新型火力发电厂大直径玻璃钢烟囱的设计

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1、新型火力发电厂人直径玻璃钢烟囱的没计33234浅野真一朗*，樱井和夫,木田隆,平川雅一*，大草元次,近藤英则,奥田聪（1.关囲电力株式会社；2.关囲电力株式会社总和技术研宄所；3.株式会社；4.阆志社大学）返回原文载于日本《强化塑胶》Vol.46,No.7（2000年7月号）【摘要】木文重点研宄用子新型火力发电厂大直径烟肉的FRP树料的特性。首先，采川由环氧乙烯基树脂制作的小尺寸FKP试件，对材料在实际烟气温度条件下的静力强度、疲劳强度、耐热性能和应力松弛等指标进行丫测试；其次，采川火尺寸试件对连接强度和悬挂点

2、强度进行丫试验。这些试验结果确认丫川于火直径烟囱的FKP材料的力学特性以及EKP连接节点和悬挂节点的强度。1前言火力发电厂的烟囱材料一般力倒材，作力倒材的替代ii，FRP（FiberglassReinforcedPlastics）正引起人们的注目。和钢相比，FRP具冇重S轻、超强耐腐蚀等特点，但因其足树脂和纤维组成的层合材料，因此具冇各向异性（各个力向上的物理特性不同），难以得到一定的标准特性值，另外，考虑到高温条件下特性值会降低，因此，充分丫解FRP的材料特性及强度，对于结构设计來说是极其重要的问题。在此情况

3、下，我们针对新型火力发电厂拟采川的火口径FKP烟囱，于平成9年（1997）7月至平成11年（1999）3月实施丫FRP的物理特性试验以及连接接头和吊点的强度试验，现将结果作以报吿。试验温度按照实际电厂排烟温度设定，试验所川树脂，己经在前期的实验性研宂中确认了其耐热性能及耐腐蚀性，为两种环氧（NOVOLAC）系乙烯基酯树脂。2烟囱概况木烟囱足充分考虑丫周边贵观的外附装饰材料的钢塔架烟囱，计划主体为钢结构制造，最高高度120m，内部设.R2根FKP内筒。FRP内筒的内径力9.0m。作为火力发电厂的烟囱，其规模等级为

4、日本国内最大。FRP内筒由设于髙度98.25m和24m处的两处吊点支承，在髙度105m和34.125m两处设冇膨胀接头，以应对热变形。另外,火力发电厂计划以LNG（LiquidNaturalGas）为燃料，以ACC（AdvancedCombinedCycle）力‘式运行，FRP内筒的设计排烟温度，在正常运行吋为988C,启动吋为130°C，事故时为120°C。图2_1力烟囱的总体布畀图。3使用小型试样进行的FRP物理特性试验3.1试样的铺层构成和形状试样的成型方法采用纤维缠绕法（以下称“FW”）和手糊成型法（以

5、下称“HLU”）。兒外，考虑到实际的FKP烟囱采川的铺层构成和厚度，在强度试验巾，试样的设计厚度为在FWHLU情况下分别为12mm和23mm,在耐热性试验和应力松弛试验这两种暴踞试验状态下，HLU取3.6mm。试样铺层构成如图3.Hl至图3.1-3所示。25,5003.0001D=9.OOTOI，.JUUIIHJGL+105,000Exp.jGU98.250吊卓__GU91.500止振点lsrMxGL+64,5OO止振点GL+37.500止振点••一••••.•••―■GU'4.125Exp.jGU30J50止

6、银点4GL±0GL+2,OOO吊点a.a邈厘b»b•截面图2-1烟囱概要图3.2试验方法强度试验和耐热性试验，以JISK6911热闹性塑胶一般试验方法为准，耐热性试验屮的试样加热方法，以JISK7212热塑性塑胶的热老化性试验方法（烘焙法）通则为准进行。另外，应力松弛试验以JISK7107塑胶应力松弛法为准进行。3.3试验条件试验温度取98°C和1301，是实际的大直径FRP內简的设计排烟温度。另外，由于本发电厂的烟囱对应燃料为LNG，水蒸汽宥可能给FRP造成化学性老化，因此，砬力松弛试验屮的使用环境为水蒸汽环

7、境。另外，在耐热性试验屮，还以实际机组的排烟温度超过200°C作为参考进行了试验。表3.3-1为各试验的试验条件。CSM«索纤嫁•’G.M玻鵷纤蝤知切枋4$0价《•:GM.玻鵬纤蝤Mi切払3OOg/m2UR«介Jt捻布500RY纤蝤纱700•’GSM璇蹒纤嫜払30图3.1-1FW层积构成（静态强度试验、疲劳强度试验）CSMCSM磧素纤慊z^GMaRC)CM玻璃纤«to切tt450GM.玻璃纤《如切》300於'^RC无论布CSM玻璃纤攘CSM图3.1-2HLU层积构成（静态强度试验、疲劳强度试验）CM玻璃纤切tt

8、450ft/fn}GSM玻璃纤图3.1-3HLU层积构成（耐热性试验、应力缓和试验）表3.3-1试验条件试验名树脂温度°C试验环境成型方法板厚试样数试样/条件23AFW1298强度试验空气屮5BHLU23130A98耐热性试验空气屮HLU3.63B13013098空气屮应力松弛试验HL3.6水蒸汽中U注：强度试验屮的拉伸疲劳强度试验，使用4个以上的试样，巢复速度为1.0Hz3.4试验结