目前，對于煙氣脫硫裝置的設計施工和運行經驗已日臻完善，但對脫硫機組煙氣排放的關鍵設備——煙囪的防腐，由于對濕法脫硫后煙囪的運行工況認識不足甚至重視不夠，導致按照目前推行的技術進行防腐的煙囪出現了大量問題。另外國家環保總局開始嚴格執行燃煤電廠濕法煙氣脫硫（WFGD ）投運率考核指標，否則將對相關電廠處以高額罰款，并對所在的電力集團實行區域投資限批，迫使各電廠WFGD 全力投入運行。由于之前的防腐方案選擇不合理，一些煙囪投運不久即進行維修，更甚者個別煙囪成了危險構筑物而不得不放棄并重新建造。根據調查發現，有的工程僅投運2 個(ge)月即(ji)(ji)發(fa)現由于泡沫(mo)玻(bo)璃(li)磚(zhuan)脫落而對鋼內筒(tong)造成(cheng)(cheng)嚴重腐(fu)蝕(shi); 有的(de)脫硫改造單筒(tong)煙(yan)囪(cong)工(gong)程項目投運后僅4 個(ge)月即(ji)(ji)發(fa)生(sheng)酸液沿煙(yan)囪(cong)外筒(tong)壁滲漏，對鋼筋(jin)混(hun)凝土筒(tong)身(shen)造成(cheng)(cheng)腐(fu)蝕(shi)。因(yin)此，從電廠長期運行安全和穩定的(de)角度考(kao)慮，研(yan)究針對濕(shi)(shi)法(fa)脫硫煙(yan)囪(cong)的(de)防(fang)(fang)(fang)腐(fu)蝕(shi)技術，選(xuan)擇合理的(de)防(fang)(fang)(fang)腐(fu)蝕(shi)工(gong)藝，成(cheng)(cheng)了目前燃煤電廠急需解決的(de)課題。據文獻［1］可知，傳統的(de)防(fang)(fang)(fang)腐(fu)材料已經逐漸被(bei)擠出(chu)煙(yan)囪(cong)防(fang)(fang)(fang)腐(fu)市場，取而代(dai)之的(de)是玻(bo)璃(li)鋼（FRP） 復合材料。簽于傳統防(fang)(fang)(fang)腐(fu)方(fang)(fang)案(an)暴露出(chu)的(de)問題，同時參考(kao)國外成(cheng)(cheng)功的(de)經驗，應加強FRP 在濕(shi)(shi)煙(yan)囪(cong)防(fang)(fang)(fang)腐(fu)方(fang)(fang)面的(de)推廣，為濕(shi)(shi)煙(yan)囪(cong)的(de)防(fang)(fang)(fang)腐(fu)設計(ji)提供(gong)一(yi)個(ge)新(xin)的(de)解決方(fang)(fang)案(an)。
玻璃(li)鋼煙(yan)囪(cong)應用背景
當前普遍采用的濕法脫硫不加裝煙氣加熱系統工藝，使排入煙囪的煙氣溫度在50 ℃左右，濕煙氣在煙囪內結露形成冷凝酸液，對煙囪的腐蝕性大大加強，目前正在運行濕法脫硫(FGD) 煙囪內壁嚴重腐蝕的問題已經暴露出來，為了解決濕煙囪的防腐問題，必須尋求一種耐酸防腐、滿足結構要求、同時又經濟適用的煙囪型式，玻璃鋼煙囪為我們提供了一(yi)種較好的選擇。
玻璃鋼(FRP)，是由高強度的玻璃纖維和樹脂復(fu)(fu)合(he)而(er)成(cheng)的(de)(de)(de)新型(xing)復(fu)(fu)合(he)材料。玻璃鋼(gang)集中了(le)玻璃纖維和合(he)成(cheng)樹脂的(de)(de)(de)特性(xing)，具有質量(liang)輕、強度(du)高(gao)、耐(nai)(nai)化學腐蝕(shi)、絕緣隔熱、耐(nai)(nai)瞬時高(gao)溫燒蝕(shi)、強度(du)和形(xing)狀可設計性(xing)強等優點。成(cheng)型(xing)后的(de)(de)(de)玻璃鋼(gang)結構層抗拉(la)強度(du)與普通鋼(gang)材相當，容重僅為鋼(gang)材的(de)(de)(de)1/4~1/5，具備比耐(nai)(nai)硫酸(suan)露點鋼(gang)更加優異耐(nai)(nai)酸(suan)防腐性(xing)能，特別適合(he)燃(ran)煤電(dian)廠脫硫不(bu)加GGH的(de)(de)(de)濕(shi)煙囪運行(xing)條件。
