CN200996212Y

CN200996212Y - 自立式钢结构烟囱

Info

Publication number: CN200996212Y
Application number: CN 200720066381
Authority: CN
Inventors: 蔡洪良; 陈飞
Original assignee: China Power Engineering Consulting Group East China Electric Power Design Institute Co Ltd
Current assignee: China Power Engineering Consulting Group East China Electric Power Design Institute Co Ltd
Priority date: 2007-01-17
Filing date: 2007-01-17
Publication date: 2007-12-26
Anticipated expiration: 2017-01-17

Abstract

本实用新型提供了一种自立式钢结构烟囱，包括设置在底面上的各自独立的第一钢排烟筒、第二钢排烟筒，所述第一钢排烟筒与底面呈78～90度角的坡度；所述第二钢排烟筒与底面呈78～90度角的坡度；所述第一钢排烟筒和第二钢排烟筒之间连接地设有抵抗水平作用的斜撑钢结构单元，且所述钢斜撑结构单元与底面呈75～90度角的坡度。本实用新型的自立式钢结构烟囱，其既具有较好的侧向抗水平作用能力，并具有经济和安装简便的优点。

Description

自立式钢结构烟囱

技术领域

本实用新型涉及一种烟囱，具体地涉及一种自立式钢结构烟囱。

背景技术

烟囱的主要功能是钢排烟筒钢排放烟气，一般由于烟囱直径与高度相比较而言显得非常细，单个的钢排烟筒是不能承受水平的风、地震的影响。为此，需在钢排烟筒外侧增加一个抵抗水平作用的维护结构，钢筋混凝土外筒的作用就在于此。目前烟囱结构，钢排烟筒都不是作为结构构件直接参与抵抗风、地震等对烟囱的水平作用，其不足之处在于，对外设的抵抗水平作用的装置(也即维护结构)具有较高的要求。

目前，综合技术、经济等因素，双管钢排烟筒钢筋混凝土外筒形式烟囱是目前在国内电厂广泛采用的烟囱结构形式。但是随着发电厂机组单机容量的提高，为了抵抗水平作用，烟囱钢内筒的直径越来越大，双管钢内筒烟囱的顶部直径大的有18米多，烟囱外形的高宽严重不协调。

国外有取消维护结构应用实例，但钢排烟筒均为三管或四管，且钢排烟筒的坡度变化较大，给内衬防腐和保温的施工带来一定的困难。而双管排烟筒侧向水平作用能力较差，目前为止还未了解到双管排烟筒作为结构构件直接参与抵抗水平作用的烟囱结构形式。

因此本领域迫切需要一种能够采用双管排烟筒的钢结构烟囱，其既具有较好的侧向抗水平作用能力，并具有经济和安装简便的优点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于获得能够采用双管排烟筒的钢结构烟囱，其既具有较好的侧向抗水平作用能力，并具有经济和安装简便的优点。

