目前，對于煙氣脫硫裝置的設計施工和運行經(jīng)驗已日臻完善，但對脫硫機組煙氣排放的關(guān)鍵設備——煙囪的防腐，由于對濕法脫硫后煙囪的運行工況認識不足甚至重視不夠，導致按照目前推行的技術(shù)進(jìn)行防腐的煙囪出現了大量問(wèn)題。另外國家環(huán)?？偩珠_(kāi)始嚴格執行燃煤電廠(chǎng)濕法煙氣脫硫（WFGD ）投運率考核指標，否則將對相關(guān)電廠(chǎng)處以高額罰款，并對所在的電力集團實(shí)行區域投資限批，迫使各電廠(chǎng)WFGD 全力投入運行。由于之前的防腐方案選擇不合理，一些煙囪投運不久即進(jìn)行維修，更甚者個(gè)別煙囪成了危險構筑物而不得不放棄并重新建造。根據調查發(fā)現，有的工程僅投運2 個(gè)月即發(fā)現由于泡沫玻璃磚脫落而對鋼內筒造成嚴重腐蝕; 有的脫硫改造單筒煙囪工程項目投運后僅4 個(gè)月即發(fā)生酸液沿煙囪外筒壁滲漏，對鋼筋混凝土筒身造成腐蝕。因此，從電廠(chǎng)長(cháng)期運行安全和穩定的角度考慮，研究針對濕法脫硫煙囪的防腐蝕技術(shù)，選擇合理的防腐蝕工藝，成了目前燃煤電廠(chǎng)急需解決的課題。據文獻［1］可知，傳統的防腐材料已經(jīng)逐漸被擠出煙囪防腐市場(chǎng)，取而代之的是玻璃鋼（FRP） 復合材料。簽于傳統防腐方案暴露出的問(wèn)題，同時(shí)參考國外成功的經(jīng)驗，應加強FRP 在濕煙囪防腐方面的推廣，為濕煙囪的防腐設計提供一個(gè)新的解決方案。
玻璃鋼煙囪應用背景
當前普遍采用的濕法脫硫不加裝煙氣加熱系統工藝，使排入煙囪的煙氣溫度在50 ℃左右，濕煙氣在煙囪內結露形成冷凝酸液，對煙囪的腐蝕性大大加強，目前正在運行濕法脫硫(FGD) 煙囪內壁嚴重腐蝕的問(wèn)題已經(jīng)暴露出來(lái)，為了解決濕煙囪的防腐問(wèn)題，必須尋求一種耐酸防腐、滿(mǎn)足結構要求、同時(shí)又經(jīng)濟適用的煙囪型式，玻璃鋼煙囪為我們提供了一種較好的選擇。
玻璃鋼(FRP)，是由高強度的玻璃纖維和樹(shù)脂復合而成的新型復合材料。玻璃鋼集中了玻璃纖維和合成樹(shù)脂的特性，具有質(zhì)量輕、強度高、耐化學(xué)腐蝕、絕緣隔熱、耐瞬時(shí)高溫燒蝕、強度和形狀可設計性強等優(yōu)點(diǎn)。成型后的玻璃鋼結構層抗拉強度與普通鋼材相當，容重僅為鋼材的1/4~1/5，具備比耐硫酸露點(diǎn)鋼更加優(yōu)異耐酸防腐性能，特別適合燃煤電廠(chǎng)脫硫不加GGH的濕煙囪運行條件。
國外對于煙囪內筒的技術(shù)國外玻璃鋼煙囪在電力行業(yè)的應用始于FGD開(kāi)始應用的20世紀70年代國外經(jīng)常多年的研究和工程應用，已經(jīng)形成了FRP煙囪或管道結構設計、制造和施工方面的標準，如美國的ASTM D 5364、ASTM RTP-1和英國的BS4994等。在美國已投入使用最久的FRP煙囪內筒已長(cháng)達34年，目前在新建的濕煙囪中，90%以上的防腐方案選擇FRP煙囪內筒。
玻璃鋼煙囪的關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)勢分析
