玻璃鋼復(fù)合材料在電力行業(yè)中的應(yīng)用
玻璃鋼復(fù)合材料是電廠某些設(shè)備的最佳選材
煙氣脫硫是當(dāng)今燃煤電廠控制SO2
排放的主要措施,，而濕式石灰石洗滌法是當(dāng)前世界各國(guó)應(yīng)用最多和最為成熟的工藝,，也是我國(guó)火電廠煙氣脫硫的主導(dǎo)工藝。由于脫硫系統(tǒng)滌液中含有H2SO4,、HC1,、HF等腐蝕性物質(zhì)，pH值可到1,，并含20%左右的固形物,，因此脫硫設(shè)備的選材要求很高。
玻璃鋼復(fù)合材料具有耐化學(xué)腐蝕性強(qiáng),、使用壽命長(zhǎng),、輕質(zhì)、熱率導(dǎo)低,、強(qiáng)度高,、可承受高的熱應(yīng)力等優(yōu)點(diǎn),已成為燃煤電廠煙氣脫硫排煙冷卻塔煙道、噴淋管,、除霧器,、漿液管道等設(shè)備的最佳選材。
排煙冷卻塔玻璃鋼煙道的應(yīng)用
1.排煙冷卻塔的主要特點(diǎn)
“煙塔合一”技術(shù)是將火電廠煙囪和自然通風(fēng)冷卻塔合二為一,，取消煙囪,，利用冷卻塔排放脫硫后的煙氣。冷卻塔既保持原有的循環(huán)水冷卻功能,，又替代煙囪排放脫硫后的潔凈煙氣,。目前在國(guó)內(nèi)開(kāi)始建設(shè)的排煙冷卻塔采用的大直徑、大跨度煙道和濕煙囪的內(nèi)筒成為玻璃鋼復(fù)合材料在電廠應(yīng)用的新領(lǐng)域,。
國(guó)外從上世紀(jì)70年代就開(kāi)始研究此項(xiàng)技術(shù),，1982年8月在德國(guó)Volkingen電站第一次將冷卻塔排放脫硫煙氣應(yīng)用于實(shí)際工程。經(jīng)過(guò)30多年的實(shí)踐,，通過(guò)不斷的試驗(yàn),、研究、分析和改進(jìn),，在德國(guó)等國(guó)家脫硫改造和新建火電廠中,，“煙塔合一”技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用,，成為沒(méi)有煙囪的火電廠。
利用冷卻塔排放煙氣,，脫硫后的凈煙氣無(wú)需再加熱,，不僅節(jié)省了煙囪的投資，還節(jié)省了煙氣再熱系統(tǒng)的投資,、運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用,。此外，一些城市周邊電廠由于煙囪超過(guò)限高要求,，則可以通過(guò)采用新的排煙技術(shù)來(lái)達(dá)到特殊的外部要求和環(huán)境要求,，這些，都為“煙塔合一”技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用提供了廣闊的發(fā)展空間,。
2.國(guó)外排煙冷卻塔技術(shù)現(xiàn)狀
目前,，國(guó)外已建成30座以上采用冷卻塔排煙技術(shù)的冷卻塔，單機(jī)容量已達(dá)到了1000MW,。
3.排煙冷卻塔在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用
在國(guó)內(nèi),，北京國(guó)電華北電力工程有限公司、武漢理工大學(xué)積極跟蹤國(guó)外排煙冷卻塔的技術(shù)發(fā)展,，研究冷卻塔排煙技術(shù)已有10多年,。特別是近幾年，設(shè)計(jì)院,、高校,、科研和生產(chǎn)單位密切合作，開(kāi)展了對(duì)冷卻塔排煙技術(shù)相關(guān)課題的自主創(chuàng)新和技術(shù)攻關(guān)工作,，取得了突破性進(jìn)展,。
（1）華能北京高碑店工程
目前,，利用冷卻塔排煙技術(shù)已在北京高碑店熱電廠脫硫改造工程中首先采用,，該工程已于2006年9月底投入運(yùn)行。
?。?）國(guó)內(nèi)首座自主設(shè)計(jì)建造的“煙塔合一”電廠,。