在本实用新型的第一方面，提供了一种自立式钢结构烟囱，包括设置在底面上的各自独立的第一钢排烟筒)、第二钢排烟筒，其中，

所述第一钢排烟筒与底面呈78～90度角的坡度；

所述第二钢排烟筒与底面呈78～90度角的坡度；

所述第一钢排烟筒和第二钢排烟筒之间连接地设有抵抗水平作用的斜撑钢结构单元，且所述钢斜撑结构单元与底面呈75～90度角的坡度。

优选地是，所述底面为地面。

在本实用新型的优选实施方式中，所述第一钢排烟筒的直径与所述第二钢排烟筒的直径比为1∶0.8～1.2。

在本实用新型的优选实施方式中，所述钢斜撑结构单元包括：

一个或多个与所述第一钢排烟筒接触的第一固定结构；

一个或多个与所述第二钢排烟筒接触的第二固定结构；和

各自与所述第一固定结构和第二固定结构连接的钢斜撑支杆。

在本实用新型的优选实施方式中，所述第一固定结构包括：

与所述第一钢排烟筒接触的箍紧装置、

连接装置，所述连接装置一端连接所述箍紧装置，另一端连接所述钢斜撑支杆；和/或

所述第二固定结构包括：

与所述第二钢排烟筒接触的箍紧装置、

连接装置，所述一端连接所述箍紧装置，另一端连接所述钢斜撑支杆的；

和/或

所述钢斜撑支杆和第一钢排烟筒之间设置第一斜梁；所述钢斜撑支杆和第二钢排烟筒之间设置第二斜梁。

在本实用新型的优选实施方式中，所述第一固定结构和第二固定结构之间设置横梁单元，所述横梁单元由一个或多个横梁结构组成；

所述横梁单元连接所述第一固定结构和第二固定结构。

在本实用新型的优选实施方式中，所述箍紧装置为与第一钢排烟筒的外缘吻合的闭合或未闭合的环状结构；和/或

所述箍紧装置为与第二钢排烟筒的外缘吻合的闭合或未闭合的环状结构。

在本实用新型的优选实施方式中，所述横梁单元包括平行设置的第一横梁结构、第二横梁结构、第三横梁结构，

其中所述第一横梁结构和/或第三横梁结构的一端各自与第一钢排烟筒的两外缘相切，另一端各自与第二钢排烟筒的两外缘相切；

所述第二横梁结构的两端设置在所述第一横梁结构和第三横梁结构之间。

在本实用新型的优选实施方式中，所述第一固定结构和/或第二固定结构的个数为2～20个，和/或

所述固定结构和之间的距离为1～60m。

在本实用新型的优选实施方式中，所述各个第一固定结构之间的距离h₁为10-60m，所述距离占所述烟囱高度的1/10～1/2；和/或

所述各个第二固定结构之间的距离h₂为10-60m，所述距离占所述烟囱高度的1/10～1/2。

在本实用新型的优选实施方式中，第一钢排烟筒、第二钢排烟筒的内缘设置有轻质防腐发泡砖垫衬材料层。

本实用新型的技术效果在于：

(1)钢排烟筒在烟道以上为直段，钢排烟筒及内衬防腐和保温施工方便。

(2)现有技术中，双管钢内筒烟囱的结构受力是这样的：钢筋混凝土外筒承受烟囱的外部荷载，包括风荷载及地震作用等；钢内筒直接支承在基础上或分段支承在外筒内部的各层平台上，仅承受自身的重量作用。而本实用新型的双管自立式钢结构烟囱方案，其结构在取消钢筋混凝土外筒后，完全能具备抵抗水平的风、地震的作用的能力。

附图说明

图1为本实用新型的一个实施方式的侧立面示意图；

图2为本实用新型的一个实施方式的主立面示意图；

图3为本实用新型的一个实施方式的背立面示意图；

图4为本实用新型的图2所示实施方式的2-2剖面的结构示意图；

图5为本实用新型的图2所示实施方式的1-1剖面的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型设计人经过广泛而深入的研究，发现采用特定坡度的双钢排烟筒和特定坡度的斜撑结构，可以达到所需的抵抗水平作用的烟囱，而且其在经济指标方面特别优异。在此基础上完成了本实用新型。

本实用新型的烟囱结构详述如下：

自立式钢结构烟囱

本实用新型的自立式钢结构烟囱，包括设置在底面上的各自独立的第一钢排烟筒、第二钢排烟筒，

所述第一钢排烟筒与底面呈78～90度角的坡度；该坡度在第一钢排烟筒与第二钢排烟筒组成的平面上测得；

所述第二钢排烟筒与底面呈78～90度角的坡度；该坡度在第一钢排烟筒与第二钢排烟筒组成的平面上测得；

所述第一钢排烟筒和第二钢排烟筒之间连接地设有抵抗水平作用的斜撑钢结构单元，且所述钢斜撑结构单元与底面呈75～90度角的坡度，该坡度在垂直第一钢排烟筒与第二钢排烟筒组成的平面而且垂直地面的平面上测得。

