烟囱的作用
　　烟囱的主要作用是拔火拔烟，排走烟气，改善燃烧条件。高层建筑内部一般设置数量不等的楼梯间、排风道、送风道、排烟道、电梯井及管道井等竖向井道，当室内温度高于室外温度时，室内热空气因密度小，便沿着这些垂直通道自然上升，透过门窗缝隙及各种孔洞从高层部分渗出，室外冷空气因密度大，由低层渗入补充，这就形成烟囱效应。烟囱效应是室内外温差形成的热压及室外 　　风压共同作用的结果，通常以前者为主，而热压值与室内外温差产生的空气密度差及进排风口的高度差成正比。这说明，室内温度越是高于室外温度，建筑物越高，烟囱效应也越明显，同时也说明，民用建筑的烟囱效应一般只是发生在冬季。就一栋建筑物而言，理论上视建筑物的一半高度位置为中和面，认为中和面以下房问从室外渗入空气，中和面以上房间从室内渗出空气。 　　在烟囱效应的作用下，室内有组织的自然通风、排烟排气得以实现，但其负面影响也是多方面的：首先，风沙通过低层部分各种孔洞、缝隙吹入室内，消耗热量并污染室内；其次，风通过电梯井由底层厅门人口被抽到顶层的过程中，导致梯门不能正常关闭；第三，当发生火灾时，随着室内空气温度的急剧升高，体积迅速增大，烟囱效应更加明显，此时，各种竖井成为拔火拔烟的垂直通道，是火灾垂直蔓延的主要途径，从而助长火势扩大灾情。有资料显示，烟气在竖向管井内的垂直扩散速度为3-4m/s，意味着高度为100m的高层建筑，烟火由底层直接窜至顶层只需30s左右。如果燃烧条件具备，整个大楼顷刻问便可能形成一片火海。为有效减弱烟囱效应产生的负面影响，可采取以下一些措施。 　
1．在冬季，空气主要是通过各种外门从底层流入室内，最直接的方法是将建筑通向外界的所有门，尽可能地设置成两道门、旋转门、加装门斗或在外门内侧设置空气幕等，这对于大厅门尤为必要，对于那些次要通道连同地下停车场的外门口等，在冬季也要装门，至少应增挂厚门帘。在冬季，电梯井顶部的通风孔应适当向小调整或关闭。 　　
2．对于已采暖的建筑物，尽量不使低层部分的室内温度高于高层部分。 　　
3．当火灾发生时，不仅在任何季节通过各类竖井产生烟囱效应，而且还可能在小范围内通过穿越楼板的空调管道，甚至是一些不引人注意的孔隙产生烟囱效应。对此，《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-1995)有以下明确规定。 　　
(1)当围护结构采用幕墙形式时，“与每层楼板、隔墙处的缝隙，应采用不燃烧材料严密填实”。 　　(2)“建筑高度不超过100m的高层建筑，其电缆井、管道井应每隔2~3层在楼板处用相当于楼板耐火极限的不燃烧体作防火分隔；建筑高度超过100m的高层建筑，应在每层楼板处用相当于楼板耐火极限的不燃烧体作防火分隔”。因施工缺陷、桥架和管道根部形成的各种孔隙，必须用不燃烧材料填塞密实。 　(3)“楼梯间和前室的门均为乙级防火门”，并“应具有自行关闭的功能”；各种竖向管井“井壁上的检查门应采用丙级防火门”；“电缆井、管道井与房间、走道等相连通的孔洞，其空隙应采用不燃烧材料填塞密实”；“垂直风管与每层水平风管交接处的水平管段上应设防火阀”；“厨房、浴室、厕所等的垂直排风管道，应采取防止回流的措施或在支管上设置防火阀”，以确保火灾时与走道及房间的分隔，防止各楼层之间通过竖井交叉蔓延。

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分类
　　一般有砖烟囱、钢筋混凝土烟囱和钢烟囱三类。现在有玻璃钢烟囱 　　其材质一般分为几种：铁质、石棉、陶质，这几种一般用在小的场所，如家庭、办公室等。 　　另外还有用砖头建造的，多为圆柱替，上细下粗，一般用在工业的大厂房，如大锅炉、冶炼厂等。 　　烟囱脱硫的施工方法 　　在碳钢基层上使用： 　　
