第三届中国电机工程学会优秀论文奖33项（1998-2000年度）其中电力土建专委会两项 -> 电力论文 -> 电力工程 -> 专业文章中国投标网

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    2、电力土建青年学术论坛对以下12篇优秀论文给予奖励

    一?amp;nbsp; 2名

    (1)  桩上基础板有限元分析中桩的弹性刚度的确定v��  华东电力设计院  陈  峥

    (2)  液化天然气储罐预应力混凝土施工技术 �� 上海电力建筑工程公司朱益民等

    二等奖  4名

    (1)  汽轮发电机基础结构拓朴和断面优化的探讨 �� 国电华北电力设计院周建军

    (2)  荷泽(2×300MW)和聊城(2×600MW)电厂锅炉钢结构设计��     中南电力设计院  程  超

    (3)  电厂建筑与可持续发展                  ��山东电力工程咨询院  黄  河

    (4)  珠海电厂240m烟囱施工技术��                广东省电力一局  丁小明等

    三等奖  8名

    (1)  新型火力发电厂厂前建筑设计的思考��      国电华北电力设计院  赵洪军

    (2)  运用价值工程优化厂址控制造价��            江西省电力设计院  柯恩龙

    (3)  自立式钢内筒烟囱设计��                    浙江省电力设计院  章  征

    (4)  火力发电厂主厂房钢结构防火��                东北电力设计院  洪  光

    (5)  火力发电厂脱硫总布置研究                  ��西南电力设计院  周明清

    (6)  三维空间结构地震作用分析软件的本土化探讨  ��国电华北电力设计院工程有限公司  阮明山等

    (7)  国华北京热电厂2×152MW汽轮机弹簧隔振基础的施工��北京电力建设公司  赵剑军等

    (8)  广安发电厂石鼓村灰场灰坝坝基固结分析与设计��   西北电力设计院  贵全昌

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※ �新结构介绍 �※
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    编者按：继山西神头二电厂1# 270米钢筋混凝土烟囱之后，第二个270米高，钢筋混凝土钢内筒双管烟囱在绥中电厂诞生。

    ��绥中电厂270米钢筋混凝土双管烟囱设计施工

                                               ��东北电力设计院

    绥中发电厂一期工程装设两台俄国800MW凝汽式汽轮发电机及两台2650t/h烧烟煤的直流蒸汽锅炉，两台炉公用一座270m高的钢筋混凝土双管烟囱，根据设计分工，该烟囱为俄方设计，现就烟囱的设计情况作一简单介绍。

    1、烟囱基础

    基础设计为园板式，直径39m，板厚为3.7m；

    混凝土为B22.5级，用量4375m3。

    2、钢筋混凝土外筒壁及外平台

    钢筋混凝土外筒壁采用B22.5级混凝土，壁厚850～300mm，沿高度采用一个坡度-1%，外半径12.85～10.2m，混凝土用量9343m3；钢筋用量1456.56t，含钢率为155.9kg/m3。

    钢筋混凝土外筒壁外侧站高度共设6层钢平台，标高分别为44.0、89.0、134.0、179.0、224.0及264.0m。设有带护栏的爬梯，通至各层平台。梯子用钢量为6.26t，平台总用钢量为48.52t。

    3、排烟管及内部钢平台

    钢筋混凝土筒内设有2个φ7.2m的钢排烟筒，整个排烟管采用分段吊在内部钢平台上，所以较采用支管方式的钢内管的壁厚薄，底部壁厚为10mm，中、上部只用6mm，用钢量较少，由于内部钢平台承受内管重量，所以内部钢平台的用钢量较大。

    由于内部排烟管壁厚较薄，为了加强筒壁刚度，外侧间距6m设环形加劲肋，同时，外侧加保温层，内侧刷(喷)防腐涂料。

    44.0、89.0、134.0、179.0、224.0、264.0和269.0m内部设有梯子，通至各层平台。

    排烟管用钢量：A-Ⅲ级1039.4t

    4、钢梯结构

    绥中发电厂270米烟囱内部沿着A-C轴线C侧设有一个高度为260米的钢梯，钢梯由梯井和扶梯组成，钢梯悬挂在各层平台上，底部与基础连接，264米以上为直梯，用钢量为98.2吨。

