一種阻燃防腐玻璃鋼結(jié)構(gòu)煙囪部件的制作方法
【專利摘要】一種阻燃防腐玻璃鋼結(jié)構(gòu)煙囪部件，其特征在于：多段圓筒形煙道壁通過煙道接口連接為一體，在圓筒形煙道壁上有外凸的加強(qiáng)筋；所述的煙道壁結(jié)構(gòu)上分為三層，從外到內(nèi)依次為外保護(hù)層、加強(qiáng)層和耐腐蝕化學(xué)層。本實用新型玻璃鋼煙囪部件在濕煙囪防腐工程中解決了滲漏腐蝕的疑難問題，是濕煙囪防腐工程的重大技術(shù)創(chuàng)新和下一步火力發(fā)電廠煙囪防腐技術(shù)發(fā)展方向。
【專利說明】一種阻燃防腐玻璃鋼結(jié)構(gòu)煙囪部件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種火力發(fā)電廠濕煙囪，特別是一種阻燃防腐玻璃鋼結(jié)構(gòu)煙囪部 件。

【背景技術(shù)】
[0002] S02是造成大氣污染的主要污染物之一，在這些S02排放中，工業(yè)來源排放量占總 排放量的84. 27%。其中我國目前的1次能源消耗中，煤炭占76%，在今后若干年內(nèi)還有上 升的趨勢。我國每年排入大氣的87%的S02來源于煤的直接燃燒。其中大約一半來自于火 力發(fā)電廠。由于燃煤、含硫較高的重油和礦物原料中本身含硫、氧化鈣等，煙氣中含有大量 的S0 2、HF等有毒有害氣體，對大氣造成嚴(yán)重污染，是酸雨的主要成因。濕法脫硫（FGD)不 加裝煙氣加熱系統(tǒng)（GGH)工藝是各大發(fā)電公司普遍采用的脫硫工藝，其主要目的是滿足國 家環(huán)保法規(guī)，同時降低工程成本。采用該工藝時，煙囪煙、氣溫度大約在500°C，煙氣濕度大， 易在煙囪內(nèi)結(jié)露形成冷凝酸液，腐蝕性很強(qiáng)，是該工藝中面臨的重要問題之一。
[0003] 引入濕法煙氣脫硫工藝之后，雖然煙氣中95 %的S02被清除，但是脫硫后的煙氣含 水率卻上升至13%左右，變?yōu)轱柡退魵猓瑴囟纫蚕陆抵?5°C _50°C (有GGH時煙氣溫度為 80°C左右），遠(yuǎn)低于水蒸氣的凝結(jié)溫度，因而會在煙道、煙囪內(nèi)表面形成明顯的結(jié)露水流。此 夕卜，目前所用的鈣法脫硫技術(shù)，對煙氣中具有強(qiáng)腐蝕性的S0 3的脫出率只有大約30%，這部 分S03遇到結(jié)露水之后，立即形成硫酸，從而對脫硫塔及附屬設(shè)備、煙道、煙?等產(chǎn)生嚴(yán)重的 腐蝕。
[0004] 國內(nèi)電力行業(yè)在進(jìn)行濕法煙氣脫硫的過程中，對于脫硫煙氣的腐蝕性認(rèn)識不足， 2009年以前國內(nèi)電力行業(yè)在脫硫系統(tǒng)、煙道、煙?防腐蝕方面投入不夠，簡單模仿2004年 引進(jìn)國內(nèi)的賓高德發(fā)泡玻璃磚煙?防腐蝕體系，大量采用國產(chǎn)廢玻璃制造的發(fā)泡玻璃磚和 硅橡膠粘接劑腐蝕體系，導(dǎo)致在加裝濕法煙氣脫硫裝置之后較短的時間內(nèi)，脫硫煙囪就出 現(xiàn)了較為嚴(yán)重的腐蝕。該類案例屢見不鮮。也有一些電廠采用聚脲做內(nèi)防腐層，結(jié)果不到半 年即出現(xiàn)大面積開裂、脫落；有些電廠采用耐酸膠泥做內(nèi)防腐蝕層，最快投入使用只有28 天，脫落冷凝水即將煙?磚內(nèi)筒滲透。
[0005] 在凈煙道防腐蝕方面，同樣由于電廠、脫硫公司對于防腐蝕認(rèn)識上的不足，導(dǎo)致 有的電廠脫硫設(shè)施投產(chǎn)不到3個月，即導(dǎo)致"鋼板+玻璃鱗片防腐蝕"煙道被大面積腐蝕穿 孔，失去維修價值。
[0006] 國外在1970年代初期展開了脫硫技術(shù)的大規(guī)模推廣應(yīng)用及對脫硫煙氣的防腐蝕 技術(shù)研究。美國電力研究院（the Electric Power Research Institute.簡稱EPRI)和國際 能源署清潔煤中心（Clean Coal Centre, International Energy Agency)在脫硫煙氣防腐蝕 技術(shù)研究方面較為全面和權(quán)威。