美國ANCOR公司，是第一個(gè)獲得美國ASME和FRPI協(xié)會(huì )RTP-001及FRPI-001認證的專(zhuān)業(yè)從事FRP煙道、煙囪、噴淋管道和洗滌塔的跨國公司。依托利?？萍迹o(wú)錫利保）作為國內生產(chǎn)制造基地和推廣合作者，致力于將其成熟的FRP煙囪技術(shù)推廣應用于中國市場(chǎng)，徹底解決國內濕法脫硫煙囪的腐蝕問(wèn)題。玻璃鋼煙囪關(guān)鍵技術(shù)包括：
材料選擇
FRP煙囪的性能很大程度上取決于基體材料——樹(shù)脂的選擇。為保證內筒使用的安全性能，FRP內筒基體材料采用美國陶氏化學(xué)公司生產(chǎn)的乙烯基酯樹(shù)脂DERAKANE*510C，是具有阻燃功能的一種乙烯基樹(shù)脂，樹(shù)脂中含有溴化環(huán)氧骨架，予樹(shù)脂以阻燃性，阻燃性能指標—氧指數達32，樹(shù)脂在溶劑，化學(xué)品及氧化性酸等混合環(huán)境下的特殊耐腐蝕性以及高溫下強度和韌性的極佳保留性。被廣泛應用在煙囪和煙囪內襯層中，特別是在濕法脫硫FRP煙囪內筒的應用中更具優(yōu)越性，由于其高耐腐、高耐熱和高強度的綜合特性，在170度最高耐溫在高溫條件下不會(huì )降低其機械強度。
同時(shí)，根據實(shí)驗分析結果及多年的項目工程經(jīng)驗，纖維和樹(shù)脂的通潤匹配也是影響到FRP制品質(zhì)量的一個(gè)因素，因為不同的纖維其表面的偶聯(lián)劑存在一定的差異，這種差異決定了樹(shù)脂與玻纖的通潤性，如果偶聯(lián)劑與樹(shù)脂匹配，纖維能完全被樹(shù)脂浸潤，反之浸潤效果不好，其制品強度會(huì )有所下降。選用Advantex®耐腐蝕玻璃纖維，Advantex® 玻纖是獲得專(zhuān)利的無(wú)硼玻璃纖維，兼具耐腐蝕的 E-CR 玻纖和 E 玻璃纖維增強材料的優(yōu)點(diǎn)，符合 ASTM標準，同時(shí)與樹(shù)脂可以很好地進(jìn)行通潤匹配。
設計水平
可依據的設計標準（ASTM）
美國早在1993 年發(fā)布了專(zhuān)門(mén)用于燃煤電廠(chǎng)玻璃鋼排煙筒設計、制作和安裝的標準指南ASTM D 5364，在2008年進(jìn)行重新確認。ASTM D 5364-08［2］對玻璃鋼煙囪的適用工況、選材、設計計算方法、制作安裝、質(zhì)量控制和檢驗等方面進(jìn)行了詳細的規定，是目前玻璃鋼煙囪設計依據的主要規范。
國內關(guān)于纖維增強塑料材料的試驗標準已經(jīng)完備，但國內對玻璃鋼煙囪設計研究相對較少，工程實(shí)踐也十分有限，目前仍沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的規范。玻璃鋼結構設計規范主要是化工行業(yè)標準《玻璃鋼/聚氯乙烯( FRP /PVC ) 復合管道設計規定》( HG 20520-40 1992) ［3］和《玻璃鋼化工設備設計規定》( HG/T20696-1999) ［4］，這兩個(gè)標準可供玻璃鋼結構設計參考。但玻璃鋼煙囪的使用條件和結構特點(diǎn)與化工設備有較大不同，化工行業(yè)標準難以直接引用。
專(zhuān)業(yè)設計方法、軟件
美國ANCOR成熟的設計方法、軟件及煙囪整體結構有限元分析；
工藝技術(shù)
FRP煙囪作為一個(gè)大型構筑物，工藝上采用專(zhuān)用的多種纖維種成型方法組合施工工藝。確保煙煙囪的壽命。
