玻璃钢在燃煤发电厂烟囱中的应用研究

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1、玻璃钢在燃煤发电厂烟囱中的应用研究北京国电华北电力工程有限公司  杨小兵马申田树桐阮明山【摘要】玻璃钢(FRP)防腐隔热、轻质高强，可以用作燃煤电厂脱硫不加GGH的湿烟囱内衬。本文对FRP烟囱在国内外的应用现状进行了评述，对FRP烟囱应用中的几个关键技术问题进行了探讨，并对FRP烟囱在燃煤电厂中的应用前景进行了展望，认为随着人们对FRP材料认识的深入和不断的实践探索，FRP烟囱必将在我国清洁能源的发展过程中发挥重要的作用。【关键词】燃煤电厂湿烟囱玻璃钢防腐　　　燃煤电厂烟气排放污染问题逐渐被人们所关心和重视。为满足国家环保法规

2、，同时降低工程成本，各大发电公司普遍采用的湿法脱硫(FGD)不加装烟气加热系统(GGH)工艺。加装FGD且不上GGH，排入烟囱的烟气温度在50℃左右，湿烟气在烟囱内结露形成冷凝酸液，对烟囱的腐蚀性大大加强。为了解决湿烟囱的防腐问题，必须寻求一种耐酸防腐、满足结构要求、同时又经济适用的烟囱型式，玻璃钢烟囱为我们提供了一种较好的选择。　　玻璃钢(FiberglassReinforcedPlastic)，玻璃纤维增强塑料（FRP或GRP），是由高强度的玻璃纤维和树脂复合而成的新型复合材料，玻璃纤维提供FRP的强度和刚性，树脂提供FR

3、P的耐化学性和韧性。玻璃钢集中了玻璃纤维和合成树脂的特性，具有质量轻、强度高、耐化学腐蚀、绝缘隔热、耐瞬时高温烧蚀、强度和形状可设计性强等优点。成型后的玻璃钢结构层抗拉强度与普通钢材相当，但其容重仅为钢材的1/4~1/5。由整体缠绕成型工艺生产的玻璃钢排烟筒能够自承重，具备比耐硫酸露点钢更加优异耐酸防腐性能，可以取消保温层，特别适合燃煤电厂脱硫不加GGH的湿烟囱运行条件。1国外玻璃钢烟囱的应用概况　　国外玻璃钢烟囱在电力行业的应用始于FGD开始应用的20世纪70年代。截止到2003年，FRP烟囱在美国的电厂烟囱工程中已经占到1

4、0%。　　早在1977年，美国EastKentuckyPowerCooperative公司即在其Spurlock电站305MW的1号机组烟囱内部使用FRP内衬（高度802ft./245m，直径15.5ft./4.73m，烟气含硫量1.4%），至今仍在安全使用。　　文献报道的美国的最新的FRP烟囱应用是2007年完成脱硫改造的P4电厂(PleasantPrairiePowerPlant)在实施环保改造工程中表现突出，被选入2007年的“TOPPLANTS”。P4电厂建于20世纪80年代中早期，装机容量2×617MW，燃用Powd

5、erRiverBasin煤。2号机组在2003年进行了SCR改造。现又对1号机组进行SCR改造，为两台机组加装了FGD系统，工程于2007年完成。在脱硫改造中，新建一座双内筒套筒烟囱，每台炉引入一座排烟筒。新建烟囱由PullmanPower公司设计。外筒为钢筋混凝土结构，高131.064m，直径20.599m。外筒采用滑模施工（滑模速度平均1英尺/小时）。两个内筒为FRP结构，内筒直径为8.1m。FRP筒壁树脂采用HetronFR992。内筒现场缠绕和安装，制作时每根内筒分为12段，每段9.144m。烟囱内部结构见图1。　　据

6、Dow化学公司的资料，FRP烟囱也在欧洲大量应用。英国EggboroughPowerStation于2002年为其2台500MW机组加装湿法FGD装置，同时在混凝土烟囱内安装了两个184m的FRP内筒。德国于2001年9月建成的KraftwerkSimmering电站，采用高度200m、直径4.8m的FRP烟囱。另外，德国还在全世界率先采用烟塔合一技术，使用FRP制造直径达7m~10m排烟管道。捷克125MW的Vresova电厂建于1967年，2000年7月签约加装湿法FGD时的方案，烟囱则为钢结构支撑的FRP烟囱。　　在日本

7、，关西电力南港发电厂的800MW机组采用3个FRP内筒的烟囱，FRP内筒直径5.3m，高度200m。见图2。　　国外经常多年的研究和工程应用，已经形成了FRP烟囱或管道结构设计、制造和施工方面的标准，如美国的ASTMD5364、ASTMRTP-1和英国的BS4994等。图1　美国P4电厂新建FRP烟囱美国其它工程案例参见表1。表1　FRP烟囱在美国电厂中的应用实例2国内FRP烟囱的研究和应用情况　　我国对玻璃钢的研究和应用是从1958年开始的，最初FRP结构主要用在航天、造船等行业，后来逐渐应用于化工、汽车、医药和土木工程领域

8、。FRP在土木工程方面的应用主要集中于结构加固、预应力筋和桥梁。从20世纪70年代开始，我国化工、冶金行业有关单位开始玻璃钢烟囱的研究和应用。　　1965年，冶金部建筑研究总院（现中冶集团建筑研究总院）利用刚刚在我国出现的玻璃钢材料，为鞍山钢铁公司冷轧厂制作了一座玻璃钢烟囱，