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防风抑尘网在华能威海电厂三期煤场的应用

发布时间:2015/11/11 技术施工 标签防风抑尘网浏览次数:2079

摘要:结合华能威海电厂三期煤场设置防风抑尘网的工程实例,比较了不同材质防风抑尘网的性能,论述了防风抑尘网网材选型方法及施工注意事项。防风抑尘网投入使用后,华能威海电厂三期煤场每年可减少煤尘损失约70万元,经
济效益和社会效益良好。
关键词:防风抑尘网;高分子复合材质;金属材质;煤尘损失

1 电厂概述
华能威海电厂坐落于山东省威海市区东南约16 km威海湾南岸的威海经济技术开发区海滨。电厂始建于1991年,一期工程建设2×125 MW机组,二期工程建设2 X 300 MW 机组,于1998年全部投产发电,三期工程建设2 X660 MW超超临界燃煤凝汽式发电机组,于2010年投产发电。

电厂三期扩建工程煤场建在一期、二期工程粉煤灰填海的场地上,煤场北侧紧邻海边防波堤坝,海域内有各种水产养殖物;西侧有三期工程的脱硫设施和灰库(距离煤场约60an)等设施,南侧距离海埠村约1 km。村庄、养殖场都是煤尘影响的敏感点,三期工程的脱硫设施也需尽量避免受到煤尘污染。按照环境评价的要求,为减少煤尘对周围环境的影响及煤场的风扬损失,应在三期工程煤场四周设防风抑尘网,防止煤尘飞扬,降低煤尘颗粒物的排放。

2 气象及布置条件
受高空西风带环流影响,加上山东半岛特殊的地理位置和地形,威海市属于风速相对较大的区域。近年来,威海的风速呈增大趋势:累计年平均风速为5.1 m/s;累计年瞬时最大风速为33.8 m/s;50年一遇的离地10 ITI高10 min平均最大风速为31.3 m/s,相应基本风压为0.65 kN/m 。三期扩建工程防风抑尘网设计考虑的主要因素是气象条件、防尘效果、地质结构、网材选型和煤场设备运行方式等。

三期扩建工程设置2个斗轮堆取料机条形煤场,煤场内安装2台臂长35 m、堆料出力为2 500t/h、取料出力为1 500 t/h的悬臂斗轮堆取料。煤场长210m、宽190m,堆高14m。根据煤场堆煤区域及煤堆高度,最终确定防风抑尘网总高度16m,周长843 m。在煤场四角及2个煤场端部共设6处门洞(门洞宽8 m、高5 m),方便推煤机、装载机、消防车等进出煤场。2个煤场设有2条贯穿南北的斗轮堆取料机用皮带机,煤场北侧开2处
门洞(宽11 m、净高7m),方便斗轮堆取料机尾车穿越防风抑尘网;煤场南侧开2处门洞(宽6 m 、净高5 m),方便2条煤场皮带机穿越防风抑尘网。

3 防风抑尘网材质的选择及比较
3.1 防风抑尘网的防尘机制
露天煤场起尘分为2大类:一类是煤堆表面的静态起尘,主要与煤的表面含水率、环境风速等有关;另一类是堆、取料过程中的动态起尘,主要与作业落差、装卸强度等有关。

当风通过露天煤场设置的防风抑尘网时,风速、风压衰减幅度很大,在网的内侧改变了来流风的风向,形成上、下干扰气流,可降低来流风的动能及湍流度,消除来流风涡流,形成外侧强风、内侧弱风,外侧弱风、内侧无风的效果,有效防止粉尘飞扬。风速越大,防风抑尘网的抑尘效率越高。防风抑尘网可根据不同的气象条件,结合堆场形状、料堆高度,经相关试验后选择不同孔型、开孔率的网板。防风抑尘网一般高于煤堆2 m左右,以达到最佳防尘效果。

3.2 防风抑尘网的材质种类
防风抑尘网的材质分为金属和非金属2大类:金属可分为碳钢板、镀锌板、镀铝锌板、不锈钢板、铝镁合金板等;非金属的有手工玻璃钢、机械加工玻璃钢、高分子复合材料等。金属防风抑尘网中的不锈钢板各项使用性能都很优良,但其基材价格较高,国内很少采用,该工程第5期 徐冬梅:防风抑尘网在华能威海电厂三期煤场的应用不推荐使用。

3.3 金属材质与高分子复合材质的比较
3.3.1 强度
金属材质与高分子复合材质的强度对比见表1。

表1 金属材质与高分子复合材质的强度对比
由表1可知,金属材质防风抑尘网因基材钢板具有优良的机械强度,其性能参数比高分子复合材质高。

3.3.2 防腐
金属材质的防风抑尘网以钢板为基材,表面喷涂防腐油漆或镀锌、镀铝锌。安装时需用螺栓联接,在煤场喷淋及海边酸性环境下,安装孔四周防腐层或金属镀层一旦破损,就会造成安装孔附近或破损的镀层处基材被腐蚀,使网板脱落,影响使用寿命和美观。

高分子复合材质具有良好的抗腐蚀性能,无需做任何防腐处理,可防止氯离子、二氧化硫的腐蚀,特别适合在海边酸性环境下使用。

3.3.3 造价
高分子复合材质网板面密度约2.5 kg/m ,金属材质网板面密度约5 kg/m 。在同等使用条件下,金属材质网板对于支护结构与地下基础的要求强度更高。综合网材及土建基础2个方面,2种材质防风抑尘网总造价基本等同。

