玻璃鋼在工業(yè)煙氣排放煙囪的防腐蝕淺析

 

 

摘要：結(jié)合目前國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，闡述整體玻璃鋼在煙囪中的應(yīng)用情況，并對(duì)其中的材料選擇、制造和安裝環(huán)節(jié)進(jìn)行了詳細(xì)的技術(shù)說明，可為行業(yè)內(nèi)的制造廠家提供技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：煙囪；防腐蝕；玻璃鋼；乙烯基樹脂；FRP

 

1、前言

在工業(yè)生產(chǎn)中，通過高空排除各種經(jīng)過處理達(dá)標(biāo)廢氣的煙囪或排氣筒都存在防腐蝕問題，排氣煙囪防腐蝕設(shè)計(jì)要考慮的主要因素是：被排放氣體的化學(xué)組成、溫度、濕度、氣體的壓力和流速，以及筒壁表面是否會(huì)形成冷凝酸等。筒壁的露點(diǎn)可根據(jù)排放介質(zhì)組成,溫度濕度等情況計(jì)算求得。有以下幾種情況：

1）在一般情況下，經(jīng)常處于150℃以上的高溫?zé)焽瑁脖诓灰捉Y(jié)露，很少形成冷凝酸，因此腐蝕比較輕，例如電廠不脫硫的煙囪等。

 2）處于溫度低于150℃以下，而且含有大量的腐蝕性氣體和可溶鹽的煙囪，腐蝕比較嚴(yán)重。例如生產(chǎn)硝酸的尾氣排氣筒，氣體溫度小于90℃，氧化氮含量比較高；生產(chǎn)硫酸的尾氣排氣筒，氣體溫度在60℃以下，含大量二氧化硫；有色金屬錫冶煉廠煙囪，氣體溫度60~70℃，含氟化氫和氧化硫，造紙廠堿爐的煙氣溫度在110℃以下,含有各種鈉鹽；化纖廠粘膠車間在常溫下排出含硫化氫、二氧化碳?xì)怏w等等?？傊幱跓煔饴饵c(diǎn)溫度以下的腐蝕性氣體和粉塵作用下的煙囪，一般腐蝕比較嚴(yán)重。

    電廠脫硫煙囪中最常見的腐蝕性氣體是未除凈的二氧化硫和保留下來的三氧化硫。二氧化硫遇水轉(zhuǎn)變成亞硫酸，三氧化硫遇水成硫酸。硫酸與混凝土中的水化物通過酸或鹽的離子交換，生成易溶的鈣鹽、鋁鹽、鐵鹽和硅膠等。粘土磚中的氧化鋁，也能與硫酸生成易溶的鹽。煙氣中的鹽也是不容忽視的介質(zhì)，很多易溶鹽都能滲入磚和混凝土的內(nèi)部，吸潮后再結(jié)晶膨脹而破壞材料結(jié)構(gòu)。煙氣中的固體塵埃對(duì)煙囪內(nèi)壁造成一定的磨損，在選擇煙囪材料和襯里時(shí)，也要適當(dāng)考慮這一因素。

進(jìn)入21世紀(jì)以來,國家環(huán)保法規(guī)對(duì)煙囪排出的氣體清潔度提出了嚴(yán)格要求。采取各種洗滌塔、吸收塔對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫、脫硝及其他脫酸等處理措施后，煙氣的溫度越來越低(45～95℃),尚存的未處理干凈的SO₃,SO₂,HCL,HF等介質(zhì)都在其本身的露點(diǎn)溫度以下，導(dǎo)致濕煙氣的酸性增大,對(duì)排煙筒體表面的腐蝕性增強(qiáng)。針對(duì)強(qiáng)腐蝕濕煙氣,歐美發(fā)達(dá)國家從1970年代開始采用玻璃鋼排煙筒進(jìn)行排放，以有效應(yīng)對(duì)煙氣對(duì)排煙筒的腐蝕。40多年來的玻璃鋼煙囪使用業(yè)績(jī)也證明了它具有防止腐蝕和長(zhǎng)期承受荷載的能力。為此美國頒布了“燃煤電廠玻璃纖維增強(qiáng)塑料(FRP)煙囪內(nèi)筒設(shè)計(jì)、制造和安裝標(biāo)準(zhǔn)指南” ASTM 5364；國際工業(yè)煙囪協(xié)會(huì)(CICIND)也發(fā)布了“玻璃鋼（GRP）內(nèi)筒標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范”。

