玻璃(li)钢复合材(cai)料(liao)在电力行业中的应用
玻璃钢(gang)复合(he)材料是(shi)电厂(chang)某些设(she)备的(de)最佳选材
烟气脱硫是当今燃煤电厂(chang)控制SO2
排放的(de)主(zhu)要措(cuo)施，而湿式石灰石洗(xi)涤法是(shi)当前世界各国应用最(zui)多和最(zui)为成熟的(de)工艺，也是(shi)我国火电厂烟气脱(tuo)硫的(de)主(zhu)导(dao)工艺。由(you)于脱(tuo)硫系(xi)统涤液中含有(you)H2SO4、HC1、HF等(deng)腐(fu)蚀(shi)性物质，pH值可到(dao)1，并含20%左(zuo)右(you)的(de)固形物，因此脱(tuo)硫设备的(de)选(xuan)材要求很(hen)高。
玻璃钢复(fu)合材料具有(you)耐化学腐蚀(shi)性强、使用寿命长、轻质、热(re)率导低、强度高(gao)、可承(cheng)受高(gao)的热(re)应力等优(you)点,已(yi)成为(wei)燃(ran)煤电厂(chang)烟气脱硫排烟冷却塔烟道(dao)、喷淋(lin)管、除(chu)雾器、浆液管道(dao)等设备(bei)的最佳选材。
排烟(yan)冷(leng)却塔(ta)玻(bo)璃钢(gang)烟(yan)道的应用
1.排烟(yan)冷却塔的(de)主要(yao)特点
“烟塔合一”技术是将火电厂烟囱(cong)和(he)自然(ran)通(tong)风冷(leng)却塔合二(er)为一，取(qu)消烟囱(cong)，利用冷(leng)却塔排(pai)放脱硫后(hou)的(de)烟气。冷(leng)却塔既保(bao)持原有的(de)循环水冷(leng)却功能，又替代烟囱(cong)排(pai)放脱硫后(hou)的(de)洁净烟气。目前在国内开始(shi)建设的(de)排(pai)烟冷(leng)却塔采用的(de)大直(zhi)径、大跨度烟道和(he)湿烟囱(cong)的(de)内筒成为玻璃钢复合材料在电厂应用的(de)新(xin)领(ling)域。
国(guo)外从(cong)上世纪70年代(dai)就开始研究(jiu)此(ci)项技(ji)术(shu)，1982年8月在(zai)德国(guo)Volkingen电站第一(yi)次将冷却塔排放脱硫烟(yan)气(qi)应用于实际工程。经过(guo)30多年的实践，通过(guo)不断的试验、研究(jiu)、分析和(he)改进，在(zai)德国(guo)等国(guo)家脱硫改造(zao)和(he)新建火电厂中，“烟(yan)塔合一(yi)”技(ji)术(shu)已(yi)经广泛应用，成为没有烟(yan)囱的火电厂。
利用(yong)冷却塔排放烟气(qi)，脱硫后(hou)的(de)净烟气(qi)无需再(zai)加热(re)，不仅节省(sheng)了烟囱的(de)投资，还节省(sheng)了烟气(qi)再(zai)热(re)系统(tong)的(de)投资、运行和维护费用(yong)。此外(wai)，一些(xie)城市周边电厂由于烟囱超过(guo)限(xian)高要(yao)求，则可(ke)以通(tong)过(guo)采用(yong)新的(de)排烟技(ji)术来达到特殊的(de)外(wai)部(bu)要(yao)求和环境要(yao)求，这些(xie)，都为“烟塔合(he)一”技(ji)术在我国(guo)的(de)应用(yong)提供了广(guang)阔的(de)发展(zhan)空间。
2.国外(wai)排烟(yan)冷却塔(ta)技术现状(zhuang)
目前，国(guo)外已建成30座以上采用冷(leng)却塔(ta)排烟技术的冷(leng)却塔(ta)，单机(ji)容量已达到了1000MW。
3.排烟冷却(que)塔在国内的应用
