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我国玻璃钢脱硫塔烟囱已进入快速发展的时期
在工业生产中,通过高空排除各种经过处理达标废气的烟囱或排气筒都存在防腐蚀问题,排气烟囱防腐蚀设计要考虑的主要因素是:被排放气体的化学组成、温度、湿度、气体的压力和流速,以及筒壁表面是否会形成冷凝酸等。
进入21世纪以来,国家环保法规对烟囱排出的气体清洁度提出了严格要求。采取各种洗涤塔、吸收塔对烟气进行脱硫、脱硝及其他脱酸等处理措施后,烟气的温度越来越低(45~95℃),尚存的未处理干净的SO3,SO2,HCL,HF等介质都在其本身的露点温度以下,导致湿烟气的酸性增大,对排烟筒体表面的腐蚀性增强。针对强腐蚀湿烟气,欧美发达国家从1970年始采用玻璃钢排烟筒进行排放,以有效应对烟气对排烟筒的腐蚀。40多年来的玻璃钢烟囱使用业绩也证明了它具有防止腐蚀和长期承受荷载的能力。为此美国颁布了“燃煤电厂玻璃纤维增强塑料(FRP)烟囱内筒设计、制造和安装标准指南” ASTM 5364;国际工业烟囱协会(CICIND)也发布了“玻璃钢(GRP)内筒标准规范”。
国内玻璃钢烟囱使用起步较早,从上世纪60、70年始在化工、有色、冶金等行业的排气筒都有应用,但直径比较小(1m~2m),高度也不超过50m。1980年代中期河北省中意玻璃钢厂首家引进玻璃钢缠绕技术与设备,推动玻璃钢烟囱进入了快速发展期,目前玻璃钢烟囱的直径达到了5m,高度达到了100m以上.由于没有相应的规范,其使用受到了限制。目前,尤其国内燃煤电厂的大机组用烟囱,面临着脱硫后的酸性湿烟气对排烟筒体表面的强腐蚀性,采用玻璃钢烟囱将是解决烟囱腐蚀问题的一条新的主要途径。
玻璃钢烟囱的筒壁应由防腐蚀内衬层、结构层和外表面层组成,设计时应符合下列规定:
1)防腐蚀内衬层应由富树脂层和次内衬层组成,富树脂层厚度应不小于0.25 mm,宜采用玻璃纤维表面毡,其树脂含量应不小于85%(wt),也可选用有机合成纤维材料;次内衬层应采用玻璃纤维短切原丝毡或喷射纱,其厚度应不小于2 mm,树脂含量应不小于70%(wt)。 当内衬层需防静电处理时,可采用导电碳纤维毡或导电碳填料,其内表面的连续表面电阻率不大于1.0×106Ω,静电释放装置的对地电阻不大于25Ω。
2)防腐蚀内层及外表层树脂含量较高,强度及模量较低,在计算结构强度和承载力时,均不考虑。另玻璃钢的弹性模量较低,因此需对挠度做出相应规定;同时在力学设计时要求玻璃钢烟囱的筒壁结构层最小厚度应不小于6mm。结构层应由玻璃纤维连续纱或玻璃纤维织物浸渍树脂缠绕成型,其树脂含量为35±5%(wt),厚度由边学计算确定。在力学计算设计时,要综合考虑各种因素,包括玻璃钢烟囱的轴向强度和稳定性计算、烟气正负压和风荷载下的强度计算、玻璃钢筒外侧压力验算、加强肋的抗弯强度验算、开口补强和连接处的计算等。
3)外表面层中的最后一层树脂应采取无空气阻聚的措施。当玻璃钢烟囱暴露在室外时,外表面层应添加紫外线吸收剂,外表面层厚度应不小于0.5mm。
4) 由于玻璃钢材质的耐磨性能不强,在高的烟气流速下,对拐角或突变部位的冲击和磨损加大,导致腐蚀加强。可通过在树脂中添加耐磨填料(如碳化硅等)来提高该部位玻璃钢的耐磨性。
5)防腐蚀内层和结构层宜选用同类型的树脂。当选用不同类型的树脂时,层间不得脱层。
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