烟囱设计规范 [附条文说明] GB50051-2013 建标库

3.2  设计规定

3.2.1  烟囱筒壁的材料选择,在一般情况下主要依据烟囱的高度和地震烈度。从目前国内情况看,烟囱高度大于80m时,一般采用钢筋混凝土筒壁。烟囱高度小于或等于60m时,多数采用砖烟囱。烟囱高度介于60m至80m之间时,除要考虑烟囱高度和地震烈度外,还宜根据烟囱直径、烟气温度、材料供应及施工条件等情况进行综合比较后确定。

    砖烟囱的抗震性能较差。即使是配置竖向钢筋的砖烟囱,遇到较高烈度的地震仍难免发生一定程度的破坏。而且高烈度区砖烟囱的竖向配筋量很大,导致施工质量难以保证,而造价与钢筋混凝土烟囱相差不大。

3.2.2  烟囱内衬设置的主要作用是降低筒壁温度,保证筒壁的受热温度在限值之内,减少材料力学性能的降低和降低筒壁温度应力以减少裂缝开展。设置内衬还可以减少烟气对筒壁的腐蚀和磨损。考虑上述因素,本条对内衬的设置区域、温度界限分别作了规定。钢筋混凝土单筒烟囱的内衬宜沿筒壁全高设置,当有积灰平台时,可仅在烟道口以上部分设置。

    钢烟囱可以不设置内衬,主要是指烟气无腐蚀、或虽有腐蚀但采用防腐蚀涂料的钢烟囱。当烟气温度过高或仅通过防腐涂料不能够满足要求时,仍需设置内衬。

3.2.4  隔烟墙高度问题一直存在争议,原规范规定应超过烟道孔顶,超出高度不小于1/2孔高。但实际应用中,许多烟道孔高度很大,难以实现。调研表明底部1/3烟气容易灌入对面烟道,上部2/3烟气会直接被抽入烟囱。为此,本次规范修订规定隔烟墙高度宜采用烟道孔高度的0.5倍~1.5倍,烟囱高度较低和烟道孔较矮的烟囱宜取较大值,反之取较小值。

3.2.6  我国以往烟囱爬梯一般在一定高度(约10m)处开始设置安全防护围栏,与国际标准相比,安全等级偏低,本次修改要求全高设置,且为强制性条文。烟囱为高耸结构,爬梯是后续烟囱高空维护、检查的唯一通道,围栏是保护使用人员安全的重要设施,其重要性同平台栏杆一样,必须设置。

3.2.10  爬梯和平台等金属构件是宜腐蚀构件,特别是这些构件长期处于露天和烟气等化学腐蚀介质可能腐蚀的环境里,因此,宜采取热浸镀锌防腐措施。

3.2.11  爬梯、平台与筒壁连接的可靠性,直接关系到烟囱使用期间高空作业人员的生命安全,因此必须满足强度和耐久性要求。

3.2.12  防雷装置是烟囱附属系统中的重要组成部分,烟囱一般均高出周围建筑物,其防雷设施设置尤为重要,必须按有关防雷标准进行防雷设计。

3.2.13  烟囱沉降和倾斜对其结构安全影响敏感,需要设置专门的观测装置。烟囱底部是否设置清灰系统(包括积灰平台、漏斗和清灰孔等),应根据实际需要确定,在烟囱使用寿命期间无积灰产生的,可以不设。

3.2.15  筒壁计算截面的选取,是以具有代表性、计算方便又偏于安全为原则而确定的。因烟囱的坡度、筒身各层厚度及截面配筋的变化都在分节处,同时筒身的自重、风荷载及温度也按分节进行计算。这样,在每节底部的水平截面总是该节的最不利截面。因而本规范规定在计算水平截面时,取筒壁各节的底截面。

    垂直截面本可以选择任意单位高度为计算截面。因为各节底部截面的一些数据是现成的(如筒壁内外半径、内衬及隔热层厚度)。所以计算垂直截面时,也规定取筒壁各节底部单位高度为计算截面。

3.2.16  原规范的水平位移限值未明确规定,有关要求应符合原国家标准《高耸结构设计规范》GBJ135-90的规定,即控制变形为离地高度的1/100。新修订的《高耸结构设计规范》GB50135-2006所规定的高耸结构变形控制不适合烟囱设计要求,故本次规范修订给出水平变位限值。

    美国《CodeRequirementsforReinforcedConcreteChimneysandCommentary》ACI307-08规定烟囱顶部位移限值为烟囱高度的1/300。根据我国实际应用情况,规定钢筋混凝土烟囱和钢烟囱位移限值为离地高度的1/100,而砖烟囱,需要控制水平截面偏心距不得大于其核心距,其位移限值应严格控制,确定为1/300。