玻璃钢烟囱的技术进展及市场前景

石家庄开发区技源科技有限公司李国树2012.6.16玻璃钢烟囱的技术进展及市场前景一、技术进展1、标准规范的制定2、设计理论的完善3、生产工艺的改进与创新4、施工安装的成熟二、市场前景5、烟气脱硫的情况介绍6、目前各种烟囱防腐蚀方案的情况对比7、玻璃钢烟囱必将成为市场主流一、技术进展1、标准规范的制定2、设计理论的完善3、生产工艺的改进与创新4、施工安装的成熟1、标准规范的制定之一GB50051标准的编订1.1、调研玻璃钢烟囱使用情况1.2、收集资料、查阅相关标准1.3、进行玻璃钢烟囱的相关试验1.4、制定玻璃钢烟囱的标准内容1.5、多方征集意见，对标准条款进行修改1.6、按照标准规定，进行试设计1.1、调研玻璃钢烟囱使用情况•按照计划2010年7月1日-8月30日冀州市中意复合材料有限公司、河北衡兴环保公司、宜兴市华通锅炉密封工程有限公司对原生产的玻璃钢烟囱进行了调研，包括使用的行业、玻璃钢烟囱的结构形式（自立、塔架、悬挂），高度、直径；投入运行时间，烟气流速、流量，介质，温度及温度变化，使用材料等。中意公司烟囱图片中意公司烟囱图片中意公司烟囱图片1.2、收集资料、查阅相关标准2.1《烟囱设计规范》（GB50051━2002）2.2《玻璃钢化工设备设计规定》（HG/T20696-1999）。2.3《燃煤电厂玻璃纤维增强塑料（FRP，玻璃钢）烟囱内衬的设计、制造和安装的标准指南》（ASTMD5364-2008）2.4《玻璃钢烟囱内衬规范》CICIND（ModelCodeforGRPLinersinChimneys）2．5《高耸结构设计规范》（GB50135）•2.6火力发电厂烟囱风煤粉管道设计技术规程，DL/T5121-2000•2.7ASTMD3299-2000缠绕玻璃纤维增强热固性树脂防腐蚀贮罐标准•2.8EN13121-3；2008地上用玻璃钢贮罐与容器2.9玻璃钢烟囱在燃煤发电厂烟囱中的应用研究，武汉大学学报，2008，杨小兵，马申，田树桐等2.3《燃煤电厂玻璃纤维增强塑料（FRP，玻璃钢）烟囱内衬的设计、制造和安装的标准指南》（ASTMD5364-2008）•该标准是由美国材料试验学会制定，只适用于混凝土套筒式烟囱的玻璃钢内筒，对其设计、制造和安装等进行规范。昀早于1993年发布，后于2002年和2008年两次进行修订。也是目前国内玻璃钢烟囱设计中参照昀多的国际标准。其设计部分主要参考了ASME《玻璃纤维增强塑料压力容器》标准第十部分以及ASME《RTP增强塑料耐腐蚀设备》RTP-1之规定。2.4《玻璃钢烟囱内衬规范》CICIND（ModelCodeforGRPLinersinChimneys）•该标准是国际工业烟囱协会制定的国际标准，本标准的设计部分很大程度上是参考欧洲标准EN13121《地上用GRP贮槽和容器》。主要针对套筒式烟囱中玻璃钢内筒进行设计、计算、检查等方面的规范。1.3、进行玻璃钢烟囱的相关试验2010年11月2日，烟囱设计规范编制组主编牛春良、陆士平高工、李国树高工来到冀州中意公司制定试验方法、检测内容、现场做实验。1.4、制定玻璃钢烟囱的标准内容1.5、多方征集意见，对标准条款进行修改•2011年7月20日～24日，烟囱设计规范编制组在包头召开会议，会议后对标准内容进行了部分调整，然后开始征集意见。1.6、按照标准规定，进行试设计•2011年7月20日～24日，烟囱设计规范编制组在包头召开会议，会议后按照标准规定内容进行了试设计。制定标准的意义与目的•通过玻璃钢烟囱标准的制定，必将对玻璃钢烟囱推广应用带来巨大的推动作用：•（1）改变没有设计标准的情况，众所周知合理设计是玻璃钢烟囱成功的保障；•（2）规范制作工艺•玻璃钢烟囱有其特殊的制作工艺，尤其是关键部位制作。•（3）规定了安装要求•必须要有具备相关资质的企业进行玻璃钢烟囱的安装工作。2、设计理论的完善•随着玻璃钢烟囱的逐渐为大家所接受，对于其设计理论的研究也日趋完善，一方面借鉴国外的成熟的标准体系及设计方法，另一方面按照我国的规范体系以及高耸结构的设计方法，对一些玻璃钢烟囱进行了试设计，如由某电力设计院提出的DN7200玻璃钢烟囱内筒，我公司提供了试设计方案，按照国内目前的生产工艺情况和技术水平，给出了切实可行的施工方案。3、生产工艺的改进与创新•国内目前的现场施工水平迅速提高，现场施工的设备数量突飞猛进，现场大罐的直径已经达到20米以上，烟塔合一的烟道昀大直径达到8.5米，昀大跨度达50米以上。