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9.9 除尘器结构


9.9.1  本节适用于大灰斗工业除尘器结构的可靠性鉴定评级。

9.9.2  除尘器结构的可靠性鉴定,应分为地基基础、壳体与台架两个结构系统进行评定。

9.9.3  地基基础的安全性等级及使用性等级应按本标准第7.2节的有关规定进行评定,其可靠性等级可按安全性等级和使用性等级中的较低等级确定。

9.9.4  壳体与台架结构的安全性等级应按结构整体性和承载能力两个项目评定等级中的较低等级确定;使用性等级应按使用状况和整体侧移倾斜变形两个项目评定等级中的较低等级确定;可靠性等级可按安全性等级和使用性等级中的较低等级确定。

9.9.5  壳体和台架结构整体性等级可按本标准第7.3节的有关规定评定;使用状况等级可按变形和损伤项目的等级确定。

9.9.6  壳体和台架结构承载能力项目应按本标准第6章规定的分级标准评定等级。当除灰、输灰系统可能发生人为失误或自控系统失效致灰斗积灰超载时,壳体和台架的承载能力应按除尘器积灰的最不利状态验算,当验算结果为d级时,可评定为c级,并采取临时的安全保证措施。

9.9.7  壳体和台架结构的变形和损伤应按表9.9.7的规定评定等级。

表9.9.7  壳体和台架结构的变形和损伤评定等级

    注:1.对于反吹风除尘器,其壳体的变形应为正向变形与反向变形之和;

        2.l为受弯构件跨度,h为框架层高。

9.9.8  除尘器结构整体侧移倾斜应根据测点位移观测值按表9.9.8的规定评定等级。

表9.9.8  除尘器结构整体侧移倾斜评定等级

    注:除尘器结构整体倾斜指测点位移与测点高度之比,当前的倾斜侧移为实测值,目标使用年限内的倾斜侧移为预估值。

9.9.9  除尘器结构附属设施应包括检修操作平台、爬梯、检查孔盖板等,其鉴定评级应符合本标准第9.1.6条的规定。

9.9.10  除尘器结构鉴定单元的可靠性鉴定评级,应按地基基础、壳体和台架两个主要结构系统中可靠性等级的较低等级确定。

条文说明

9.9.1  本条规定了本节条文适用的范围。工业除尘器的种类和形式有多种多样,本节提到的大灰斗工业除尘器,指的是灰斗积灰荷载对除尘器及台架结构安全性具有决定性影响的工业除尘器,如电除尘器、大布袋除尘器等,此类除尘器曾经多次发生灰斗积灰超载致除尘器坍塌事故。

9.9.2  本条规定了除尘器可靠性鉴定时结构系统的划分原则。当烟气温度较高或者湿度较大时,为了避免结露现象,通常在除尘器壳体的外面设置保温及防护层。为了简化鉴定评级过程,本标准未予单列结构系统,将其并入壳体结构考虑。实际工程中,亦可根据鉴定的目的要求,将其单独作为一个结构系统,按照围护结构有关规定进行鉴定评级。除尘器内部结构,如电除尘器的收尘电极及支承结构、布袋式除尘器的布袋及龙骨结构、导流板等,一般不作为除尘器结构系统进行鉴定。除尘器结构的可靠性鉴定,应分为地基基础、壳体与台架两个结构系统进行评定。其中,地基基础、壳体与台架均为主要结构系统。

9.9.3  本条规定了地基基础安全性等级、使用性等级及可靠性等级的评定标准,其中,地基基础的安全性等级、使用性等级按照本标准第7章有关条文规定评定等级。当除尘器台架结构采用“人”字形支撑时,应注意柱脚可能产生的水平推力对基础的不利影响,工程中曾经发生基础水平变位过大导致除尘器结构损坏的实例。

9.9.4  本条规定了壳体与台架结构安全性等级、使用性等级及可靠性等级的评定标准,其中,涉及结构安全性的壳体和台架结构整体性等级评定应符合本标准第7章有关条文的规定。

9.9.5  本条规定了壳体及台架结构承载能力项目评定等级的标准,要求符合本标准第6章有关条文的规定。根据曾经发生的除尘器坍塌原因分析结果,还规定作用效应计算时,当除灰(输灰)系统可能发生人为失误或自控系统失效致灰斗积灰超载时,壳体和台架的承载能力应按照除尘器积灰的最不利状态计算。这也就是说,除尘器作用调查时,除构筑物鉴定所需的常规调查外,应调查除尘器的卸灰、输灰系统控制程序是否可满足结构设计可靠度的要求。

