烟囱使用情况调查
通过调查相关资料,目标烟囱建造于1998年,同年投入使用,再此期间使用均正常。2019年锅炉低氮改造后,由于改造后锅炉吨位较小,排烟温度低,烟气流速慢,锅炉运行期间在烟道和烟囱内产生大量冷凝水,并从烟道底板、烟道底板与烟囱连接处缝隙中凝结水渗出。
本次检测时烟囱处于正常使用状态。
烟囱筒体钢筋检测
因现场烟囱内部条件限制,仅对筒体外侧钢筋配置进行检测。采用钢卷尺、钢筋探测仪对不同标高筒体的配筋数量进行调查,部分构件凿开混凝土保护层,采用游标卡尺量测钢筋直径。
烟囱完损状况检测
为明确受检烟囱结构损伤状况,现场对该烟囱进行了完损状况检测。经检测,烟囱内部基本完好,筒体结构基本完好,无明显损伤。烟囱压顶梁钢筋裸露,筒体外壁粉刷层龟裂;烟囱底坑存有少量灰泥,内壁有水渍。烟道底板、烟道底板与筒体连接处凝结水渗出,钢爬梯严重锈蚀。具体检测结果详见表7.2。
烟囱变形检测
根据现场检测条件,采用RTS112SR5L型全站仪,按照投点法测量烟囱上部相对于下部的偏移值,并经过计算得出烟囱整体倾斜情况。检测结果详见表7.3。
测量结果表明,烟囱整体向东南方向倾斜,倾斜率为0.94‰,小于《烟囱可靠性鉴定标准》(GB51056-2014)中规定的倾斜限值1. 7‰(注:测量结果包括施工误差)。
烟囱基础检测
经现场检查,烟囱筒体及两侧烟道未见裂缝,烟囱及烟道外围地面无明显不均匀沉降裂缝。故可认为地基基础基本满足正常使用要求。
烟囱主体结构材料强度检测
现场采用酚酞试剂对钢筋混凝土构件的碳化深度进行测试。结果表明:所测混凝土构件碳化深度均大于6.0mm。
现场检测按照《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》(JGJ/T23-2011),采用ZC3-A混凝土回弹仪,对受检烟囱混凝土强度进行检测,并根据《混凝土结构加固设计规范》(GB 50367-2013)进行龄期修正。
根据现场检测结果,受检房屋混凝土构件强度推定值为32.03MPa。因原设计图纸缺失,凝土构件原设计强度等级不详,验算分析时筒体混凝土构件强度等级按照实测强度取C30。
筒身结构安全性计算
(一)验算条件
计算主要采用Maidas计算软件,根据现场实际情况,建立合理的力学计算模型对受检烟囱主体结构进行承载力验算。本次计算考虑地震力作用。
(1)材料强度取值:
筒壁混凝土强度取C30;
依据国家强制标准GB1499.2—2007《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》,筒壁竖向钢筋等级取HRB335;
(2)荷载取值:
1)风荷载:依据《建筑结构荷载规范》(GB5009-2012)并参照周边区域地质情况,基本风压按50年一遇考虑,基本风压查表取w0 = 0.35kN/m2;地面粗糙度:B;建筑场地土类别:Ⅲ类;
2)温度:根据业主提供相关资料及西安市气象资料查阅,烟气温度Tgas = 70.00℃;夏季极端温度Tsum = 44.00℃;冬季极端温度Twin = -15.00℃;烟囱日照温差△T = 18.00℃;空气密度r = 1.25kg/m3;
3)烟囱安全等级:依据《烟囱设计规范》(GB50051-2013),安全等级为二级;环境类别: 三类;
4)地震作用:根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)2016版,抗震设防烈度为8度(0.20g),注: 1.材料列中“内衬1”为“粘土耐火砖”, “内衬2”为“隔热层”
2. “Eli”表示烟囱分节处,计算标高,“Ro”表示烟囱外圈半径,“Ra” 表示烟囱内圈半径,“hi”表示烟囱分节高度。
3. 上表中标高及长度单位为m
(二)验算结果
根据现场检测结果,对烟囱结构的验算分析结果表明:
通过对烟囱整体建模计算分析,烟囱变形满足计算要求,烟囱抽检部位的强度、配筋满足计算要求。
鉴定的工作内容
根据国家标准《烟囱可靠性鉴定标准》(GB51056-2014)相关规定及要求,烟囱的安全性鉴定评级,按构件、结构体系和鉴定单元分为三个层次;结构体系应包括地基基础、筒壁(烟道壁)及支承结构、内衬(筒)与隔热层,附属设施。依据国家标准《烟囱可靠性鉴定标准》(GB51056-2014)规定的检查项目和步骤,分层进行:
