大型火電廠玻璃鋼(FRP)排煙筒
摘 要:由于國內脫硫煙囪防腐歷史較短,經驗也不多,煙囪設計規范是基于未脫硫的干煙氣劃分的腐蝕等級,而對脫硫處理后的濕煙囪防腐設計尚無明確說明。本文系統地討論和分析了玻璃鋼(FRP)排煙筒強度計算、安全性、耐久性、耐火能力和技術經濟性。為濕煙囪脫硫防腐工程提供了一種新的可靠的經驗。
關鍵詞:大型 火電廠 玻璃鋼 煙囪
1 國內火電廠濕煙囪防腐的現狀
由于煙囪防腐材料本身的質量、施工過程控制、工程管理,以及運行工況多變等原因,造成大量脫硫煙囪出現不同程度的損壞和滲漏現象。電力規劃設計總院2009年通過對226個已經脫硫改造的煙囪調研,包括六大類13種防腐方案。反映尤以聚脲、薩維真、OM涂料等薄膜類涂料和國產泡沫玻璃磚進行防腐的煙囪出現開裂、沖刷或脫落現象為嚴重。反饋的結果反映出國內目前脫硫煙囪防腐工程出現的問題較多,涉及面較廣,出現滲漏的比例較高。
2 濕煙囪防腐材料的發展趨勢
玻璃鋼在國外,廣泛應用于化工、冶金、船舶和航天等防腐設備和工程中,國外玻璃鋼排煙筒在電力行業的應用始于FGD開始應用的20世紀70年代。
截止到2003年,FRP排煙筒在美國的電廠煙囪工程中已經占到10%。2009年已經上升到60%以上。在2004和2005年,只有8個煙囪的排煙筒里襯工程開工。2006年,有38個開工,2007年有49個,到2008年7月1日,為39個。在歐洲和日本也有同樣的發展趨勢。
英國Eggborough Power Station于2002年為其2臺500 MW機組加裝濕法FGD裝置,同時在混凝土煙囪內安裝了兩個184 m的FRP內筒。德國于2001年9月建成的Kraftwerk Simmering電站,采用高度200 m、直徑4.8 m的FRP煙囪。另外,德國還在全率先采用煙塔合一技術,使用FRP制造直徑達7~10 m排煙管道。捷克125 MW的Vresova電廠建于1967年,2000年7月簽約加裝濕法FGD時的方案,煙囪則為鋼結構支撐的FRP煙囪。日本關西電力南港發電廠的800 MW機組采用3個FRP內筒的煙囪,FRP內筒直徑5.3 m,高度200 m。
國外多年的研究和工程應用,已經形成了FRP煙囪或管道結構設計、制造和施工方面的標準,如美國的ASTM D 5364、ASTM RTP-1和英國的BS 4994等。
目前,國內研究和開發性能良好的FRP玻璃鋼(包括整體纏繞和預制玻璃鋼襯套) 作為“煙塔合一”和濕煙囪排煙筒防腐配套技術,已經成為新的技術創新點。國內 “煙塔合一”的玻璃鋼煙道投運、在建的工程案例,使得大批成熟的經驗可為本工程參考。
3 本工程玻璃鋼(FRP)排煙筒的設計特點
本工程玻璃鋼排煙筒設計采用部分懸吊分段自立方案(分段自立)。FRP排煙筒頂部標高210 m,在+103.75 m、+146.15 m、+188.55 m等處設有固定支撐(下面配置膨脹節),內徑Di=7.0 mm,分為42.4 m、44.8 m、42.4 m、39.8 m四段計算。FRP煙囪內襯壁厚t=19 mm,加強圈間距L≤5000 mm。
本工程所選用的材料為E-CR玻璃纖維+乙烯基酯阻燃樹脂。玻璃鋼排煙筒的厚度根據制作材料的測試結果和分析計算確定。膨脹節用于增加排煙筒柔性,降低熱應力,膨脹節的設置根據計算確定。為保證玻璃鋼排煙囪環向的穩定性,煙囪上設置有環向加勁肋。
3.1 本工程玻璃鋼排煙筒的強度設計
在“煙塔合一”整體纏繞FRP煙道(6.0m










































