煙囪的主要作用是拔火拔煙，排走煙氣，改善燃燒條件。高層建筑內(nèi)部一般設(shè)置數(shù)量不等的樓梯間、排風(fēng)道、送風(fēng)道、排煙道、電梯井及管道井等豎向井道，當(dāng)室內(nèi)溫度高于室外溫度時，室內(nèi)熱空氣因密度小，便沿著這些垂直通道自然上升，透過門窗縫隙及各種孔洞從高層部分滲出，室外冷空氣因密度大，由低層滲入補充，這就形成煙囪效應(yīng)。煙囪效應(yīng)是室內(nèi)外溫差形成的熱壓及室外風(fēng)壓共同作用的結(jié)果，通常以前者為主，而熱壓值與室內(nèi)外溫差產(chǎn)生的空氣密度差及進(jìn)排風(fēng)口的高度差成正比。這說明，室內(nèi)溫度越是高于室外溫度，建筑物越高，煙囪效應(yīng)也越明顯，同時也說明，民用建筑的煙囪效應(yīng)一般只是發(fā)生在冬季。就一棟建筑物而言，理論上視建筑物的一半高度位置為中和面，認(rèn)為中和面以下房間從室外滲入空氣，中和面以上房間從室內(nèi)滲出空氣。

在煙囪效應(yīng)的作用下，室內(nèi)有組織的自然通風(fēng)、排煙排氣得以實現(xiàn)，但其負(fù)面影響也是多方面的：首先，風(fēng)沙通過低層部分各種孔洞、縫隙吹入室內(nèi)，消耗熱量并污染室內(nèi)；其次，風(fēng)通過電梯井由底層廳門人口被抽到頂層的過程中，導(dǎo)致梯門不能正常關(guān)閉；第三，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，隨著室內(nèi)空氣溫度的急劇升高，體積迅速增大，煙囪效應(yīng)更加明顯，此時，各種豎井成為拔火拔煙的垂直通道，是火災(zāi)垂直蔓延的主要途徑，從而助長火勢擴大災(zāi)情。有資料顯示，煙氣在豎向管井內(nèi)的垂直擴散速度為3-4m/s，意味著高度為100m的高層建筑，煙火由底層直接竄至頂層只需30s左右。如果燃燒條件具備，整個大樓頃刻問便可能形成一片火海。為有效減弱煙囪效應(yīng)產(chǎn)生的負(fù)面影響，可采取以下一些措施。

1．在冬季，空氣主要是通過各種外門從底層流入室內(nèi)，Zui直接的方法是將建筑通向外界的所有門，盡可能地設(shè)置成兩道門、旋轉(zhuǎn)門、加裝門斗或在外門內(nèi)側(cè)設(shè)置空氣幕等，這對于大廳門尤為必要，對于那些次要通道連同地下停車場的外門口等，在冬季也要裝門，至少應(yīng)增掛厚門簾。在冬季，電梯井頂部的通風(fēng)孔應(yīng)適當(dāng)向小調(diào)整或關(guān)閉。

2．對于已采暖的建筑物，盡量不使低層部分的室內(nèi)溫度高于高層部分。

3．當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，不僅在任何季節(jié)通過各類豎井產(chǎn)生煙囪效應(yīng)，而且還可能在小范圍內(nèi)通過穿越樓板的空調(diào)管道，甚至是一些不引人注意的孔隙產(chǎn)生煙囪效應(yīng)。對此，《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB50045-1995)有以下明確規(guī)定。

(1)當(dāng)圍護結(jié)構(gòu)采用幕墻形式時，“與每層樓板、隔墻處的縫隙，應(yīng)采用不燃燒材料嚴(yán)密填實”。

(2)“建筑高度不超過100m的高層建筑，其電纜井、管道井應(yīng)每隔2~3層在樓板處用相當(dāng)于樓板耐火極限的不燃燒體作防火分隔；建筑高度超過100m的高層建筑，應(yīng)在每層樓板處用相當(dāng)于樓板耐火極限的不燃燒體作防火分隔”。因施工缺陷、橋架和管道根部形成的各種孔隙，必須用不燃燒材料填塞密實。