在国(guo)内，北京国(guo)电(dian)(dian)华北电(dian)(dian)力工(gong)(gong)程有(you)限公司(si)、武汉理工(gong)(gong)大(da)学积极跟踪国(guo)外排(pai)烟(yan)冷却(que)塔(ta)的(de)技(ji)术(shu)发展(zhan)，研(yan)究冷却(que)塔(ta)排(pai)烟(yan)技(ji)术(shu)已有(you)10多年(nian)(nian)。特别是(shi)近(jin)几年(nian)(nian)，设计院、高校、科研(yan)和生产(chan)单位密切合(he)作，开展(zhan)了对冷却(que)塔(ta)排(pai)烟(yan)技(ji)术(shu)相关课题(ti)的(de)自(zi)主创新和技(ji)术(shu)攻关工(gong)(gong)作，取得了突破(po)性进展(zhan)。
（1）华能北京高碑店工程
目(mu)前，利用冷却塔排烟技(ji)术已在北京高碑店热(re)电厂脱(tuo)硫改(gai)造工程中(zhong)首先(xian)采用，该工程已于2006年9月底投(tou)入运(yun)行。
（2）国内首座自主设计建造的“烟塔合一(yi)”电厂。
三河电厂二期工(gong)(gong)程(cheng)两座2×;300MW的机组120m高，淋水(shui)面积(ji)为4500m2的排(pai)烟冷(leng)(leng)却塔是(shi)由北京国电华北电力工(gong)(gong)程(cheng)有(you)限公(gong)司国内首座完全(quan)自(zi)主(zhu)设计的排(pai)烟冷(leng)(leng)却塔。该工(gong)(gong)程(cheng)已于2007年10月投入商业运行。采用冷(leng)(leng)却塔排(pai)烟与常(chang)规烟囱排(pai)放方式相(xiang)比，该工(gong)(gong)程(cheng)公(gong)司节约(yue)(yue)建设投资(zi)约(yue)(yue)2000万元；每年可节约(yue)(yue)运行成(cheng)本450~750万元，经济效益显著。
4.三河电厂玻璃钢烟道的设(she)计基本条件
本工程利用冷却塔排烟，烟气排放不设置旁路烟道。
烟道设计工作温度：-30℃~65℃。
正常排烟温度：50℃左右。
烟气流速：~20m/s。
烟道高度：进冷却塔处中心标高约39.0m、约1%坡度坡向吸收塔。
玻璃钢烟道结构设计正常使用年限30年。
介质：pH－值可到1，且含有残余的SO2，HCL和Nxx，会(hui)对管道的内壁造成损害。
5.玻璃钢烟(yan)道主(zhu)要原材料
玻璃钢的耐腐蚀性，主要取决于树脂。随着合成技术的不断进步，树脂的性能也在不断提高，尤其在20世纪６０年代乙烯基酯树脂诞生，进一步提高了玻璃钢的耐腐蚀性、物理性能以及耐热性。
树脂：乙烯基酯树脂
增强材料：ECRCE－GlassofChemi鄄calResistance)是耐化学侵蚀无碱玻璃的
简称。ECR玻璃良好的耐酸性是源于其
玻璃组分中不含三氧化二硼（B2O3），E鄄CR玻璃比E玻璃具有更强的耐酸、耐
碱、耐温、耐应力腐蚀性。
6.三河电厂工(gong)程(cheng)玻璃钢(gang)烟(yan)道(dao)现场制作工(gong)程(cheng)进度
2006年(nian)10月(yue)19日(ri)(ri)该工程开(kai)始(shi)进行(xing)排烟(yan)(yan)冷(leng)却(que)(que)塔(ta)(ta)玻璃(li)钢烟(yan)(yan)道的现场制(zhi)作(zuo)，2006年(nian)12月(yue)27日(ri)(ri)顺利完(wan)成3#塔(ta)(ta)塔(ta)(ta)内(nei)段(duan)吊(diao)装(zhuang)(zhuang)，12月(yue)29日(ri)(ri)顺利完(wan)成3#塔(ta)(ta)塔(ta)(ta)外段(duan)吊(diao)装(zhuang)(zhuang)。