[0007] EPRI1996年編寫了《濕煙囪設(shè)計導(dǎo)則WET STACKS DESIGN⑶IDE》，長期跟蹤調(diào)研 了美國燃煤電廠脫硫煙囪內(nèi)壁的各類防腐蝕材料，并對比分析和評價了材料費(fèi)用、維護(hù)費(fèi) 用和全壽命成本。美國材料試驗協(xié)會（ASTM)也自1970年代起即制定、頒布了玻璃鋼煙囪 規(guī)范，用于指導(dǎo)玻璃鋼煙囪的設(shè)計、制造、安裝及使用，并且及時將玻璃鋼新技術(shù)通過規(guī)范 修訂的方式反映出來。美國政府能源部礦物燃料辦公室（u. S. Departmentof Energy, Office of Fossil Energy)據(jù)此于1999年推出了 D0E/FE-0400號燃煤電廠推薦性設(shè)計方案 《MARKET-BASED ADVANCED COAL POWER SYSTRMS FINAL REP0RTMAY1999》，將"鋼筋混凝土外簡 +FRP內(nèi)筒"作為美國燃煤電廠脫硫煙囪的唯一推薦方案。最近十幾年來，"鋼筋混凝土外筒 +FRP內(nèi)筒"的脫巰煙囪形式，已成為美國燃煤電廠脫硫煙囪的主要結(jié)構(gòu)形式。
[0008] 國內(nèi)采用玻璃鋼做腐蝕性氣體排放煙囪始于20世紀(jì)60年代，據(jù)中冶建筑研究總 院科技檔案資料記載，早在1965年12月即會同鞍鋼冷軋長、鞍鋼設(shè)計院等單位，建造了高 度為40m的酸洗廢氣排放鋼煙囪玻璃鋼煙囪。2005年，中冶建筑研究總院會同有關(guān)電力設(shè) 計院開展玻璃鋼煙囪在燃煤電廠脫硫煙囪上的設(shè)計和應(yīng)用技術(shù)研究，并于2006年設(shè)計、建 造了國內(nèi)第一座電廠用玻璃鋼煙囪，高度180m、直徑6. 6m，最高使用溫度180°C。但是，在安 裝的最后階段，由于技術(shù)和安裝等原因，導(dǎo)致該煙囪被燒毀。
[0009] 玻璃鋼（Fiberglass Reinforced Plastic，玻璃纖維增強(qiáng)塑料，縮寫為FRP或GRP) 是由高強(qiáng)度的玻璃纖維和樹脂復(fù)合而成，玻璃纖維提供FRP的強(qiáng)度和剛性，樹脂提供FRP的 耐化學(xué)性和韌性，具有質(zhì)輕、高強(qiáng)、耐化學(xué)腐蝕、絕緣隔熱、耐瞬時高溫?zé)g、強(qiáng)度和形狀易 于設(shè)計性等優(yōu)點(diǎn)。由整體纏繞成型工藝生產(chǎn)的玻璃鋼排煙?能夠自承重，具備優(yōu)異耐酸防 腐性能，可以取消保溫層，特別適合燃煤電廠脫硫不加 GGH的濕煙囪運(yùn)行條件。但是，目前 玻璃鋼煙囪的應(yīng)用主要面臨如下幾個問題：（1)選材與結(jié)構(gòu)可靠性；(2)耐溫和防火問題； (3)老化問題。 實用新型內(nèi)容
[0010] 針對目前玻璃鋼煙囪的應(yīng)用主要面臨上述技術(shù)的不足，本實用新型的目的是提供 一種一種阻燃防腐玻璃鋼結(jié)構(gòu)煙囪部件。
[0011] 本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的：一種阻燃防腐玻璃鋼結(jié)構(gòu)煙囪部件，其特征在 于：多段圓筒形煙道壁通過煙道接口連接為一體，在圓筒形煙道壁上有外凸的加強(qiáng)筋；所 述的煙道壁結(jié)構(gòu)上分為三層，從外到內(nèi)依次為外保護(hù)層、加強(qiáng)層和耐腐蝕化學(xué)層。
[0012] 本實用新型的目的還可以這樣實現(xiàn)：加強(qiáng)層采用ECR玻璃纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合 材料，骨架材料為單向布、方格布、短切氈或/和纏繞紗；所述的外保護(hù)層采用乙烯基酯 樹脂，規(guī)格為亞什蘭DERAKANE411-350或亞什蘭DERAKANE510C-350,并添加紫外線吸收 齊U ;所述的耐腐蝕化學(xué)層采用乙烯基酯樹脂，規(guī)格為亞什蘭DERAKANE411-350或亞什蘭 DERAKANE510C-350。