优选地是，所述底面为地面。

优选地，第一钢排烟筒与底面的坡度与第二钢排烟筒与底面的坡度相同；而有1～5度的差异也是允许的。

较佳地，所述第一钢排烟筒与底面呈80～88度角的坡度；

较佳地，所述第二钢排烟筒与底面呈80～88度角的坡度；

较佳地，或是所述钢斜撑结构单元与底面呈75～88度角的坡度。

所述第一钢排烟筒的直径与所述第二钢排烟筒的直径比可以为1∶0.8～1.2。优选二者相同，但是0～5％的差异(以第一钢排烟筒的直径计算)也是允许的。

所述第一钢排烟筒的直径与所述第二钢排烟筒的直径长度优选是在7300±2000mm之间。

通常，本实用新型的直径越大，则使取消钢筋混凝土外筒，钢排筒直接承受烟囱的外部荷载的可能性越大，从而成为一个自立式钢结构烟囱。

钢斜撑结构单元

本实用新型的钢斜撑结构单元较佳地包括：

一个或多个与所述第一钢排烟筒接触的第一固定结构；

一个或多个与所述第二钢排烟筒接触的第二固定结构；和

各自与所述固定结构和连接的钢斜撑支杆。

优选地，所述第一固定结构包括：

与所述第一钢排烟筒接触的箍紧装置、

连接装置，所述连接装置一端连接所述箍紧装置，另一端连接所述钢斜撑支杆；

和/或

第二固定结构包括：

与所述第二钢排烟筒接触的箍紧装置、

连接装置，所述一端连接所述箍紧装置，另一端连接所述钢斜撑支杆。

优选地是，所述箍紧装置为与第一钢排烟筒的外缘吻合的闭合或未闭合的环状结构；和/或

所述箍紧装置的直径视钢排烟筒的直径而定，只要可以适当固定即可。所述连接装置的宽度视斜钢撑支杆与钢排烟筒的距离而定。视斜钢撑支杆与钢排烟筒的距离没有特别限制，只要不对本实用新型的发明目的产生限制即可，具体地例如可以在8000～40000mm之间，优选12000～35000mm之间。

所述钢斜撑支杆和第一钢排烟筒之间可以设置第一斜梁；所述钢斜撑支杆和第二钢排烟筒之间可以设置第二斜梁。所述第一斜梁和第二斜梁的结构可以采用本领域技术人员熟知的斜角支撑结构。具体地例如该斜梁设置在各个固定结构的层间。

所述第一固定结构和/或第二固定机构之间可以设置横梁单元，所述横梁单元由一个或多个横梁结构组成；

所述横梁单元连接所述第一固定机构和第二固定机构。

优选地是，所述横梁单元包括平行设置的第一横梁结构、第二横梁结构、第三横梁结构，

优选地是，所述第一固定机构和/或第二固定机构的个数为2～20个。

优选地，所述多个第一固定机构之间的距离为10～60m，和/或所述多个第二固定机构之间的距离为10～60m。

优选地是，所述第一固定结构之间的距离h₁占所述烟囱高度的1/10～1/2。

优选地是，所述第二固定结构之间的距离h₂占所述烟囱高度的1/10～1/2。

通常距离h₁和距离h₂可以是相同的，但是0～5％的差异(以距离h₁的长度计算)也是允许的。

所述第一固定结构和第二固定结构之间的距离为1～60m。

垫衬材料

本实用新型的第一钢排烟筒、第二钢排烟筒的内缘可以设置有轻质防腐发泡砖。

轻质防腐发泡砖可以解决钢排烟筒的防腐和保温以及钢排烟筒的温度应力对烟囱整体结构的影响。

以下结合具体实施例，进一步阐明本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。

实施例1

自立式钢结构烟囱由二根直径7300mm、高240m的第一钢排烟筒1和第二钢排烟筒2、钢斜撑结构单元3组成。

如图1～3所示，所述第一钢排烟筒1与底面呈85度角的坡度；

所述第二钢排烟筒2与底面呈85度角的坡度；

所述钢斜撑结构单元3与底面4呈78度角的坡度。

第一钢排烟筒1和第二钢排烟筒2之间设置钢斜撑结构单元3，所述钢斜撑结构单元3包括一根直径1800mm的钢斜撑支杆34。

在40.0m，80.0m，120.0m，160.0m，200.0m，235.0m标高处共设有六层与所述第一钢排烟筒1接触的第一固定结构31；与所述第二钢排烟筒2接触的第二固定结构32。

