置，其特征在于，在回收盘上与 钢筒之间焊接回收盘加强筋。

7.按照权利要求4所述的单筒烟肉脱硫后筒首防化冰装置，其特征在于，在台阶处原混凝土筒壁与钢筒之间设置过渡盖板，焊接过渡盖板之间在台阶处涂抹耐酸硅胶层用于填空隙。

8.按照权利要求4所述的单筒烟肉脱硫后筒首防化冰装置，其特征在于，所述钢筒总高 度为7-8米，外露的钢筒高度在1.5〜2米之间。

9.如权利要求4所述的单筒烟肉脱硫后筒首防化冰装置，其特征在于，回收盘比混凝土 烟囱上出口壁宽出100〜200毫米。

说明书

一种单筒烟囱脱硫后筒首防化冰方法及装置

技术领域

[0001] 本发明属于旧烟囱改造领域，尤其涉及一种寒冷地区已有的旧单筒烟囱脱硫后筒首防化冰方法及装置。背景技术

[0002] 随着我国大中型火力发电厂数量的不断增多，由火电厂锅炉燃煤带来的粉尘污染及二氧化硫排放带来的酸雨效应，对环境污染日益加重。因此，对二氧化硫排放进行总量控制是国家节能减排的主要控制指标，所有新建火电厂都必须进行脱硫设计。并要求老电厂也要上脱硫设备限期整改。

[0003] 目前我国各火电厂普遍采用的脱硫方式是石灰石-石膏湿法脱硫，其工艺原理是将高温状态下的烟气与含有化学介质的水混合，使烟气中的S02、S03及HF等有害成份与介质发生反应，形成稀硫酸、稀盐酸及其它化合物。其脱硫效率可达95%以上，生成的副产品以石膏为主。

[0004] 经湿法脱硫处理后的烟气如不设烟气加温系统(GGH)(目前国内的大部分电厂都不上该系统，主要原因是设备的成本高，每年的运行费用高，维护成本也很高，而且经常出现问题)，烟气处于低温高湿状态，湿烟气中的水份接近饱和状态，烟肉入口温度约为50度左右。相关资料显示，湿法脱硫工艺对烟气中的S02脱除效率很高，但对造成烟气腐蚀主要成分的S03脱除效率仅为20%左右。含有S03、氟化氢和氯化物等物质的饱和水蒸气遇到温度低的筒壁时将快速冷凝，形成一种腐蚀性很高、渗透性很强的低温高湿稀酸型腐蚀环境，对烟囱内壁的腐蚀性及强。

[0005] 针对这种情况，老电厂烟肉，由于设计使用年代久远，基本都是单筒烟肉，内衬大部分是粘土砖或耐酸砖。砌筑质量较差，很多内衬的灰缝都已脱落。尽管老式烟肉存在很多问题，但不可能由于要上脱硫工艺，而将烟肉拆掉重建。所以，在上湿法脱硫前应对老厂烟囱进行改造处理，使之满足脱硫排烟工艺的要求。

[0006] 老厂脱硫改造烟囱的问题很多，寒冷地区老厂烟囱脱硫后筒首结冰问题。由于脱硫烟气存在湿度大、烟温低、腐蚀性强的特点，使得烟气自拔力降低，烟气从烟肉口出来后， 遇到寒冷空气，极易覆着在烟肉出口处，形成冷凝液。由于单筒烟肉的筒壁为混凝土截面， 断面较厚，易于液体存留。由于寒冷低温，很快液体结冰，烟气不断增加，冰流不断加大，造成烟囱首部结成冰流，冰流厚度达2-3米。电厂烟囱一般高在180〜270米左右，筒首结冰是很危险的。