3#排烟(yan)(yan)冷(leng)却(que)(que)塔(ta)(ta)玻璃(li)钢烟(yan)(yan)道的制(zhi)作(zuo)、吊(diao)装(zhuang)(zhuang)共计(ji)72天(tian)。2007年(nian)2月(yue)26日(ri)(ri)、27日(ri)(ri)分别(bie)完(wan)成4#塔(ta)(ta)塔(ta)(ta)内(nei)段(duan)、塔(ta)(ta)外段(duan)吊(diao)装(zhuang)(zhuang)。
7.复合材料大型结(jie)构的制备工艺
玻璃钢(gang)烟囱内衬的应用
湿(shi)法(fa)烟(yan)气(qi)脱硫后，由(you)于(yu)烟(yan)气(qi)成分的巨(ju)大(da)改变，烟(yan)气(qi)的空气(qi)动力(li)学(xue)特性、对(dui)烟(yan)囱(cong)的腐(fu)蚀(shi)性能也随之产生了巨(ju)大(da)的变化。在采(cai)取湿(shi)法(fa)脱硫工艺(yi)前，烟(yan)气(qi)中虽(sui)然含有较多的二(er)氧(yang)化硫，但(dan)是(shi)烟(yan)气(qi)进入(ru)烟(yan)囱(cong)的温度(du)高达130℃～180℃，只会在烟(yan)囱(cong)的上关产生少量的烟(yan)气(qi)结露现象(xiang)，对(dui)烟(yan)囱(cong)内壁带来腐(fu)蚀(shi)问题。但(dan)是(shi)，湿(shi)法(fa)脱硫后，烟(yan)气(qi)的温度(du)降至50℃～80℃，烟(yan)气(qi)含水率(lv)较高，导致烟(yan)囱(cong)内壁的腐(fu)蚀(shi)速率(lv)也随之增大(da)。
为了解决由(you)湿法烟(yan)(yan)气脱硫后所带来的烟(yan)(yan)囱(cong)内(nei)壁(bi)严(yan)重腐(fu)蚀(shi)问题，需(xu)要对(dui)烟(yan)(yan)囱(cong)进(jin)行(xing)特殊防(fang)腐(fu)处理。主要的防(fang)腐(fu)方(fang)式有：钢(gang)(gang)烟(yan)(yan)囱(cong)内(nei)壁(bi)衬复(fu)合钛合金板、耐酸(suan)胶泥砌筑耐酸(suan)砖内(nei)筒、钢(gang)(gang)烟(yan)(yan)囱(cong)内(nei)壁(bi)粘(zhan)贴泡(pao)沫玻璃(li)砖、钢(gang)(gang)内(nei)筒涂刷乙烯脂玻璃(li)鳞片涂料等(deng)等(deng)。
各种湿烟(yan)(yan)囱(cong)(cong)的(de)防腐(fu)方式(shi)(shi)在实际应用中都存在着不尽人意的(de)地方，为此提出了采(cai)用玻璃钢整体烟(yan)(yan)囱(cong)(cong)作为湿烟(yan)(yan)囱(cong)(cong)内衬的(de)方式(shi)(shi)，目前美(mei)国WFGD的(de)烟(yan)(yan)囱(cong)(cong)内衬90%由玻璃钢制作。
国内(nei)第一(yi)座(zuo)采用整(zheng)体玻璃钢套(tao)筒的工程———华能辛店电厂二期机组(zu)脱硫(liu)改造工程整(zheng)体玻璃钢套(tao)筒内(nei)直径6.6m，烟囱高180m。其设计基本(ben)条件(jian)为：
基本风压：0.45kN/m2。
设计地震烈度：7度，设计基本地震加速度值为0.10g。
入口烟气温度：脱硫工况45℃～50℃；不脱硫工况150℃，短时160℃。
设计煤种含硫量：1.32%，校核煤种含硫量：1.82%。
玻璃钢内筒设计使用年限35年。
使用玻(bo)璃钢烟道前景展望