工藝匹配的制造設備和設施
內筒的制作在A(yíng)NCOR自行設計專(zhuān)有的可移動(dòng)式現場(chǎng)制作車(chē)間進(jìn)行。該車(chē)間帶溫度、濕度控制的整體成型，設計可抵御120km/h 的大風(fēng)，可以充分滿(mǎn)足FRP內筒對操作環(huán)境的要求：溫度>10℃，濕度<75%。車(chē)間設有通風(fēng)、空調等設施，完全滿(mǎn)足安全、環(huán)境與健康（HSE）管理體系和質(zhì)量管理體系的要求?？梢员ＷC產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中不受雨雪、大風(fēng)等氣候因素的影響，并能保證產(chǎn)品的合格性能及施工工期。
ANCOR的制造設備為全套電腦控制，自動(dòng)化程度高?？蓪?shí)現臥式纏繞、立式脫模。 臥式纏繞可以較好控制施工制量，立式脫?？梢愿玫胤乐姑撃Ｗ冃?。
運行參數：
纏繞直徑：5m—10m（涵蓋常用的煙氣脫硫行業(yè)煙囪內筒尺寸范圍）；
纏繞長(cháng)度：14m；
纏繞速率：可達30公斤/分鐘；
能同一時(shí)間纏繞72股紗；
能同時(shí)進(jìn)行纖維纏繞，切割纏繞，和布帶纏繞。
訓練有素的團隊、現場(chǎng)施工管理和實(shí)時(shí)質(zhì)量控制
FRP煙囪的生產(chǎn)過(guò)程為典型的特殊生產(chǎn)過(guò)程，在制作、安裝過(guò)程中，依據ASTM D 5364《火電廠(chǎng)玻璃纖維增強塑料煙囪內筒的設計和安裝標準》和ANCOR的《FRP 內筒纏繞質(zhì)量保證手冊》的要求和檢驗標準及檢驗方法對整個(gè)制造過(guò)程，從模具，樹(shù)脂基原材料配比，內襯層、結構、外防腐層的纏繞及固化，支撐肩、起吊點(diǎn)的制作，加強筋的制作，外表面制作，接口打磨，對接接頭等工序的各個(gè)質(zhì)量控制點(diǎn)進(jìn)行全過(guò)程監造，及質(zhì)量控制。包括8個(gè)關(guān)鍵質(zhì)量控制點(diǎn)和9項質(zhì)量檢驗內容。
4．結論
玻璃鋼(FRP)一種新型復合材料，玻璃纖維提供FRP的強度和剛性，樹(shù)脂提供FRP的耐化學(xué)性和韌性，集中了玻璃纖維和合成樹(shù)脂的特性，具有質(zhì)量輕、強度高、耐化學(xué)腐蝕、絕緣隔熱、耐瞬時(shí)高溫燒蝕、強度和形狀可設計性強等優(yōu)點(diǎn)，在國外濕法脫硫領(lǐng)域超過(guò)20 年的應用分顯示了其在濕煙囪防腐方面獨特的優(yōu)勢，對FRP 結構的設計、加工和制作方面也積累了豐富的經(jīng)驗，經(jīng)過(guò)合理的設計、制造和安裝，在技術(shù)上能夠滿(mǎn)足玻璃鋼煙囪的工程應用需要。國內嚴峻的煙囪防腐形勢也促使我們拓展濕煙囪設計的新思路，而且，從工程結構的全壽命來(lái)考慮，FRP煙囪的總造價(jià)可能更有競爭力，因為FRP材料耐化學(xué)性能十分優(yōu)秀，后期維護工作量很小。相信隨著(zhù)電力行業(yè)對濕煙囪防腐的重視和對FRP 材料認識的深入，FRP 復合材料必將物盡其用，為我國電力行業(yè)清潔能源的發(fā)展發(fā)揮應有的作用。
