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电厂bet9烟囱内筒

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    bet9烟囱在火电厂中的应用分析 近年来随着国家对脱硫的要求越来越严格,火电厂大都采用了湿法脱硫,在采用湿法脱 硫工艺前,烟气中虽然含有较多二氧化硫,但烟气进入烟囱的

      bet9烟囱在火电厂中的应用分析
       
      近年来随着国家对脱硫的要求越来越严格,火电厂大都采用了湿法脱硫,在采用湿法脱
      硫工艺前,烟气中虽然含有较多二氧化硫,但烟气进入烟囱的温度较高,高达130~160℃,
      只形成少量的烟气结露现象,对烟囱的防腐蚀要求不是很高。但是湿法脱硫后,烟气温度降
      至50~80℃,烟气含水率较高,导致烟囱内壁腐蚀速率也随之增大。为了解决严重的腐蚀
      问题,bet9烟囱以其耐腐蚀性好、轻质高强、使用寿命长、施工简便、不需维修等优点为
      此提供了最佳的解决方案,并得到了推广应用。
      1. bet9材料的特性
      bet9学术名词纤维增强塑料(Fiberglass reinforced plastics),是由玻璃纤维与
      树脂基体有机结合而成的一种高性能混合物。它与烟囱传统材质如钢筋混凝土、钢、砖等材
      质相比较,具有以下优点:
      1 耐腐蚀性
      bet9具有优异的耐腐蚀性能,可以抵抗包括酸、碱、盐等多种介质的腐蚀。表1 列出
      了用环氧型乙烯基酯树脂做成的bet9耐强酸、高氯化物腐蚀的情况。经过大量的研究、试
      验、试用,结果发现,bet9材料是最佳的防腐蚀材料。
      2 轻质高强
      bet9具有轻质高强的物理性能,其比重仅为钢的1/4,机械缠绕成型bet9环向拉伸
      强度可达1000Mpa,轴向拉伸强度可达300Mpa,而Q235 的抗拉强度为370-500Mpa,bet9
      的比强度要远高于钢材。
      3 热导率低
      bet9的保温性能比较好,其导热系数远小于钢材的导热系数,在需要保温的场合,玻
      璃钢设备可以不需要隔热层;bet9的热膨胀系数比较小,与钢材较接近,所以对于高度较
      低、温差较小的烟囱可以不设膨胀节。详见表2:
      项目材质   纤维缠绕bet9 钢  PVC
      热膨胀系数(10-6/℃ ) 11.2 12.3   60-80  
      热传导系数(W/m·℃)  0.23    41    0.18

      4 使用寿命长
      bet9的使用寿命较长,国外已有bet9烟囱使用40 年的经验。按照美国的ASTM D
      5364 标准规定:使用bet9内筒的寿命要达到35 年。
      5 造价
      如果从工程结构的全寿命来考虑,bet9烟囱的总造价相比其他材质烟囱更有竞争力,因为
      bet9材料具有耐腐蚀性、轻质高强、使用寿命长、维护维修成本低等优点,使其综合造价
      相对较低。下面以一个240 米高,直径8 米的烟囱内筒为例,将各种材质烟囱的造价做一个
      比较,详见表3:
      表3 不同材质烟囱造价比较
       
      钢-泡沫玻璃砖 1800 万元
      钢-钛复合结构 2100 万元
      整体bet9套筒 1500 万元

      2. bet9施工工艺
      目前bet9烟囱的成型工艺主要为自动化机械缠绕成型。bet9缠绕成型的优点: ①
      能够按产品的受力状况设计缠绕规律,使能充分发挥纤维的强度;②比强度高:一般来讲,
      纤维缠绕压力容器与同体积、同压力的钢质容器相比,重量可减轻40~60%;③可靠性高:
      纤维缠绕制品易实现机械化和自动化生产,工艺条件确定后,缠出来的产品质量稳定,精确;
      ④生产效率高:采用机械化或自动化生产,需要操作工人少,缠绕速度快(240m/min),故
      劳动生产率高;⑤成本低:在同一产品上,可合理配选若干种材料(包括树脂、纤维和内衬),
      使其再复合,达到最佳的技术经济效果。现在制造的bet9烟囱均为计算机控制自动化缠绕。
      3. bet9在火电厂中的应用情况
      3.1、国外bet9烟囱的应用情况
      国外bet9烟囱的应用始于二十世纪七十年代,早在1977 年,在美国EastKentucky
      Power Cooperative 企业就在Spurlock 电站成功使用bet9烟囱(高度802ft、245m,直
      径15.5ft、4.73m),至今仍在安全使用。2004~2008 年,美国建造了的bet9烟囱数量,
      如表4 所示。各国一些典型的烟囱使用案例见表5 所示。
      表4          近几年北美地区bet9烟囱建造数量[4]
      年代    2004   2005    2006 2007  2008
      bet9烟囱
      建造数量 
      33  35 38 49 53

