1.國(guó)內(nèi)套筒濕煙囪內(nèi)壁防侵蝕案例簡(jiǎn)要分析

　　由于國(guó)內(nèi)對(duì)火電煙氣進(jìn)行濕法脫硫除塵的時(shí)間較短，套筒濕煙囪的案例較少，加上其它種種緣由的影響，關(guān)于套筒濕煙囪方面的現(xiàn)實(shí)資料不夠完整。本文僅就國(guó)內(nèi)已采用的幾種套筒濕煙囪：鋼煙囪內(nèi)壁復(fù)合鈦合金、耐酸膠泥砌筑耐酸磚內(nèi)筒、鋼煙囪內(nèi)壁粘貼泡沫玻璃的防侵蝕性能、施工安裝性能和造價(jià)情況進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，參見(jiàn)表1所示。

2.玻璃鋼煙囪的運(yùn)用技術(shù)介紹

　　2.1冷軋廠用玻璃鋼煙囪簡(jiǎn)介

　　在鋼鐵行業(yè)的冷軋廠，由于需要將熱軋鋼板放進(jìn)濃度約25左右、溫度85℃左右的鹽酸或硫酸中進(jìn)行酸洗作業(yè)，以完全斷根鋼板概況的鐵銹等雜質(zhì)，從而制造出接近于鏡面光澤的冷軋鋼板。是以，冷軋廠的酸洗車(chē)間內(nèi)部酸霧繚繞，廢氣侵蝕很是嚴(yán)重。在1965年之前，我們都是為冷軋廠建造鋼煙囪，然落后行內(nèi)防腐，使用壽命通常是1年就需要進(jìn)行維修。

　　1965年，冶金部建筑研究總院（現(xiàn)中冶團(tuán)體建筑研究總院）哄騙剛剛在我國(guó)泛起的玻璃鋼材料，為鞍山鋼鐵公司冷軋廠建造了一座玻璃鋼煙囪，其基本尺寸為：Φ2,820×40,000mm，上口Φ1,200mm，自承重，無(wú)支持，鋼絲牽拉固定。使用條件為：硫酸含量0.65～0.75，排氣量為5～10×104m3/h，日常平凡煙氣溫度為45℃，最高70℃，冬季外部溫度-30℃。由于煙氣溫度較低，在煙囪內(nèi)壁經(jīng)常有年夜量的煙氣冷凝成酸液流出。同時(shí)由于情況空氣中含有較多的硫酸煙霧，煙囪外壁也經(jīng)常有酸液形成。

　　該煙囪于1965年12月1日安裝就位后，立即投進(jìn)現(xiàn)實(shí)使用。直到1976年鞍鋼冷軋廠酸洗車(chē)間進(jìn)行擴(kuò)產(chǎn)改造，原本的玻璃鋼煙囪排氣量不能到達(dá)現(xiàn)實(shí)需要，該玻璃鋼煙囪才被撤除，此時(shí)已平安使用達(dá)11年之久[10]。

　　2.2銅冶煉廠玻璃鋼煙囪簡(jiǎn)介

　　有色冶金工場(chǎng)是我們冶金行業(yè)侵蝕最嚴(yán)重的。對(duì)于銅冶煉廠來(lái)說(shuō)，嚴(yán)重的侵蝕主要來(lái)歷于兩個(gè)方面：第一：銅礦均伴生著硫化物，是以，銅冶煉廠均副產(chǎn)硫酸。硫酸收受接管工段是冶煉廠侵蝕最嚴(yán)重的區(qū)域之一；第二，銅電解車(chē)間。是將溫度為85℃左右的硫酸銅，在高壓電的作用下，哄騙電場(chǎng)的作用而釀成高純度的電解銅，由于溫度的作用，電解車(chē)間也會(huì)發(fā)生年夜量的硫酸酸霧。

　　沈陽(yáng)冶煉廠制酸尾氣的化學(xué)成份為：F-：30～50mg/m3，H2O：2～3，SO2：0.2～0.5，SO3：0.01～0.05，煙氣溫度：70～80℃，最高120～140℃。

　　原來(lái)的尾氣煙囪直徑2,200mm，高度40m，為8mm鋼板內(nèi)襯2布環(huán)氧樹(shù)脂玻璃鋼，1969年投進(jìn)使用。中斷使用兩年后發(fā)現(xiàn)，煙囪內(nèi)襯變黑發(fā)脆，鋼板外殼侵蝕穿孔。

　　我院于1975年采用那時(shí)新研制出來(lái)的高耐侵蝕性聚酯樹(shù)脂，用整體環(huán)繞糾纏法，為沈陽(yáng)冶煉廠建造出一座新的玻璃鋼煙囪，其尺寸為：Φ2500×102,000mm，鋼筋混凝土框架支持[11][12][13]。