[0013] 煙道接口的結(jié)構(gòu)為；由兩段煙道壁對接，接口處用膩子封堵，內(nèi)外兩側(cè)分別粘貼外 接口和內(nèi)接口，內(nèi)外接口材料采用ECR玻璃纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料，骨架材料為短切氈 加單向布或方格布。
[0014] 所述的加強(qiáng)筋的結(jié)構(gòu)為，筋圈截面為外凸弧形或梯形，筋圈包圍的空間內(nèi)充填有 硬質(zhì)聚氨酯材料。
[0015] 本實用新型具有以下顯著技術(shù)進(jìn)步：
[0016] 1、采用本實用新型玻璃鋼的濕煙囪煙囪部件是濕煙囪防腐工程的重大技術(shù)創(chuàng)新。 基于 申請人:多年實踐，其他多種煙囪防腐方案在火力發(fā)電廠濕煙囪中均出現(xiàn)嚴(yán)重滲漏，唯 有本實用新型的整體玻璃鋼煙囪部件的排煙囪防腐技術(shù)方案，在濕煙囪防腐工程中解決了 滲漏腐蝕的疑難問題，這是濕煙?防腐工程的重大技術(shù)創(chuàng)新和下一步火力發(fā)電廠排煙技術(shù) 發(fā)展方向。
[0017] 2、采用本實用新型煙囪部件，經(jīng)驗證明在濕法脫硫煙囪中煙氣溫度低、煙氣強(qiáng)腐 蝕的情況下，是最好的選擇，在防腐性能、耐久年限和技術(shù)經(jīng)濟(jì)等方面都有明顯的優(yōu)勢。
[0018] 3、采用本實用新型玻璃鋼煙囪部件的設(shè)計是可靠的。具體來說：
[0019] ⑴有相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)文件支持；
[0020] ⑵本實用新型玻璃鋼煙囪結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)成熟，實驗結(jié)果證明，完全可以作到玻璃 鋼煙囪結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度、整體及局部穩(wěn)定方面安全可靠。
[0021] ⑶玻璃鋼煙囪部件耐溫性：可以滿足排煙囪設(shè)計壓力±500Pa，濕煙囪在不設(shè)旁 路的情況下煙溫_40°C?65°C。目前國家環(huán)保部門嚴(yán)格控制設(shè)置旁路，采用玻璃鋼濕煙囪 從材料選擇、降低工程投資方面完全能夠滿足要求。
[0022] ⑷玻璃鋼煙囪部件耐久性：環(huán)氧乙烯基酯樹脂纏繞制作的FRP煙管使用年限為25 年，露天部分外刷防紫外線涂料。
[0023] (5)本實用新型選用的纖維和樹脂是一種良好的阻燃體，2011年11月在"國家防火 建筑材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心"（成都）進(jìn)行了 FRP燃燒性能試驗，檢測結(jié)果與理論實驗結(jié)果 一致（材料的氧指數(shù)都在31-33之間，為難燃材料）；耐40%硫酸腐蝕和耐紫外性能良好。
[0024] (6)本實用新型FRP煙囪部件分段連接節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造技術(shù)方案成熟可靠。
[0025] ⑴本實用新型FRP煙囪部件的工程造價從工程結(jié)構(gòu)的全壽命來考慮，總造價更有 競爭力，因為FRP材料耐化學(xué)腐蝕性能十分優(yōu)秀，后期維護(hù)工作量很小。
[0026] (8)本實用新型在FRP煙囪部件的制作方法科學(xué)合理，特別是采用微機(jī)控制纏繞 機(jī)帶動專用模具轉(zhuǎn)動完成煙道壁材料的的纏繞、噴射樹脂工序；模具外表面纏繞塑料薄膜 以便于脫模，纏繞的耐腐蝕化學(xué)層、加強(qiáng)層和外保護(hù)層均達(dá)到優(yōu)質(zhì)水平。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027] 圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)層示意圖
[0028] 圖2為煙道接口示意圖