       
      表5                         国外FRP 烟囱建设使用情况

      地点? 备注?
      美国East Kentucky Power   Cooperative 旗下Spurlock Power Statio 烟囱直径4.73m 高度245? 1977年 ?
      美国Santee cooper 所属的Cross Generating Power Station
      ?
      烟囱直径8.54m 高度148.8m  ? 2004年?
      德国Kraftwerk Simmering ? Power Station? 烟囱直径8.54m 高度148.8m  2001年?
      德国Ingolstadt Power Plant? 烟囱直径6.7m 高度180m  1993 年
      日本关西电力南港发电厂 烟囱内筒直径5.3m,管段长度11m,51 根bet9管段组装而成? 1992 年?
      英国Eggborough Power Station? 2 台500MW 机组安装了两个184m 的FRP 内筒? 2002 年?
      德国Neideraussen电站? 1000MW 机组 2003 年?
      德国Voiklingen 实验电厂 ? 300MW 机组? 1982 年?
      德国Schwaree Pumpe 电站? 2×800MW 机组? 1997 年?
      德国Weisweiler 电厂 ? 2300MW 机组  
      德国Lippendorf 电厂? ?2×920MW 机组?  
      捷克Vresova 电厂 ? 125MW 机组 ? 2000 年?
      ?
      ?
      ?
      2007 年美国完成脱硫改造的P4 电厂新建一座双内筒烟囱,由PullmanPower 企业设计,
      外筒为钢筋混凝土结构,高131.064m,直径20.599m,内筒为FRP 结构,直径8.1m,树脂
      采用HetronFR992 树脂。内筒现场缠绕和安装,制作时每根内筒分12 段,每段9.144m。
      2002 年英国Eggborough Power Station 为其2 台500 MW 机组加装湿法F GD 装置,
      同时在混凝土烟囱内安装了两个184 m 的FRP 内筒。
      2000 年7 月捷克125 MW 的Vresova 电厂签约加装湿法F GD 时的方案,烟囱则为钢结
      构支撑的FRP 烟囱.
      2001 年9 月德国建成的Kraftwerk Simmering 电站,采用高度200 m 、直径4.8 m 的
      FRP 烟囱. 另外,德国还在全世界率先采用烟塔合一技术,使用FRP 制造直径达7~10 m 排
      烟管道.
      在日本,关西电力南港发电厂的800 MW 机组采用3 个FRP 内筒的烟囱,FRP 内筒直径
      5.3 m, 高度200 m.
      国外经常多年的研究和工程应用,已经形成了FRP 烟囱或管道结构设计、制造和施工方
      面的标准,如美国的ASTM D 5364。
      3.2、国内bet9烟囱的应用情况
      我国在bet9烟囱的研究和应用方面落后于西方发达国家,但近年来bet9烟囱如雨后
      春笋般不断涌现,目前已完成的工程有新疆呼图壁电厂,安徽淮北虎山电厂、盘锦辽东湾热电厂等,正在和准备
      施工的有重庆石柱电厂、太原二热、山东滨州等电厂。
      各大电力设计院及各省属电力设计院目前都已将bet9烟囱作为设计的主要备选方案。
      我企业是国标《GB30811-2014>> 燃煤电厂玻璃纤维增强塑料烟囱内筒标准的参加编写单位。
      4. bet9烟囱内筒与钛板的比较
      钛材是一种耐腐蚀性优良的材料,这是由于钛的表面容易生成稳定的钝化膜,因此在酸
      性、碱性、中性盐溶液中有较好的稳定性,但钛板方案存在以下缺点:
      (1)钛板的造价很高,在所有方案中是最贵的。
      (2)钛板的制造周期也是最长的,从订货到交货至少要3-4 个月的时间,甚至要到半
      年以上。
      (3)钛板的焊缝处理是一个很复杂的问题,本身钛板的焊接工艺技术难度很高,不是
      普通焊工可以施工,必须经过专门的技术培训,同时由于很多施工都是在高空进行作业,焊
      接难度很大,因此很多钛板烟囱的质量问题主要出现在焊缝附近。
      (4)由于钛合金与钢板的膨胀系数不同,易产生裂纹。
      5、意见及建议
      bet9烟囱内筒与钛板内筒相比具有更加良好的耐腐蚀性,轻质高强、易于安装,使用
      寿命长,便于维修等优点,具有广阔的市场前景。
      随着相关国家标准的出台,如GB50051《烟囱设计规范》《GB30811-2014>> 燃煤电厂玻璃纤维增强塑料烟囱内筒标准中对bet9烟囱的设计、制造
      等有了明确的规定,这也必将推动bet9烟囱更为广泛的应用于电力行业。
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