三河電廠二期工程兩座2×300MW的機(jī)組120m高，淋水面積為4500m2的排煙冷卻塔是由北京國(guó)電華北電力工程有限公司國(guó)內(nèi)首座完全自主設(shè)計(jì)的排煙冷卻塔,。該工程已于2007年10月投入商業(yè)運(yùn)行,。采用冷卻塔排煙與常規(guī)煙囪排放方式相比，該工程公司節(jié)約建設(shè)投資約2000萬(wàn)元,；每年可節(jié)約運(yùn)行成本450~750萬(wàn)元,，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
4.三河電廠玻璃鋼煙道的設(shè)計(jì)基本條件
本工程利用冷卻塔排煙,，煙氣排放不設(shè)置旁路煙道,。
煙道設(shè)計(jì)工作溫度：-30℃~65℃,。
正常排煙溫度：50℃左右。
煙氣流速：~20m/s,。
煙道高度：進(jìn)冷卻塔處中心標(biāo)高約39.0m,、約1%坡度坡向吸收塔。
玻璃鋼煙道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)正常使用年限30年,。
介質(zhì)：pH－值可到1,，且含有殘余的SO2,，HCL和Nxx,，會(huì)對(duì)管道的內(nèi)壁造成損害。
5.玻璃鋼煙道主要原材料
玻璃鋼的耐腐蝕性,，主要取決于樹(shù)脂,。隨著合成技術(shù)的不斷進(jìn)步，樹(shù)脂的性能也在不斷提高,，尤其在20世紀(jì)６０年代乙烯基酯樹(shù)脂誕生,，進(jìn)一步提高了玻璃鋼的耐腐蝕性、物理性能以及耐熱性,。
樹(shù)脂：乙烯基酯樹(shù)脂
增強(qiáng)材料：ECRCE－GlassofChemi鄄calResistance)是耐化學(xué)侵蝕無(wú)堿玻璃的
簡(jiǎn)稱,。ECR玻璃良好的耐酸性是源于其
玻璃組分中不含三氧化二硼（B2O3），E鄄CR玻璃比E玻璃具有更強(qiáng)的耐酸,、耐
堿,、耐溫、耐應(yīng)力腐蝕性,。
6.三河電廠工程玻璃鋼煙道現(xiàn)場(chǎng)制作工程進(jìn)度
2006年10月19日該工程開(kāi)始進(jìn)行排煙冷卻塔玻璃鋼煙道的現(xiàn)場(chǎng)制作,，2006年12月27日順利完成3#塔塔內(nèi)段吊裝，12月29日順利完成3#塔塔外段吊裝,。3#排煙冷卻塔玻璃鋼煙道的制作,、吊裝共計(jì)72天。2007年2月26日,、27日分別完成4#塔塔內(nèi)段,、塔外段吊裝。
7.復(fù)合材料大型結(jié)構(gòu)的制備工藝
玻璃鋼煙囪內(nèi)襯的應(yīng)用
濕法煙氣脫硫后,，由于煙氣成分的巨大改變,，煙氣的空氣動(dòng)力學(xué)特性、對(duì)煙囪的腐蝕性能也隨之產(chǎn)生了巨大的變化,。在采取濕法脫硫工藝前,，煙氣中雖然含有較多的二氧化硫，但是煙氣進(jìn)入煙囪的溫度高達(dá)130℃～180℃,，只會(huì)在煙囪的上關(guān)產(chǎn)生少量的煙氣結(jié)露現(xiàn)象,，對(duì)煙囪內(nèi)壁帶來(lái)腐蝕問(wèn)題,。但是，濕法脫硫后,，煙氣的溫度降至50℃～80℃,，煙氣含水率較高，導(dǎo)致煙囪內(nèi)壁的腐蝕速率也隨之增大,。
為了解決由濕法煙氣脫硫后所帶來(lái)的煙囪內(nèi)壁嚴(yán)重腐蝕問(wèn)題,，需要對(duì)煙囪進(jìn)行特殊防腐處理。主要的防腐方式有：鋼煙囪內(nèi)壁襯復(fù)合鈦合金板,、耐酸膠泥砌筑耐酸磚內(nèi)筒,、鋼煙囪內(nèi)壁粘貼泡沫玻璃磚、鋼內(nèi)筒涂刷乙烯脂玻璃鱗片涂料等等,。
各種濕煙囪的防腐方式在實(shí)際應(yīng)用中都存在著不盡人意的地方,，為此提出了采用玻璃鋼整體煙囪作為濕煙囪內(nèi)襯的方式，目前美國(guó)WFGD的煙囪內(nèi)襯90%由玻璃鋼制作,。
