基础植筋技术在脱硝改造中的应用

梁志刚

(山西漳山发电有限责任公司，山西 长治 046021)

1 设备概况

随着我国国民经济的快速发展，电力需求呈现稳定的上升态势。尽管目前核电、水电、风电等新能源发展迅速，这些清洁能源占据的比重将越来越大，但我国以火电为主的格局在今后较长时期内不会改变。火电厂的NOx成为继SO2后的又一重要污染物，根据GB 13223—2011《火电厂污染物排放标准》的要求，全国已建火电厂都在进行脱硝设备改造。

山西漳山发电有限责任公司一期2×300 MW机组于2004年9月投产发电，锅炉为WGZ1045/17.5-1型亚临界自然循环汽包炉，中储式钢球磨煤机制粉系统，热风送粉，直流式百叶窗水平浓淡固定式燃烧器，四角布置切向燃烧方式，锅炉本体采用单炉膛Π形布置方式，一次再热、平衡通风、全钢构架、半露天岛式布置。燃用煤质属于低挥发分贫煤。由于建厂时间较早，锅炉未设计脱硝系统，此次脱硝改造方案为低氮燃烧器改造和脱硝改造同时进行。

2 脱硝改造工程概况

该改造工程采用选择性催化还原法(SCR)脱硝装置，在设计煤种、NOx质量浓度为650 mg/m3(6％O2，干态)、锅炉最大连续蒸发量(BMCR)工况、处理100％烟气量条件下，脱硝效率按90％设计。催化剂按“2+1”层设计，即2层催化剂设计层加1层催化剂预留层。脱硝装置支撑钢架荷载按远期3层催化剂装满考虑。

加装脱硝装置的建构筑物包括SCR区脱硝钢架、烟气分析仪表间、管架及设备基础等。SCR区脱硝钢架设在原锅炉尾部风机间支架上方，并在F轴往电除尘器950 mm处新立一列钢柱作为脱硝本体反应设备安装区域。原锅炉尾部风机间支架及基础不能承受加装的脱硝装置，因此，脱硝钢架施工前，需要对原锅炉尾部风机间支架及基础进行加固处理，建成后的脱硝钢架与下部钢筋混凝土框架为一体。

3 基础植筋加固方案

根据工艺要求，此次增加的脱硝系统仍利用原风机房钢筋混凝土框架结构，但原设计未考虑脱硝装置荷载的影响。根据计算，原D，E，F轴向基础采用植筋加固的方案，并在纵向连接新的基础，使基础承载力满足要求。原风机间基础如图1所示，改造后的风机间基础如图2所示。

图1 原风机间基础

图2 改造后的风机间基础

4 基础植筋技术要求

(1)混凝土强度等级：基础加大截面加固，C35；柱加大截面加固，C40。

(2)钢筋屈服强度：HPB235，σs=210 MPa ；HRB335，σs=300 MPa ；HRB400，σs=360 MPa。

(3)该工程采用的钢材及焊条参数见表1。

表1 钢材及焊条参数[1]

(4)承重结构用的胶粘剂中严禁使用乙二胺作改性环氧树脂固化剂；严禁掺加挥发性有害溶剂和非反应性稀释剂。

(5)结构胶必须具有焊接适用性。

(6)混凝土结构加固用的胶粘剂在进入市场前必须通过毒性检验。对完全固化的胶粘剂，其检验结果应符合实际无毒卫生等级的要求。

(7)植筋胶粘剂。种植锚固件的胶粘剂必须采用专门配制的改性环氧树脂胶粘剂或改性乙烯基酯类胶粘剂(包括改性氨基甲酸酯胶粘剂)，该工程植筋胶采用A级胶，具体性能指标见表2。

表2 A级胶性能指标

5 施工工艺

5.1 工艺流程

弹线定位→钻孔→原基础凿毛→洗孔→植筋孔干燥处理→清孔→钢筋处理→注胶→植筋→固化养护→抗拔试验[2]。

5.2 工艺要求

(1)弹线定位。按施工图纸钢筋分布要求确定孔位。

(2)钻孔。锚孔孔径D应比钢筋直径d大2～5 mm，锚孔应避开受力主筋，废孔应用锚固胶填实。该工程设计植筋锚固深度较深：非受力钢筋为15d；直径16～20 mm的受力钢筋为26d；直径22～32 mm的受力钢筋为28d；直径为28 mm的柱筋植入原基础40d深，植入深度为1 120 mm，钻孔难度极大。针对这种情况，采取的方法是：直径小于16 mm且植筋深度较浅的钢筋采用电锤打眼，电锤打眼的优点是速度快，缺点是深度不能太深、孔径不能太大；直径大于16 mm且植筋深度较深的钢筋则采用水钻打眼，水钻打眼的优点是孔径大、深度深。

