煙囪除冰專項施工方案一、工程概況本工程針對北方嚴寒地區(qū)180m高度鋼筋混凝土煙囪冬季結冰問題，采用"主動預防+動態(tài)除冰"的綜合治理方案。煙囪頂部及背風面存在厚度達1.2m的積冰隱患，結合濕法脫硫后煙氣含水率14%的運行特性，需在-15℃至5℃環(huán)境溫度區(qū)間實施除冰作業(yè)。工程范圍包括煙囪外筒0-220m高度區(qū)域、頂部傘型擋板及內(nèi)筒換熱器系統(tǒng)改造，施工周期30天，需同步滿足GBJ78-85《煙囪工程施工及驗收規(guī)范》與2025版《高空作業(yè)安全規(guī)程》要求。二、施工準備（一）技術準備結構檢測采用無人機三維掃描技術對煙囪筒壁進行全尺寸檢測，重點記錄腐蝕深度（允許偏差≤5mm）、裂縫寬度（限值0.2mm）及垂直度（每100m高度偏差≤15mm）。對檢測數(shù)據(jù)進行BIM建模分析，生成積冰風險熱力圖，確定3個重點除冰區(qū)域：頂部210-220m段（積冰厚度＞800mm）、150-180m背風面（積冰持續(xù)時間＞120天）及煙道接口處（溫度梯度＞10℃/m）。方案深化設計結合煙氣參數(shù)（溫度120-150℃、流量25萬m3/h），優(yōu)化螺旋換熱器參數(shù)：換熱面積35㎡，盤管直徑Φ159mm×6mm，材質(zhì)選用316L不銹鋼。傘型擋板按1:0.05坡度設計，頂部直徑4.2m（內(nèi)筒外壁直徑4.0m），底部直徑6.3m（外筒外壁直徑6.0m），采用Q355ND低溫鋼材制作，表面噴涂聚脲防水層（干膜厚度≥2mm）。（二）資源配置人員配置組建15人專業(yè)施工團隊，包括：項目經(jīng)理（持一級建造師證）、安全工程師（注冊安全工程師）、鋼結構工程師（中級職稱）、高空作業(yè)人員6人（持特種作業(yè)證）、電氣焊工2人（持特種設備焊接證）、設備運維3人、地面監(jiān)護2人。所有人員需通過2025版《高空作業(yè)安全培訓》并考核合格（80分以上）。設備清單|設備名稱|型號規(guī)格|數(shù)量|技術參數(shù)|安全配置||---|---|---|---|---||高空作業(yè)平臺|ZLP630|2臺|額定載重630kg，提升速度9m/min|雙制動系統(tǒng)、應急下降裝置||硅膠電熱膜|SDM-220|12片|功率2kW/片，表面溫度65±5℃|漏電保護（30mA動作）、過熱保護（80℃切斷）||換熱器系統(tǒng)|HRS-35|1套|設計壓力1.0MPa，換熱功率45kW|壓力傳感器、介質(zhì)流量監(jiān)測（≥2.5m3/h）||除冰機械臂|RPA200|1臺|工作半徑8m，末端執(zhí)行器扭矩300N·m|力反饋系統(tǒng)、防碰撞傳感器||氣體檢測儀|MX4|3臺|檢測范圍：CO0-1000ppm，O20-25%|聲光報警（85dB）、數(shù)據(jù)存儲功能|材料準備主要材料需滿足：①保溫材料選用離心玻璃棉（密度64kg/m3，導熱系數(shù)≤0.032W/m·K）；②加熱電纜采用自限溫伴熱帶（功率20W/m，最低使用溫度-40℃）；③固定螺栓選用8.8級高強度螺栓（扭矩系數(shù)0.12-0.15），配套防松螺母（預緊力≥20kN）。所有材料進場需提供"三證一書"（合格證、質(zhì)保書、檢測報告、使用說明書），并按規(guī)定進行抽樣復驗。三、施工工藝（一）換熱器安裝內(nèi)筒預處理采用噴砂除銹（Sa2.5級）處理內(nèi)筒內(nèi)壁，表面粗糙度達50-80μm。按設計位置安裝8個承重支架（∠100×8角鋼），支架與筒壁采用化學錨栓連接（M20×200mm，抗拔力≥15kN）。