(3)“樓梯間和前室的門均為乙級防火門”，并“應(yīng)具有自行關(guān)閉的功能”；各種豎向管井“井壁上的檢查門應(yīng)采用丙級防火門”；“電纜井、管道井與房間、走道等相連通的孔洞，其空隙應(yīng)采用不燃燒材料填塞密實”；“垂直風(fēng)管與每層水平風(fēng)管交接處的水平管段上應(yīng)設(shè)防火閥”；“廚房、浴室、廁所等的垂直排風(fēng)管道，應(yīng)采取防止回流的措施或在支管上設(shè)置防火閥”，以確?；馂?zāi)時與走道及房間的分隔，防止各樓層之間通過豎井交叉蔓延。

（4）大煙囪煙囪的作用在于使其根部產(chǎn)生足夠吸力，克服焦?fàn)t加熱系統(tǒng)阻力（包括分煙道阻力）和下降氣流段熱浮力，從而使?fàn)t內(nèi)廢氣排出，空氣吸入。爐內(nèi)上升氣流熱浮力則有助于氣體流動和廢氣排出。煙囪根部吸力靠煙囪內(nèi)熱廢氣的浮力產(chǎn)生，其值由煙囪高度和熱廢氣與大氣的密度差決定。煙囪的工藝設(shè)計主要是根據(jù)加熱系統(tǒng)的阻力和浮力值確定根部需要的吸力值，并據(jù)此計算煙囪高度和直徑。

大煙囪的由來

煙囪是Zui古老、Zui重要的防污染裝置之一。煙囪的發(fā)明極早。當(dāng)原始人發(fā)現(xiàn)火時，同時發(fā)現(xiàn)了這樣一個道理：火，哪里必有煙。Zui早的煙囪即是室內(nèi)的通氣孔。當(dāng)把“火”帶進(jìn)室內(nèi)做飯和取暖時煙也隨之而入。這就迫使人們不得不設(shè)法在屋頂和墻壁上開些通氣孔，以此來驅(qū)除屋內(nèi)的煙霧。這種方法作為一種規(guī)范的人類實踐活動已保留了幾十萬年。人類曾花了很長的時間來改進(jìn)大煙囪。過去學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為：人類文明的發(fā)源地埃及和美索不達(dá)米亞氣候溫暖，因而家庭取暖也就沒有成為一個緊迫的問題。Zui后，一個法國考察隊宣布他們在幼發(fā)拉底河上游挖掘龐大的廢墟城市馬里時，發(fā)現(xiàn)了一座配備著許多煙囪的約有4000年歷史的宮殿。從而使上述觀點得到改變。誠然，羅馬人在發(fā)展設(shè)計新穎的熱氣取暖系統(tǒng)時，也大大地改進(jìn)了煙囪。但流行的觀點仍認(rèn)為，“煙囪”這一慨念是1200多年前由敘利亞人、埃及人以及猶太商人從東方引入西歐的。

中國Zui高的單筒式鋼筋混凝土煙囪為210米。Zui高的多筒式鋼筋混凝土煙囪是秦嶺電廠 212米高的四筒式煙囪。世界上已建成的高度超過300米的煙囪達(dá)數(shù)十座，例如米切爾電站的單筒式鋼筋混凝土煙囪高達(dá)368米。

一般有磚煙囪、鋼筋混凝土煙囪和鋼煙囪三類。有玻璃鋼煙囪

其材質(zhì)一般分為幾種：鐵質(zhì)、石棉、陶質(zhì)，這幾種一般用在小的場所，如家庭、辦公室等。

另外還有用磚頭建造的，多為圓柱替，上細(xì)下粗，一般用在工業(yè)的大廠房，如大鍋爐、冶煉廠等。

脫硫方法

在碳鋼基層上使用：

①先將表面除油去污，之后再進(jìn)行除銹，除銹等級應(yīng)滿足不低于Sa2.0或St3標(biāo)準(zhǔn)。在銹面清理干潔后，用VEGF樹脂打底，待干后施工。

②用手工泥刀刮鏝成1-2mm(每道)厚的VEGF膠泥層，數(shù)小時后即硬化，再按設(shè)計要求施工至規(guī)定厚度。一般在每涂1mm厚度時進(jìn)行檢測，以確認(rèn)涂層是否有針孔及其它瑕疵。

③在彎角或形狀突變處適當(dāng)增加厚度，或同F(xiàn)RP復(fù)合使用。

④用VEGF樹脂罩面一至二道。

⑤VEGF鱗片膠泥涂層質(zhì)量控制。VEGF鱗片膠泥涂層的質(zhì)量好壞直接影響其耐腐蝕性能和使用壽命，因此應(yīng)對VEGF鱗片膠泥涂層的質(zhì)量加以嚴(yán)格控制。一般情況下，涂層的Zui終檢測項目主要有：外觀缺陷、硬度、針孔測試、厚度測試、錘擊檢查等。