a) 根据构件各检查项目评定结果,确定构件安全性等级;
b) 根据结构体系中地基基础、筒壁(烟道壁)及支承结构、内衬(筒)与隔热层,附属设施。并由此评定其安全性等级;
c) 根据结构体系安全性等级的较低等级确定鉴定单元安全性等级。
鉴定的评级标准
烟囱安全性鉴定的构件、结构系统、鉴定单元应按下列规定评定等级:
1 构件(包括构件本身及构件间的连接点)
1)构件的安全性评级标准
a级:符合国家现行标准规范的安全性要求,安全,不必采取措施;
b级:略低于国家现行标准规范的安全性要求,仍能满足结构安全性的下限水平要求,不影响安全,可不必采取措施;
c级:不符合国家现行标准规范的安全性要求,影响安全,应采取措施;
d级:极不符合国家现行标准规范的安全性要求,已严重影响安全,必须及时或立即采取措施。
2 结构系统
1)结构系统的安全性评级标准:
A级:符合国家现行标准规范的安全性要求,不影响整体安全,可能有个别次要构件宜采取适当措施;
B级:略低于国家现行标准规范的安全性要求,仍能满足结构安全性的下限水平要求,尚不显著影响整体安全,可能有极少数构件应采取措施;
C级:不符合国家现行标准规范的安全性要求,影响整体安全,应采取措施,且可能有极少数构件必须立即采取措施;
D级:极不符合国家现行标准规范的安全性要求,已严重影响整体安全,必须立即采取措施。
3 鉴定单元
A级:符合国家现行标准规范的安全性要求,不影响整体安全,在目标使用年限内不影响整体正常使用,极少数不符合要求的次要构件宜采取适当措施;
B级:略低于国家现行标准规范的安全性要求,仍能满足结构安全性的下限水平要求,尚不明显影响整体安全,在目标使用年限内不影响或尚不明显影响整体正常使用,极少数不符合的构件应采取措施,极个别不符合要求的次要构件必须立即采取措施;
C级:不符合国家现行标准规范的安全性要求,影响整体安全,在目标使用年限内明显影响整体正常使用,应采取措施,极少数不符合要求的构件必须立即采取措施;
D级:严重不符合国家现行标准规范的安全性要求,已严重影响整体安全,必须立即采取措施。
烟囱安全性鉴定
鉴定单元安全性等级为B级,对烟囱的综合鉴定结果为:基本符合国家现行标准规范的可靠性要求,不影响整体安全,在目标使用年限内不影响整体正常使用。
目标烟囱建造于1998年,同年投入使用,2019年锅炉低氮改造后,由于改造后锅炉吨位较小,排烟温度低,烟气流速慢,锅炉运行期间在烟道和烟囱内产生大量冷凝水,并从烟道及烟囱中底部位缝隙中凝结水渗出。检测时受检烟囱处于正常使用状态。
现场对该烟囱进行了变形检测,测量结果表明,烟囱整体向东南方向倾斜,倾斜率为0.94‰,小于《烟囱可靠性鉴定标准》(GB51056-2014)中规定的倾斜限值1. 7‰(注:测量结果包括施工误差)。
现场对该烟囱进行了完损状况检测,烟囱内部基本完好,筒体结构基本完好,无明显损伤。烟囱压顶梁钢筋裸露,筒体外壁粉刷层龟裂;烟囱底坑存有少量灰泥,内壁有水渍。烟道底板及与筒体连接处有水渍,钢爬梯严重锈蚀。
经现场检查,烟囱筒体及两侧烟道未见裂缝,烟囱及烟道外围地面无明显不均匀沉降裂缝。故可认为地基基础基本满足正常使用要求。
结论
本次受检烟囱检测鉴定结论如下:
(1)检测结果表明,烟囱整体向东南方向倾斜,倾斜率为0.94‰,小于《烟囱可靠性鉴定标准》(GB51056-2014)中规定的倾斜限值1. 7‰(注:测量结果包括施工误差)。
(2)经检测,烟囱内部基本完好,筒体结构基本完好,无明显损伤。烟囱压顶梁钢筋裸露,筒体外壁粉刷层龟裂;烟囱底坑存有少量灰泥,内壁有水渍。烟道底板、烟道与烟囱连接处缝隙中凝结水渗出,钢爬梯严重锈蚀。
(3)检测结果表明,受检烟囱混凝土构件强度推定值为32.03MPa。
(4)验算结果表明,通过对烟囱整体建模计算分析,烟囱变形满足计算要求,烟囱抽检部位的强度、配筋满足计算要求。承载力计算及有限元分析详见附件3。
(5)经现场检查,烟囱筒体及两侧烟道未见裂缝,烟囱及烟道外围地面无明显不均匀沉降裂缝,故可认为地基基础基本满足正常使用要求。
(6)鉴定单元可靠性等级为B级,对烟囱的综合鉴定结果为:基本符合国家现行标准规范的可靠性要求,不影响整体安全,在目标使用年限内不影响整体正常使用。
建议
(1)建议对烟囱内部冷凝水采取相应措施,防止冷凝水长期对筒壁和基础的影响。
(2)建议对压顶梁钢筋裸露部位进行修补,钢爬梯严重锈蚀部位进行除锈、涂刷防锈漆。