目前，對于煙氣脫硫裝置的設(shè)計(jì)施工和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)已日臻完善，但對脫硫機(jī)組煙氣排放的關(guān)鍵設(shè)備——煙囪的防腐，由于對濕法脫硫后煙囪的運(yùn)行工況認(rèn)識不足甚至重視不夠，導(dǎo)致按照目前推行的技術(shù)進(jìn)行防腐的煙囪出現(xiàn)了大量問題。另外國家環(huán)?？偩珠_始嚴(yán)格執(zhí)行燃煤電廠濕法煙氣脫硫（WFGD ）投運(yùn)率考核指標(biāo)，否則將對相關(guān)電廠處以高額罰款，并對所在的電力集團(tuán)實(shí)行區(qū)域投資限批，迫使各電廠WFGD 全力投入運(yùn)行。由于之前的防腐方案選擇不合理，一些煙囪投運(yùn)不久即進(jìn)行維修，更甚者個(gè)別煙囪成了危險(xiǎn)構(gòu)筑物而不得不放棄并重新建造。根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，有的工程僅投運(yùn)2 個(gè)月即發(fā)現(xiàn)由于泡沫玻璃磚脫落而對鋼內(nèi)筒造成嚴(yán)重腐蝕; 有的脫硫改造單筒煙囪工程項(xiàng)目投運(yùn)后僅4 個(gè)月即發(fā)生酸液沿?zé)焽柰馔脖跐B漏，對鋼筋混凝土筒身造成腐蝕。因此，從電廠長期運(yùn)行安全和穩(wěn)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，成了目前燃煤電廠急需解決的課題。據(jù)文獻(xiàn)［1］可知，傳統(tǒng)的防腐材料已經(jīng)逐漸被擠出煙囪防腐市場，取而代之的是玻璃鋼（FRP） 復(fù)合材料。簽于傳統(tǒng)防腐方案暴露出的問題，同時(shí)參考國外成功的經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)加強(qiáng)FRP 在濕煙囪防腐方面的推廣，為濕煙囪的防腐設(shè)計(jì)提供一個(gè)新的解決方案。

　　玻璃鋼煙囪應(yīng)用背景

　　當(dāng)前普遍采用的濕法脫硫不加裝煙氣加熱系統(tǒng)工藝，使排入煙囪的煙氣溫度在50 ℃左右，濕煙氣在煙囪內(nèi)結(jié)露形成冷凝酸液，對煙囪的腐蝕性大大加強(qiáng)，目前正在運(yùn)行濕法脫硫(FGD) 煙囪內(nèi)壁嚴(yán)重腐蝕的問題已經(jīng)暴露出來，為了解決濕煙囪的防腐問題，必須尋求一種耐酸防腐、滿足結(jié)構(gòu)要求、同時(shí)又經(jīng)濟(jì)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(qiáng)度的玻璃纖維和樹脂復(fù)合而成的新型復(fù)合材料。玻璃鋼集中了玻璃纖維和合成樹脂的特性，具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐化學(xué)腐蝕、絕緣隔熱、耐瞬時(shí)高溫?zé)g、強(qiáng)度和形狀可設(shè)計(jì)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。成型后的玻璃鋼結(jié)構(gòu)層抗拉強(qiáng)度與普通鋼材相當(dāng)，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，特別適合燃煤電廠脫硫不加GGH的濕煙囪運(yùn)行條件。

　　國外對于煙囪內(nèi)筒的技術(shù)國外玻璃鋼煙囪在電力行業(yè)的應(yīng)用始于FGD開始應(yīng)用的20世紀(jì)70年代國外經(jīng)常多年的研究和工程應(yīng)用，已經(jīng)形成了FRP煙囪或管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造和施工方面的標(biāo)準(zhǔn)，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(nèi)筒已長達(dá)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(nèi)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RTP-001及FRPI-001認(rèn)證的專業(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錫利保）作為國內(nèi)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(yīng)用于中國市場，徹底解決國內(nèi)濕法脫硫煙囪的腐蝕問題。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——樹脂的選擇。為保證內(nèi)筒使用的安全性能，F(xiàn)RP內(nèi)筒基體材料采用美國陶氏化學(xué)公司生產(chǎn)的乙烯基酯樹脂DERAKANE*510C，是具有阻燃功能的一種乙烯基樹脂，樹脂中含有溴化環(huán)氧骨架，予樹脂以阻燃性，阻燃性能指標(biāo)—氧指數(shù)達(dá)32，樹脂在溶劑，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(qiáng)度和韌性的極佳保留性。被廣泛應(yīng)用在煙囪和煙囪內(nèi)襯層中，特別是在濕法脫硫FRP煙囪內(nèi)筒的應(yīng)用中更具優(yōu)越性，由于其高耐腐、高耐熱和高強(qiáng)度的綜合特性，在170度最高耐溫在高溫條件下不會降低其機(jī)械強(qiáng)度。

　　同時(shí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果及多年的項(xiàng)目工程經(jīng)驗(yàn)，纖維和樹脂的通潤匹配也是影響到FRP制品質(zhì)量的一個(gè)因素，因?yàn)椴煌睦w維其表面的偶聯(lián)劑存在一定的差異，這種差異決定了樹脂與玻纖的通潤性，如果偶聯(lián)劑與樹脂匹配，纖維能完全被樹脂浸潤，反之浸潤效果不好，其制品強(qiáng)度會有所下降。選用Advantex®耐腐蝕玻璃纖維，Advantex® 玻纖是獲得專利的無硼玻璃纖維，兼具耐腐蝕的 E-CR 玻纖和 E 玻璃纖維增強(qiáng)材料的優(yōu)點(diǎn)，符合 ASTM標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)與樹脂可以很好地進(jìn)行通潤匹配。