表2.3.5.2 膠泥用量表

品 種 規(guī) 格用 量 (KG/M2)

底涂(每道)膠泥層 (1mm厚)面涂(每道)

金屬面VEGF-1-M0.20～0.251.4～1.60.25

VEGF-2-M0.15～0.201.3～1.50.20

(3)防腐涂料層、耐酸澆筑料內(nèi)襯構(gòu)造

鋼內(nèi)筒由厚度為10～18mm的鋼板卷成弧形后焊接而成。鋼內(nèi)筒外面沿高度每6m左右間隔設(shè)置一個鋼性環(huán)（T型鋼或加勁角鋼）。在檢修平臺和吊裝平臺標(biāo)高處設(shè)有鋼內(nèi)筒穩(wěn)定裝置，以保證鋼內(nèi)筒的橫向整體穩(wěn)定。鋼內(nèi)筒采用耐硫酸*腐蝕鋼板，在鋼內(nèi)筒結(jié)構(gòu)設(shè)計計算時，預(yù)留2mm厚度的腐蝕富裕度。

鋼內(nèi)筒內(nèi)表面澆筑一層厚度為60mm的耐腐蝕混凝土防腐層?；炷练栏瘜拥哪z結(jié)料為鉀硅砂漿，混凝土防腐層內(nèi)配有鋼筋網(wǎng)，并與鋼內(nèi)筒有錨筋聯(lián)結(jié)。鋼內(nèi)筒簡圖如下。

(4)工程應(yīng)用

國內(nèi)北侖港電廠#1、#2(600MW)機組（未脫硫）采用耐酸耐熱料、韓城第二發(fā)電廠新建600MW機組（脫硫）采用鉀水玻璃耐酸砂漿層內(nèi)貼陶瓷耐酸板。這種耐腐做法的煙囪，日本國在有塔架及無塔架式鋼煙囪上應(yīng)用較多。

根據(jù)國家“十一五”規(guī)劃綱要的要求，到2010全國主要污染物排放量要比“十五”期末減少10%，相應(yīng)需要削減SO2排放總量10%以上。為了達(dá)到此目標(biāo)，我國的燃煤機組都要配套安裝煙氣脫硫設(shè)施。在我國燃煤機組脫硫基本上都采用石灰石，石膏脫硫技術(shù)，由于該技術(shù)它的載體就是水和石灰石，脫硫后煙氣溫度降低45攝氏度左右，并含有大量的水蒸氣和SO2，在煙道和煙囪內(nèi)部形成凝結(jié)水，凝結(jié)冰的主要成份就是H2SO4、HC1和其他腐蝕氣體液體，對煙囪和煙道形成腐蝕，因此燃煤機組在脫硫后煙囪和煙囪防腐是重中之重需解決的問題。

腐蝕是FGD系統(tǒng)中一個嚴(yán)重的問題，更是煙道和煙囪面臨的必須解決的難題，就世界和中國對煙囪和和煙道的防腐,主要采用以下類型的四種防腐材料.

(1)煙囪防腐材料—玻璃鋼;(FRP)

①由于玻璃鋼化學(xué)腐蝕而且造價比高鎳合金低,所以許多濕法脫離系統(tǒng)裝置使用玻璃鋼已取得了很好的效果,根據(jù)國外資料介紹,玻璃鋼已在濕法脫硫系統(tǒng)以下方面獲得了成功的應(yīng)用:吸收塔塔體,石灰溶解槽,集液器,除霧器,漿液輸送管道,煙道,煙囪.

②由于玻璃鋼內(nèi)表光滑,不易積垢,耐磨耐酸.所以在流速很高及顆粒物濃度較高的區(qū)域通常都有比較好的效果.

玻璃鋼系列的防腐材料在guoneishichang上比較常見的有: 環(huán)氧樹脂,改性的有OM特種防腐涂料.