(3)原基础凿毛。施工时按规范及设计要求用锤錾或电镐在混凝土结合面上錾出麻点，以凿出原混凝土粗骨料为宜。常规标准为100 mm×100 mm范围内不少于8个麻点；或将表面打成沟槽，沟槽深度为10 mm，间距为200 mm左右，并将原混凝土构件的棱角打掉，同时除去浮渣、尘土。

(4)洗孔。钻孔后应立即清理，因为钻孔后孔内有很多灰粉、灰渣，直接影响植筋的质量，所以一定要把孔内杂物清理干净。方法为：用高压空气加毛刷清除孔内粉尘，然后用干净物体临时封堵孔口，以防尘土、砂粒等杂物落入。

(5)植筋孔干燥处理。为增强孔壁与结构胶的黏结力，潮湿的植筋孔应做干燥处理。具体方法为：用电烘枪对潮湿的植筋孔逐个进行烘干，如植筋孔数量较多也可用若干烤热的钢筋插入潮湿的植筋孔；钢筋可用炭火烤热，但烘烤温度不宜过高，以刚刚出现暗红色为宜，以免孔壁混凝土发生高温爆裂，如植筋孔过于潮湿，可反复多烘几次直至其干燥。

(6)清孔。植筋孔进行干燥处理后，粘在孔壁上的泥浆会变成干燥的粉尘，应再次进行清孔处理，可用棉布缠在钢筋上伸入孔内反复清理，使粘在孔壁上的灰尘脱落，再用高压空气吹扫。

(7)植筋表面处理。钢筋需检验合格后方可使用，可先用钢丝刷除去植筋表面的铁锈和氧化层，然后用丙酮除去残留油污；处理后的钢筋应尽快植入孔内，避免再次污染。质量控制关键是钢筋植入部分表面干净，以增加与结构胶的黏结力。

(8)植筋胶灌注。大多数结构胶为双组分材料，常规做法是用长嘴器具伸入成孔底部，通过挤压器将胶填入孔内并排出空气，注胶量为孔深的1/3～1/2，以钢筋插入后溢出少许胶液为宜。由于该工程设计要求植筋深度较深，因此植筋胶注入相对较困难。针对这种情况，具体做法是：垂直孔将胶直接捣进孔中即可；水平孔可用ø6 mm的细钢筋配合托胶板(干净木板)往孔内捣胶，也可让施工人员戴好皮手套，将配好的胶成团塞、捣进孔内；倒垂孔选用高触变型植筋胶，该胶不流淌，可成团塞入孔内。质量控制关键是从底部开始注胶，胶体不得有气泡存在。

(9)钢筋植入。将处理好的钢筋缓慢旋入孔内预定深度，如植入困难则用铁锤和电镐敲击。具体做法为：以手锤击打方式入孔，手锤击打时，一手应扶住钢筋，以保证对中并避免回弹；若钢筋较长，在电镐钻头端部焊接一块10～15 mm厚且一侧有豁口的铁板，将豁口卡在钢筋上，利用电锤的持续冲击力来克服植筋胶的阻力，快速无回弹地将钢筋送至孔底，植筋量大或植入大直径钢筋时可采用此方式。质量控制的关键是钢筋必须缓慢旋入。

(10)养护固化。已植入孔内的钢筋在常温下进行养护，24 h之内严禁有任何扰动，直至使用的结构胶固结。其质量控制关键是保证固结时间，中间不得扰动。

6 拉拔试验注意事项

(1)锚杆拉拔计在试验过程中应固定牢靠。

(2)锚杆拉拔时应缓慢地逐级均匀加载，直到锚杆滑动或杆体破坏为止，并做详细记录。

(3)拉拔锚杆时，拉拔装置下方和两侧不得站人。

(4)拉拔时设专人监视顶板，以保证操作人员安全。

(5)锚杆按规定比例进行测试，选择好测试点，不能做破坏性试验。

(6)拉拔合格的锚杆要挂好合格标签，不合格的锚杆要按规定补打后再进行测试。

(7)拉拔时严禁有人通过，两边放好警示标志，以防止工具脱落。

7 结束语

本文以山西漳山发电有限责任公司一期2×300 MW机组脱硝改造工程为研究对象，对基础加固处理方法及植筋技术的工艺流程和注意事项进行了总结和分析。采用植筋技术加固原有基础，不仅节约了改造成本，而且缩短了施工工期，取得了良好的效果，可为进行同类型脱硝改造的电厂提供参考。

参考文献：

[1]高俊生，陈铭，齐惠.植筋施工新技术及其技术经济效果[J].辽宁建材，2004(4)：68-69.

[2]董昌胜.建筑结构植筋加固施工技术[J].河南科技，2008(5):45.