玻璃钢在火力发电厂烟囱内筒的技术及应用

1、玻璃钢在火力发电厂烟囱内筒的技术及应用,尊敬的各位领导、各位专家、各位同仁： 你们好！有幸参加中国电力环保行业链大会，通过这次大会给我提供了向各位领导、专家、同仁学习交流的机会。 山东京美思特洛复合材料工程有限公司是京美集团依托美国思特洛公司、中冶建筑研究总院在玻璃钢烟囱领域的悠久研发历史和防腐工程技术成果而成立的专门从事火力发电厂烟囱内筒的玻璃钢企业，并引见美国斯特洛公司最先进的全自动生产线，可生产直径10米，高度240米以内的FRP内筒。,玻璃钢是近50年来发展迅速的一种复合材料，它是用玻璃纤维作增强材料、合成树脂作粘结剂、并采用一定工艺复合而成的一种增强塑料，国外称玻璃纤维增强塑料。 它

2、是由两种或两种以上性能各具特点的原材料复合在一起，组成另一种能满足人们某种特殊要求的新材料，即复合材料。 随着玻璃钢行业的不断发展，作为树脂基体的增强材料，已由玻璃纤维延伸到碳化硅纤维、氧化铝纤维、芳纶纤维、硼纤维及碳纤维等，由这些新型纤维和各种树脂制成的材料，就是一些高性能的纤维增强复合材料。,火力发电主要是通过燃煤来发电，以往火电行业是通过燃煤废气采取除尘措施，既通过高烟囱将废气排入周围大气，如今由于环保严控二氧化硫排放的要求，需对废气进行脱硫处理。 目前火电行业均采用湿法脱硫，在采用湿法脱硫前，烟气进入烟囱的温度较高，高达130-160，只形成少量的烟气结露现象，对烟囱的防腐要求不是很高

3、； 但是湿法脱硫后，烟气温度降至50-80，烟气湿度加大，导致烟囱内壁腐蚀增大。虽然湿法脱硫后烟气温度降至50-80，但是在设计烟囱往往还要考虑紧急状态无湿法脱硫的温度情况（150）及事故状态温度（近200）所以湿法脱硫烟囱对内腐蚀，耐温均有较高的要求。,玻璃钢的优点 轻质高强 相对密度在1.5-2.0之间，只有碳钢的1/4-1/5，可是拉伸强度却相近，甚至超过碳素钢，而比强度可以与高级合金钢相比，因此在航空、火箭、宇宙飞行器及其他需要减轻自重的制品应用中，都具有卓越成效，有些环氧FRP的拉伸、弯曲和压缩强度能达到400MPa以上。 耐腐蚀优异 玻璃钢FRP是非常良好的耐酸、耐碱和耐各种腐蚀的

4、材料，对大气、水和盐、油类、溶剂都具有较好的抵抗能力。,综合性能好 是优良的绝缘材料，可以用来制造绝缘体高频下能保持良好介电性。微波透过性良好广泛应用雷达、天线罩等。 热性能良好 FRP热导率低室温下为1.25-1.67KJ/(m.h.k)只有金属的1/100-1/1000，是优良的绝缘材料，在瞬间超高情况下是理想的热防护和耐烧蚀材料，能保护宇宙飞行器在200多以上承受高速气流的冲刷。,可设计性好 可以根据需要灵活的设计出各种结构产品，来满足使用要求，可以使产品有很好的整体性，可以设计出耐腐蚀的、耐瞬时高温的产品某方向上有特别高强的介电性好的，等等。 工艺性优良 可以根据产品的形状、技术要求，

5、用途及数量来灵活的选择成型工艺，可以一次成型，经济效益突出，尤其对形状复杂，不易成型的数量少的产品更突出它的工艺优越性。,玻璃钢的缺点 长期耐高温性差 一般FRP不能在高温下长期使用，通用树脂在50以上强度就明显下降，一般只在100以下使用，但可以选择耐高温树脂，使长期工作温度150-180是可以达到的 弹性模量低 玻璃钢弹性模量比木材大两倍，但比钢小五倍，因此，在产品结构中常感到刚性不足，容易变形，但可以通过采用高模量纤维、改变断面形状或做加强筋来解决这个难题。,老化现象 老化现象是玻璃钢的缺陷，在紫外线、风、沙、雷、雨、化学介质、机械应力等作用下容易导致性能下降，为了达到使用年限，可以选择

