大型火电厂玻璃钢(FRP)排烟筒
摘 要:由于国内脱硫烟囱防腐历史较短,经验也不多,烟囱设计规范是基于未脱硫的干烟气划分的腐蚀等级,而对脱硫处理后的湿烟囱防腐设计尚无明确说明。本文系统地讨论和分析了玻璃钢(FRP)排烟筒强度计算、安全性、耐久性、耐火能力和技术经济性。为湿烟囱脱硫防腐工程提供了一种新的可靠的经验。
关键词:大型 火电厂 玻璃钢 烟囱
1 国内火电厂湿烟囱防腐的现状
由于烟囱防腐材料本身的质量、施工过程控制、工程管理,以及运行工况多变等原因,造成大量脱硫烟囱出现不同程度的损坏和渗漏现象。电力规划设计总院2009年通过对226个已经脱硫改造的烟囱调研,包括六大类13种防腐方案。反映尤以聚脲、萨维真、OM涂料等薄膜类涂料和国产泡沫玻璃砖进行防腐的烟囱出现开裂、冲刷或脱落现象为严重。反馈的结果反映出国内目前脱硫烟囱防腐工程出现的问题较多,涉及面较广,出现渗漏的比例较高。
2 湿烟囱防腐材料的发展趋势
玻璃钢在国外,广泛应用于化工、冶金、船舶和航天等防腐设备和工程中,国外玻璃钢排烟筒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排烟筒在美国的电厂烟囱工程中已经占到10%。2009年已经上升到60%以上。在2004和2005年,只有8个烟囱的排烟筒里衬工程开工。2006年,有38个开工,2007年有49个,到2008年7月1日,为39个。在欧洲和日本也有同样的发展趋势。
英国Eggborough Power Station于2002年为其2台500 MW机组加装湿法FGD装置,同时在混凝土烟囱内安装了两个184 m的FRP内筒。德国于2001年9月建成的Kraftwerk Simmering电站,采用高度200 m、直径4.8 m的FRP烟囱。另外,德国还在全率先采用烟塔合一技术,使用FRP制造直径达7~10 m排烟管道。捷克125 MW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。日本关西电力南港发电厂的800 MW机组采用3个FRP内筒的烟囱,FRP内筒直径5.3 m,高度200 m。
国外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BS 4994等。
目前,国内研究和开发性能良好的FRP玻璃钢(包括整体缠绕和预制玻璃钢衬套) 作为“烟塔合一”和湿烟囱排烟筒防腐配套技术,已经成为新的技术创新点。国内 “烟塔合一”的玻璃钢烟道投运、在建的工程案例,使得大批成熟的经验可为本工程参考。
3 本工程玻璃钢(FRP)排烟筒的设计特点
本工程玻璃钢排烟筒设计采用部分悬吊分段自立方案(分段自立)。FRP排烟筒顶部标高210 m,在+103.75 m、+146.15 m、+188.55 m等处设有固定支撑(下面配置膨胀节),内径Di=7.0 mm,分为42.4 m、44.8 m、42.4 m、39.8 m四段计算。FRP烟囱内衬壁厚t=19 mm,加强圈间距L≤5000 mm。
本工程所选用的材料为E-CR玻璃纤维+乙烯基酯阻燃树脂。玻璃钢排烟筒的厚度根据制作材料的测试结果和分析计算确定。膨胀节用于增加排烟筒柔性,降低热应力,膨胀节的设置根据计算确定。为保证玻璃钢排烟囱环向的稳定性,烟囱上设置有环向加劲肋。
3.1 本工程玻璃钢排烟筒的强度设计
在“烟塔合一”整体缠绕FRP烟道(6.0m








