　　該煙囪安裝就位后一直平安使用到1992年，由于沈陽(yáng)冶煉廠進(jìn)行擴(kuò)建改造才被撤除。

3.當(dāng)前火電煙囪防侵蝕方面存在的問(wèn)題

　　據(jù)中國(guó)工程院院士柯偉所向?qū)У闹袊?guó)侵蝕損失查詢拜訪項(xiàng)目組于2002年得出的成效，2001年我國(guó)的侵蝕損失約5000億元[14]，約占當(dāng)面國(guó)平易近經(jīng)濟(jì)總量的5～6！其中能源系統(tǒng)（電力、石油、煤炭）約170億元。而若是接納適當(dāng)?shù)姆狼治g措施，年夜約25～30的侵蝕損失是可以免的[14]！對(duì)能源系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，若是接納適當(dāng)?shù)姆狼治g措施，就意味著每一年有40億以上的侵蝕損失可以免，也就是說(shuō)可以多出40億以上的利潤(rùn)！

　　可是，現(xiàn)實(shí)上防侵蝕問(wèn)題一直未能獲得很好的重視。僅就煙囪侵蝕問(wèn)題來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)有眾多的干排氣煙囪侵蝕嚴(yán)重，某資料列舉的16座有嚴(yán)重侵蝕問(wèn)題的煙囪中[12]，有12座是電站干排氣煙囪。今朝，隨著濕法脫硫裝配的加裝，煙氣的侵蝕問(wèn)題更為嚴(yán)重，若是不接納適當(dāng)?shù)姆狼治g措施，肯定會(huì)帶來(lái)更為嚴(yán)重的煙囪侵蝕問(wèn)題。

4.玻璃鋼整體煙囪用做火電廠套筒濕煙囪內(nèi)筒的可行性分析

　　4.1綜合性能分析

　　由前面的資料介紹，可以很利便的推導(dǎo)出以下結(jié)論：玻璃鋼整體煙囪完全可以用于當(dāng)前的濕法脫硫除塵后的套筒濕煙囪。主要基于以下幾點(diǎn)：

　?。?）防侵蝕材料技術(shù)的不竭前進(jìn)。

　　冶建總院早在1965年～1976年之間，在我國(guó)玻璃鋼技術(shù)剛剛起步、技術(shù)人員還處于10年騷亂階段不能安心從事技術(shù)開(kāi)發(fā)的條件下，所研制的玻璃鋼煙囪，就能夠在侵蝕性比現(xiàn)在的濕法脫硫后的煙氣的侵蝕性嚴(yán)重得多的情況中，平安使用達(dá)15年之久而未見(jiàn)損壞，那末，在我院防侵蝕新材料不竭前進(jìn)的今天，完全有能力做好濕煙氣用的玻璃鋼煙囪。

　　我院于1983年研制成功其實(shí)不斷進(jìn)行技術(shù)改良的YJ系列呋喃樹(shù)脂，其持久液態(tài)使用溫度可達(dá)140℃，短時(shí)間可達(dá)180℃，耐侵蝕性能則為：可耐30～40的苯、40～50的硫酸與15～18的氫氧化鈉在120～140℃的交替作用[15]。從材料的防侵蝕性能來(lái)說(shuō)，用于FGD法脫硫后的煙氣排放，其防侵蝕性能、耐溫性能擁有龐大的裕量空間，完全可以安心使用。

　　例如，吉林化學(xué)工業(yè)公司污水處置廠將YJ呋喃樹(shù)脂用于污泥焚燒系統(tǒng)煙囪內(nèi)壁防腐就取得了成功，到1994年時(shí)已使用7年而煙囪內(nèi)壁依然無(wú)缺，（以那時(shí)的價(jià)格計(jì)較）不僅勤儉資金20多萬(wàn)元，而且保證了整體裝備的平安運(yùn)行[16]。

　　濟(jì)南裕興化工總廠酸解煙囪的使用情況條件為：正常工作溫度70℃，瞬間180℃；工作壓力為煙囪段常壓，彎頭段0.15MPa；工作介質(zhì)為0.65的硫酸型酸水、酸霧；設(shè)計(jì)風(fēng)速25m/s，抗震烈度為7級(jí)。其樹(shù)脂選擇為：下部集氣段及彎頭部位侵蝕嚴(yán)重，溫度較高，選用YJ呋喃樹(shù)脂，上部溫度較低，選用乙烯基酯樹(shù)脂[17]。