    所谓除尘器积灰的最不利状态应是除尘器内积灰量不能再增加的状态,包括:系统停止运行;除尘器收尘不能再落入除尘器内等等。应当注意,工程上曾经发生电除尘器因积灰掩埋收尘电极致除尘器坍塌的情况,除尘器内积灰不等于灰斗积灰。

    除尘器结构设计一直没有专业的规程、标准。正常运行状态,除尘器内的积灰一般均由自动(或人工定时的)卸灰除灰系统将灰斗内积灰及时卸出运走,灰斗内的积灰仅仅是为了密封卸灰口留存的少量积灰。除尘器灰斗积灰的设计荷载通常按照卸灰、输灰设备故障预计检修时间(考虑一定裕度)的收灰量计算。

    除尘器运行过程中,人们多关注防止出灰口漏风控制的问题。原始的灰斗内灰位控制方式是操作工人锤击灰斗,根据锤击声音判断积灰灰位,以此来控制卸灰作业,防止出灰口漏风情况发生。现代的灰斗内灰位控制采用安装自动灰位(料位)计的方式实现。无论哪种方式,均只是控制最低灰位,但对高灰位检查控制存在不足。一般情况,除尘器系统的卸灰、输灰能力远大于除尘器可能的收灰能力,系统长期处于间歇工作状态,人们较少关注灰斗积灰超载问题。采用人工卸灰、运灰方式时,为了提高工作效率,人们常采取集中卸灰运灰的作业模式。因生产波动、管理人员的疏忽、操作人员的惰性等,均可能导致卸灰、运灰作业制度的紊乱并发生积灰超载现象,生产中曾发生过因此致除尘器坍塌的实例。采用自动卸灰、输灰方式时,如气力输送系统,由于系统不稳定等(如煤质变化带来的灰质变化等),亦发生过多次除尘器坍塌事故。

    为了保障除尘器结构安全可靠应采用运行联动方式控制灰位,即灰位超限后除尘器将降效直至停止运行。目前一些除尘器采用由灰斗进风的方式可以自然满足上述要求。经过改造后的除尘器也有采用设置高灰位(料位)计的,一旦高灰位触发持续一定时间将自动停机或启动其他应急措施。既有除尘器结构鉴定结构表明,当卸灰、输灰系统不满足上述条件时,应要求改变运行控制方式。

9.9.7  本条规定了除尘器壳体和台架结构的变形、损伤项目评定等级的标准。具体工程中,通常需要根据结构构件及连接的变形损坏状态、腐蚀或防腐涂装层的完损情况、壳体保温及防护层的完好状态及对除尘器正常运行产生的影响,以最不利的检查项目进行等级评定。

    条文中,有关梁、板构件的弯曲变形,a级与现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017有关规定允许值一致;有关支撑、柱构件的偏差变形,a级与现行国家标准《钢结构工程施工质量验收标准》GB 50205有关规定允许值一致;其他级别则依据变形幅值及对除尘器运行的影响程度评定。

    除尘器常见的损坏形态是壳体开裂、漏风。严重的壳体开裂将导致除尘器运行效率降低,但对除尘器结构的整体承载能力(抗坍塌能力)影响有限。导致壳体开裂的原因有多种,如温度应力影响、烟气压力波动、焊接施下缺陷等;对于反吹风除尘器,在反吹风时将产生与生产运行压力相反的气体压力,由此将导致壳体结构产生较大的变形(应力)幅值,并由此产生疲劳破坏的可能。

9.9.8  本条规定了除尘器结构整体侧移(倾斜)项目评定等级的标准,其中:a级与现行国家标准《钢结构工程施工质量验收标准》GB 50205有关规定的允许偏差值一致;b级与现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017有关规定允许的侧移变形一致。工程实践表明,除尘器结构的整体侧移与其相连接的烟(风)道的作用有着不可忽略的影响,具体鉴定中,一般应以对除尘器系统正常运行的影响程度为主,以侧移(倾斜)观测或计算值为辅,进行等级评定。

9.9.9  本条概述了除尘器可能包括的附属设施类型及评级规定。应当注意,除尘器附属设施不限于条文中提到的种类。一般来说,除机械及粉尘捕集设备设施之外的其他结构物,均应作为附属设施进行鉴定。

9.9.10  本条规定了除尘器鉴定单元的可靠性等级评定标准。除尘器附属设施不参与鉴定单元的可靠性评定,但在鉴定报告中应包括其检查评定结果、处理意见及建议。

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工业建筑可靠性鉴定标准 GB50144-2019
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