[0007] 目前的处理方法

[0008] 由于烟囱筒首结冰问题的出现，解决的方法是采用电加热法。目前在工程中使用较多的有两种加热装置:电加热管和电加热膜。这两种装置普遍存在的问题是:需要外接电缆通至烟囱筒首，每年的用电量很大，而且维护非常不方便，需要高空攀登，很危险。另外烟囱筒首处腐蚀性极强，直接影响加热装置的使用寿命，而且，筒首的环境也很差，风大、雨大，温度冬季低夏季高，电缆接头经常出现断电现象，一旦出现断电问题，筒首很快结冰，冬季无法除冰和维修，只能等到来年冰化后处理。该装置初投资在170万左右，每年的耗电费用和维护费用也在几十万元以上。发明内容

[0009] 本发明所要解决的技术问题在于提供一种利用烟气自身的余热解决烟囱筒首结冰问题，无需外加能源。与目前普遍使用的筒首加伴热装置相比，初投资成本降低，无使用费用，无维护费用的单筒烟囱脱硫后筒首防化冰方法及装置。

[0010] 本发明是这样实现的，一种单筒烟囱脱硫后筒首防化冰方法，在原混凝土烟囱筒首部位增加与烟肉内径相等径的钢筒以及在钢筒与原混凝土烟肉连接处设置回收盘，让烟气经过钢筒排出，钢筒下的回收盘可回收潮湿烟气遇冷空气后迅速变成的冷凝液，通过回收盘预留的回收孔，再回趟进烟囱内，具体包括如下步骤:

[0011] 1)拆除混凝土烟囱筒首内钢筒范围内的原防腐内衬材料形成台阶结构；

[0012] 2)在拆除原防腐内衬材料的筒首内，采用钢筋进行植筋；

[0013] 3)植筋后做玻璃钢防腐层；

[0014] 4)在每个植筋的钢筋上安装钢套箍，所述钢套箍的两端设置垫片；

[0015] 5)玻璃钢防腐层外安装保温材料层；

[0016] 6)在钢筒植入原混凝土烟囱的筒身上根据植筋位置开设螺栓孔；

[0017] 7)钢筒放入混凝土烟囱内与台阶接触，通过螺栓与筒首内植入的钢筋紧固将钢筒固定在原混凝土烟肉上，并在露出的螺栓上焊接螺栓钢扣盖；

[0018] 8)在混凝土烟囱上出口壁与露在外部的钢筒形成的台阶上设置一圈冷凝液回收盘，使回收盘与原混凝土烟囱的冷凝液回收通道连接；

[0019] 9)在外露的钢筒外部焊接钢筒加强筋加强钢筒的竖向刚度；

[0020] 10)在回收盘上与钢筒之间焊接回收盘加强筋；[0021 ] 11)在钢筒顶部设置加强箍；

[0022] 12)在台阶处原混凝土筒壁与钢筒之间设置过渡盖板，焊接过渡盖板之间在台阶处涂抹耐酸硅胶层用于填空隙；[〇〇23] 13)外露的钢筒的内外喷涂烟囱防腐涂料。

[0024]在上述实现的方法技术方案中进一步地，所述钢筒总高度为7-8米，外露的钢筒高度在1.5〜2米之间。[〇〇25]在上述实现的方法技术方案中进一步地，回收盘比混凝土烟囱上出口壁宽出100 〜200晕米。

[0026]本发明还提供了一种单筒烟肉脱硫后筒首防化冰装置，在原混凝土烟肉筒首部位增加与烟肉内径相等径的钢筒以及在钢筒与原混凝土烟肉连接处设置回收盘，让烟气经过钢筒排出，钢筒下的回收盘可回收潮湿烟气遇冷空气后迅速变成的冷凝液，通过托盘预留的回收孔，再回趟进烟囱内，包括拆除混凝土烟囱筒首内钢筒范围内的原防腐内衬材料形成台阶结构;在拆除原防腐内衬材料的筒首内，采用钢筋进行植筋;植筋后设置玻璃钢防腐层;在每个植筋的钢筋上安装钢套箍，钢套箍的两端设置垫片;玻璃钢防腐层外设置保温材料层;保温材料层外通过螺栓与筒首内植入的钢筋紧固将钢筒固定在原混凝土烟肉上，并在露出的螺栓上焊接螺栓钢扣盖;混凝土烟肉上出口壁与露在外部的钢筒形成的台阶上设置一圈冷凝液回收盘，使回收盘与原混凝土烟肉的冷凝液回收通道连接。