國內(nèi)玻璃鋼煙囪使用起步較早，從上世紀(jì)60、70年代開始在化工、有色、冶金等行業(yè)的排氣筒都有應(yīng)用，但直徑比較?。?m～2m），高度也不超過50m。1980年代中期河北省中意玻璃鋼廠首家引進(jìn)玻璃鋼纏繞技術(shù)與設(shè)備，推動(dòng)玻璃鋼煙囪進(jìn)入了快速發(fā)展期，目前玻璃鋼煙囪的直徑達(dá)到了5m，高度達(dá)到了100m以上.由于沒有相應(yīng)的規(guī)范，其使用受到了限制。目前，尤其國內(nèi)燃煤電廠的大機(jī)組用煙囪，面臨著脫硫后的酸性濕煙氣對(duì)排煙筒體表面的強(qiáng)腐蝕性，采用玻璃鋼煙囪將是解決煙囪腐蝕問題的一條新的主要途徑。

本文就結(jié)合有關(guān)已實(shí)施或即將實(shí)施的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于玻璃鋼煙囪中的一些技術(shù)進(jìn)行探討。

 

2、煙囪防腐蝕的形式選擇

排放干煙氣的煙囪受腐蝕比較嚴(yán)重的部位，是在煙囪上部，這些部位由于受室外空氣的影響容易形成冷凝酸。凡設(shè)有內(nèi)襯的煙囪，腐蝕介質(zhì)容易侵入的部位，一是通過襯里分段的交接處，例如外筒支承牛腿部位；其次，是通過磚砌體的夾縫:進(jìn)入到外筒與襯里之間的夾縫處的煙氣介質(zhì),進(jìn)而腐蝕外壁。

對(duì)于排氣腐蝕性強(qiáng)的濕煙囪和潮濕(半干)煙囪，要采用耐腐蝕材料制作或在筒內(nèi)襯耐腐蝕材料。 根據(jù)不同工況條件，可以采用不同的防腐蝕材料以及不同的結(jié)構(gòu)形式：

1）腐蝕較嚴(yán)重的煙道和煙囪可根據(jù)腐蝕介質(zhì)的不同和工況條件而采用塑料、耐酸石材、耐酸磚、玻璃鋼、不銹鋼、合金綱，鈦板等。

2）腐蝕較輕的煙囪，可以采用耐酸混凝土、涂層襯里等。

3）腐蝕嚴(yán)重的煙囪，一般不宜采用磚砌外筒。在化工、冶金、造紙和鍋爐煙囪腐蝕后被迫拆除的實(shí)例中，腐蝕基本都發(fā)生在外筒是磚砌體的情況下。磚煙囪（包括有襯里的在內(nèi)）在受腐蝕后很難加固，而且容易因局部腐蝕而失去穩(wěn)定。

 目前即將出臺(tái)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中，結(jié)合國內(nèi)外工程實(shí)踐，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)等各方面綜合考慮，對(duì)各種煙囪的防腐蝕結(jié)構(gòu)的選用形式，進(jìn)行了歸納 ：

表1.1 煙囪結(jié)構(gòu)形式選擇

注“☆ ”--推薦采用;“□”--可采用；“△”--不宜采用；“×”不應(yīng)采用。

 