    5、不锈钢结构

    绥中发电厂270米烟囱内部有如下部位采用了不锈钢：

    1)  超长管防护套：2)  烟道外伸缩节；3)  筒首雨篷；4)  269米平台铺板，不锈钢总用量为35.9吨。

    6、烟囱内部钢结构

    绥中发电270米烟囱内部钢结构下列部位有防腐要求：

    1)  排烟管的外表面；2)  烟道外表面；3)  加强筋的表面，防腐方法是涂刷瓷漆，其余钢结构均作喷锌防腐处理。

    7、保温

烟囱内筒采用二层50mm的矿渣棉板保温，第一层保温棉外装镀锌铁丝网，第二层保温棉板外装镀锌铁丝后再加玻璃丝布。最后的厚度为80mm，伸出混凝土筒口部分保温最低厚度为160mm。

    8、信号平台和通风

    钢筋混凝土外筒壁设有6层信号平台，筒壁内设有7层钢平台，平台标高除内侧加一层为269.00mm外，其余6层内外标高相同，标高分别为44.0、89.0、134.0、179.0、224.0、264.0m。

    钢筋混凝土外筒和内部钢排烟筒之间为自然通风道，在烟道，烟囱外安装百叶窗，在钢筋混凝土筒身上部设通风孔，以保证有良好的通风条件。

    在钢筋混凝土筒身外侧做红白相间的涂色标志，筒首装设灯光网做的航空标志。

    为了安装和维修信号灯，在钢筋混凝土筒身外侧设有带护栏的爬梯辉内侧设有折梯，内外梯子均能通至各层平台?lt;BR>
    9、烟囱的计算

    俄方的烟囱计算书尚未看到。我们根据我国规范，按俄方的烟囱模型即烟囱壁厚、开孔、荷载作用位置以及烟囱外壁进行比较计算。

    根据我们了解，俄方烟囱计算时考虑两种极限状态：按丧失承载能力和按不适合正常使用要求。当按第一种极限状态计算时，考虑自重，计算风荷载(或地震荷载)以及排烟温度影响作用；当按第二种极限状态计算时，考虑自重，标准风荷载以及排烟温度和太阳辐射温度的影响。

    中方烟囱计算时考虑两种极限状态，即强度阶段和正常使用阶段。强度阶段计算，对于非地震区仅需根据自重、风荷载和附加弯矩进行水平截面强度计算，对于地震区尚应计算在自重、25%的风荷载、地震力和地震附加弯矩的特殊荷载作用下，水平截面的强度。使用阶段计算，需根据自重，风荷及附加弯矩、温度应力组合作用下进行水平截面应力、垂直截面应力和裂缝宽度验算。

    10、钢内筒安装施工方法的选用

    据了解，目前国内套筒及多管烟囱内部钢排烟筒的施工方法常见有三种：一是“卷扬机吊装法”；二是“液压顶升倒装法”；三是“气压顶升倒装法”。

    (a)  卷杨机吊装法较原始、落后，需采用的措施也比较复杂，安全可靠性差。

    (b)  液压顶升倒装法具有一定的先进性，但设备费用高，在自承重结构钢排烟筒的施工中有优势，但对于分段悬挂式钢排烟筒的施工也较适合。

    (c)  气压顶升倒装法原理清楚、设备简单、操作方便、顶升平稳，具有一定先进性。但辅助措施也比较复杂，费用高。此方法最适用于自承重结构钢排烟筒的施工。该烟囱如采用此方法施工，在顶升过程中钢排烟筒不能分段，需待顶升完成后再分段、悬挂、恢复设计，因而增加了施工难度。

