摘要：嘉興電廠(chǎng)一期2臺(tái)燃煤機(jī)組進(jìn)行的脫硝改造，要求在機(jī)組爐后煙風(fēng)道支架的上方布置SCR反應(yīng)器。為了充分利用原煙風(fēng)道鋼筋混凝土支架，決定對(duì)已有結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造加固。為了確保脫硝鋼支架柱的荷載合理安全的傳遞到原煙風(fēng)道鋼筋混凝土支架柱上，新建的脫硝鋼結(jié)構(gòu)支架采用鋼托架轉(zhuǎn)換層與原有鋼筋混凝土煙風(fēng)道支架連接。為了彌補(bǔ)原煙風(fēng)道支架承載力不足，對(duì)部分薄弱的梁、柱等構(gòu)件采用增大截面法加固。為了避免新增鋼支架水平荷載產(chǎn)生過(guò)大的水平位移，在原鋼筋混凝土支架上合理布置縱、橫向鋼支撐進(jìn)行加固。實(shí)踐證明，該加固方案操作鑒定可行，可以滿(mǎn)足安全性、適用性要求，非常適合已建電廠(chǎng)脫硝改造工程。

關(guān)鍵詞：電廠(chǎng)；脫硝；鋼支架；加固

某發(fā)電廠(chǎng)一期工程建設(shè)兩臺(tái)300MW國(guó)產(chǎn)引進(jìn)型燃煤機(jī)組，1992年12月22日正式動(dòng)工建設(shè)，#1、#2機(jī)組（2×300MW）分別于1995年7月和12月建成投產(chǎn)。機(jī)組煙風(fēng)道支架采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，投入使用后運(yùn)行正常。為了減少燃煤機(jī)組排放的氮氧化物污染大氣，電廠(chǎng)決定按國(guó)家有關(guān)要求在兩臺(tái)機(jī)組上加裝煙氣脫硝裝置。每臺(tái)機(jī)組的脫硝裝置包括二個(gè)SCR反應(yīng)器。SCR反應(yīng)器必須布置于機(jī)組煙風(fēng)道支架的上方，但是嘉興發(fā)電廠(chǎng)建設(shè)時(shí)并未考慮要布置脫硝裝置，因此決定對(duì)現(xiàn)有鋼筋混凝土煙風(fēng)道支架進(jìn)行加固。

圖1 新立脫硝鋼支架示意圖

原煙風(fēng)道支架為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，主要承受爐后煙風(fēng)道荷載，該部分荷載主要以集中力的形式作用在鋼筋混凝土支架上。為了充分利用原有煙風(fēng)道支架，脫硝裝置SCR反應(yīng)器布置在機(jī)組爐后煙風(fēng)道鋼筋混凝土支架的上方，為實(shí)現(xiàn)上部鋼結(jié)構(gòu)荷載的傳遞，上部新立鋼支架通過(guò)采用鋼托架轉(zhuǎn)換層與原有鋼筋混凝土煙風(fēng)道支架連接。新建脫硝支架采用鋼框架如圖1所示。

上部脫硝鋼支架引入后，結(jié)構(gòu)承受的豎向荷載主要為鋼支架自重、SCR反應(yīng)器以及出入反應(yīng)器煙道的自重，水平荷載主要為風(fēng)荷載。新建支架承擔(dān)并傳遞此部分荷載，并通過(guò)柱腳的連接將脫硝鋼支架上的豎向荷載和水平荷載傳遞到原煙風(fēng)道鋼筋混凝土支架上。

SCR反應(yīng)器、出入SCR反應(yīng)器的煙道和上部鋼支架具有較大的荷載，通過(guò)新建的上部鋼支架柱傳遞到下部原煙風(fēng)道鋼筋混凝土支架上，可能造成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力的不足而發(fā)生破壞。因此，需要對(duì)原煙風(fēng)道支架結(jié)構(gòu)進(jìn)行承載力評(píng)估和改造加固設(shè)計(jì)。首先要對(duì)原支架的荷載和變形進(jìn)行分析，評(píng)估原支架結(jié)構(gòu)容許的承載力，然后對(duì)原煙風(fēng)道支架結(jié)構(gòu)引入脫硝設(shè)備后的受力和變形進(jìn)行分析，并根據(jù)分析結(jié)果提出備選的布置方案，從中確定一種技術(shù)可靠、安全適用、經(jīng)濟(jì)合理的最優(yōu)方案。脫硝裝置的布置方案確定后，必須根據(jù)對(duì)引入脫硝后的煙風(fēng)道支架各構(gòu)件進(jìn)行承載力校核，找出不滿(mǎn)足要求的構(gòu)件并確定改造加固方法。最后對(duì)需要加固的梁柱構(gòu)件和連接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)。

