1.國內(nèi)套筒濕煙囪內(nèi)壁防侵蝕案例簡要分析

　　由于國內(nèi)對火電煙氣進(jìn)行濕法脫硫除塵的時間較短，套筒濕煙囪的案例較少，加上其它種種緣由的影響，關(guān)于套筒濕煙囪方面的現(xiàn)實資料不夠完整。本文僅就國內(nèi)已采用的幾種套筒濕煙囪：鋼煙囪內(nèi)壁復(fù)合鈦合金、耐酸膠泥砌筑耐酸磚內(nèi)筒、鋼煙囪內(nèi)壁粘貼泡沫玻璃的防侵蝕性能、施工安裝性能和造價情況進(jìn)行簡要分析，參見表1所示。

2.玻璃鋼煙囪的運用技術(shù)介紹

　　2.1冷軋廠用玻璃鋼煙囪簡介

　　在鋼鐵行業(yè)的冷軋廠，由于需要將熱軋鋼板放進(jìn)濃度約25左右、溫度85℃左右的鹽酸或硫酸中進(jìn)行酸洗作業(yè)，以完全斷根鋼板概況的鐵銹等雜質(zhì)，從而制造出接近于鏡面光澤的冷軋鋼板。是以，冷軋廠的酸洗車間內(nèi)部酸霧繚繞，廢氣侵蝕很是嚴(yán)重。在1965年之前，我們都是為冷軋廠建造鋼煙囪，然落后行內(nèi)防腐，使用壽命通常是1年就需要進(jìn)行維修。

　　1965年，冶金部建筑研究總院（現(xiàn)中冶團(tuán)體建筑研究總院）哄騙剛剛在我國泛起的玻璃鋼材料，為鞍山鋼鐵公司冷軋廠建造了一座玻璃鋼煙囪，其基本尺寸為：Φ2,820×40,000mm，上口Φ1,200mm，自承重，無支持，鋼絲牽拉固定。使用條件為：硫酸含量0.65～0.75，排氣量為5～10×104m3/h，日常平凡煙氣溫度為45℃，最高70℃，冬季外部溫度-30℃。由于煙氣溫度較低，在煙囪內(nèi)壁經(jīng)常有年夜量的煙氣冷凝成酸液流出。同時由于情況空氣中含有較多的硫酸煙霧，煙囪外壁也經(jīng)常有酸液形成。

　　該煙囪于1965年12月1日安裝就位后，立即投進(jìn)現(xiàn)實使用。直到1976年鞍鋼冷軋廠酸洗車間進(jìn)行擴(kuò)產(chǎn)改造，原本的玻璃鋼煙囪排氣量不能到達(dá)現(xiàn)實需要，該玻璃鋼煙囪才被撤除，此時已平安使用達(dá)11年之久[10]。

　　2.2銅冶煉廠玻璃鋼煙囪簡介

　　有色冶金工場是我們冶金行業(yè)侵蝕最嚴(yán)重的。對于銅冶煉廠來說，嚴(yán)重的侵蝕主要來歷于兩個方面：第一：銅礦均伴生著硫化物，是以，銅冶煉廠均副產(chǎn)硫酸。硫酸收受接管工段是冶煉廠侵蝕最嚴(yán)重的區(qū)域之一；第二，銅電解車間。是將溫度為85℃左右的硫酸銅，在高壓電的作用下，哄騙電場的作用而釀成高純度的電解銅，由于溫度的作用，電解車間也會發(fā)生年夜量的硫酸酸霧。

　　沈陽冶煉廠制酸尾氣的化學(xué)成份為：F-：30～50mg/m3，H2O：2～3，SO2：0.2～0.5，SO3：0.01～0.05，煙氣溫度：70～80℃，最高120～140℃。

　　原來的尾氣煙囪直徑2,200mm，高度40m，為8mm鋼板內(nèi)襯2布環(huán)氧樹脂玻璃鋼，1969年投進(jìn)使用。中斷使用兩年后發(fā)現(xiàn)，煙囪內(nèi)襯變黑發(fā)脆，鋼板外殼侵蝕穿孔。