6、优良的树脂和纤维，再一个通过合理的铺层构造，是可以达到设计年限的。 美国电力行业的应用案例表明，在脱硫烟囱内完全能够达到30年以上的寿命。 施工时容易发生火灾 树脂属于有机物，在有火源时容易燃烧。为避免发生火 灾，除遵守防火规则外，可通过选用阻燃型树脂或者在非阻燃树脂中添加阻燃剂的办法来解决。,玻璃钢FRP内筒现场制作方案 1.1、FRP大型卧式缠绕机的安装， 根据生产安装要求，现场生产需建设局部环境可控的厂房（14m2 0m）和原材料贮存仓库，确保环境温湿度达到树脂储存和固化的最佳状态；另需设置半成品、成品摆放地、废料处理场所、办公场所，员工休息场所等。 1.2、FRP烟囱内筒制作材料 FR

7、P内筒的制作材料主要包括：阻燃环氧乙烯基树脂、ECR玻璃纤维及织物，促进剂、固化剂等。 1.3、FRP主体管段的制作方案 1.3.1、FRP烟囱内筒的现场制作 由大型数控缠绕机带动专用模具，按照一定的规律转动来完成产品的纤维毡铺覆、纤维纱缠绕，单向布缠绕、纤维纱喷射等步骤。,1.3.2、FRP烟囱内筒的结构组成及厚度 FRP烟囱内筒的顶部是暴露在大气环境中的管段，表面层含有抗紫外线剂、抗老化剂等助剂；FRP烟囱内表面为2.5以上的内衬防腐层；FRP结构层采用纤维纱缠绕、单向布缠绕交替进行，直到达到设计要求的厚度；FRP烟囱外表面保护层性能满足现场运行环境条件。 1.3.3、FRP烟囱内筒生产工

8、序 （1）芯模板的打磨处理在进行缠绕工艺之前，需对芯模板表面进行加工处理，对芯模板表面残留的树脂颗粒、粉尘、污迹等杂质进行清理工作，以保证产品表面的光洁度。,（2）铺覆脱模材料：在完成打磨后在铝合金芯模板上铺设一层缠绕专用脱模材料，以便固化后的FRP管段能够顺利的实现脱模操作。 （3）耐腐内衬的制作：耐腐内衬是由碳纤维站、表面毡、喷射纱内衬树脂。树脂含量为90%以上，其气密封好、光洁度高、具有导静电、防渗防腐作用。耐腐层辅层顺序如下：碳纤维表面毡，树脂含量不小于90%、30g/玻璃表面毡，树脂含量不少于90%、30g/喷射纱、树脂含量不小于75%，2400TEX. 最内层辅设碳纤维表面毡层（0

9、.25厚）以提供导静电连续性，防止静电积聚，避免其他施工人员的触电危险。玻璃纤维表面毡层（0.25厚）是一层树脂层（树脂含量90%以上），提供优异的耐腐蚀性能，次内层为玻璃纤维喷射短切纱层（1.0/层），树脂含量70%以上用来形成防腐层。,（4）FRP烟囱结构层的制作，FRP烟囱的结构层是提供力学性能的主要功能层用纤维浸润结构树脂层，环向缠绕配合单向布交替缠绕成型，作用是承受各种应力及外载荷。 绕时需注意玻璃纤维纱的张力控制始终保持适当张力以保证缠绕制品质量。在缠绕时用压板及毛刷将纤维压实并驱赶气泡，以保证产品的气泡数量在质量控制的范围内。 （5）FRP烟囱外表层的制作，外保护层由表面毡及树脂

10、胶衣组成，树脂胶衣中加入抗老化剂和紫外线吸收剂。树脂含量达90%以上起到保护结构层的作用，延长设备的使用寿命。,（6）FRP烟囱首段的保温及耐候处理：保护层主要由表面毡和加入抗老化剂和紫外线吸收剂的树脂缠绕成型。树脂含量达到90%，以上起保护作用延长烟囱的使用寿命。 （7）在每段管道缠绕过程中按要求预埋吊耳，以便脱模吊装及组装定位使用。 （8）FRP烟囱加强筋的制作：按设计要求，在每段FRP管道外层对应位置安装，制作加强筋，加强筋间距按设计要求执行。 FRP烟囱在美国、德国、日本、英国等都广泛得到了应用，如： 、美国南卡莱罗纳州公共服务局克莱斯电站2350MW烟囱长度157m，制造时间1982年，至今运行29年。 、美国向日葵电力合作公司2650MW双内筒FRP烟囱内筒，长度2136m，直径5.0 m，于1983年投运，投运28年，运行良好。,我国1965年，冶金部建筑研究总院为鞍山钢铁公司制作了一座玻璃钢烟囱，该烟囱1965年12月投入使用，直到1976年因车间进行扩产改造拆除，此时安全使用达11年之久， 核工业部404厂的大型酸解罐烟囱，东北铁合金厂36 m玻璃钢烟囱，济南裕兴化工厂24 m酸解烟囱等均取得了良好的经济效益和社会效益。 玻璃钢内筒的效益及应用前景分析： 根据国内外的玻璃钢烟道、烟囱工程经验，玻璃钢整体排烟筒的综合工程造价，是钛合金复合钢