国(guo)务院(yuan)2007年5月23日印发(fa)了(le)国(guo)家发(fa)展改革委会(hui)同(tong)有关(guan)部门制定的(de)“节(jie)能减排(pai)综(zong)合性工(gong)作方案”，明(ming)确(que)了(le)2010年中(zhong)国(guo)实现节(jie)能减排(pai)的(de)目标(biao)任务和总体
要求。明确(que)指出“十一五”期间(jian)，中国主要污染物排(pai)(pai)放(fang)总(zong)量要减(jian)少(shao)10%，到2010年，二(er)氧化硫排(pai)(pai)放(fang)量要由2005年的(de)2549万(wan)吨减(jian)少(shao)到2295万(wan)吨。
目(mu)前，燃煤电厂二氧化硫排放(fang)量已达到总(zong)排放(fang)量的50%以上。
为了减(jian)少二氧化硫(liu)排(pai)放(fang)，我国(guo)将大力推(tui)动(dong)燃(ran)(ran)煤(mei)电厂二氧化硫(liu)治理。“十一五(wu)”期间(jian)投(tou)运(yun)(yun)(yun)脱(tuo)(tuo)硫(liu)机(ji)(ji)组3.55亿千瓦(wa)(wa)，其中，新建燃(ran)(ran)煤(mei)电厂同步(bu)投(tou)运(yun)(yun)(yun)脱(tuo)(tuo)硫(liu)机(ji)(ji)组1.67亿千瓦(wa)(wa)，形成削(xue)减(jian)二氧化硫(liu)能(neng)力590万吨。今(jin)年现有(you)燃(ran)(ran)煤(mei)电厂投(tou)运(yun)(yun)(yun)脱(tuo)(tuo)硫(liu)设施3500万千瓦(wa)(wa)，形成削(xue)减(jian)二氧化硫(liu)能(neng)力123万吨。到2010年，具有(you)占燃(ran)(ran)煤(mei)机(ji)(ji)组总容量的比例将由2005年的13.5%，提高到60%左右(you)。
目前(qian)，国(guo)内正在(zai)建(jian)设的采用“烟塔合一”技术(shu)的工程有：大唐(tang)哈尔滨热(re)(re)电厂(chang)2×300MW机组、大唐(tang)锦州热(re)(re)电厂(chang)2×300MW机组、国(guo)电天津(jin)津(jin)能(neng)热(re)(re)电厂(chang)2×300MW机组。
国内正在进行方案设计，拟采用(yong)“烟塔合一”技(ji)术(shu)的工程有：天(tian)津军粮城(cheng)电(dian)厂2×300MW机组、江苏徐(xu)州发电(dian)有限公司（2×1000MW）机组。
在德国采用冷却塔排烟的工(gong)程机组(zu)单(dan)机容量从300MW、500MW、600MW、800MW、900MW到1000MW均有应用。正在建设(she)的2×1120MW机组(zu)也将于2009年(nian)建成。
国内大机组、超大机组采用冷却塔排烟(yan)技术的(de)玻(bo)(bo)璃(li)钢烟(yan)道研究也在(zai)进行(xing)中。玻(bo)(bo)璃(li)钢烟(yan)道的(de)直径(jing)将会达到8.5m、跨度(du)达到50m左(zuo)右，烟(yan)道的(de)工作温度(du)也将适应更(geng)高(gao)的(de)要求(qiu)。同时，玻(bo)(bo)璃(li)钢烟(yan)道的(de)经(jing)济性也将是令(ling)人关(guan)注的(de)。
对应用玻(bo)璃钢烟道的建议(yi)
对玻璃钢烟道的应用，必须遵循有序竞争的原则，同时必须严把原材料关，积极进行技术创新、降低成本，并提高质量、减少随意性。有关部门也应积极制订相关的标准，保证文明生产。