 為了克服煙囪中介質(zhì)的在溫度條件下的腐蝕，人們一直在尋求耐溫、耐腐蝕的材料，而綜合多年的國內(nèi)外應(yīng)用實(shí)例，全玻璃鋼（FRP）形式不失為一種良好的防腐蝕形式，尤其是電力等行業(yè)中的經(jīng)脫硫后的濕煙氣煙囪防腐蝕，是以后煙囪防腐蝕的重要方向。玻璃鋼是發(fā)展較早、應(yīng)用廣泛的一種復(fù)合材料，具有十分顯著的性能特點(diǎn)。與金屬材料或其他無機(jī)材料相比，它耐腐蝕、重量輕、比強(qiáng)度高、電絕緣、耐瞬時(shí)高溫、傳熱慢，克服了傳統(tǒng)襯里材料與結(jié)構(gòu)材料之間存在的附著力差異，膨脹系數(shù)不同而發(fā)生脫落，分層等質(zhì)量隱患，是一種兼具功能和結(jié)構(gòu)特性的新型材料，玻璃鋼煙囪較其他材料制成的煙囪如不銹鋼更常用。因?yàn)槠湎鄬?duì)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）玻璃鋼能提供更寬范圍的耐腐蝕性能；

2）玻璃鋼的材料成本相對(duì)要低；

3）使用壽命更長(zhǎng)；

4）玻璃鋼比重小，使得其更易運(yùn)輸，也意味著支撐他們的鋼材更少。所以其綜合安裝費(fèi)用更低。

在表1.2中列出了目前幾種在電廠煙囪適用的材料的比較

 

 

 

表1.2電廠煙囪中的幾中材料比較表

特性	結(jié)構(gòu)材料
	FRP	耐酸磚襯里	合金
耐化性	好	好	適當(dāng)~好
耐熱性	足夠	好	好
安裝成本	合理	高	適當(dāng)~高
修理成本	低	高	低
修補(bǔ)停機(jī)時(shí)間	短	長(zhǎng)	短

 

3、玻璃鋼煙囪的一般規(guī)定

3.1使用溫度和年限

在ASTM 5364 “燃煤電廠玻璃纖維增強(qiáng)塑料(FRP)煙囪內(nèi)筒設(shè)計(jì)、制造和安裝標(biāo)準(zhǔn)指南”中規(guī)定了玻璃鋼煙囪適合于無GGH的濕飽和煙氣運(yùn)行溫度(60℃以下),當(dāng)FGD吸收塔有旁路時(shí),在開啟旁路煙道后的煙氣溫度,則在短時(shí)間內(nèi)不超過121℃.國內(nèi)燃煤電廠用于排放濕法脫硫煙氣的溫度,在無GGH時(shí)，大約在45℃～55℃范圍，有GGH時(shí)，大約在80℃～95℃范圍。從我們調(diào)查的國內(nèi)化工、冶金和輕工等行業(yè)現(xiàn)有玻璃鋼煙囪（大多數(shù)用于脫酸后的煙氣）的使用情況來看，絕大多數(shù)長(zhǎng)期運(yùn)行溫度不超過100℃。當(dāng)煙氣溫度于100℃時(shí), 可在煙囪前段采取冷卻降溫措施(如噴淋冷卻),以確保煙氣運(yùn)行溫度在合適的區(qū)間內(nèi)。

在一些在煙囪裝置中，在事故發(fā)生時(shí)，短時(shí)間內(nèi)煙氣溫度急劇升高，而玻璃鋼短期內(nèi)的使用溫度極限應(yīng)不能超過基體樹脂的玻璃化溫度（Tg）。一般情況下煙氣最高設(shè)計(jì)使用溫度(T)應(yīng)符合：T≤( HDT -20)℃。

另外，玻璃鋼煙囪的耐寒性能也是一個(gè)考慮指標(biāo)之一，材料的耐寒性能常用脆化溫度（Tb）來表示。工程上常把在某一低溫下材料受力作用時(shí)只有極少變形就產(chǎn)生脆性破壞的這個(gè)溫度稱為脆化溫度。同常溫下性能相比,隨著溫度的降低，玻璃鋼材料的分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)減慢，結(jié)構(gòu)趨于有序排列；樹脂將會(huì)發(fā)生收縮，柔性越好收縮越大，同時(shí)樹脂伸長(zhǎng)率會(huì)下降，而拉伸強(qiáng)度和彈性模量將增大，彎曲強(qiáng)度也會(huì)增加，樹脂呈現(xiàn)脆性傾向。鑒于目前已有正常使用在-40℃下玻璃鋼材質(zhì)的管道和儲(chǔ)罐情況，確定了-40℃作為玻璃鋼煙囪的使用下限溫度。