　　我院于1975年采用那時新研制出來的高耐侵蝕性聚酯樹脂，用整體環(huán)繞糾纏法，為沈陽冶煉廠建造出一座新的玻璃鋼煙囪，其尺寸為：Φ2500×102,000mm，鋼筋混凝土框架支持[11][12][13]。

　　該煙囪安裝就位后一直平安使用到1992年，由于沈陽冶煉廠進(jìn)行擴(kuò)建改造才被撤除。

3.當(dāng)前火電煙囪防侵蝕方面存在的問題

　　據(jù)中國工程院院士柯偉所向?qū)У闹袊治g損失查詢拜訪項目組于2002年得出的成效，2001年我國的侵蝕損失約5000億元[14]，約占當(dāng)面國平易近經(jīng)濟(jì)總量的5～6！其中能源系統(tǒng)（電力、石油、煤炭）約170億元。而若是接納適當(dāng)?shù)姆狼治g措施，年夜約25～30的侵蝕損失是可以免的[14]！對能源系統(tǒng)來說，若是接納適當(dāng)?shù)姆狼治g措施，就意味著每一年有40億以上的侵蝕損失可以免，也就是說可以多出40億以上的利潤！

　　可是，現(xiàn)實上防侵蝕問題一直未能獲得很好的重視。僅就煙囪侵蝕問題來說，國內(nèi)有眾多的干排氣煙囪侵蝕嚴(yán)重，某資料列舉的16座有嚴(yán)重侵蝕問題的煙囪中[12]，有12座是電站干排氣煙囪。今朝，隨著濕法脫硫裝配的加裝，煙氣的侵蝕問題更為嚴(yán)重，若是不接納適當(dāng)?shù)姆狼治g措施，肯定會帶來更為嚴(yán)重的煙囪侵蝕問題。

4.玻璃鋼整體煙囪用做火電廠套筒濕煙囪內(nèi)筒的可行性分析

　　4.1綜合性能分析

　　由前面的資料介紹，可以很利便的推導(dǎo)出以下結(jié)論：玻璃鋼整體煙囪完全可以用于當(dāng)前的濕法脫硫除塵后的套筒濕煙囪。主要基于以下幾點：

　?。?）防侵蝕材料技術(shù)的不竭前進(jìn)。

　　冶建總院早在1965年～1976年之間，在我國玻璃鋼技術(shù)剛剛起步、技術(shù)人員還處于10年騷亂階段不能安心從事技術(shù)開發(fā)的條件下，所研制的玻璃鋼煙囪，就能夠在侵蝕性比現(xiàn)在的濕法脫硫后的煙氣的侵蝕性嚴(yán)重得多的情況中，平安使用達(dá)15年之久而未見損壞，那末，在我院防侵蝕新材料不竭前進(jìn)的今天，完全有能力做好濕煙氣用的玻璃鋼煙囪。

　　我院于1983年研制成功其實不斷進(jìn)行技術(shù)改良的YJ系列呋喃樹脂，其持久液態(tài)使用溫度可達(dá)140℃，短時間可達(dá)180℃，耐侵蝕性能則為：可耐30～40的苯、40～50的硫酸與15～18的氫氧化鈉在120～140℃的交替作用[15]。從材料的防侵蝕性能來說，用于FGD法脫硫后的煙氣排放，其防侵蝕性能、耐溫性能擁有龐大的裕量空間，完全可以安心使用。

　　例如，吉林化學(xué)工業(yè)公司污水處置廠將YJ呋喃樹脂用于污泥焚燒系統(tǒng)煙囪內(nèi)壁防腐就取得了成功，到1994年時已使用7年而煙囪內(nèi)壁依然無缺，（以那時的價格計較）不僅勤儉資金20多萬元，而且保證了整體裝備的平安運行[16]。

　　濟(jì)南裕興化工總廠酸解煙囪的使用情況條件為：正常工作溫度70℃，瞬間180℃；工作壓力為煙囪段常壓，彎頭段0.15MPa；工作介質(zhì)為0.65的硫酸型酸水、酸霧；設(shè)計風(fēng)速25m/s，抗震烈度為7級。其樹脂選擇為：下部集氣段及彎頭部位侵蝕嚴(yán)重，溫度較高，選用YJ呋喃樹脂，上部溫度較低，選用乙烯基酯樹脂[17]。