(2)煙囪防腐材料—橡膠

在guoneishichang上比較常見的有硅橡膠,聚脲.但該產(chǎn)品不耐高溫,防水防酸性能極好,不利于燃煤機組長時間直排

(3)煙囪防腐材料—玻璃磷片

由于玻璃鱗片的主要填充材料是SiO2,其耐溫性,耐酸性極好,在市場上比較常見的有:泡沫玻璃磚和玻璃鱗片

(4)煙囪防腐材料—耐酸膠泥

①用途

用于濕法脫硫耐酸磚內(nèi)筒煙囪內(nèi)襯防腐。涂層耐溫性及耐酸性能好、附著力強、使用壽命長（20年以上），可以承受高低溫?zé)煔獾拈L期沖刷和急熱急冷工況下的長期作用，是濕法FGD后排放凈煙氣的煙囪內(nèi)襯防腐的專用涂料材料。

特性

KY2耐酸膠泥涂料是以優(yōu)質(zhì)高硅粉、分散劑、固定劑以及細(xì)粒料等為原料，按一定比例科學(xué)配制而成，它具有以下優(yōu)良特性：優(yōu)良的耐化學(xué)介質(zhì)，耐高溫濕態(tài)腐蝕性氣體性能；極低的水蒸氣滲透率、硬化收縮率低、線膨脹系數(shù)低；能承受高低溫?zé)煔獾拈L期沖刷和急熱急冷之工況；jijia的耐磨性；良好的粘接性；常溫硬化，成型施工簡單、修補容易。

1 　備選方案

1. 1 　玻璃鱗片膠泥襯里

采用乙烯基酯樹脂底涂料、膠泥面涂料(進(jìn)口材料,厚4 mm)。

施工工藝為:除去混凝土表面原有疏松的防腐層和硫化產(chǎn)物;乙烯基酯樹脂底涂打底1～2道;刮涂乙烯基酯樹脂膠泥層2 道;乙烯基酯樹脂面涂1～2 道;養(yǎng)護固化。

1. 2 　進(jìn)口磚板襯里防腐

采用德國或加拿大進(jìn)口系列的底涂料、膠泥、磚板(磚板厚38 mm)。

施工工藝為:去除混凝土表面原有的疏松防腐

層和硫化產(chǎn)物;均勻涂刷一遍底涂料;按規(guī)定的配合比進(jìn)行膠泥配制;磚板襯砌。在平面上砌筑磚板時,磚板排列一般為橫向連續(xù)縫,縱向錯縫。磚板砌筑時,每鋪砌一塊,應(yīng)在待鋪的另一行用磚板頂住以防止滑動,待膠泥稍干后,進(jìn)行下一行的鋪砌。在底部襯砌完成,膠泥初凝結(jié)后,可開始襯砌立面。襯砌立面時,應(yīng)由下向上進(jìn)行,襯砌上層磚板時會對下層磚板產(chǎn)生壓力,使下層砌好但膠泥未固化的磚板層錯位或移動。因此,立面襯砌時不能連續(xù)襯砌多層,一般在連續(xù)襯砌2～3層后稍停片刻,待下層膠泥初凝后再繼續(xù)襯砌;養(yǎng)護固化。

1. 3 　整體面層防腐

采用底涂液、耐高溫防腐專用材料、面涂液(防腐層厚度3 mm)。施工工藝為:鏟除混凝土表面原有的疏松防腐層,對有硫化物滲入混凝土的地方進(jìn)行噴燈烘烤,使其結(jié)晶析出,然后用清水清洗,使混凝土基面達(dá)到清潔;在經(jīng)表面處理的基層上均勻噴涂封底料;待封底料固化后,用修補料修補基層的凹陷不平處;對修補處均勻噴涂一遍封底料,固化后進(jìn)行整體面層的施工;要求表面平整、潔凈,達(dá)到設(shè)計的防腐層厚度;在整體防腐面層上再噴涂面涂2道。

2 　煙囪防腐體系比較

2. 1 　防腐體系性能

3 種煙囪防腐體系性能比較見表1。

表1 　煙囪防腐體系比較

方案1

由表1 可以看出,方案1 采用乙烯基酯樹脂玻璃鱗片膠泥襯里,有較好的防腐性能,但適應(yīng)溫度比較低,使用壽命較短;由于采用進(jìn)口乙烯基酯樹脂玻璃鱗片膠泥,使得防腐工程投資偏高,施工周期較長。

方案2

為耐腐蝕磚板襯里,具有良好的防腐性能,在國外電廠煙囪防腐中有著優(yōu)良的業(yè)績,使用壽命較長。但是,由于采用進(jìn)口磚板和膠泥等材料,使得防腐工程投資高,施工周期長。另外,此方案采用38mm厚的防腐磚,荷載較大,需要采用圈梁支撐,對于老煙囪的改造難以實現(xiàn)。同時,由于防腐層較厚,煙囪出口內(nèi)徑縮小較多,增加煙氣流動阻力,使得煙囪正壓運行區(qū)域增加。