國外對于煙囪內筒的技術國外玻璃鋼煙囪在電力行業的應(ying)用始(shi)于FGD開始(shi)應(ying)用的20世紀70年(nian)(nian)代國(guo)外經(jing)常多年(nian)(nian)的研究和(he)(he)工程應(ying)用，已(yi)經(jing)形成了FRP煙(yan)囪(cong)(cong)或管道(dao)結(jie)構設計、制造和(he)(he)施工方(fang)面(mian)的標準，如美國(guo)的ASTM D 5364、ASTM RTP-1和(he)(he)英國(guo)的BS4994等(deng)。在美國(guo)已(yi)投入(ru)使(shi)用最久的FRP煙(yan)囪(cong)(cong)內(nei)筒(tong)已(yi)長(chang)達34年(nian)(nian)，目前在新建的濕煙(yan)囪(cong)(cong)中，90%以(yi)上的防(fang)腐方(fang)案(an)選擇(ze)FRP煙(yan)囪(cong)(cong)內(nei)筒(tong)。
玻璃鋼煙囪的(de)關鍵技術優勢分(fen)析
美國ANCOR公司，是第一個獲得美國ASME和FRPI協會RTP-001及FRPI-001認證的專業從事FRP煙道、煙囪、噴淋管道和洗滌塔的跨國公司。依托利保科技（無錫利保）作為國內生產制造基地和推廣合作者，致力于將其成熟的FRP煙囪技術推廣應用于中國市場，徹底解決國內濕法脫硫煙囪的腐蝕問題。玻璃鋼煙囪關鍵技術包括：
材料選擇
FRP煙(yan)(yan)囪的(de)(de)性(xing)(xing)(xing)能(neng)很(hen)大程(cheng)度上取(qu)決(jue)于(yu)基體(ti)材(cai)料——樹(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)選擇。為(wei)保(bao)(bao)證內筒(tong)(tong)使用(yong)(yong)的(de)(de)安全性(xing)(xing)(xing)能(neng)，FRP內筒(tong)(tong)基體(ti)材(cai)料采用(yong)(yong)美國(guo)陶(tao)氏化(hua)學(xue)公司(si)生產的(de)(de)乙(yi)烯(xi)基酯樹(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)DERAKANE*510C，是具有阻燃功(gong)能(neng)的(de)(de)一種乙(yi)烯(xi)基樹(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)，樹(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)中(zhong)含有溴化(hua)環(huan)(huan)氧(yang)骨架，予樹(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)以(yi)阻燃性(xing)(xing)(xing)，阻燃性(xing)(xing)(xing)能(neng)指(zhi)(zhi)標—氧(yang)指(zhi)(zhi)數達(da)32，樹(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)在(zai)溶劑，化(hua)學(xue)品(pin)及(ji)(ji)氧(yang)化(hua)性(xing)(xing)(xing)酸(suan)等(deng)混合(he)(he)環(huan)(huan)境下(xia)的(de)(de)特(te)殊(shu)耐(nai)腐蝕性(xing)(xing)(xing)以(yi)及(ji)(ji)高(gao)溫下(xia)強(qiang)度和(he)韌性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)極佳保(bao)(bao)留性(xing)(xing)(xing)。被廣泛應(ying)用(yong)(yong)在(zai)煙(yan)(yan)囪和(he)煙(yan)(yan)囪內襯(chen)層中(zhong)，特(te)別是在(zai)濕法(fa)脫硫FRP煙(yan)(yan)囪內筒(tong)(tong)的(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)中(zhong)更具優越(yue)性(xing)(xing)(xing)，由于(yu)其高(gao)耐(nai)腐、高(gao)耐(nai)熱和(he)高(gao)強(qiang)度的(de)(de)綜合(he)(he)特(te)性(xing)(xing)(xing)，在(zai)170度最高(gao)耐(nai)溫在(zai)高(gao)溫條件下(xia)不會(hui)降低其機械強(qiang)度。