安裝前對支架進行載荷試驗（1.5倍設計荷載持荷1小時無塑性變形）。換熱器吊裝利用煙囪頂部臨時吊裝點（承重≥5t），采用分節(jié)吊裝法安裝螺旋換熱器：第一節(jié)（底部3m）吊裝就位后，進行臨時固定（偏差≤10mm），通過激光投線儀校準垂直度；第二節(jié)（中部2m）與第一節(jié)法蘭連接（螺栓預緊力按規(guī)范值1200N·m），接口處采用石墨纏繞墊片（厚度3mm）密封；第三節(jié)（頂部2m）安裝后整體復測，確保同心度偏差≤3mm/m。介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)調(diào)試換熱介質(zhì)選用50%乙二醇水溶液（冰點-35℃），系統(tǒng)注液前進行化學清洗（檸檬酸濃度8%，循環(huán)4小時），然后進行氣密性試驗（試驗壓力1.25倍設計壓力，保壓30分鐘壓降≤0.02MPa）。啟動風車驅(qū)動水泵（揚程35m，流量4m3/h），調(diào)節(jié)介質(zhì)流速1.2m/s，監(jiān)測進出口溫差穩(wěn)定在8-10℃（設計值9℃）。（二）電熱除冰系統(tǒng)施工電熱膜敷設在筒壁210-220m段采用"Z"字形敷設硅膠電熱膜，膜片間距200mm，通過不銹鋼壓條（L30×3mm）固定（間距500mm）。敷設前對筒壁表面進行修補（采用環(huán)氧砂漿，平整度≤3mm/2m），電熱膜與筒壁之間涂刷導熱硅脂（厚度0.2mm）。接線采用防水端子（IP68防護），每個分支回路電流≤16A，設置獨立空氣開關（30mA漏電保護）。溫度控制系統(tǒng)安裝在筒壁不同高度安裝6個PT100溫度傳感器（測量范圍-50-150℃，精度±0.5℃），信號接入PLC控制柜（西門子S7-1200）。編程實現(xiàn)智能控制：當檢測溫度＜5℃時自動啟動加熱，＞15℃時停止，溫差＞8℃時啟動風機強制散熱。系統(tǒng)具備遠程監(jiān)控功能，可通過4G模塊上傳數(shù)據(jù)至云平臺（采樣頻率1次/分鐘）。（三）機械除冰作業(yè)預處理作業(yè)前24小時啟動換熱器系統(tǒng)，將傘型擋板溫度升至40℃，使冰層與筒壁間形成5-10mm融化層。采用無人機搭載紅外熱像儀（分辨率640×512）實時監(jiān)測冰層溫度場，確定最佳除冰時機（冰層表面溫度≥0℃，內(nèi)部溫度≤-5℃）。機械臂操作除冰機械臂從頂部開始作業(yè)，按"從上到下、從里到外"順序清除積冰。末端執(zhí)行器選用齒形刮板（硬度HRC55），作業(yè)壓力控制在0.3-0.5MPa，行進速度50mm/s。對厚度＞500mm的冰層采用"分層剝離法"：第一層清除70%厚度，間隔30分鐘待應力釋放后再清除剩余部分。作業(yè)過程中通過力傳感器（量程0-5000N）實時監(jiān)測反力，當超過2000N時自動調(diào)整角度。碎屑處理地面設置3個收集區(qū)域（半徑15m），配備負壓吸塵器（風量1500m3/h）收集冰屑。收集物裝入密封袋（容量50kg/袋），通過垂直運輸系統(tǒng)送至地面，每日運至指定地點融化處理（pH值控制在6-9）。作業(yè)面每清理10㎡需進行一次揚塵檢測（PM10濃度≤0.5mg/m3）。四、安全保障體系（一）防護措施高空防護作業(yè)人員必須穿戴全身式安全帶（五點式，靜載測試22kN/5min無斷裂），采用"雙鉤交替"方式連接生命線（Φ12mm鋼絲繩，破斷拉力≥150kN）。在200m高度設置安全母繩（環(huán)形布置，張緊力2kN），每隔10m設置一個防墜器（鎖止距離≤1.5m）。高空作業(yè)平臺安裝防傾覆傳感器（傾角＞8°時自動報警），平臺內(nèi)配備應急逃生包（含緩降器、急救箱、通訊設備）。