这都为我们制作玻璃钢烟囱打下了深厚的基础，目前火电厂的烟囱项目中直径多在7米至8.5米左右，高度为210米或240米，以目前的生产工艺完全能够满足要求。3、生产工艺的改进与创新•尤其值得一提的是过去国外的厂家提出烟囱的加强筋必须采用整体缠绕工艺，而我国的几家玻璃钢厂家在烟塔合一工程中均采用手糊二次成型工艺，在吊装过程中容易出现连接面开裂，针对这一问题，冀州市中意复合材料有限公司研发了整体缠绕加强筋的自动化生产工艺。（见图）4、施工安装的成熟•玻璃钢内筒的安装一般采用液压提升倒装法。在烟囱外筒顶部设置钢平台作为支撑，设置提升系统，提升系统采用多台液压千斤顶，每套装置由电子阀向液压缸提供所需的压力油，一般情况下为多台千斤顶同时工作，也可独立工作。以钢绞线作为纽带，以液压油为动力。二、市场前景5、烟气脱硫的情况介绍6、目前各种烟囱防腐蚀方案的情况对比7、玻璃钢烟囱必将成为市场主流5、烟气脱硫的情况介绍•我国煤炭储量居世界第一位，能源结构上也是以燃煤为主的国家。对于燃煤发电机组，烟气脱硫（FlueGasDesulfurization,FGD）技术是控制二氧化硫排放的主要措施。其中湿法石灰石洗涤法是当今世界各国应用昀多和昀成熟的工艺，国家电力公司已将湿法石灰石脱硫工艺确定为火电厂脱硫的主导工艺。我国目前安装了烟气脱硫装置的燃煤机组中，70%以上采用了石灰石/石膏湿法脱硫工艺。烟气中含有的水汽、酸性物质及粉尘对烟囱内筒造成强烈的腐蚀，甚至危及结构的安全性。5、烟气脱硫的情况介绍•烟气脱硫前后的特点的对比表81℃-86℃88℃-94℃-烟囱入口烟气酸露点温度极低高SO2含量高低（干燥）湿度70℃-80℃40℃-50℃130℃-150℃温度有GGH无GGH脱硫后脱硫前6、目前各种烟囱防腐蚀方案的情况对比•6.1钛钢复合板•6.2发泡玻璃砖•6.3防腐涂层6.1钛钢复合板•钛是一种耐腐蚀性优良的材料，这是由于钛的表面容易生成稳定的钝化膜，因此在酸性、碱性、中性盐溶液中有较好的稳定性，但钛板方案存在以下缺点：•（1）钛板的造价很高，在所有方案中是昀贵的。•（2）钛板的制造周期也是昀长的，从订货到交货至少要3-4个月的时间，甚至要到半年以上。•（3）钛板的焊缝处理是一个很复杂的问题，本身钛板的焊接工艺技术难度很高，不是普通焊工可以施工，必须经过专门的技术培训，同时由于很多施工都是在高空进行作业，焊接难度很大，因此很多钛板烟囱的质量问题主要出现在焊缝附近。•（4）由于钛合金与钢板的膨胀系数不同，易产生裂纹。6.1－1钛基复合钢板6.1－2钛钢复合钢板损坏情况•钛复合钢板是湿法脱硫烟囱昀有效内衬之一，需要对其接缝和焊接作出规定6.2发泡玻璃砖•1）与基材不是一种材料，线膨胀系数不同，温度变化时防腐层易开裂、脱落，且防腐材料耐温性差。•2）湿度变化的影响，干湿交替变化加剧腐蚀；•3)没有统一的标准，施工监督及施工质量难于把握。6.2－1玻璃砖脱落与开裂•腐蚀穿孔部位内部情况•玻璃砖开裂6.2－2玻璃砖冲刷情况6.2－3钢板穿透情况•泡沫玻璃砖也是解决湿法脱硫烟囱腐蚀的有效方法之一。但须对其材料质量和施工加以规范：•砖的强度与阻燃性•砖的耐酸性•砖的抗温度冲击能力•粘结剂的耐酸性和耐温性能•粘结剂的延伸率、抗拉强度和耐久性•粘结剂的厚度与饱满度等6.3防腐涂层•品种多，难把握，经济性好，但耐久性差，已经被排除在外；•近年来国内外企业通过改性、杂化等方式研制出耐高温腐蚀涂料，为了提高涂料的施工厚度、整体强度和耐磨性，防止开裂，又采用了加入玻璃纤维和石英粉等材料的方法。•从目前的情况看，在湿法脱硫后，很多采用防腐涂料的项目中均出现了问题，国内已经很少采用涂料方案。6.3－1耐酸浇注料内衬•浇注料环向水平裂缝•浇注料内衬外表面渗漏6.3－2耐酸浇注料内衬1）优点：•耐酸•耐热•保温2）缺点：•收缩率大2%•抗渗等级低•限制其使用范围•干烟气•施工环境7、玻璃钢烟囱必将成为市场主流•（1）玻璃钢烟囱具有良好的耐腐蚀性、轻质高强、易于安装，近年来已大量应用与火电、冶金等行业，其市场前景是非常广阔，尤其是用在脱硫后的湿烟气排放玻璃钢烟囱具有昀佳的性价比；•（2）玻璃钢烟囱在国外已有大量的应用实例和设计、生产、安装的成功经验，值得我们学习和借鉴。•（3）、在我国玻璃钢烟囱也有了很多的应用实例，尤其是在小直径（4米以下），高度较低的烟囱（120米以下）方面应用很多，目前很多电力设计院正在进行大直径、高烟囱的技术方案论证和设计，已有几个电厂项目确定采用玻璃钢烟囱。7、玻璃钢烟囱必将成为市场主流•（4）、目前是玻璃钢烟囱发展的一个关键阶段，必须通过合理的设计、严格的生产、安装，才能发挥其各项优良的性能。