[0027] 在上述实现的装置技术方案中进一步地，在外露的钢筒外部焊接钢筒加强筋加强钢筒的竖向刚度，钢筒顶部设置加强箍。

[0028] 在上述实现的装置技术方案中进一步地，在回收盘上与钢筒之间焊接回收盘加强筋。

[0029] 在上述实现的装置技术方案中进一步地，

[0030] 在台阶处原混凝土筒壁与钢筒之间设置过渡盖板，焊接过渡盖板之间在台阶处涂抹耐酸硅胶层用于填空隙。

[0031] 在上述实现的装置技术方案中进一步地，所述钢筒总高度为7-8米，外露的钢筒高度在1.5〜2米之间。[〇〇32]在上述实现的装置技术方案中进一步地，回收盘比混凝土烟囱上出口壁宽出100 〜200晕米。

[0033]本发明与现有技术相比，有益效果在于:利用烟气自身的余热解决烟囱筒首结冰问题，无需外加能源。与目前普遍使用的筒首加伴热装置相比，初投资成本降低，无使用费用，无维护费用。[〇〇34]本发明让烟气经过钢烟筒后排出。由于钢的导热性能比较好，所选用的结构保证在整个烟气流出时能保持在40度左右，不至于结冰，钢筒表面处于温热状态，而钢筒下的回收盘可回收潮湿烟气遇冷空气后迅速变成的冷凝液，通过回收盘预留的回收孔，再回趟进烟囱内。这样解决了混凝土烟囱筒首结冰问题，费用不高，关键是利用烟气的自身余热，解决化冰问题。这与目前使用的电加热装置相比，具有很高的经济价值和节能作用。

[0035] 本发明在钢筒总高度为7-8米，外露的钢筒高度在1.5〜2米之间以及回收盘比混凝土烟囱上出口壁宽出100〜200毫米，这个范围是经过多次反复的试验，既能起到在钢筒的最末端温度保持在不结冰状态，还不能将钢筒的高度设置的过高对原有的混凝土烟囱结构上造成影响，相应原有的机械性能。多设置在混凝土烟囱内的钢筒部分，一是起到连接的作用，另一部分是将烟囱内的深部的烟气温度通过烟囱内的钢筒部分传递至外露的部分。附图说明

[0036] 图1是本发明实施例提供的烟囱出口结构示意图；[〇〇37]图2是图1中1-1截面结构示意图；[〇〇38]图3是图1中2-2截面结构示意图；[〇〇39]图4是图3中结构A部分放大图。具体实施方式[〇〇4〇]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0041]如图1结合图2、图3所示，一种单筒烟囱脱硫后筒首防化冰装置，在原混凝土烟囱筒首部位增加与烟肉内径相等径的钢筒1以及在钢筒1与原混凝土烟肉连接处设置回收盘 6,让烟气经过钢筒1排出，钢筒1起到化冰作用;可以分片焊接组装而成，钢筒1下的回收盘6可回收潮湿烟气遇冷空气后迅速变成的冷凝液，通过回收盘6预留的回收孔2,回收盘6用于收集冷凝液，通过回收孔，将冷凝液回流到烟囱内再回趟进烟囱，本实施例中钢筒1总高度为7-8米，外露的钢筒高度在1.5〜2米之间，不得超过2米。回收盘6比混凝土烟囱11上出口壁宽出100〜200毫米。本装置包括拆除混凝土烟囱筒首内钢筒范围内的原防腐内衬材料形成台阶结构;在拆除原防腐内衬材料的筒首内，采用钢筋10进行植筋，植筋用于固定钢筒1， 直径数量由具体工程而定;植筋后设置玻璃钢防腐层8;如图4所示，在每个植筋的钢筋上安装钢套箍13,钢套箍13的两端设置垫片14,钢套箍13用于限定保温层的厚度;玻璃钢防腐层 8外设置保温材料层5;保温材料层5外通过螺栓与筒首内植入的钢筋紧固将钢筒固定在原混凝土烟囱上，并在露出的螺栓上焊接螺栓钢扣盖15;扣盖15起到保护螺栓不受到腐蚀，扣盖15与钢筒1周边满焊，然后用砂纸磨平，整体喷涂防腐涂料。混凝土烟囱上出口壁与露在外部的钢筒形成的台阶上设置一圈冷凝液回收盘6,使回收盘6与原混凝土烟囱的冷凝液回收通道连接。由于潮湿烟气遇冷空气后形成的冷凝液顺钢筒下趟经回收盘回收至烟囱内。 但从观察看，大部分的冷凝液还没流到回收盘前，就已经风干，由于筒首风速很大，随淌随吹干，极少部分流入烟囱内。

