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浅析玻璃钢在燃煤电厂湿烟囱中的应用

浅析玻璃钢在燃煤电厂湿烟囱中的应用

 我国的能源结构主要以煤为主,特别是在电力、冶金等重要工业领域中煤的使用量很大,煤在使用过程中会产生大量SO2。国内外电力企业在运营过程中为了减少SO2 的排放量,保证电力能源的清洁均普遍应用到烟气脱硫技术[1]。目前应用最多的工艺方案主要为不设烟气换热器、石灰石- 石膏湿法脱硫。在应用烟气脱硫技术过程中所产生的烟气温度约为50℃,且湿度较大。烟气会在烟囱内结露,进而形成冷凝酸液。这些冷凝酸液会对烟囱产生腐蚀作用,这就对烟囱的内衬材料、结构型式提出了更高的要求。玻璃钢凭借其优点逐渐被应用于燃煤电厂湿烟囱中。
1 玻璃钢概述
  玻璃钢(Fiberglass Reinforced Plastic) 为, 缩写为FRP 或GRP),国外称玻璃纤维增强塑料,是以玻璃纤维及其制品作为增强材料,以合成树脂作基体材料的一种复合材料,同时具有功能性和结构性。玻璃纤维具有良好的刚性和强度,树脂具有较高的韧性和耐化学性,玻璃钢作为一种复合材料,该材料综合了树脂和玻璃纤维的特性,具有形状及强度可设计性强、质量轻、强度高、绝缘隔热、耐化学腐蚀、耐瞬时高温等诸多优点。与普通的钢材相比,成型之后的玻璃钢结构层强度无明显差异,但其容重却明显低于普通钢材,仅为普通钢材容重的1/4-1/5。通过整体缠绕成型工艺的玻璃钢排烟筒可自承重,也可悬挂 ,在实际应用过程中具有更强的耐酸防腐性能[2]。因此玻璃钢特别适用于燃煤电厂脱硫不加GGH 的湿烟囱中。
2 玻璃钢在燃煤电厂湿烟囱的应用情况
  (1)国外应用情况。在国外,玻璃钢在燃煤电厂湿烟囱的实际应用始于上个世纪70 年代。在美国,截止到2003 年玻璃管烟囱在电厂烟囱工程的应用比例已经高达10%。美国的East Kentucky PowerCooperative公司早在1977年便将玻璃钢应用于其Spurlock电站305 MW的1 号机组烟囱中,且一直安全使用至今。相关文献报道中指出,2007年完成脱硫改造的P4 电厂对玻璃钢烟囱的应用为美国对玻璃钢的最新应用。该电厂的环保改造工程取得了突出的成效。在欧洲,玻璃钢烟囱也得到广泛应用,2002年英国Eggborough Power Station在混凝土烟囱内安装了两个玻璃钢内筒。德国的Kraftwerk Simmering电站也应用了玻璃钢烟囱。日本的关西电力南港发电厂总共应用了3个玻璃钢内筒烟囱。玻璃钢烟囱在国外的应用越来越普遍,并发挥着越来越强大的作用。
  (2)国内应用情况。在我国,玻璃钢结构最初应用于造船、航天等行业,随后才逐渐应用于汽车、化工等领域。玻璃钢烟囱在冶金、化工行业的研究和应用始于上个世纪70 年代。1975 年沈阳冶炼厂应用了新的玻璃钢烟囱。哈尔滨玻璃钢研究所在上个世纪的80 年代初期开始对玻璃钢烟囱进行研究,并陆续为化工、冶金等行业研制了多个玻璃钢烟囱。2006 年5 月,北京高碑店华能热电厂使用了亚洲第一个大型 玻璃钢烟道。同年12 月,河北三河电厂成功吊装了国内首个烟塔合一排烟冷却塔 玻璃钢烟道。该烟道的设计和制造企业分别为北京国电华北电力工程有限公司、河北冀州市中意复合材料有限公司。北京国电华北电力工程有限公司在2007 年又设计了另外一座玻璃钢内筒套筒烟囱,该烟囱的外筒、内筒分别为钢筋混凝土、 玻璃钢结构。玻璃钢内筒树脂采用DERAKANE 470HT-400 耐高温环氧乙烯基酯树脂。该烟囱在同年6 月由于施工过程中的违规操作导致保温层燃烧,进而导致内筒损毁。
3 玻璃钢烟囱在应用过程中存在的主要问题
  首先,玻璃钢烟囱的造价较高。整体排烟筒的设计、制作综合造价约为复合钢板的60%,但是要高出砌筑耐酸砖排烟筒约16%。其次,材料会出现老化现象。玻璃钢材料经过较长时间的使用之后会出现颜色变化、光泽减退、分层、纤维裸露等老化现象[3]。再次,材料耐温防火性能较不稳定。处于低温状态下时,玻璃钢具有良好的结构性能和耐腐蚀性能,但是随着温度的升高,其结构性能会不断衰减。
4 结束语
  随着科学技术发展速度的不断加快,大家对玻璃钢复合材料认识的深入和经验的不断积累,玻璃钢在燃煤电厂湿烟囱行业中必将会发挥重要的应用。
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