      （2）玻璃鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)的不竭完善。

　　玻璃鋼作為一種在力學(xué)性能上的各向異性材料，在其泛起早期，我們對(duì)它的各方面的特征還熟悉不足，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上要末留下了過(guò)年夜的裕量，造成浪費(fèi)；要末剛度不足，致使各類(lèi)問(wèn)題的泛起?？墒?，自從該材料于1958年在我國(guó)泛起以來(lái)，經(jīng)過(guò)近50年的不竭研究、索求，我們對(duì)其性能已有近似完善的掌握，各類(lèi)玻璃鋼材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加工工藝設(shè)計(jì)，已不存在任何問(wèn)題。

　　在結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)性方面，玻璃鋼材料與傳統(tǒng)上的金屬材料相比，擁有龐大的優(yōu)勢(shì)：玻璃鋼的比抗拉強(qiáng)度高于優(yōu)質(zhì)合金鋼，我們可以在其需要高強(qiáng)度的標(biāo)的目的上，很利便地到達(dá)使用要求；玻璃鋼的弱點(diǎn)在于剛度不足，可是，我們可以哄騙其結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)性，在剛度不足的部位或標(biāo)的目的上設(shè)計(jì)出增強(qiáng)筋、中空結(jié)構(gòu)、變形結(jié)構(gòu)等，來(lái)提高其整體剛度。

　　例如，我國(guó)當(dāng)前航天飛翔器的頭錐，均是采用碳纖維玻璃鋼材料制造，在火箭升空時(shí)跨越7.8km/s的極高速度飛翔時(shí)，完全可以招架空氣發(fā)生的超高氣壓而不發(fā)生破壞，可見(jiàn)我國(guó)當(dāng)前的玻璃鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)，對(duì)于FGD脫硫后的濕煙筒內(nèi)筒設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，無(wú)任何堅(jiān)苦。

　 （3）玻璃鋼制造技術(shù)方面的飛躍，為整體玻璃鋼套筒的制造提供了保障。

　　早在近40年前，冶建總院的技術(shù)人員就可哄騙手糊法制造出40m高的無(wú)支持玻璃鋼煙囪，而且平安使用11年而未見(jiàn)損壞。在近30年前，采用自制環(huán)繞糾纏裝備，生產(chǎn)出尺寸達(dá)Φ2500×102,000mm的整體玻璃鋼煙囪，平安使用15年之久未見(jiàn)損壞。當(dāng)前，我們?cè)谀暌剐突剞D(zhuǎn)體玻璃鋼構(gòu)件的建造方面，均采用電腦控制的自動(dòng)環(huán)繞糾纏裝備，加工手段泛起了天地之別。

　　現(xiàn)在，我們的機(jī)械環(huán)繞糾纏裝備可加工管道的最年夜直徑達(dá)15m，最年夜單根管道長(zhǎng)度達(dá)12m，最年夜管道內(nèi)壓可達(dá)24MPa（最年夜尺寸、最高性能不能同時(shí)到達(dá)）。

　　那末，在原材料的防侵蝕性能、耐溫性能有著龐大性能裕量，設(shè)計(jì)技術(shù)完全可知足需要，加工制造技術(shù)用上電腦控制的今天，采用玻璃鋼做套筒濕煙囪內(nèi)筒，是完全不存在問(wèn)題的。

　　（4）現(xiàn)場(chǎng)安裝技術(shù)問(wèn)題。

　　玻璃鋼的抗拉強(qiáng)度決議于玻璃纖維，制造成玻璃鋼后，沿纖維標(biāo)的目的上的抗拉強(qiáng)度可達(dá)300MPa以上；玻璃鋼的抗壓強(qiáng)度決議于樹(shù)脂，樹(shù)脂固化后的抗壓強(qiáng)度一般在80MPa以上。據(jù)我們之前的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和其他單元的工程經(jīng)驗(yàn)，玻璃鋼煙囪的自支持高度可達(dá)40m左右[10]，而現(xiàn)實(shí)上，今朝混凝土煙囪內(nèi)部的牛腿間距，一般在20多米，是以，不管接納懸掛法或是下支法安裝玻璃鋼煙囪內(nèi)筒，在玻璃鋼煙囪的抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度方面，均不存在任何問(wèn)題。

　　對(duì)于玻璃鋼煙囪的安裝就位問(wèn)題，我們通常為將玻璃鋼制造成為10m左右的長(zhǎng)度，接納普通鋼管內(nèi)筒的頂升或提升方式，在將玻璃鋼煙囪升至安裝高度后，用樹(shù)脂、玻璃纖維布帶和配套的接頭，將兩根玻璃鋼管道毗連起來(lái)，并經(jīng)由過(guò)程混凝土煙囪的牛腿加以固定，隨即進(jìn)行下一節(jié)玻璃鋼管的安裝施工。