根據(jù)有關(guān)國內(nèi)外的標(biāo)準(zhǔn)，整體玻璃鋼煙囪的設(shè)計(jì)使用年限如下?；旧鲜桥c一般電廠的設(shè)計(jì)壽命相當(dāng)：

 

3.2玻璃鋼煙囪設(shè)計(jì)中的一般規(guī)定

玻璃鋼煙囪的筒壁應(yīng)由防腐蝕內(nèi)襯層、結(jié)構(gòu)層和外表面層組成，并應(yīng)符合下列規(guī)定：

1）防腐蝕內(nèi)襯層應(yīng)由富樹脂層和次內(nèi)襯層組成，富樹脂層厚度應(yīng)不小于0.25 mm，宜采用玻璃纖維表面氈，其樹脂含量應(yīng)不小于85%(wt)，也可選用有機(jī)合成纖維材料；次內(nèi)襯層應(yīng)采用玻璃纖維短切原絲氈或噴射紗，其厚度應(yīng)不小于2 mm，樹脂含量應(yīng)不小于70%(wt)。

當(dāng)內(nèi)襯層需防靜電處理時(shí)，可采用導(dǎo)電碳纖維氈或?qū)щ娞继盍希鋬?nèi)表面的連續(xù)表面電阻率不大于1.0×10⁶Ω，靜電釋放裝置的對(duì)地電阻不大于25Ω。

2）防腐蝕內(nèi)層及外表層樹脂含量較高，強(qiáng)度及模量較低，在計(jì)算結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和承載力時(shí)，均不考慮。另玻璃鋼的彈性模量較低，因此需對(duì)撓度做出相應(yīng)規(guī)定；同時(shí)在力學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)要求玻璃鋼煙囪的筒壁結(jié)構(gòu)層最小厚度應(yīng)不小于6mm。結(jié)構(gòu)層應(yīng)由玻璃纖維連續(xù)紗或玻璃纖維織物浸漬樹脂纏繞成型，其樹脂含量為35±5%(wt)，厚度由邊學(xué)計(jì)算確定。在力學(xué)計(jì)算設(shè)計(jì)時(shí)，要綜合考慮各種因素，包括玻璃鋼煙囪的軸向強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算、煙氣正負(fù)壓和風(fēng)荷載下的強(qiáng)度計(jì)算、玻璃鋼筒外側(cè)壓力驗(yàn)算、加強(qiáng)肋的抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算、開口補(bǔ)強(qiáng)和連接處的計(jì)算等。

3）外表面層中的最后一層樹脂應(yīng)采取無空氣阻聚的措施。當(dāng)玻璃鋼煙囪暴露在室外時(shí)，外表面層應(yīng)添加紫外線吸收劑，外表面層厚度應(yīng)不小于0.5mm。

4） 由于玻璃鋼材質(zhì)的耐磨性能不強(qiáng)，在高的煙氣流速下，對(duì)拐角或突變部位的沖擊和磨損加大,導(dǎo)致腐蝕加強(qiáng)。可通過在樹脂中添加耐磨填料(如碳化硅等)來提高該部位玻璃鋼的耐磨性。

5）防腐蝕內(nèi)層和結(jié)構(gòu)層宜選用同類型的樹脂。當(dāng)選用不同類型的樹脂時(shí)，層間不得脫層。

 

4、玻璃鋼煙囪的樹脂選擇

玻璃鋼作為一種新型的防腐蝕形式，其中的防腐蝕樹脂的選擇是相當(dāng)重要的，目前，國內(nèi)用的比較多的防腐蝕樹脂主要有：雙酚A型不飽和樹脂、氯化不飽和樹脂和環(huán)氧乙烯基酯樹脂：

1、雙酚A型不飽和聚酯樹脂：

具有良好的耐酸、一定的耐堿性和較好的綜合機(jī)械性能和耐溫性，國外1970年代作為耐蝕型UPR的代表大量使用，但由于其斷裂延伸低、脆性，1980年代后逐漸被環(huán)氧乙烯基樹脂所取代。