    根据上述问题东电烟塔公司研制出“液压提升倒装法”。该技术在分段悬挂式钢排烟筒施工中有优势。具有设备先进，施工方便，安全可靠的特点。以下为具体施工方法。

    11、钢内筒安装采用“液压提升倒装法”施工过程

    各层平台安装结束后，才能进行钢内筒的安装，首先将液压提升装置及其系统布置在264米平台上。

    钢内筒的吊装是从上到下的倒装顺序。

    第一安装段是274～224米。这段不带伸缩节，先在4米地面上组装，焊好永久吊点，做好保温。当组装到44米平台处进行临时加固，并移吊点到下面的第二个吊点，这时保证钢管重心不倾斜，组装完成后用液压提升装置将第一段吊到位置，再用导链调整就位，对伸出筒首部分进行临时加固。

    吊装完第一段后，将液压提升装置移到224米平台上，准备吊装第二段钢管。

    第二段钢管是带有伸缩节的，其加强肋需到就位后施工。

    用上述方法进行第三段钢管的吊装。

    用上述方法进行第四段钢管的吊装。但是组装最后一节前应先将底座施工完，再同上面管段对接，最后完成5.4米平台的施工。

    施工垂直度的控制：

    在筒壁内侧4米地面上将烟囱的四条轴线做一永久标记，再用两台激光经纬仪将这四条轴线引至各层平台上来控制施工轴线。

    钢平台施工标高的控制：

    在轴线方位，从筒首到地面固定一根直径6毫米的钢丝绳，并将其拉紧，在钢丝绳上夹有标高刻度板，用电梯内设置的水平仪来控制标高。

    钢内筒施工标高的控制：

    钢内筒施工时，从第一段钢管的最上部用冲子打个点，并作标识，以后每升高2米打个点来控制钢内筒的标高。

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※�工程应用软件�※
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    ��火电厂主厂房结构三维设计软件PS-3D

                                 ��国电华北电力设计院工程公司  李兴利

    一、程序特点

    1、结构分析能力，可进行三维结构动静力、失稳、P-Δ、非线性分析，能解决几乎所有工程常见问题，计算稳定可靠。

    2、强大的图形建模和后处理功能，图形和文本方式交互快捷建立结构模型，输入荷载。强有力的三维图形显示工具，可方便地进行图形验证和结果查询。

    3、广泛的构件单元库，工程中常见的各种有限单元计算模型都可通过PS-3D分析。先进的二维和三维网格自动剖分模块，可方便处理各种复咏峁沟挠邢薜ピ帧０澜缍喔龉业谋曜夹透纸孛婵猓没Э煞奖愕淖远ㄒ褰孛嫘畔ⅰ?br>
    4、根据《建筑结构荷载规范》(GBJ9-87)、《建筑抗震设计规范》(GBJ11-89)和《火力发电厂主厂房荷载设计技术规程》(DL5022-93)等规范自动导荷载，自动生成自重、楼屋面荷载、雪荷载、积灰荷载、风荷载、地震荷载、吊车荷载等。

    5、根据《建筑结构荷载规范》(GBJ9-87)、《建筑抗震设计规范》(GBJ11-89)和《火力发电厂主厂房荷载设计技术规程》(DL/T5095-1999)等规范自动进行荷载组合。可以定义互斥荷载组，组间荷载相容。进行内力组合，18个控制内力包容构件最不利情况。

    6、根据中国结构设计规范设计，可以按照《钢结构设计规范》(GBJ17-88)、《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-98)和《火力发电厂土建结构设计技术规定》(DL5022-93)等结构设计规范进行构件设计和连接节点设计。

    二、鉴定意见

    2001年12月20日国电华北电力设计院工程有限公司组织对“火电厂主厂房结构三维设计软件PS-3D”进行鉴定。鉴定委员会听取了开发组的软件开发工作报告、软件功能介绍、工程试用情况报告，观看了成果演示，并听取了技术测试组的测试报告，审查了软件技术文档；开发组回答了鉴定委员就若干重要技术问题的询问和质疑。经鉴定委员会认真评议和讨论，形成如下鉴定意见：