電氣安全臨時用電采用TN-S系統(tǒng)，設置三級配電（總配電箱→分配電箱→開關箱），配備智能電表（實時監(jiān)測電流、電壓、漏電流）。加熱設備金屬外殼與接地干線可靠連接（接地電阻≤4Ω），電纜采用阻燃型（ZR-YJV22-0.6/1kV），架空高度≥2.5m（地面）、≥5m（道路）。動火作業(yè)辦理"三不動火"許可（無證不動火、無監(jiān)護不動火、措施不落實不動火），配備2臺推車式干粉滅火器（35kg）及防火毯（1.5m×1.5m）。（二）過程控制監(jiān)測系統(tǒng)建立"四位一體"監(jiān)測體系：①環(huán)境監(jiān)測（風速儀、溫濕度計、氣體檢測儀）；②結構監(jiān)測（全站儀測垂直度、應變片測應力）；③設備監(jiān)測（振動傳感器、電流互感器）；④人員監(jiān)測（定位手環(huán)、心率監(jiān)測儀）。所有監(jiān)測數(shù)據(jù)實時傳輸至監(jiān)控中心，設置三級預警值：黃色預警（風速10m/s）、橙色預警（風速12m/s）、紅色預警（風速15m/s），紅色預警立即停工撤離。應急管理編制專項應急預案，包含6種典型場景：高空墜落（響應時間≤15分鐘）、觸電事故（30秒切斷電源）、火災爆炸（5分鐘內(nèi)啟動滅火）、設備故障（備用設備切換時間≤30分鐘）、惡劣天氣（提前2小時預警）、有害氣體泄漏（10分鐘內(nèi)疏散完畢）。每月組織1次實戰(zhàn)演練，演練內(nèi)容包括：救生吊籃救援（提升速度15m/min）、AED急救（3分鐘內(nèi)到達現(xiàn)場）、應急供電切換（柴油發(fā)電機啟動時間＜10秒）。五、質(zhì)量驗收（一）分項工程驗收換熱器系統(tǒng)驗收項目包括：①外觀檢查（無變形、腐蝕，焊縫飽滿）；②性能測試（換熱效率≥90%，連續(xù)運行72小時無故障）；③壓力試驗（1.5倍設計壓力下保壓1小時無泄漏）。提交資料：強度計算書、焊接檢測報告（RT探傷Ⅰ級合格）、試運行記錄（每小時數(shù)據(jù)記錄）。電熱系統(tǒng)檢測內(nèi)容：①絕緣電阻（相間≥100MΩ，對地≥50MΩ）；②溫度均勻性（同一區(qū)域溫差≤5℃）；③控制系統(tǒng)（響應時間≤10秒，控溫精度±2℃）。進行3次循環(huán)測試（-15℃→15℃→-15℃），每次循環(huán)穩(wěn)定時間≥30分鐘，記錄溫度變化曲線。（二）竣工驗收功能驗收在-10℃環(huán)境條件下進行除冰性能測試：①融冰速率（≥50kg/h·㎡）；②冰層殘留厚度（≤10mm）；③筒壁溫度梯度（≤3℃/m）。連續(xù)監(jiān)測72小時，確保無二次結冰現(xiàn)象（冰厚增長≤2mm/24h）。資料歸檔提交完整竣工資料，包括：①竣工圖（含BIM模型）；②原材料合格證及檢測報告；③施工記錄（隱蔽工程驗收單、吊裝記錄、調(diào)試記錄）；④質(zhì)量評定表（分項工程合格率100%，優(yōu)良率≥90%）；⑤第三方檢測報告（結構安全性評估、節(jié)能檢測）。資料需符合《建設工程文件歸檔規(guī)范》（GB/T50328-2025）要求，采用電子檔案（PDF/A格式）與紙質(zhì)檔案（A4幅面，裝訂成冊）雙套制。六、運維管理（一）日常維護制定三級巡檢制度：①日檢（設備運行參數(shù)、溫度傳感器數(shù)據(jù)）；②周檢（電熱膜絕緣電阻、換熱器壓力）；③月檢（結構連接點扭矩、防腐涂層厚度）。建立設備臺賬，記錄關鍵部件更換情況（如加熱電纜使用壽命≥5年，換熱器密封墊片≥3年）。（二）季節(jié)性措施冬季（11月-次年3月）：①每周進行2次融冰測試（模擬極端低溫-25℃）；②儲備備用電源（柴油發(fā)電機