　　設(shè)計(jì)水平

　　可依據(jù)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（ASTM）

　　美國早在1993 年發(fā)布了專門用于燃煤電廠玻璃鋼排煙筒設(shè)計(jì)、制作和安裝的標(biāo)準(zhǔn)指南ASTM D 5364，在2008年進(jìn)行重新確認(rèn)。ASTM D 5364-08［2］對玻璃鋼煙囪的適用工況、選材、設(shè)計(jì)計(jì)算方法、制作安裝、質(zhì)量控制和檢驗(yàn)等方面進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定，是目前玻璃鋼煙囪設(shè)計(jì)依據(jù)的主要規(guī)范。

　　國內(nèi)關(guān)于纖維增強(qiáng)塑料材料的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)完備，但國內(nèi)對玻璃鋼煙囪設(shè)計(jì)研究相對較少，工程實(shí)踐也十分有限，目前仍沒有專門的規(guī)范。玻璃鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范主要是化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玻璃鋼/聚氯乙烯( FRP /PVC ) 復(fù)合管道設(shè)計(jì)規(guī)定》( HG 20520-40 1992) ［3］和《玻璃鋼化工設(shè)備設(shè)計(jì)規(guī)定》( HG/T20696-1999) ［4］，這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)可供玻璃鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參考。但玻璃鋼煙囪的使用條件和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與化工設(shè)備有較大不同，化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)難以直接引用。

　　專業(yè)設(shè)計(jì)方法、軟件

　　美國ANCOR成熟的設(shè)計(jì)方法、軟件及煙囪整體結(jié)構(gòu)有限元分析；

　　工藝技術(shù)

　　FRP煙囪作為一個(gè)大型構(gòu)筑物，工藝上采用專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(shè)備和設(shè)施

　　內(nèi)筒的制作在ANCOR自行設(shè)計(jì)專有的可移動式現(xiàn)場制作車間進(jìn)行。該車間帶溫度、濕度控制的整體成型，設(shè)計(jì)可抵御120km/h 的大風(fēng)，可以充分滿足FRP內(nèi)筒對操作環(huán)境的要求：溫度>10℃，濕度<75%。車間設(shè)有通風(fēng)、空調(diào)等設(shè)施，完全滿足安全、環(huán)境與健康（HSE）管理體系和質(zhì)量管理體系的要求。可以保證產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中不受雨雪、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(shè)備為全套電腦控制，自動化程度高。可實(shí)現(xiàn)臥式纏繞、立式脫模。 臥式纏繞可以較好控制施工制量，立式脫模可以更好地防止脫模變形。

　　運(yùn)行參數(shù)：

　　纏繞直徑：5m—10m（涵蓋常用的煙氣脫硫行業(yè)煙囪內(nèi)筒尺寸范圍）；

　　纏繞長度：14m；

　　纏繞速率：可達(dá)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(xùn)練有素的團(tuán)隊(duì)、現(xiàn)場施工管理和實(shí)時(shí)質(zhì)量控制

　　FRP煙囪的生產(chǎn)過程為典型的特殊生產(chǎn)過程，在制作、安裝過程中，依據(jù)ASTM D 5364《火電廠玻璃纖維增強(qiáng)塑料煙囪內(nèi)筒的設(shè)計(jì)和安裝標(biāo)準(zhǔn)》和ANCOR的《FRP 內(nèi)筒纏繞質(zhì)量保證手冊》的要求和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法對整個(gè)制造過程，從模具，樹脂基原材料配比，內(nèi)襯層、結(jié)構(gòu)、外防腐層的纏繞及固化，支撐肩、起吊點(diǎn)的制作，加強(qiáng)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)行全過程監(jiān)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(xiàng)質(zhì)量檢驗(yàn)內(nèi)容。

　　4．結(jié)論

　　玻璃鋼(FRP)一種新型復(fù)合材料，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，集中了玻璃纖維和合成樹脂的特性，具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐化學(xué)腐蝕、絕緣隔熱、耐瞬時(shí)高溫?zé)g、強(qiáng)度和形狀可設(shè)計(jì)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在國外濕法脫硫領(lǐng)域超過20 年的應(yīng)用分顯示了其在濕煙囪防腐方面獨(dú)特的優(yōu)勢，對FRP 結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、加工和制作方面也積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過合理的設(shè)計(jì)、制造和安裝，在技術(shù)上能夠滿足玻璃鋼煙囪的工程應(yīng)用需要。國內(nèi)嚴(yán)峻的煙囪防腐形勢也促使我們拓展?jié)駸焽柙O(shè)計(jì)的新思路，而且，從工程結(jié)構(gòu)的全壽命來考慮，F(xiàn)RP煙囪的總造價(jià)可能更有競爭力，因?yàn)镕RP材料耐化學(xué)性能十分優(yōu)秀，后期維護(hù)工作量很小。相信隨著電力行業(yè)對濕煙囪防腐的重視和對FRP 材料認(rèn)識的深入，F(xiàn)RP 復(fù)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(yīng)有的作用。