①先将表面除油去污，之后再进行除锈，除锈等级应满足不低于Sa2.0或St3标准。在锈面清理干洁后，用VEGF树脂打底，待干后施工。 　　
②用手工泥刀刮镘成1-2mm(每道)厚的VEGF胶泥层，数小时后即硬化，再按设计要求施工至规定厚度。一般在每涂1mm厚度时进行检测，以确认涂层是否有针孔及其它瑕疵。 　　
③在弯角或形状突变处适当增加厚度，或同FRP复合使用。 　　
④用VEGF树脂罩面一至二道。 　　
⑤VEGF鳞片胶泥涂层质量控制。VEGF鳞片胶泥涂层的质量好坏直接影响其耐腐蚀性能和使用寿命，因此应对VEGF鳞片胶泥涂层的质量加以严格控制。一般情况下，涂层的最终检测项目主要有：外观缺陷、硬度、针孔测试、厚度测试、锤击检查等。 　　
表2.3.5.2 胶泥用量表 　　
品 种 规 格用 量 (KG/M2) 　　
底涂(每道)胶泥层 (1mm厚)面涂(每道) 　　
金属面VEGF-1-M0.20～0.251.4～1.60.25 　　VEGF-2-M0.15～0.201.3～1.50.20 　　
4)耐蚀鳞片胶泥内衬工程应用 　　
由于VEGF鳞片胶泥具有抗渗性好、施工难度小、易修补物理失效少和造价适中等的优点。因此，VEGF鳞片胶泥在电力、冶金和化工等行业中广泛使用，尤其是电力系统中的烟气脱硫（FGD）系统装置，如吸收塔、氧化塔、进料管，见下表。 　　
表2.3.5.3 VEGF鳞片胶泥在湿态气体FGD中的应用 　
　装 置 名 称腐 蚀 条 件防 腐 蚀 处 理 规 范 　　
进料管SO2气体等，150℃或低于150℃VEGF衬里，FRP 　　
SO2气体等，150℃-200℃高温涂料 　　
冷却塔SO2气体等，≤150℃VEGF衬里 　　
快速冷却塔SO2气体等，150 - 200℃VEGF -耐火砖 　　
SO2气体等，200 - 300℃VEGF -耐火砖 　　
SO2气体等，500 - 700℃VEGF -耐火砖 　　
循环槽H2SO3，H2SO4雾等，60 - 90℃VEGF衬里，FRP 　　
中间体输送管SO2气体，H2SO4雾等，60 - 80℃VEGF衬里，FRP 　　
吸收塔pH = 3 - 12，60 - 80℃VEGF衬里，橡胶衬里 　　
pH = 3 - 12，150℃VEGF衬里 　　
pH = 3 - 12，250℃VEGF衬里-耐火砖 　　
循环塔pH = 4 - 14，60 - 80℃VEGF衬里，橡胶衬里，FRP 　　
出料管SO2，H2SO4雾，60 - 70℃VEGF衬里，FRP 　　
酸雾分离器SO2，H2SO4雾，60 - 70℃VEGF衬里，FRP 　　
浓缩器pH = 3 - 12，60 - 70℃VEGF衬里，橡胶衬里，FRP 　　
氧化塔pH = 3 - 12，60 - 80℃VEGF衬里，VEGF-FRP 　　
管道橡胶衬里，FRP 　　
输送管≤100℃VEGF衬里，FRP 　　
100 - 150℃VEGF衬里，FRP 　　
化学贮罐室温- 60℃VEGF衬里，橡胶衬里，FRP 　　
江西贵溪冶炼厂的脱硫烟道：代替原来从日本进口的鳞片胶泥材料使用，经多年使用后未能有异常情况出现。山东某工程公司的FGD设备：采用高温型VEGF鳞片胶泥材料，制作长期使用温度达170℃的FGD装置，根据运作情况表明性能良好。 　　
脱硫设备上应用较多，国外电厂烟囱早期有应用，现已较少采用。国内电厂烟囱尚无应用。 　　
2.3.6防腐涂料层+耐酸浇筑料 　　
1)防腐涂料层、耐酸浇筑料 　　钢内筒内表面先涂刷防腐涂料层再加浇耐酸浇筑料，耐酸浇筑料层内一般配置与钢内筒相连结的钢丝网。 　　
防腐涂料层为OM Ⅰ型防腐涂料。 　　