　　（5）玻璃鋼管道的特殊優(yōu)點(diǎn)――內(nèi)壁磨擦力極小，盡熱性能好。

　　我們制造出來(lái)的玻璃鋼管道，由于采用特殊模具加工而成，使得玻璃鋼管道的內(nèi)壁極為滑膩，概況粗拙率可低至0.008，其水流摩阻損失系數(shù)f為0.000915，較鋼管（f=0.00179）能顯著削減沿程的流體壓力損失，提高輸送能力20以上。很是有益于高含水煙氣的流動(dòng)、排放。

　　此外，玻璃鋼材料的導(dǎo)熱系數(shù)只有鋼材的0.5左右，在一定的水平上，可以下降保溫費(fèi)用。

　　4.2國(guó)內(nèi)其他單元的玻璃鋼煙囪運(yùn)用業(yè)績(jī)

　　在國(guó)內(nèi)，除冶建總院于1965年研制出第一根玻璃鋼煙囪并取優(yōu)秀的使用效果外，其他單元也在玻璃鋼煙囪的研制、運(yùn)用上有所作為，使用效果優(yōu)秀。

　　例如：核工業(yè)部404廠的年夜型酸解罐煙囪、東北輕合金廠36m玻璃鋼煙囪、濟(jì)南裕興化工場(chǎng)24m酸解煙囪等，均取得了優(yōu)秀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益[17]。

　　4.3國(guó)外玻璃鋼煙囪的運(yùn)用情況

　　在國(guó)外，早就有采用玻璃纖維增強(qiáng)塑料（俗稱(chēng)玻璃鋼，F(xiàn)ibersReinforcedPlastics）內(nèi)筒[18]。例如，日本關(guān)西電力南港發(fā)電廠的煙囪內(nèi)筒，即為玻璃鋼材料制造，該內(nèi)筒由內(nèi)徑5.3m，管段長(zhǎng)度為11m，總計(jì)51根玻璃鋼管段組裝而成[19]。

　　另?yè)?jù)日本昭和高份子有限公司提供的內(nèi)部資料介紹，1992年，由日本三井造船為泰國(guó)石油公司制造的電廠吸收塔、煙囪、PH控制槽等，均為玻璃鋼材料制造。

　　4.4玻璃鋼套筒濕煙囪與其他防侵蝕結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)比力

　　國(guó)內(nèi)外幾種套筒濕煙囪的造價(jià)，參見(jiàn)表2。

　　從上述國(guó)內(nèi)、國(guó)外兩方面的材料造價(jià)比力，我們可以很利便地得出以下結(jié)論：

　 （1）玻璃鋼整體套筒濕煙囪的造價(jià)，均只有鋼－鈦復(fù)合結(jié)構(gòu)的60以下；

　 （2）玻璃鋼整體套筒濕煙囪的造價(jià)，不高于磚內(nèi)襯煙囪。

　　由此，經(jīng)由過(guò)程國(guó)內(nèi)外兩個(gè)方面的資料比力，可以看出，整體玻璃鋼套筒濕煙囪，完全具有現(xiàn)實(shí)推行運(yùn)用價(jià)值，可覺(jué)得火電廠勤儉年夜約700萬(wàn)元～1000萬(wàn)元/座的基建費(fèi)用，而且工程質(zhì)量更有保證。

5.結(jié)論與建議

　　經(jīng)由過(guò)程以上內(nèi)容中關(guān)于國(guó)內(nèi)、外分歧套筒濕煙筒的防侵蝕性能、存在問(wèn)題和工程造價(jià)等方面得比力，筆者提出以下建議，供國(guó)內(nèi)各電力設(shè)計(jì)院、火電廠在進(jìn)行加裝FGD裝配時(shí)參考：

　　整體玻璃鋼套筒在防侵蝕性能、耐熱性能方面，是完全可以知足套筒濕煙囪的持久運(yùn)行要求的；

　　整體玻璃鋼套筒的設(shè)計(jì)、加工技術(shù)是成熟的，整體玻璃鋼套筒的安裝，與普通鋼套筒沒(méi)有本質(zhì)上的區(qū)分；

　　在加裝FGD裝配后的舊煙囪改造或新建煙囪時(shí)，采用整體玻璃鋼套筒，可為電廠勤儉巨額投資；

　　中冶團(tuán)體建筑研究總院（冶金部建筑研究總院）擁有豐碩的防侵蝕材料研發(fā)、玻璃鋼煙囪建造經(jīng)驗(yàn)，愿意與廣年夜電力設(shè)計(jì)院、火電廠進(jìn)行緊密親密合作，提高電力舉措措施的防侵蝕質(zhì)量，下降工程造價(jià)。