玻璃鋼復合材料是電廠某些設(shè)備的最佳選材

煙氣脫硫是當今燃煤電廠控制SO2

排放的主要措施，而濕式石灰石洗滌法是當前世界各國應用最多和最為成熟的工藝，也是我國火電廠煙氣脫硫的主導工藝。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。

玻璃鋼復合材料具有耐化學腐蝕性強、使用壽命長、輕質(zhì)、熱率導低、強度高、可承受高的熱應力等優(yōu)點,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用

1.排煙冷卻塔的主要特點

“煙塔合一”技術(shù)是將火電廠煙囪和自然通風冷卻塔合二為一，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。目前在國內(nèi)開始建設(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)筒成為玻璃鋼復合材料在電廠應用的新領(lǐng)域。

國外從上世紀70年代就開始研究此項技術(shù)，1982年8月在德國Volkingen電站第一次將冷卻塔排放脫硫煙氣應用于實際工程。經(jīng)過30多年的實踐，通過不斷的試驗、研究、分析和改進，在德國等國家脫硫改造和新建火電廠中，“煙塔合一”技術(shù)已經(jīng)廣泛應用，成為沒有煙囪的火電廠。

利用冷卻塔排放煙氣，脫硫后的凈煙氣無需再加熱，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、運行和維護費用。此外，一些城市周邊電廠由于煙囪超過限高要求，則可以通過采用新的排煙技術(shù)來達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)在我國的應用提供了廣闊的發(fā)展空間。

2.國外排煙冷卻塔技術(shù)現(xiàn)狀

目前，國外已建成30座以上采用冷卻塔排煙技術(shù)的冷卻塔，單機容量已達到了1000MW。

3.排煙冷卻塔在國內(nèi)的應用

在國內(nèi)，北京國電華北電力工程有限公司、武漢理工大學積極跟蹤國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)計院、高校、科研和生產(chǎn)單位密切合作，開展了對冷卻塔排煙技術(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月底投入運行。

（2）國內(nèi)首座自主設(shè)計建造的“煙塔合一”電廠。

三河電廠二期工程兩座2×300MW的機組120m高，淋水面積為4500m2的排煙冷卻塔是由北京國電華北電力工程有限公司國內(nèi)首座完全自主設(shè)計的排煙冷卻塔。該工程已于2007年10月投入商業(yè)運行。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2000萬元；每年可節(jié)約運行成本450~750萬元，經(jīng)濟效益顯著。

4.三河電廠玻璃鋼煙道的設(shè)計基本條件

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：進冷卻塔處中心標高約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，會對管道的內(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，主要取決于樹脂。隨著合成技術(shù)的不斷進步，樹脂的性能也在不斷提高，尤其在20世紀６０年代乙烯基酯樹脂誕生，進一步提高了玻璃鋼的耐腐蝕性、物理性能以及耐熱性。
　　
樹脂：乙烯基酯樹脂
　　
增強材料：ECRCE－GlassofChemi鄄calResistance)是耐化學侵蝕無堿玻璃的
　　
簡稱。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玻璃具有更強的耐酸、耐堿、耐溫、耐應力腐蝕性。

6.三河電廠工程玻璃鋼煙道現(xiàn)場制作工程進度

2006年10月19日該工程開始進行排煙冷卻塔玻璃鋼煙道的現(xiàn)場制作，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.復合材料大型結(jié)構(gòu)的制備工藝

玻璃鋼煙囪內(nèi)襯的應用

濕法煙氣脫硫后，由于煙氣成分的巨大改變，煙氣的空氣動力學特性、對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，但是煙氣進入煙囪的溫度高達130℃～180℃，只會在煙囪的上關(guān)產(chǎn)生少量的煙氣結(jié)露現(xiàn)象，對煙囪內(nèi)壁帶來腐蝕問題。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的煙囪內(nèi)壁嚴重腐蝕問題，需要對煙囪進行特殊防腐處理。主要的防腐方式有：鋼煙囪內(nèi)壁襯復合鈦合金板、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際應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WFGD的煙囪內(nèi)襯90%由玻璃鋼制作。

國內(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)計基本條件為：

基本風壓：0.45kN/m2。
設(shè)計地震烈度：7度，設(shè)計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160℃。
設(shè)計煤種含硫量：1.32%，校核煤種含硫量：1.82%。
玻璃鋼內(nèi)筒設(shè)計使用年限35年。
使用玻璃鋼煙道前景展望

國務院2007年5月23日印發(fā)了國家發(fā)展改革委會同有關(guān)部門制定的“節(jié)能減排綜合性工作方案”，明確了2010年中國實現(xiàn)節(jié)能減排的目標任務和總體

要求。明確指出“十一五”期間，中國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2549萬噸減少到2295萬噸。

目前，燃煤電廠二氧化硫排放量已達到總排放量的50%以上。

為了減少二氧化硫排放，我國將大力推動燃煤電廠二氧化硫治理�！笆晃濉逼陂g投運脫硫機組3.55億千瓦，其中，新建燃煤電廠同步投運脫硫機組1.67億千瓦，形成削減二氧化硫能力590萬噸。今年現(xiàn)有燃煤電廠投運脫硫設(shè)施3500萬千瓦，形成削減二氧化硫能力123萬噸。到2010年，具有占燃煤機組總?cè)萘康谋壤龑⒂?005年的13.5%，提高到60%左右。

目前，國內(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機組、大唐錦州熱電廠2×300MW機組、國電天津津能熱電廠2×300MW機組。

國內(nèi)正在進行方案設(shè)計，擬采用“煙塔合一”技術(shù)的工程有：天津軍糧城電廠2×300MW機組、江蘇徐州發(fā)電有限公司（2×1000MW）機組。

在德國采用冷卻塔排煙的工程機組單機容量從300MW、500MW、600MW、800MW、900MW到1000MW均有應用。正在建設(shè)的2×1120MW機組也將于2009年建成。

國內(nèi)大機組、超大機組采用冷卻塔排煙技術(shù)的玻璃鋼煙道研究也在進行中。玻璃鋼煙道的直徑將會達到8.5m、跨度達到50m左右，煙道的工作溫度也將適應更高的要求。同時，玻璃鋼煙道的經(jīng)濟性也將是令人關(guān)注的。

對應用玻璃鋼煙道的建議

對玻璃鋼煙道的應用，必須遵循有序競爭的原則，同時必須嚴把原材料關(guān)，積極進行技術(shù)創(chuàng)新、降低成本，并提高質(zhì)量、減少隨意性。有關(guān)部門也應積極制訂相關(guān)的標準，保證文明生產(chǎn)。