玻璃钢在燃煤发电厂烟囱中应用研究.doc

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，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(Fiberglass Reinforced Plastic)，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FRP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10%。　　早在1977年，美国 East Kentucky Power Cooperative 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。　　文献报道的美国的必威体育精装版的FRP烟囱应用是2007年完成脱硫改造的P4电厂(Pleasant Prairie Power Plant)在实施环保改造工程中表现突出，被选入2007年的“TOP PLANTS”。P4电厂建于20世纪80年代中早期，装机容量2×617MW，燃用Powder River Basin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Pullman Power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Hetron FR992。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Dow化学公司的资料，FRP烟囱也在欧洲大量应用。英国Eggborough Power Station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Kraftwerk Simmering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，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ASTM D 5364、ASTM RTP-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。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。