2、氯化不飽和聚酯樹脂：

是以HET酸（氯氤酸）為主要原料合成的不飽和鹵代的聚酯樹脂，它們具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，同時(shí)又具有良好的阻燃性。特別適合用于制造耐高溫、耐含氯（氟）化學(xué)介質(zhì)或耐強(qiáng)氧化環(huán)境（包括濕氯氣、鹽酸蒸汽）的設(shè)備，如煙囪內(nèi)襯，煙道氣導(dǎo)管，鉻電鍍槽，浸酸槽和氯氣管線。

3、環(huán)氧乙烯基酯樹脂：

是國際上世紀(jì)80年代以來公認(rèn)的高度耐腐蝕樹脂，是由甲基丙烯酸與環(huán)氧樹脂反應(yīng)而成。它結(jié)合了環(huán)氧樹脂的優(yōu)良耐熱、機(jī)械和化學(xué)性能及UPR樹脂的優(yōu)良工藝性能。目前乙烯基系列產(chǎn)品中，有常規(guī)的雙酚A環(huán)氧型、酚醛環(huán)氧型、高交聯(lián)型、阻燃型等產(chǎn)品，目前結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容，新編的國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定采用反應(yīng)型阻燃環(huán)氧乙烯基樹脂。

反應(yīng)型阻燃環(huán)氧乙烯基酯樹脂的液體樹脂技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《纖維增強(qiáng)用液體不飽和聚酯樹脂》GB/T8237的規(guī)定外, 其他性能和技術(shù)要求尚應(yīng)符合下列規(guī)定：

1、樹脂澆鑄體的主要性能應(yīng)符合表3.1要求：

                               表3.1 樹脂澆鑄體的主要性能

 

2、玻璃鋼的阻燃性能應(yīng)符合下列要求：

1) 當(dāng)反應(yīng)型阻燃環(huán)氧乙烯基酯樹脂含量為35±5%(wt),添加(0-3)%阻燃協(xié)同劑(Sb₂O₃ )時(shí)，玻璃鋼極限氧指數(shù)(LOI)應(yīng)不小于32；

 2) 火焰?zhèn)鞑ニ俾蕬?yīng)不大于45

表3.2中可適用于有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的FUCHEM892樹脂的阻燃性能：

表3.2FUCHEM 892樹脂的阻燃特性

（注：添加3%三氧化二銻以獲得的更好的阻燃效果）：

同時(shí)針對(duì)煙氣溫度的差異應(yīng)選擇不同耐溫等級(jí)的化學(xué)阻燃乙烯基樹脂，如煙氣設(shè)計(jì)溫度超過125℃，宜采用高溫型阻燃乙烯基樹脂（如FUCHEM892N），表3.3中列出了幾個(gè)經(jīng)驗(yàn)證過的幾種樹脂的熱變形溫度（HDT）。

表3.3幾種反應(yīng)型阻燃乙烯基樹脂的熱變形溫度

	FUCHEM 892A	FUCHEM 892N	Deranke 510C	Derakane 515
HDT ℃	100-105	130-135	100-105	120-130

 

但是有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中也同時(shí)規(guī)定了，如一些制造廠家和公司有可靠經(jīng)驗(yàn)和安全措施保證時(shí)，玻璃鋼煙囪的基體材料可選用其他類型的樹脂，如耐高溫型乙烯基樹脂，而目前國內(nèi)確實(shí)有一些成功的應(yīng)用實(shí)例，如FUCHEM 898樹脂就在一些燒結(jié)機(jī)脫硫煙囪中成功的應(yīng)用。

 