所述钢斜撑支杆34和第一钢排烟筒1之间设置第一斜梁35；所述钢斜撑支杆34和第二钢排烟筒2之间设置第二斜梁36。第一斜梁35设置在第一固定结构各层间。第二斜梁36设置在第二固定结构各层间。

所述各个第一固定结构31之间的距离h₁占所述烟囱高度的1/6。由于在顶部安装平台无实际意义，因此从顶部起算第一个第一固定机构与第二个第一固定结构的距离占所述烟囱高度的1/12。

所述各个第二固定结构32之间的距离h₂占所述烟囱高度的1/6。由于在顶部安装平台无实际意义，因此从顶部起算第一个第二固定机构与第二个第二固定结构的距离占所述烟囱高度的1/12。六层第一固定结构31与第二固定结构32上可设置检修、观光、信号灯平台。检修楼梯可直达220.0m层平台，220.0m～240.0m设直爬梯，根据实际运行需要可设置观光、货运电梯。

如图4～5所示，所述第一固定结构31包括：与所述第一钢排烟筒1接触的箍紧装置311、

连接装置312，所述连接装置312一端连接所述箍紧装置311，另一端连接所述钢斜撑支杆34；

所述第二固定结构32包括：

与所述第二钢排烟筒2接触的箍紧装置321、

连接装置322，所述一端连接所述箍紧装置321，另一端连接所述钢斜撑支杆34的。

所述第一固定结构31和第二固定结构32之间设置横梁单元33，所述横梁单元33，所述横梁单元33连接所述第一固定结构31和第二固定结构32。

所述箍紧装置311为与第一钢排烟筒1的外缘吻合的闭合的环状结构；和

所述箍紧装置321为与第二钢排烟筒2的外缘吻合的闭合的环状结构。

所述横梁单元33包括平行设置的第一横梁结构331、第二横梁结构332、第三横梁结构333，

其中所述第一横梁结构331和/或第三横梁结构333的一端各自与第一钢排烟筒1的两外缘相切，另一端各自与第二钢排烟筒2的两外缘相切；

所述第二横梁结构332的两端设置在所述第一横梁结构331和第三横梁结构333之间。

第一钢排烟筒1、第二钢排烟筒2的内缘设置有垫衬材料(图中未示)，所述垫衬材料为轻质防腐发泡砖。在本实施例中，钢内筒内侧防腐保温层采用50mm厚轻质泡沫玻化陶瓷砖。

对炉后上煤方案，输煤栈桥可在烟囱的两个钢排烟筒1和2之间通过，当输煤栈桥不在两个钢排烟筒之间经过时，底部钢斜撑可作适当调整。

由于该形式的烟囱比较别致，风载体型系数及风振系数没有相关的资料可参考，根据有关规范要求，需由风洞试验确定。在方案估算阶段该数值按较接近参考值计算。若实施该方案，需进行风洞试验，由试验确定相关参数。

针对上述自立式钢结构烟囱方案，采用STAAD PRO计算软件对结构受力及断面进行了估算，通过计算可以看出，双管自立式钢结构烟囱方案，结构在取消钢筋混凝土外筒后，完全能具备抵抗水平的风、地震的作用的能力。

采用双管自立式钢结构烟囱方案后，可省去钢筋混凝土外筒，由此，整个烟囱的自重较双管钢排烟筒钢筋混凝土外筒形式烟囱要轻得多，经初步估算，整座烟囱的投资要较双管钢排烟筒钢筋混凝土外筒形式烟囱省20％。但其防腐性能及运行可靠性要好的多。

自立式钢结构烟囱的施工

自立式钢结构烟囱方案，钢排烟筒已不能用目前广泛采用的液压提升、气顶等逆作法施工，而可采用在钢排烟筒外设扶壁吊分段吊装的方法。由于取消了钢筋混凝土外筒，此外，基础和桩基的工作量有明显降低，虽然钢排烟筒的施工难度有所增加，但烟囱总的施工周期将会较钢筋混凝土外筒双管钢内筒烟囱要短。