國(guó)內(nèi)第一座采用整體玻璃鋼套筒的工程———華能辛店電廠二期機(jī)組脫硫改造工程整體玻璃鋼套筒內(nèi)直徑6.6m,，煙囪高180m。其設(shè)計(jì)基本條件為：
基本風(fēng)壓：0.45kN/m2,。
設(shè)計(jì)地震烈度：7度,，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.10g。
入口煙氣溫度：脫硫工況45℃～50℃,；不脫硫工況150℃,，短時(shí)160℃。
設(shè)計(jì)煤種含硫量：1.32%,，校核煤種含硫量：1.82%,。
玻璃鋼內(nèi)筒設(shè)計(jì)使用年限35年。
使用玻璃鋼煙道前景展望
國(guó)務(wù)院2007年5月23日印發(fā)了國(guó)家發(fā)展改革委會(huì)同有關(guān)部門(mén)制定的“節(jié)能減排綜合性工作方案”,，明確了2010年中國(guó)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)任務(wù)和總體
要求,。明確指出“十一五”期間，中國(guó)主要污染物排放總量要減少10%,，到2010年,，二氧化硫排放量要由2005年的2549萬(wàn)噸減少到2295萬(wàn)噸。
目前,，燃煤電廠二氧化硫排放量已達(dá)到總排放量的50%以上,。
為了減少二氧化硫排放，我國(guó)將大力推動(dòng)燃煤電廠二氧化硫治理,。“十一五”期間投運(yùn)脫硫機(jī)組3.55億千瓦,，其中，新建燃煤電廠同步投運(yùn)脫硫機(jī)組1.67億千瓦，形成削減二氧化硫能力590萬(wàn)噸,。今年現(xiàn)有燃煤電廠投運(yùn)脫硫設(shè)施3500萬(wàn)千瓦,，形成削減二氧化硫能力123萬(wàn)噸。到2010年,，具有占燃煤機(jī)組總?cè)萘康谋壤龑⒂?005年的13.5%,，提高到60%左右。
目前,，國(guó)內(nèi)正在建設(shè)的采用“煙塔合一”技術(shù)的工程有：大唐哈爾濱熱電廠2×300MW機(jī)組,、大唐錦州熱電廠2×300MW機(jī)組、國(guó)電天津津能熱電廠2×300MW機(jī)組,。
國(guó)內(nèi)正在進(jìn)行方案設(shè)計(jì),，擬采用“煙塔合一”技術(shù)的工程有：天津軍糧城電廠2×300MW機(jī)組、江蘇徐州發(fā)電有限公司（2×1000MW）機(jī)組,。
在德國(guó)采用冷卻塔排煙的工程機(jī)組單機(jī)容量從300MW,、500MW,、600MW,、800MW、900MW到1000MW均有應(yīng)用,。正在建設(shè)的2×1120MW機(jī)組也將于2009年建成,。
國(guó)內(nèi)大機(jī)組、超大機(jī)組采用冷卻塔排煙技術(shù)的玻璃鋼煙道研究也在進(jìn)行中,。玻璃鋼煙道的直徑將會(huì)達(dá)到8.5m,、跨度達(dá)到50m左右，煙道的工作溫度也將適應(yīng)更高的要求,。同時(shí),，玻璃鋼煙道的經(jīng)濟(jì)性也將是令人關(guān)注的。
對(duì)應(yīng)用玻璃鋼煙道的建議
對(duì)玻璃鋼煙道的應(yīng)用,，必須遵循有序競(jìng)爭(zhēng)的原則,，同時(shí)必須嚴(yán)把原材料關(guān)，積極進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新,、降低成本,，并提高質(zhì)量、減少隨意性,。有關(guān)部門(mén)也應(yīng)積極制訂相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),，保證文明生產(chǎn)。