5、 全玻璃鋼形式結(jié)構(gòu)及安裝

全玻璃鋼的煙道和煙囪可以采用纏繞工藝進(jìn)行制造。一般有以下幾種結(jié)構(gòu)形式：

1）自立式玻璃鋼煙囪：高度不宜超過30m，且其高徑比（H/D）不宜大于10；

2）拉索式玻璃鋼煙囪：高度不宜超過45m，且其高徑比（H/D）不宜大于20；

3）塔架式、套筒式或多管式玻璃鋼煙囪：其跨徑比（L/D）不宜大于10。

注：H——煙囪高度(m)；L——玻璃鋼煙囪橫向支承間距(m)；D——玻璃鋼煙囪直徑(m)。

目前常見的主要塔架式和套筒式等形式，下面就這幾種形式的一些制造和安裝細(xì)節(jié)進(jìn)行說明。

5.1拉索式

    拉索式玻璃鋼煙囪顧名思義是采取拉索進(jìn)行水平支撐，經(jīng)濟(jì)性較好，目前在一些小型煙囪中應(yīng)用較多，如一些燒結(jié)機(jī)裝置中的吸收塔與煙囪一體裝置中等。在采用拉索式玻璃鋼煙囪時(shí)，拉索設(shè)置應(yīng)滿足以下規(guī)定：

1）當(dāng)煙囪高度與直徑之比小于15時(shí)，可設(shè)1 層拉索，拉索位置距煙囪頂部小于h /3 處。

2）煙囪高度與直徑之比大于15 時(shí)，可設(shè)2 層拉索：上層拉索系結(jié)位置，宜距煙囪頂部小于h/3處；下層拉索宜設(shè)在上層拉索位置至煙囪底的1/2 高度處。

3）拉索一般為3 根，平面夾角為120°,拉索與煙囪軸向夾角不小于25°

 

5.2塔架式

    以支架為承重結(jié)構(gòu)，支承一個(gè)或一個(gè)以上的排氣筒，是化工排氣筒常見的型式，塔架式排氣筒可采用鋼或鋼筋混凝土的支架，筒體高出支架。排氣筒支承在鋼支架上支架上設(shè)有多層操作平臺(tái)，可以上人。這種形式的排氣筒在國內(nèi)已經(jīng)有二十多年的使用經(jīng)驗(yàn)，主要的優(yōu)點(diǎn)是檢查和維修。筒體原來也有采用硬聚氯乙烯板制作，但聚氯乙烯適用于溫度低于90℃，為考慮溫度變形，需要分段固定在支承結(jié)構(gòu)上，為了考慮溫度引起的伸縮，硬聚氯乙烯的段與段之間應(yīng)設(shè)有膨脹節(jié)，同時(shí)聚氯乙烯塑料易受紫外線作用后很快老化。但玻璃鋼排氣管可以采用各類樹脂和玻璃布纏繞成型，一般使用溫度可以到80℃以上，有的可高達(dá)200℃（如高交聯(lián)環(huán)氧乙烯基酯樹脂）。玻璃鋼的線膨脹系數(shù)比聚氯乙烯塑料小得多，因此100米以內(nèi)高度，一般可不設(shè)膨脹節(jié)。玻璃鋼整體性好，力學(xué)強(qiáng)度和耐熱性能比聚氯乙烯塑料好，防腐性能好，防腐范圍寬。近二十年來在硝酸、硫酸、過磷酸鈣、合成纖維等生產(chǎn)中都有良好的應(yīng)用。

5.3套筒式

    套筒式結(jié)構(gòu)人稱筒中筒結(jié)構(gòu)，是用鋼筋混凝土或磚砌體為支承結(jié)構(gòu)，支承一個(gè)或一個(gè)以上的排氣筒。這種形式在化工、冶金部門采用過，國內(nèi)外大機(jī)組濕法脫硫電廠絕大多數(shù)采用。套筒式排氣筒的支承結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)操作平臺(tái)，可在內(nèi)外筒之間檢修。該結(jié)構(gòu)有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）其內(nèi)膽（排煙筒）由整體纏繞玻璃鋼制作，整體性好，能有效地防止介質(zhì)從接縫處的腐蝕滲透，避免一些防腐的薄弱環(huán)節(jié)引起的防腐失效，也可避免受風(fēng)力等的作用和影響。

2）玻璃鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)膽和外筒是相對(duì)獨(dú)立的不同材質(zhì)的筒體，能有效的避免由于介質(zhì)環(huán)境的溫差引起不同材質(zhì)的收縮性不一致，而引起的內(nèi)應(yīng)力破壞。