综上所述，采用自立式钢结构烟囱方案，在设计、施工方面技术上可行，同时该方案的投资上较钢筋混凝土外筒双管钢内筒烟囱要低，外形上又是电厂的一大亮点，自立式钢结构烟囱内侧衬泡沫玻化陶瓷砖内衬方案。

在本实用新型提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本实用新型的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims

1.一种自立式钢结构烟囱，包括设置在底面上的各自独立的第一钢排烟筒(1)、第二钢排烟筒(2)，其特征在于，

所述第一钢排烟筒(1)与底面(4)呈78～90度角的坡度；

所述第二钢排烟筒(2)与底面(4)呈78～90度角的坡度；

所述第一钢排烟筒(1)和第二钢排烟筒(2)之间连接地设有抵抗水平作用的斜撑钢结构单元(3)，且所述钢斜撑结构单元(3)与底面(4)呈75～90度角的坡度。

2.如权利要求1所述的烟囱，其特征在于，

所述第一钢排烟筒(1)的直径与所述第二钢排烟筒(2)的直径比为1∶0.8～1.2。

3.如权利要求1所述的烟囱，其特征在于，所述钢斜撑结构单元(3)包括：

一个或多个与所述第一钢排烟筒(1)接触的第一固定结构(31)；

一个或多个与所述第二钢排烟筒(2)接触的第二固定结构(32)；和

各自与所述第一固定结构(31)和第二固定结构(32)连接的钢斜撑支杆(34)。

4.如权利要求3所述的烟囱，其特征在于，

所述第一固定结构(31)包括：

与所述第一钢排烟筒(1)接触的箍紧装置(311)、

连接装置(312)，所述连接装置(312)一端连接所述箍紧装置(311)，另一端连接所述钢斜撑支杆(34)；和/或

所述第二固定结构(32)包括：

与所述第二钢排烟筒(2)接触的箍紧装置(321)、

连接装置(322)，所述一端连接所述箍紧装置(321)，另一端连接所述钢

斜撑支杆(34)的；和/或

所述钢斜撑支杆(34)和第一钢排烟筒(1)之间设置第一斜梁(35)；所述钢斜撑支杆(34)和第二钢排烟筒(2)之间设置第二斜梁(36)。

5.如权利要求3或4任一项所述的烟囱，其特征在于，所述第一固定结构(31)和第二固定结构(32)之间设置横梁单元(33)，所述横梁单元(33)由一个或多个横梁结构组成；

所述横梁单元(33)连接所述第一固定结构(31)和第二固定结构(32)。

6.如权利要求4所述的烟囱，其特征在于，

所述箍紧装置(311)为与第一钢排烟筒(1)的外缘吻合的闭合或未闭合的环状结构；和/或

所述箍紧装置(321)为与第二钢排烟筒(2)的外缘吻合的闭合或未闭合的环状结构。

7.如权利要求5所述的烟囱，其特征在于，

所述横梁单元(33)包括平行设置的第一横梁结构(331)、第二横梁结构(332)、第三横梁结构(333)，

其中所述第一横梁结构(331)和/或第三横梁结构(333)的一端各自与第一钢排烟筒(1)的两外缘相切，另一端各自与第二钢排烟筒(2)的两外缘相切；

所述第二横梁结构(332)的两端设置在所述第一横梁结构(331)和第三横梁结构(333)之间。

8.如权利要求3所述的烟囱，其特征在于，所述第一固定结构(31)和/或第二固定结构(32)的个数为2～20个，和/或

所述固定结构(31)和(32)之间的距离为1～60m。

9.如权利要求8所述的烟囱，其特征在于，所述各个第一固定结构(31)之间的距离h₁为10-60m，所述距离占所述烟囱高度的1/10～1/2；和/或

所述各个第二固定结构(32)之间的距离h₂为10-60m，所述距离占所述烟囱高度的1/10～1/2。

10.如权利要求1～9任一项所述的烟囱，其特征在于，第一钢排烟筒(1)、第二钢排烟筒(2)的内缘设置有轻质防腐发泡砖垫衬材料层。