耐酸耐热浇筑料一般有耐酸耐热混凝土、钾水玻璃耐酸砂浆层 　　
2)防腐涂料层、耐酸浇筑料耐腐蚀性能 　　
此方案，防腐衬料的施工条件较差，质量控制较难。而且设计对防腐衬料要求较高，不能产生细微的裂缝，以免烟气渗入对烟囱钢内筒产生腐蚀。 　　
多管式钢内筒烟囱，钢内筒内浇筑防腐衬料方案投资在多管式钢内筒烟囱方案中。 　　
由于烟气不可避免对防腐衬料产生腐蚀，此类烟囱需定期对钢内筒进行检修和维护。根据日本国的经验，一般十几年就需对防腐衬料重新修补施工。 　　
3)防腐涂料层、耐酸浇筑料内衬构造 　　
钢内筒由厚度为10～18mm的钢板卷成弧形后焊接而成。钢内筒外面沿高度每6m左右间隔设置一个钢性环（T型钢或加劲角钢）。在检修平台和吊装平台标高处设有钢内筒稳定装置，以保证钢内筒的横向整体稳定。钢内筒采用耐硫酸*腐蚀钢板，在钢内筒结构设计计算时，预留2mm厚度的腐蚀富裕度。 　　
钢内筒内表面浇筑一层厚度为60mm的耐腐蚀混凝土防腐层。混凝土防腐层的胶结料为钾硅砂浆，混凝土防腐层内配有钢筋网，并与钢内筒有锚筋联结。钢内筒简图如下。 　　
4)工程应用 　　国内北仑港电厂#1、#2 (600MW)机组（未脱硫）采用耐酸耐热料、韩城第二发电厂新建600MW机组（脱硫）采用钾水玻璃耐酸砂浆层内贴陶瓷耐酸板。这种耐腐做法的烟囱，日本国在有塔架及无塔架式钢烟囱上应用较多。 　　
根据国家“十一五”规划纲要的要求，到2010全国主要污染物排放量要比“十五”期末减少10%，相应需要削减SO2排放总量10%以上。为了达到此目标，我国的燃煤机组都要配套安装烟气脱硫设施。目前在我国燃煤机组脱硫基本上都采用石灰石，石膏脱硫技术，由于该技术它的载体就是水和石灰石，脱硫后烟气温度降低45摄氏度左右，并含有大量的水蒸气和SO2，在烟道和烟囱内部形成凝结水，凝结冰的主要成份就是H2SO4、HC1和其他腐蚀气体液体，对烟囱和烟道形成腐蚀，因此燃煤机组在脱硫后烟囱和烟囱防腐是重中之重需解决的问题。 　　
腐蚀是FGD系统中一个严重的问题，更是烟道和烟囱面临的必须解决的难题，就目前世界和中国对烟囱和和烟道的防腐,主要采用以下类型的四种防腐材料. 　　
(1)烟囱防腐材料—玻璃钢;(FRP) 　　
①由于玻璃钢化学腐蚀而且造价比高镍合金低,所以许多湿法脱离系统装置使用玻璃钢已取得了很好的效果,根据国外资料介绍,玻璃钢已在湿法脱硫系统以下方面获得了成功的应用:吸收塔塔体,石灰溶解槽,集液器,除雾器,浆液输送管道,烟道,烟囱. 　　
②由于玻璃钢内表光滑,不易积垢,耐磨耐酸.所以在流速很高及颗粒物浓度较高的区域通常都有比较好的效果. 　　
玻璃钢系列的防腐材料在国内市场上比较常见的有: 环氧树脂, 改性的有OM特种防腐涂料. 　　
(2)烟囱防腐材料—橡胶 　　在国内市场上比较常见的有硅橡胶,聚脲.但该产品不耐高温,防水防酸性能极好,不利于燃煤机组长时间直排 　　
(3)烟囱防腐材料—玻璃磷片 　　由于玻璃鳞片的主要填充材料是SiO2,其耐温性,耐酸性极好,在市场上比较常见的有:泡沫玻璃砖和玻璃鳞片 　　
(4)烟囱防腐材料—耐酸胶泥 　　
①用途 　　用于湿法脱硫耐酸砖内筒烟囱内衬防腐。涂层耐温性及耐酸性能好、附着力强、使用寿命长（20年以上），可以承受高低温烟气的长期冲刷和急热急冷工况下的长期作用，是湿法FGD后排放净烟气的烟囱内衬防腐的专用涂料材料。 　　
②特性 　　KY2耐酸胶泥涂料是以优质高硅粉、分散剂、固定剂以及细粒料等为原料，按一定比例科学配制而成，它具有以下优良特性：优良的耐化学介质，耐高温湿态腐蚀性气体性能；极低的水蒸气渗透率、硬化收缩率低、线膨胀系数低；能承受高低温烟气的长期冲刷和急热急冷之工况；的耐磨性；良好的粘接性；常温硬化，成型施工简单、修补容易。