方案3

采用系列專用防腐材料,可以同時滿足耐溫和防腐要求,用它來做防腐整體面層,其整體性好,強度高,使用壽命長,在國內(nèi)石油化工行業(yè)高溫腐蝕環(huán)境中有著廣泛的應(yīng)用。同時,由于是3mm 厚的噴涂,適合于老煙囪的防腐改造。施工中可采用自上而下的程序,在煙囪頂部設(shè)轆轤、卷揚機、外部設(shè)升降平臺和羅茨風(fēng)機即可進(jìn)行施工,簡便可行。

方案4

涂刷煙囪防腐涂料ZS,煙囪防腐涂料成膜物質(zhì)：制成以無機聚合物為主的互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物作為成膜物質(zhì)。志盛威華煙囪防腐涂料主要成分采用納米微粉、陶瓷微珠、碳化硅、氮化硼、細(xì)晶氧化鋁、超細(xì)氧化鋅、氧化鈦等，制成金屬陶瓷功能填料提高涂層的耐磨，防蝕性能。使用無機纖維，增強涂層的抗沖擊性。配以適當(dāng)?shù)念伭稀⑷軇?、助劑和加入耐磨增強劑。長效防腐：極好的耐蝕性，抗煙氣中H2S等介質(zhì)腐蝕。超強的附著力：涂層與基體結(jié)合力極強，志盛涂料組合物中含有的金屬氧化物納米材料和稀土氧化物超微粉體，幫助涂層形成一個致密的界面過渡層，使其綜合熱力學(xué)性質(zhì)與基體相匹配。耐高溫：本產(chǎn)品的基料和填料均有耐高溫的無機物組成，耐熱600℃.耐磨：多種組分組成的陶瓷功能填料，相互協(xié)同賦予了涂層優(yōu)異的耐磨、防腐性能。涂料使用壽命長：涂層使用壽命長，煙囪防腐耐久性好，損壞的涂層可以方便地進(jìn)行修補。在制備、涂裝和形成涂層過程中對環(huán)境無污染

煙氣經(jīng)過脫硫后，雖然煙氣中的二氧化硫的含量大大減少，但是，洗滌的方法對除去煙氣中少量的三氧化硫效果并不好。由于經(jīng)濕法脫硫，煙氣濕度增加、溫度降低，煙氣極易在煙囪的內(nèi)壁結(jié)露，煙氣中殘余的三氧化硫溶解后，形成腐蝕性很強的稀硫酸液。脫硫煙囪內(nèi)的煙氣有以下特點：

（1）煙氣濕度大，處于飽和狀態(tài)的濕煙氣含有的腐蝕性介質(zhì)在煙氣壓力和濕度的雙重作用下，煙囪內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)致密度差的材料內(nèi)部很易遭到腐蝕，影響結(jié)構(gòu)耐久性。

（2）低濃度稀硫酸液比高濃度的酸液腐蝕性更強。

（3）酸液的溫度在 40 ℃ -80 ℃時，對結(jié)構(gòu)材料的腐蝕性特別強。以鋼材為例， 40 ℃ -80 ℃ 時的腐蝕速度比在其它溫度時高出約 3-8 倍。

在煙囪防腐的施工中我們要注意的有以下幾點情況：

1、施工場地要干凈整潔，有通風(fēng)措施，有害氣體的含量不能超過規(guī)定要求。對除煙囪防腐中使用到的油漆意外的易燃品嚴(yán)禁存放于施工現(xiàn)場。就是說注意一些環(huán)境安全，把現(xiàn)場清理干凈。

2、場地禁止吸煙，10米范圍內(nèi)不允許進(jìn)行焊接或者明火作業(yè)，施工中要采用防爆照明設(shè)備。施工操作人員應(yīng)配帶必要的防護用品，在容器內(nèi)施工，應(yīng)輪流作業(yè)，并采取良好的通風(fēng)設(shè)施。要有防滑措施，作業(yè)人員應(yīng)系好安全帶。

3、使用高壓無空氣噴槍時，應(yīng)將噴槍接地，以避免靜電火花釀成火災(zāi)、爆炸事故。若是使用無空氣噴涂設(shè)備在極高壓力下作業(yè)，切勿將噴槍噴孔對著人體與手掌，以免釀成人身傷害。

4、煙囪防腐施工完畢，在清洗工具及容器內(nèi)的廢溶劑時，不得隨意傾倒，宜妥善處理。一放出現(xiàn)意外的事情，要放在規(guī)定的地方