[0029] 圖3為加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)形式之一示意圖

【具體實施方式】
[0030] 附圖中各部件標(biāo)號如下：
[0031] 煙道壁10,包括外保護(hù)層11、加強(qiáng)層12、耐腐蝕化學(xué)層13 ;
[0032] 煙道接口 20,包括外接口 21、內(nèi)接口 22、膩子23 ;
[0033] 加強(qiáng)筋30,包括筋圈31、硬質(zhì)聚氨酯材料32。
[0034] 本實用新型是一種阻燃防腐玻璃鋼結(jié)構(gòu)煙囪部件，它由多段圓筒形煙道壁10通 過煙道接口 20連接為一體，在圓筒形煙道壁10上有外凸的加強(qiáng)筋30 ;所述的煙道壁10結(jié) 構(gòu)上分為三層，從外到內(nèi)依次為外保護(hù)層11、加強(qiáng)層12和耐腐蝕化學(xué)層13。
[0035] 加強(qiáng)層12采用ECR玻璃纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料，骨架材料為單向布、方 格布、短切氈或/和纏繞紗；所述的外保護(hù)層11采用乙烯基酯樹脂，規(guī)格為亞什蘭 DERAKANE411-350或亞什蘭DERAKANE510C-350,并添加紫外線吸收劑；所述的耐腐蝕化學(xué) 層13采用乙烯基酯樹脂，規(guī)格為亞什蘭DERAKANE411-350或亞什蘭DERAKANE510C-350。
[0036] 煙道接口的結(jié)構(gòu)為；由兩段煙道壁10對接，接口處用膩子23封堵，內(nèi)外兩側(cè)分別 粘貼外接口 21和內(nèi)接口 22,內(nèi)外接口材料采用ECR玻璃纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料，骨架材 料為短切氈加單向布或方格布。
[0037] 所述的加強(qiáng)筋的結(jié)構(gòu)為，筋圈31截面為外凸弧形或梯形，筋圈包圍的空間內(nèi)充填 有硬質(zhì)聚氨酯材料32。
[0038] 本實用新型一種阻燃防腐玻璃鋼結(jié)構(gòu)煙囪部件的制作方法，如以下步驟：
[0039] 1)材料選擇：加強(qiáng)層12采用ECR玻璃纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料，骨架材料為 單向布、方格布、短切氈或/和纏繞紗；外保護(hù)層11采用乙烯基酯樹脂，規(guī)格為亞什蘭 DERAKANE411-350或亞什蘭DERAKANE510C-350,并添加紫外線吸收劑；耐腐蝕化學(xué)層13采 用乙烯基酯樹脂，規(guī)格為亞什蘭DERAKANE411-350或亞什蘭DERAKANE510C-350 ;促進(jìn)劑：上 緯 1305 ;引發(fā)劑：N0R0XMEKP925H ;
[0040] 2)配制樹脂：按照如下比例配制，樹脂：引發(fā)劑：促進(jìn)劑=1 : 0. 1 : 0. 001? 0. 01，稱取樹脂倒入容器中，然后稱取促進(jìn)劑倒入樹脂中，攪拌lmin，稱取引發(fā)劑倒入，混合 均勻待用；
[0041] 3)采用微機(jī)控制纏繞機(jī)帶動專用模具轉(zhuǎn)動完成煙道壁材料的的纏繞、噴射樹脂工 序；模具外表面纏繞塑料薄膜以便于脫模，纏繞過程從耐腐蝕化學(xué)層13、加強(qiáng)層12到外保 護(hù)層11依次按照工藝要求完成；
[0042] 4)固化成型：固化溫度80°C，時間4-5小時；
[0043] 5)檢驗：內(nèi)外表面應(yīng)平整光滑，無纖維外漏，無直徑大于1cm的氣泡，小氣泡數(shù)不 大于7個/dm 2。
[0044] 以下是本實用新型設(shè)計的相關(guān)技術(shù)說明：
[0045] 一、主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)文件
[0046] ASTMD5364 - 93(2008)，燃煤電廠玻璃纖維增強(qiáng)塑料煙囪部件的設(shè)計、制造和安裝 標(biāo)準(zhǔn)。
