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钢筋混凝土烟囱加固设计及施工

1  烟囱危情的发现

某浮法玻璃厂在全厂安全生产检查时, 发现第二浮法生产线玻璃熔化窑的钢筋混凝土烟囱筒壁在烟气入口处上方出现约高1 m 、宽4 m 范围内混凝土起鼓并严重碎裂, 见图1 。碎裂的混凝土呈酥脆状, 局部筒壁混凝土已经丧失了承载能力。手感烟囱根部筒壁外表面温度达100 ℃左右。烟囱根部筒壁表面也有多条明显裂缝。

该钢筋混凝土烟囱高80 m , 上口净内径3 m ,设计烟气温度450 ℃。该浮法玻璃生产线于1995年建成投产, 至今已有十多年之久。钢筋混凝土烟囱筒壁被烟气烤坏, 在国内100 多条浮法玻璃生产线还是第一次发生。发现钢筋混凝土烟囱筒壁起鼓碎裂时, 正临近南方沿海台风季节, 情况十分危急。如果因烟囱事故导致熔化窑放玻璃水冷修, 经济损失将达几千万之巨。如果烟囱倒塌, 则后果更是不堪设想, 经济损失更加惨重。因此, 必须在台风来临之前对烟囱筒壁进行抢救性紧急加固, 确保安全生产。

2  钢筋混凝土烟囱筒壁起鼓碎裂原因分析

经现场观察、检查和了解并经分析认为, 导致混凝土烟囱筒壁起鼓碎裂的可能原因有:1)烟气温度太高, 这是最直接的原因。设计烟气温度为450 ℃, 但厂方生产的实际烟气温度高达600 ℃左右, 而且长期高温度运行, 因此要求厂方必须采取提高余热利用的效率、降低烟气温度的措施:完全关闭烟气主烟道上的截断闸板, 让熔窑烟气100 %的先通过余热锅炉, 余热锅炉吸收烟气余热后的烟气经由余热锅炉烟道进入烟囱。一方面进入烟囱烟气的温度大为降低, 另一方面余热锅炉的热烟道入口底标高比主烟道入口底标高约高3 m , 且两入口之间设有隔烟墙。这样可有效地大幅度地降低烟囱根部内部的温度。

2)烟囱内厚230 mm 耐火砖内衬局部塌落损坏, 隔热失效。对此, 需要派人从烟囱根部的掏灰孔进入烟囱内部检查才能证实。3)烟囱内厚120 mm 矿渣棉隔热层损坏或没有完全充满填实, 矿渣棉隔热层失效。这要在凿除筒壁上起鼓开裂的混凝土时才能进行探查和证实。但在筒壁加固之前, 为确保烟囱安全, 不能凿除起鼓碎裂的混凝土。

4)钢筋混凝土筒身局部施工质量或材料质量存在问题。但此烟囱竣工验收后已经使用10 多年, 可基本排除此原因。为了准确地证实导致烟囱烤坏的原因, 厂方在完全打开主烟道调节闸板和完全关闭主烟道截断闸板的条件下, 在严密的安全措施保护下, 派人从烟囱掏灰口进入烟囱内部, 检查烟道截断闸板至烟囱内部耐火砖内衬的状况。检查结果, 所有耐火砖内衬完整, 无裂缝和塌落, 耐火砖隔热完全有效。故排除了烟囱耐火砖内衬隔热失效的原因。至此烟囱筒壁混凝土起鼓碎裂的原因只有烟气温度过高和厚120 mm 矿渣棉隔热失效两个原因。


 

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