      （2）玻璃鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)的不竭完善。

　　玻璃鋼作為一種在力學(xué)性能上的各向異性材料，在其泛起早期，我們對它的各方面的特征還熟悉不足，在結(jié)構(gòu)設(shè)計上要末留下了過年夜的裕量，造成浪費；要末剛度不足，致使各類問題的泛起。可是，自從該材料于1958年在我國泛起以來，經(jīng)過近50年的不竭研究、索求，我們對其性能已有近似完善的掌握，各類玻璃鋼材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計、加工工藝設(shè)計，已不存在任何問題。

　　在結(jié)構(gòu)可設(shè)計性方面，玻璃鋼材料與傳統(tǒng)上的金屬材料相比，擁有龐大的優(yōu)勢：玻璃鋼的比抗拉強度高于優(yōu)質(zhì)合金鋼，我們可以在其需要高強度的標(biāo)的目的上，很利便地到達(dá)使用要求；玻璃鋼的弱點在于剛度不足，可是，我們可以哄騙其結(jié)構(gòu)可設(shè)計性，在剛度不足的部位或標(biāo)的目的上設(shè)計出增強筋、中空結(jié)構(gòu)、變形結(jié)構(gòu)等，來提高其整體剛度。

　　例如，我國當(dāng)前航天飛翔器的頭錐，均是采用碳纖維玻璃鋼材料制造，在火箭升空時跨越7.8km/s的極高速度飛翔時，完全可以招架空氣發(fā)生的超高氣壓而不發(fā)生破壞，可見我國當(dāng)前的玻璃鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)，對于FGD脫硫后的濕煙筒內(nèi)筒設(shè)計來說，無任何堅苦。

　 （3）玻璃鋼制造技術(shù)方面的飛躍，為整體玻璃鋼套筒的制造提供了保障。

　　早在近40年前，冶建總院的技術(shù)人員就可哄騙手糊法制造出40m高的無支持玻璃鋼煙囪，而且平安使用11年而未見損壞。在近30年前，采用自制環(huán)繞糾纏裝備，生產(chǎn)出尺寸達(dá)Φ2500×102,000mm的整體玻璃鋼煙囪，平安使用15年之久未見損壞。當(dāng)前，我們在年夜型回轉(zhuǎn)體玻璃鋼構(gòu)件的建造方面，均采用電腦控制的自動環(huán)繞糾纏裝備，加工手段泛起了天地之別。

　　現(xiàn)在，我們的機(jī)械環(huán)繞糾纏裝備可加工管道的最年夜直徑達(dá)15m，最年夜單根管道長度達(dá)12m，最年夜管道內(nèi)壓可達(dá)24MPa（最年夜尺寸、最高性能不能同時到達(dá)）。

　　那末，在原材料的防侵蝕性能、耐溫性能有著龐大性能裕量，設(shè)計技術(shù)完全可知足需要，加工制造技術(shù)用上電腦控制的今天，采用玻璃鋼做套筒濕煙囪內(nèi)筒，是完全不存在問題的。

　　（4）現(xiàn)場安裝技術(shù)問題。

　　玻璃鋼的抗拉強度決議于玻璃纖維，制造成玻璃鋼后，沿纖維標(biāo)的目的上的抗拉強度可達(dá)300MPa以上；玻璃鋼的抗壓強度決議于樹脂，樹脂固化后的抗壓強度一般在80MPa以上。據(jù)我們之前的工程實踐經(jīng)驗和其他單元的工程經(jīng)驗，玻璃鋼煙囪的自支持高度可達(dá)40m左右[10]，而現(xiàn)實上，今朝混凝土煙囪內(nèi)部的牛腿間距，一般在20多米，是以，不管接納懸掛法或是下支法安裝玻璃鋼煙囪內(nèi)筒，在玻璃鋼煙囪的抗拉強度、抗壓強度方面，均不存在任何問題。

　　對于玻璃鋼煙囪的安裝就位問題，我們通常為將玻璃鋼制造成為10m左右的長度，接納普通鋼管內(nèi)筒的頂升或提升方式，在將玻璃鋼煙囪升至安裝高度后，用樹脂、玻璃纖維布帶和配套的接頭，將兩根玻璃鋼管道毗連起來，并經(jīng)由過程混凝土煙囪的牛腿加以固定，隨即進(jìn)行下一節(jié)玻璃鋼管的安裝施工。