3）由于玻璃鋼結(jié)構(gòu)輕質(zhì)高強(qiáng)，起吊安裝方便。施工周期短，費(fèi)用少。、

 

6、 全玻璃鋼形式的應(yīng)用注意細(xì)節(jié)

    雖然全玻璃鋼形式是目前應(yīng)用較多也較成功的一種防腐蝕煙囪形式，但在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：

1》由于玻璃鋼材料為各向異性，容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，因此下部煙道接口建議設(shè)計(jì)成圓形，以盡量減小對(duì)玻璃鋼筒體的破壞，同時(shí)玻璃鋼煙囪的連接可采用承插粘接或平端對(duì)接等方式。推薦采用平端對(duì)接,對(duì)接處筒體的內(nèi)外面的粘貼連接面的寬度和厚度應(yīng)據(jù)求計(jì)算確定,但全厚度時(shí)的寬度應(yīng)不小于400mm。當(dāng)筒體直徑小于4米時(shí),也可采用承插連接, 承插深度應(yīng)不小于100 mm,內(nèi)外部接縫處糊制寬度應(yīng)不小于400mm。接縫處采用玻璃纖維短切原絲氈和無捻粗紗布交替糊制，第一層和最后一層應(yīng)是玻璃纖維短切原絲氈。

2》如要采用膨脹節(jié)的，煙囪膨脹節(jié)宜采用玻璃鋼法蘭形式連接，連接節(jié)點(diǎn)應(yīng)嚴(yán)密，連接材料的防腐蝕和耐溫性能應(yīng)符合煙氣工藝要求。另外加強(qiáng)肋的設(shè)置間距可參考ASTM D5364中的規(guī)定，玻璃鋼加強(qiáng)肋間距應(yīng)不超過煙囪直徑的1.5倍，同時(shí)不大于8m。

3》防腐蝕樹脂的選擇：上文中也提到幾種防腐蝕樹脂，在實(shí)際應(yīng)用中要根據(jù)具體腐蝕性介質(zhì)及溫度、是否含水等情況作一正確的選擇，如HET酸樹脂就比較適合應(yīng)用于含氯化學(xué)介質(zhì)的煙氣，如鹽酸蒸汽等；同時(shí)，樹脂的力學(xué)性能包括高溫下的力學(xué)性能也要充分考慮，因?yàn)镕RP形式的煙道在高空下會(huì)受氣流等形式的影響，在設(shè)計(jì)上就要求有延伸率較高、韌性更好的耐用腐蝕樹脂，同時(shí)FRP在高溫下的力學(xué)性能會(huì)有一定程度的下降，在設(shè)計(jì)中要充分考慮到這一點(diǎn)。

4》結(jié)構(gòu)樹脂的選擇：在煙囪的防腐蝕設(shè)計(jì)中，若采用全FRP形式，結(jié)構(gòu)樹脂的選擇對(duì)于防腐蝕效果的好壞起了重要的作用，在國外一般全部采用同一種類型的樹脂進(jìn)行整體纏繞，但在國內(nèi)目前考慮到成本等方面的因素，F(xiàn)RP的外側(cè)會(huì)采用常規(guī)的通用樹脂（如191、196、199等），但在較低溫度下，如低于80℃，通用的樹脂還可以適用，但較高的使用溫度情況下，通用樹脂的就不適用了，因?yàn)橥ㄓ脴渲谳^高的溫度下的力學(xué)強(qiáng)度損失較大，就會(huì)增加由于結(jié)構(gòu)樹脂的力學(xué)損耗造成的煙囪的力學(xué)破壞，最后導(dǎo)致防腐蝕失效，所以我們建議在較100℃以上的使用溫度情況下，建議用乙烯基礎(chǔ)酯樹脂或雙酚A樹脂等進(jìn)行制作結(jié)構(gòu)層，或進(jìn)行整體FRP制作。