同時(shi)，根據實驗分析結果(guo)(guo)及多年的(de)(de)項(xiang)目工(gong)程經驗，纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)和(he)樹(shu)脂(zhi)(zhi)的(de)(de)通潤(run)匹配(pei)也是(shi)影響到(dao)FRP制(zhi)品質量的(de)(de)一個(ge)因素，因為不(bu)同的(de)(de)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)其表面的(de)(de)偶聯劑(ji)存在一定(ding)的(de)(de)差異，這種差異決定(ding)了樹(shu)脂(zhi)(zhi)與(yu)(yu)玻(bo)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)的(de)(de)通潤(run)性(xing)，如果(guo)(guo)偶聯劑(ji)與(yu)(yu)樹(shu)脂(zhi)(zhi)匹配(pei)，纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)能(neng)完全被(bei)樹(shu)脂(zhi)(zhi)浸潤(run)，反之浸潤(run)效果(guo)(guo)不(bu)好，其制(zhi)品強(qiang)度會(hui)有所下降。選用Advantex®耐腐蝕玻(bo)璃(li)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)，Advantex® 玻(bo)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)是(shi)獲(huo)得專利的(de)(de)無硼玻(bo)璃(li)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)，兼(jian)具耐腐蝕的(de)(de) E-CR 玻(bo)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)和(he) E 玻(bo)璃(li)纖(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)增強(qiang)材(cai)料(liao)的(de)(de)優點，符合 ASTM標(biao)準(zhun)，同時(shi)與(yu)(yu)樹(shu)脂(zhi)(zhi)可以很好地進行通潤(run)匹配(pei)。
設計水平
可依據的設計標準（ASTM）
美國早在1993 年發布了專門用于燃煤電廠玻璃鋼排煙筒設計、制作和安裝的標準指南ASTM D 5364，在2008年進行重新確認。ASTM D 5364-08［2］對玻璃鋼煙囪的適用工況(kuang)、選(xuan)材(cai)、設計計算(suan)方法、制(zhi)作安裝、質量控制(zhi)和檢驗等(deng)方面進行了詳(xiang)細的規(gui)定，是目前(qian)玻璃鋼煙(yan)囪(cong)設計依據的主要規(gui)范。
國內關于纖維增強塑料材料的試驗標準已經完備，但國內對玻璃鋼煙囪設計研究相對較少，工程實踐也十分有限，目前仍沒有專門的規范。玻璃鋼結構設計規范主要是化工行業標準《玻璃鋼/聚氯乙烯( FRP /PVC ) 復合管道設計規定》( HG 20520-40 1992) ［3］和《玻璃鋼化工設備設計規定》( HG/T20696-1999) ［4］，這兩個標準可供玻璃鋼結構設計參考。但玻璃鋼煙囪的使用(yong)(yong)條(tiao)件和(he)結(jie)構特點與化工設(she)備有(you)較(jiao)大不(bu)同，化工行業標準(zhun)難以直接引用(yong)(yong)。
專(zhuan)業(ye)設計方法、軟件
美(mei)國ANCOR成熟的設計方法、軟(ruan)件及煙囪整體(ti)結構有限(xian)元分析(xi)；
工藝技術
FRP煙囪作為(wei)一個大型(xing)構筑物，工(gong)藝上采用專用的多種(zhong)纖維種(zhong)成型(xing)方法組合施(shi)工(gong)工(gong)藝。確保煙煙囪的壽命。
工(gong)藝(yi)匹配的制造(zao)設(she)備和設(she)施