3.3.4 运行维护
金属材质网板在海边酸性环境下运输、安装、使用时会使表面防腐层受到酸碱腐蚀,拧紧安装螺栓易造成安装孔四周防腐层被破坏,随时间推移安装孔被腐蚀增大,造成网板脱落,在后期使用中需定期维护。高分子复合材质网板一般添加了抗紫外线成分,表面经过氧化处理,在受阳光照射后,能把附着于产品表面的有机污物氧化分解。其亲水性使尘土易于被雨水冲洗,可起到自洁效果,日常使用中无需做任何防腐处理,无维护费用,抗老化及腐蚀性能更好。

3.3.5 防火
金属材质网板防火性强,高分子复合材质网板如不添加阻燃剂,容易燃烧。根据使用要求,高分子复合材质网板基材中一般都添加了阻燃剂,使网板具有一级阻燃性能(氧指数>30%)或二级阻燃性能(氧指数>26%),可以离火自熄。金属材质网板基材钢板不会燃烧,表面防腐涂层一般为一级阻燃型,明火点不着。

3.3.6 使用年限
受成本限制,金属材质网板厚度多为0.8~1.0mm,若防腐层质量不合格或维护不当,腐蚀速度极快,使用寿命远远不能保证。若防腐层质量优良,定期修补维护,预计使用年限为10—15年。高分子复合材质网板添加了抗紫外线、抗老化、耐寒等多种助剂,对网板基材进行了改良,使其能满足各种恶劣使用环境,使用寿命可达20年以上。

3.3.7 其他方面
高分子复合材质在性能上比金属材质更适用于防风抑尘网,用它替代金属材质制成防风抑尘网,符合我国目前“以塑代钢”的大趋势,可降低能耗,缓解资源压力,更有利于可持续发展。从整体性价比方面考虑,防风抑尘网选用高分子复合材质优于金属材质。

通过比较可见,高分子复合材质网板具有密度小、强度和刚度高、抗紫外线、阻燃、防静电、防腐蚀、使用寿命长达20年等其他材料不可比拟的优点,被作为金属材质网板的替代品而广泛使用。目前,国内在潮湿多雨及腐蚀性强的海边电厂多采用高分子复合材质网板,而干燥少雨、风沙大、紫外线照射强的电厂多采用金属材质的网板。据资料统计:80%左右的防风抑尘网项目采用了高分子复合材质网板,20%左右的防风抑尘网项目采用了金属材质的网板。

3.4 华能威海电厂三期防风抑尘网材质的确定
该电厂所在地的瞬时风速较高,厂区离海岸线较近(煤场端部离海岸线最近处仅70 m),空气中酸碱度及盐分对金属的腐蚀较严重,不宜使用金属材质网板。而高分子复合材质的网板属于硬质抗折防风抑尘网板,具有优异的抗拉伸强度、抗弯曲强度、冲击韧性、尺寸稳定性,具有良好的耐酸碱腐蚀性能,能保证工程的使用寿命。所以,该工程最终选定了高分子复合材质的网板。最终确定的高分子复合材质网板参数为:每块防风网板长4000mm、高250mm、厚2 mm,为单层螺形板圆孔刚性网,抗拉系数为155 MPa,面密度为4 kg/m ,使用温度为一4O一+80℃,寿命/ >20年。抗风能力按累年瞬时最大风速33.8 m/s设计、55.0 m/s校核,抑尘效果可达70%以匕。

4 防风抑尘网的具体布置
该工程煤场建在一期、二期粉煤灰填海的场地上,为软弱~中软类型的场地,建筑场地类别为Ⅱ类,属于对建筑抗震不利地段。因此,根据地质条件及防风抑尘网荷载计算结果,基础采用钢筋混凝土现场浇筑的方法,地下深3.7 m,基础持力层为粉喷桩复合地基。

紧邻煤场四周外边界依次布置了混凝土挡煤墙、煤场喷淋用洒水喷枪、防风抑尘网基础、排水沟、煤场环形道路。混凝土挡煤墙离地面高度2 m。华能威海电厂三期扩建工程煤场防风抑尘网平面布置图如图1所示。
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图1 华能威海电厂三期扩建工程煤场防风抑尘网平面布置图
防风抑尘网由地下基础、支护钢结构、防风抑尘网等3部分组成,抑尘网底标高以煤场自然地面为准。根据订货情况,防风抑尘网1个单元宽度为4m,即每个钢结构立柱间距为4 m,钢结构立柱之间用多道钢檩条连接,地面以上支护钢结构主体立柱生根在间隔4 m的混凝土支墩上,相应斜撑设置在防风抑尘网内侧。支护钢结构主体立柱及斜撑的支墩均高出地面1 133_,主体立柱支墩上方设15 m高的防风抑尘网,防风抑尘网总高16 m。相邻立柱的}昆凝土支墩之间用红砖封堵,封堵高度1 m。支护钢结构主体立柱及斜撑选用焊接钢管,规卡子为: 140 mm×4 mm, 89 mm×4 mm, 76 mm×3.75mm及 8型钢。

整体结构采用桁架形式,三角桁架斜撑更能降低横向风力对结构的影响。每个三角桁架柱为独立稳定受力体系,既独立承载又相互连接,受力稳定;结构自然对中,防止偏心和变形;受力合理,抗风、抗扭曲性能良好,便于防风抑尘网的固定,确保了结构的安全性。

型钢、钢管表面圆滑,不易积水、积尘,可保证结构表面清洁,防止形成腐蚀环境而破坏钢材保护层,保证结构的使用寿命和安全。

5 结论
华能威海电厂三期扩建工程2个煤场总储煤量为l9万t,防风抑尘网占地面积为39 900 m ,2010年该项目建成并投入使用。通过建设防风抑尘网,降低了煤场煤尘排放,有效改善了周围海域和I临近村庄的环境,电厂每年可减少因煤场起尘造成的煤炭损失约850t,减少经济损失约70万元,社会效益和经济效益良好。

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王经理