[0042] 如图2或3所示，在一个实施例中，在外露的钢筒1外部焊接钢筒加强筋4加强钢筒的竖向刚度，钢筒1顶部设置加强箍3,用于加强钢筒的整体刚度。

[0043] 在一个实施例中，在回收盘6上与钢筒1之间焊接回收盘加强筋7,使回收盘有一定的刚度，不至于变形，数量根据具体工程而定。

[0044] 在一个实施例中，在台阶处原混凝土筒壁12与钢筒之间设置过渡盖板16,焊接过渡盖板16之间在台阶处涂抹耐酸硅胶层用于填空隙，在盖板内满涂耐酸硅胶层9,这种硅胶即耐老化又有一定的弹性，可以将缝隙全部封闭。

[0045] 本发明还提供了一种单筒烟肉脱硫后筒首防化冰方法，在原混凝土烟肉筒1首部位增加与烟肉内径相等径的钢筒1以及在钢筒1与原混凝土烟肉连接处设置回收盘6,让烟气经过钢筒1排出，钢筒1下的回收盘6可回收潮湿烟气遇冷空气后迅速变成的冷凝液，通过回收盘预留的回收孔2,再回趟进烟囱内，具体包括如下步骤:

[0046] 1)拆除混凝土烟囱筒首内钢筒1范围内的原防腐内衬材料形成台阶结构；

[0047] 2)在拆除原防腐内衬材料的筒首内，采用钢筋10进行植筋；[〇〇48] 3)植筋后做玻璃钢防腐层8;

[0049] 4)在每个植筋的钢筋上安装钢套箍13,所述钢套箍13的两端设置垫片14;

[0050] 5)玻璃钢防腐层8外安装保温材料层5;

[0051] 6)在钢筒1植入原混凝土烟囱的筒身上根据植筋位置开设螺栓孔；[〇〇52] 7)钢筒1放入混凝土烟囱内与台阶接触，通过螺栓与筒首内植入的钢筋紧固将钢筒固定在原混凝土烟肉上，并在露出的螺栓上焊接螺栓钢扣盖15;[〇〇53] 8)在混凝土烟囱上出口壁与露在外部的钢筒形成的台阶上设置一圈冷凝液回收盘6,使回收盘6与原混凝土烟肉的冷凝液回收通道连接;也可使回收盘6通过回收孔直接通入烟囱内；

[0054] 9)在外露的钢筒外部焊接钢筒加强筋4加强短钢筒的竖向刚度；

[0055] 10)在回收盘6上与钢筒1之间焊接回收盘加强筋7;

[0056] 11)在钢筒顶部设置加强箍3;

[0057] 12)在台阶处原混凝土筒壁与钢筒之间设置过渡盖板16,焊接过渡盖板16之前在台阶处涂抹耐酸硅胶层9用于填空隙；[〇〇58] 13)外露的钢筒的内外喷涂烟囱防腐涂料。[〇〇59]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。