內筒(tong)的(de)(de)(de)制作在(zai)(zai)ANCOR自行設(she)計專有的(de)(de)(de)可(ke)(ke)移動式現場制作車(che)間(jian)進行。該車(che)間(jian)帶(dai)溫度、濕(shi)度控制的(de)(de)(de)整體(ti)(ti)成型，設(she)計可(ke)(ke)抵御120km/h 的(de)(de)(de)大風，可(ke)(ke)以充(chong)分滿(man)足FRP內筒(tong)對操作環境的(de)(de)(de)要(yao)求：溫度>10℃，濕(shi)度<75%。車(che)間(jian)設(she)有通風、空調(diao)等設(she)施，完全滿(man)足安全、環境與健(jian)康（HSE）管理體(ti)(ti)系和(he)質量管理體(ti)(ti)系的(de)(de)(de)要(yao)求。可(ke)(ke)以保證(zheng)產(chan)品在(zai)(zai)生產(chan)過程中不受雨雪、大風等氣(qi)候因素的(de)(de)(de)影響，并能(neng)保證(zheng)產(chan)品的(de)(de)(de)合格性(xing)能(neng)及施工(gong)工(gong)期。
ANCOR的制造設備為全套電腦(nao)控制，自動(dong)化(hua)程度(du)高。可(ke)實現臥式纏繞(rao)(rao)、立(li)式脫(tuo)模(mo)。 臥式纏繞(rao)(rao)可(ke)以較好控制施(shi)工制量，立(li)式脫(tuo)模(mo)可(ke)以更好地(di)防止脫(tuo)模(mo)變形。
運行參數：
纏繞(rao)直(zhi)徑(jing)：5m—10m（涵蓋常用的煙(yan)氣(qi)脫硫(liu)行業煙(yan)囪內筒尺(chi)寸范圍）；
纏繞長度(du)：14m；
纏繞速率：可達30公(gong)斤/分(fen)鐘(zhong)；
能同一時間纏繞(rao)72股紗；
能同時進行纖維纏繞(rao)，切割纏繞(rao)，和布帶纏繞(rao)。
訓(xun)練有素的團(tuan)隊、現場(chang)施工管(guan)理(li)和實時質量(liang)控制
FRP煙囪(cong)(cong)的(de)(de)(de)生產過(guo)程為典型的(de)(de)(de)特(te)殊生產過(guo)程，在制(zhi)(zhi)作(zuo)(zuo)、安裝過(guo)程中，依據ASTM D 5364《火電廠玻璃纖維增強塑料(liao)煙囪(cong)(cong)內筒的(de)(de)(de)設計和(he)安裝標準(zhun)》和(he)ANCOR的(de)(de)(de)《FRP 內筒纏繞質(zhi)量保(bao)證手冊》的(de)(de)(de)要求和(he)檢驗(yan)標準(zhun)及檢驗(yan)方法對整個(ge)制(zhi)(zhi)造過(guo)程，從模具，樹脂基原材(cai)料(liao)配比，內襯層、結構、外防(fang)腐層的(de)(de)(de)纏繞及固化，支撐肩、起吊(diao)點(dian)(dian)的(de)(de)(de)制(zhi)(zhi)作(zuo)(zuo)，加強筋的(de)(de)(de)制(zhi)(zhi)作(zuo)(zuo)，外表面制(zhi)(zhi)作(zuo)(zuo)，接(jie)口(kou)打磨(mo)，對接(jie)接(jie)頭等(deng)工序的(de)(de)(de)各個(ge)質(zhi)量控制(zhi)(zhi)點(dian)(dian)進(jin)行全(quan)過(guo)程監造，及質(zhi)量控制(zhi)(zhi)。包括8個(ge)關(guan)鍵質(zhi)量控制(zhi)(zhi)點(dian)(dian)和(he)9項質(zhi)量檢驗(yan)內容。
4．結論
玻璃鋼(FRP)一種新型復合材料，玻璃纖維提供FRP的強度和剛性，樹脂提供FRP的耐化學性和韌性，集中了玻璃纖維和合成樹脂的特性，具有質量輕、強度高、耐化學腐蝕、絕緣隔熱、耐瞬時高溫燒蝕、強度和形狀可設計性強等優點，在國外濕法脫硫領域超過20 年的應用分顯示了其在濕煙囪防腐方面獨特的優勢，對FRP 結構的設計、加工和制作方面也積累了豐富的經驗，經過合理的設計、制造和安裝，在技術上能夠滿足玻璃鋼煙囪的(de)(de)工程應用(yong)需要。國內嚴峻的(de)(de)煙囪防腐形勢也促使我們拓展濕煙囪設計的(de)(de)新思(si)路，而且，從工程結構的(de)(de)全壽(shou)命(ming)來考慮，FRP煙囪的(de)(de)總造(zao)價可能更(geng)有(you)競爭(zheng)力(li)，因為FRP材料(liao)耐(nai)化學性能十分優(you)秀(xiu)，后(hou)期維護工作量很小(xiao)。相(xiang)信(xin)隨著電(dian)力(li)行業對(dui)濕煙囪防腐的(de)(de)重視和對(dui)FRP 材料(liao)認(ren)識的(de)(de)深入，FRP 復(fu)合材料(liao)必(bi)將物盡其用(yong)，為我國電(dian)力(li)行業清(qing)潔能源的(de)(de)發(fa)展發(fa)揮應有(you)的(de)(de)作用(yong)。