[0047] GB/T1446-2005纖維增強(qiáng)塑料性能試驗方法總則
[0048] GB/T1447-2005玻璃纖維增強(qiáng)塑料拉伸性能試驗方法
[0049] GB/T1448-2005玻璃纖維增強(qiáng)塑料壓縮性能試驗方法
[0050] GB/T2576-2005纖維增強(qiáng)塑料樹脂不可溶份含量試驗方法
[0051] GB/T2577-2005玻璃纖維增強(qiáng)塑料樹脂含量試驗方法
[0052] GB/T3854-2005纖維增強(qiáng)塑料巴氏（巴柯爾）硬度試驗方法
[0053] GB/T4202- 2001玻璃纖維產(chǎn)品代號
[0054] GB/T18374 - 2001增強(qiáng)材料術(shù)語及定義
[0055] GB/T17470-1998玻璃纖維短切原絲氈
[0056] GB/T18370-2001玻璃纖維無捻粗紗布
[0057] GB/T8237-2005玻璃纖維增強(qiáng)塑料用液體不飽和聚酯樹脂
[0058] HG20696-1999玻璃鋼設(shè)備設(shè)計規(guī)定
[0059] 二、玻璃鋼煙囪部件的設(shè)計要求，
[0060] ( -）、設(shè)計條件
[0061] 1、FRP煙囪部件允許應(yīng)力的確定：
[0062] 直徑7000mm煙囪FRP煙囪部件性能及數(shù)據(jù)
[0063]

【權(quán)利要求】
1. 一種阻燃防腐玻璃鋼結(jié)構(gòu)煙囪部件，其特征在于：多段圓筒形煙道壁（10)通過煙道 接口（20)連接為一體，在圓筒形煙道壁（10)上有外凸的加強(qiáng)筋（30);所述的煙道壁（10) 結(jié)構(gòu)上分為三層，從外到內(nèi)依次為外保護(hù)層（11)、加強(qiáng)層（12)和耐腐蝕化學(xué)層（13)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃防腐玻璃鋼結(jié)構(gòu)煙囪部件，其特征在于：加強(qiáng)層（12) 采用ECR玻璃纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料，骨架材料為單向布、方格布、短切氈或/和纏繞 紗；所述的外保護(hù)層（11)采用乙烯基酯樹脂，規(guī)格為亞什蘭DERAKANE411-350或亞什蘭 DERAKANE510C-350,并添加紫外線吸收劑；所述的耐腐蝕化學(xué)層（13)采用乙烯基酯樹脂， 規(guī)格為亞什蘭 DERAKANE411-350 或亞什蘭 DERAKANE510C-350。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的阻燃防腐玻璃鋼結(jié)構(gòu)煙囪部件，其特征在于：煙道接口 的結(jié)構(gòu)為；由兩段煙道壁（10)對接，接口處用膩子（23)封堵，內(nèi)外兩側(cè)分別粘貼外接口 (21)和內(nèi)接口（22)，內(nèi)外接口材料采用ECR玻璃纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料，骨架材料為短 切氈加單向布或方格布。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的阻燃防腐玻璃鋼結(jié)構(gòu)煙囪部件，其特征在于：所述的加 強(qiáng)筋的結(jié)構(gòu)為，筋圈（31)截面為外凸弧形或梯形，筋圈包圍的空間內(nèi)充填有硬質(zhì)聚氨酯材 料（32)。
【文檔編號】E04H12/28GK203867268SQ201420177222
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年4月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月12日
【發(fā)明者】李芝春, 王孔偉 申請人:北京大唐恒通機(jī)械輸送技術(shù)有限公司