　　（5）玻璃鋼管道的特殊優(yōu)點――內(nèi)壁磨擦力極小，盡熱性能好。

　　我們制造出來的玻璃鋼管道，由于采用特殊模具加工而成，使得玻璃鋼管道的內(nèi)壁極為滑膩，概況粗拙率可低至0.008，其水流摩阻損失系數(shù)f為0.000915，較鋼管（f=0.00179）能顯著削減沿程的流體壓力損失，提高輸送能力20以上。很是有益于高含水煙氣的流動、排放。

　　此外，玻璃鋼材料的導(dǎo)熱系數(shù)只有鋼材的0.5左右，在一定的水平上，可以下降保溫費用。

　　4.2國內(nèi)其他單元的玻璃鋼煙囪運用業(yè)績

　　在國內(nèi)，除冶建總院于1965年研制出第一根玻璃鋼煙囪并取優(yōu)秀的使用效果外，其他單元也在玻璃鋼煙囪的研制、運用上有所作為，使用效果優(yōu)秀。

　　例如：核工業(yè)部404廠的年夜型酸解罐煙囪、東北輕合金廠36m玻璃鋼煙囪、濟(jì)南裕興化工場24m酸解煙囪等，均取得了優(yōu)秀的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益[17]。

　　4.3國外玻璃鋼煙囪的運用情況

　　在國外，早就有采用玻璃纖維增強塑料（俗稱玻璃鋼，F(xiàn)ibersReinforcedPlastics）內(nèi)筒[18]。例如，日本關(guān)西電力南港發(fā)電廠的煙囪內(nèi)筒，即為玻璃鋼材料制造，該內(nèi)筒由內(nèi)徑5.3m，管段長度為11m，總計51根玻璃鋼管段組裝而成[19]。

　　另據(jù)日本昭和高份子有限公司提供的內(nèi)部資料介紹，1992年，由日本三井造船為泰國石油公司制造的電廠吸收塔、煙囪、PH控制槽等，均為玻璃鋼材料制造。

　　4.4玻璃鋼套筒濕煙囪與其他防侵蝕結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)比力

　　國內(nèi)外幾種套筒濕煙囪的造價，參見表2。

　　從上述國內(nèi)、國外兩方面的材料造價比力，我們可以很利便地得出以下結(jié)論：

　 （1）玻璃鋼整體套筒濕煙囪的造價，均只有鋼－鈦復(fù)合結(jié)構(gòu)的60以下；

　 （2）玻璃鋼整體套筒濕煙囪的造價，不高于磚內(nèi)襯煙囪。

　　由此，經(jīng)由過程國內(nèi)外兩個方面的資料比力，可以看出，整體玻璃鋼套筒濕煙囪，完全具有現(xiàn)實推行運用價值，可覺得火電廠勤儉年夜約700萬元～1000萬元/座的基建費用，而且工程質(zhì)量更有保證。

5.結(jié)論與建議

　　經(jīng)由過程以上內(nèi)容中關(guān)于國內(nèi)、外分歧套筒濕煙筒的防侵蝕性能、存在問題和工程造價等方面得比力，筆者提出以下建議，供國內(nèi)各電力設(shè)計院、火電廠在進(jìn)行加裝FGD裝配時參考：

　　整體玻璃鋼套筒在防侵蝕性能、耐熱性能方面，是完全可以知足套筒濕煙囪的持久運行要求的；

　　整體玻璃鋼套筒的設(shè)計、加工技術(shù)是成熟的，整體玻璃鋼套筒的安裝，與普通鋼套筒沒有本質(zhì)上的區(qū)分；

　　在加裝FGD裝配后的舊煙囪改造或新建煙囪時，采用整體玻璃鋼套筒，可為電廠勤儉巨額投資；

　　中冶團(tuán)體建筑研究總院（冶金部建筑研究總院）擁有豐碩的防侵蝕材料研發(fā)、玻璃鋼煙囪建造經(jīng)驗，愿意與廣年夜電力設(shè)計院、火電廠進(jìn)行緊密親密合作，提高電力舉措措施的防侵蝕質(zhì)量，下降工程造價。