5》增強(qiáng)材料的選擇：在防腐蝕層制作時(shí)，要充分考慮增強(qiáng)材料選擇的重要性，一般情況下，玻纖是一種經(jīng)濟(jì)高性能的選擇，但在如含氟、強(qiáng)堿等情況下，就不適合選用玻纖了，碳纖維或一些有機(jī)纖維是較好的選擇。

6》玻璃鋼煙囪在制造過程中，一定要注意不能讓玻璃鋼材料受到破損和破壞，從纏繞的設(shè)備能力和安裝能力等方面綜合考慮可采用分段制造，并盡量增加每節(jié)筒體長(zhǎng)度，在制造過程中不要損壞筒芯表面，因?yàn)榉栏g內(nèi)層是直接接觸煙氣介質(zhì)的，具有高的樹脂含量和很好的抗?jié)B透性能，如果存在氣泡等制造中的缺陷，會(huì)直接影響產(chǎn)品的防腐蝕性能，應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)。

7》在裝卸、存放和安裝玻璃鋼煙囪期間，施加在玻璃鋼上的載荷及由此而產(chǎn)生的應(yīng)力,需考慮加到設(shè)計(jì)中去，剛性類吊索材料(如鋼絲繩)容易損壞筒體表面,以采用尼龍等柔性類吊索為好。玻璃鋼材質(zhì)具有高強(qiáng)度低模量的特性，垂直存放和移動(dòng)主要是要保持筒體不變形。對(duì)于直徑超過3m的分段玻璃鋼煙囪宜垂直位置存放和移動(dòng)。當(dāng)分段的玻璃鋼煙囪進(jìn)行水平和垂直位置的相互變換時(shí)，應(yīng)符合底部邊緣點(diǎn)的載荷設(shè)計(jì)，并且防腐蝕層表面不得產(chǎn)生裂紋。每段玻璃鋼煙囪上的對(duì)稱吊環(huán)，應(yīng)滿足安裝期間所施加的各種載荷。

 

7、結(jié)束語

總之，對(duì)于化學(xué)工業(yè)，電力、冶金、廢氣處理等生產(chǎn)過程中煙氣處理所涉及的煙囪裝置的制造和防腐結(jié)構(gòu)的處理必須根據(jù)其介質(zhì)環(huán)境進(jìn)行合理的選材以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。隨著國家對(duì)于環(huán)保嚴(yán)格控制和有關(guān)新規(guī)范的實(shí)施，各行業(yè)（尤其是電力行業(yè)）將對(duì)玻璃鋼煙囪的優(yōu)勢(shì)會(huì)不斷深入了解，這將對(duì)樹脂行業(yè)和玻璃鋼行業(yè)帶來新的發(fā)展機(jī)遇。

 

    PS：上海富晨化工有限公司是國內(nèi)知名的專業(yè)從事高性能乙烯基酯樹脂研發(fā)、生產(chǎn)及銷售的技術(shù)型企業(yè)，參與了產(chǎn)品相關(guān)的眾多國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)規(guī)范的編寫。其中玻璃鋼煙囪相關(guān)的規(guī)范之一:《煙囪設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50051-2013）。該規(guī)范中大量的相關(guān)材料性能基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來自亞什蘭和上海富晨樹脂制作的玻璃纖維增強(qiáng)材料。關(guān)于該規(guī)范的主要技術(shù)內(nèi)容，詳見由上海富晨總工陸士平先生以及另外兩位專家發(fā)表的文章—《玻璃鋼煙囪設(shè)計(jì)規(guī)范主要技術(shù)內(nèi)容解讀》。

     在電廠脫硫及配套設(shè)施的阻燃產(chǎn)品方面，除了擁有阻燃玻璃鋼煙囪的FUCHEM892溴化阻燃乙烯基酯樹脂外，截至目前，已在國內(nèi)眾多玻璃鋼煙囪項(xiàng)目上成功使用；還有基于該樹脂應(yīng)用延伸的，在上海富晨另外一種行業(yè)領(lǐng)先產(chǎn)品VEGF玻璃鱗片膠泥基礎(chǔ)上開發(fā)的，F(xiàn)R-VEGF阻燃型玻璃鱗片膠泥。