1）梁截面加固方案

由于脫硝鋼支架的豎向荷載直接傳遞到鋼筋混凝土柱上，因此對(duì)原鋼筋混凝土支架梁的影響較小，水平荷載雖然使梁的受力增大，但是煙風(fēng)道支架梁的設(shè)計(jì)承載力有一定的安全余度。校核結(jié)果表明大部分支架梁可以承受增加的水平荷載，但是有部分梁的承載力安全余度較小甚至超過(guò)了允許的其正截面極限抗彎承載力。因此，需要對(duì)該部分梁進(jìn)行加固。另外，考慮到脫硝引入后造成部分梁產(chǎn)生較大的軸向拉力，可能使鋼筋混凝土梁產(chǎn)生裂縫，影響正常使用和結(jié)構(gòu)的耐久性。因此為了安全起見(jiàn)，支架中因?yàn)槊撓跹b置引入所受彎矩大于其正截面極限抗彎承載力85%的梁，以及所受軸向拉力較大的梁，都必須進(jìn)行加固。為了提高梁端正截面承載力，梁的加固選用增大截面法，并在梁端采用加焊鋼筋錨入柱中。新增的受力鋼筋要求采用短筋與原梁角部鋼筋焊接連接，鋼筋外表面采用高強(qiáng)水泥砂漿抹面作為鋼筋的保護(hù)層。此外，考慮到某些需加固梁加焊鋼筋施工不方便，采用預(yù)拉錨桿進(jìn)行加固。

2）柱截面加固方案

脫硝裝置引入后，原煙風(fēng)道支架鋼筋混凝土柱無(wú)法滿(mǎn)足承載力的要求，為此方案采用四面圍套的方式增大其柱截面，并對(duì)柱增大截面后的模型進(jìn)行計(jì)算，確定增大截面柱所需要的配筋。由于新增的縱向鋼筋在梁、柱節(jié)點(diǎn)處由于梁的影響無(wú)法沿柱邊均勻配置，為了使鋼筋能夠通長(zhǎng)配置，避免在梁、柱節(jié)點(diǎn)處彎折，新增縱向鋼筋沿柱邊采取不均勻配置。此外，根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)加固規(guī)范（GB 50367-2006）》的要求，增大截面尺寸柱的縱向受力鋼筋所采用的箍筋需要與原柱縱向鋼筋進(jìn)行焊接。如圖4所示為一增大截面尺寸柱的配筋及其梁、柱節(jié)點(diǎn)構(gòu)造示意圖。由于支撐安裝的需要部分增大截面柱在梁、柱節(jié)點(diǎn)處需要外包鋼板。同時(shí)，為保證外包鋼板與柱連接的緊密性，鋼板內(nèi)部均勻的焊有栓釘。

3） 鋼支撐-混凝土支架形式加固方案

支架增加脫硝裝置后水平荷載較大，將產(chǎn)生較大的水平位移，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)原結(jié)構(gòu)的水平位移。為了提高結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度，確保原煙風(fēng)道支架結(jié)構(gòu)在新增脫硝荷載作用下的安全性和整體穩(wěn)定性，就必須重新布置支架結(jié)構(gòu)，在原鋼筋混凝土支架上合理布置縱、橫向鋼支撐的方法進(jìn)行加固。

實(shí)踐證明，本工程提出的加固方案操作可行，滿(mǎn)足了安全性、適用性等方面的要求，很好地解決了舊電廠(chǎng)加固改造的要求，適應(yīng)了國(guó)家可持續(xù)發(fā)展環(huán)保政策的需求，為相應(yīng)工程實(shí)踐提供依據(jù)。

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（鄭紅蕾1，土木工程專(zhuān)業(yè)，中級(jí)工程師，從事土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，18658169582）