    1、开发组提供的软件技术文档齐全，符合鉴定条件。

    2、鉴定委员会同意技术测试组的审查意见。

    3、该软件将火电厂主厂房结构设计由传统的平面模型设计方法发展为三维空间设计方法，是对火电厂主厂房结构设计的突破，其主要功能模块有：①三维有限元分析；②三维工程建模；③荷载标定及荷载组合；④吊车荷载、风荷载及地震作用的空间分析和预组合；⑤钢结构构件设计及连接节点设计；⑥图形前处理与后处理；⑦工程数据库管理系统等。

    4、该软件采用三维设计方法进行火电厂主厂房结构的静力和动力分析，荷载组合和内力最不利组合，钢结构构件的强度、稳定分析及其设计和连接节点的设计，满足主厂房结构设计要求。

    5、该软件具有以下特点：①突破传统，采用三维空间设计方法；②强大的图形处理功能，三维工程建模方便快捷；③依据现行规范实现自动生成荷载及荷载的标定，特殊荷载(吊车、风、地震作用)的预处理；④工程数据库内容丰富，含有世界20多个国家的标准型钢库，并提供用户自定义功能；⑤根据国际上现行CAE软件现状，选择了STAAD-PRO软件作为核心分析软件，保证有限元分析的正确可靠。

    经审议，鉴定委员会一致认为该软件符合现行规范要求，软件模型正确，逻辑结构合理，功能强大，初步实现了火电厂主厂房三维空间设计的要求，是火电厂结构设计的新发展，达到国内先进水平。鉴定委员会一致同意通过鉴定，并建议进一步在更多的工程中试用，不断充实完善并扩展软件功能。

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※�结构设计思路�※
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    ��钢筋混凝土贮灰筒仓在设计中存在的问题

                                    ��国电华北电力设计院工程公司  田树桐

    随着电力工业的发展，除灰的方式，灰渣的贮存方式有了较大改变，贮灰渣仓特种构筑物大量建成。在气力除灰的电厂中贮灰筒仓已得到普遍使用，目前已建成的贮灰渣仓，小型的多采用钢结构，较大型的仍采用钢筋混凝土结构。

    钢筋混凝土筒仓在我国许多行业如粮食、水泥、煤炭行业的特殊性，其贮料物种的特性与其它行业有所不同，特别是贮灰筒仓，在设计中仍存在着一些特殊问题。

    在电厂中灰渣是在锅炉排出后通过输灰管道直接送到储灰仓内，温度可达100℃左右，而外部温度随季节和地区的不同，差别较大，在北方地区的冬季，室外气温可达-30℃，筒仓内外的温差近130℃。即使在南方的夏季，筒仓内外的温差也近50～60℃。较大的温差会对筒结构产生较大温度应力，而现行的《钢筋混凝土筒仓设计规范》并没有考虑温差对筒仓结构作用，新的《钢筋混凝土筒仓设计规范》(送审稿)中虽然考虑了温差对筒仓结构作用，但仅考虑了常温贮料下外界气温变化温差引起的温度作用，不能解决电厂贮灰筒仓存在的温度问题。

    为了解决这个问题，各电力设计院又各自采用了不同的办法，有的设计院在内部设计了隔热内衬，有的设计院在外部设计了保温层，也有的设计院即没有设计隔热内衬，也没有设计外部保温层，而是通过温度计算，加大配筋来解决。有的设计根本不考虑这个问题。

    采用隔热内衬的做法，隔热材料必须具备足够的抗侧压能力，否则不能抵抗贮料所产生的水平压力，筒仓结构中仓壁部分混凝土所承受的也仅仅是水平的径向压力，如果在内衬中配置足够的环向钢筋，原来的混凝土结构也就退出了工作。外部保温层法也存在防雨问题，一般保温材料密度低、吸水性强，如果保护不好吸水后会大大降低保温效果，同时筒壁常年在80～100℃条件下工作，强度和耐久性很难保证，会影响结构的安全。设计中不考虑任何措施更是不可行的。

    问题是一样的，处理的方法却是多种多样，不尽统一，有的设计是可行的，也有的设计是不可行的。为了提高电力设计水平，推动电力事业的发展，亟希望共同研讨这一问题，制定统一的设计原则，使我们的设计更准确，更规范。

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