一种阻燃防腐玻璃钢结构的火电厂湿烟囱的制作方法[0002]火力发电厂的高烟囱(高度一般在180-270米)是重要的构筑物，根据相关规定，其应满足结构设计基准期50年和工艺系统设计寿命30-35年的要求。目前国内火力发电厂湿烟囱腐蚀渗漏问题严重。由于烟囱防腐材料本身的质量、施工过程的控制、工程的管理，以及运行工况多变等原因，造成大量脱硫烟囱出现不同程度的损坏和渗漏现象。中国电力规划设计总院2009年通过对226个已经脱硫改造的烟囱调研，包括六大类13种防腐方案。反映尤以聚脲、萨维真、OM涂料等薄膜类涂料和国产泡沫玻璃砖进行防腐的烟囱出现开裂、冲刷或脱落现象最为严重。其出现问题的比例分别为聚脲和萨维真约占90%，国产泡沫玻璃砖约占50%，OM涂料约占60%以上；采用耐酸胶泥砌筑耐酸砖烟囱的酸液渗漏更为严重。反馈的结果反映出我国目前脱硫烟囱防腐工程出现的问题较多，涉及面较广，出现渗漏的比例较高，所以选择安全可靠的防腐方案是目前烟囱防腐的当务之急。[0003]湿烟囱防腐的关键是将内衬做成整体密闭，用防腐材料作防水、防漏、防渗。由于燃煤的来源和成分极其多样性和复杂，烟气中腐蚀介质也就很复杂。排烟筒的防腐材料目前选用玻璃、陶瓷、树脂复合材料(Fiberglass Reinforced Plastics)和合金钢板四类。常用的金属类防腐材料(包括钛钢和其他合金)不仅造价高，而且还不能解决多种燃煤的腐蚀介质侵蚀。钛合金复合板对有些酸介质的防腐能力也有缺陷。玻璃和陶瓷类防腐材料我们已经实践过粘贴泡沫玻璃砖和泡沫陶瓷砖方案，它不可能作成大块或整体的防腐体系，由于施工难操作性，防腐层的整体密封性很难保证，出现渗漏情况很多。因此近几年玻璃钢(FRP)排烟筒在欧美被快速发展采用。FRP和钢相比，FRP具有重量轻、超强耐腐蚀等特点，作为钢材的替代品，FRP正引起人们的注目。[0004]在国内外，玻璃钢广泛应用于化工、冶金、船舶和航天等防腐设备和工程中，但是如何将玻璃钢应用到电力行业的超高排烟筒上，目前各地都在试验和探索中，如何将较为轻质的湿烟囱玻璃钢内衬固定安装，以及玻璃钢烟道的产品整体设计、材料选用、各部分结构设计，连接构造、起吊安装等尚无成熟技术报道。
[0005]针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种阻燃防腐玻璃钢结构的火电厂湿烟囱。[0006]本发明的目的是这样实现的:一种阻燃防腐玻璃钢结构的火电厂湿烟囱，包括外支撑机构和玻璃钢内衬，其特征在于:玻璃钢内衬是由分段制作的多段玻璃钢筒经密封连接成的一个整体的内筒，在玻璃钢内衬上每间隔一段距离设置一圈加强筋，并且每间隔一段距离设置一个非金属膨胀节，在湿烟筒的不同高度分别设置有支撑节点。[0007]本发明的目的还可以这样实现:所述的支撑节点结构为，在玻璃钢内衬设置有外凸的内衬牛腿，内衬牛腿下设置有钢环梁，内衬牛腿内部充填有硬质聚氨酯材料；外支撑机构连接一承重平台，在承重平台上安装有环梁支架，环梁支架上安装有预制牛腿，预制牛腿前端支撑住钢环梁。
[0008]所述的非金属膨胀节的结构为，在两段玻璃钢内衬之间连接一 W形的耐高温耐腐蚀的柔性节。
[0009]所述的加强筋的结构为，在玻璃钢内衬外壁设置一截面为外凸弧形或梯形的筋圈，筋圈包围的空间内充填有硬质聚氨酯材料；两个相邻的加强筋之间的间距1.5D,其中D为玻璃钢内衬的内径。
[0010]在湿烟筒的不同高度还分别设置有止晃点，止晃点的结构为，外支撑机构连接一止晃平台，止晃平台上依次安装有止晃支架、悬臂连接头，悬臂连接头连接止晃悬臂，在止晃悬臂外端安装有止晃臂撑，止晃臂撑贴近玻璃钢内衬的外壁，防止玻璃钢内衬晃动。
[0011]所述的外支撑机构为钢筋混凝土外筒或钢结构支撑架。
[0012]所述的湿烟筒为分段自立结构，各部分结构比例为，湿烟筒顶部标高210m，在65m、115m、165m处设置支撑节点，在每一支撑节点上端配置非金属膨胀节，玻璃钢内衬内径D=7m，筒壁厚度t=19mm，分段制作，每段5_7m，依次吊装拼接，接头为湿糊工艺，相邻两个加强筋之间的间距L=5m。
[0013]本发明具有以下显著技术进步:
[0014]1、采用本发明玻璃钢内衬的湿烟筒是湿烟囱防腐工程的重大技术创新。基于 申请人:多年实践，其他多种烟囱防腐方案在火力发电厂湿烟囱中均出现严重渗漏，唯有本发明的整体玻璃钢内衬的排烟筒防腐技术方案，在湿烟囱防腐工程中解决了渗漏腐蚀的疑难问题，这是湿烟?防腐工程的重大技术创新和下一步火力发电厂排烟技术发展方向。
[0015]2、采用本发明整体玻璃钢内筒方案，经验证明在湿法脱硫烟囱中烟气温度低、烟气强腐蚀的情况下，采里整体玻璃钢内筒方案是最好的选择，在防腐性能、耐久年限和技术经济等方面都有明显的优势。
[0016]3、采用本发明玻璃钢内筒排烟筒的设计是可靠的。具体来说:
[0017]⑴有相关技术标准和相关文件支持；
[0018]⑵本发明玻璃钢烟筒结构设计技术成熟，实验结果证明，完全可以作到玻璃钢烟筒结构在强度、整体及局部稳定方面安全可靠。
[0019]⑶玻璃钢烟筒耐温性:可以满足排烟筒设计压力±500Pa，湿烟囱在不设旁路的情况下烟温_40°C?65°C。目前国家环保部门严格控制设置旁路，采用玻璃钢湿烟囱从材料选择、降低工程投资方面完全能够满足要求。
[0020]⑷玻璃钢烟筒耐久性:环氧乙烯基酯树脂缠绕制作的FRP烟管使用年限为25年，露天部分外刷防紫外线涂料。
[0021](5)本发明选用的纤维和树脂是一种良好的阻燃体，2011年11月在“国家防火建筑材料质量监督检验中心”(成都)进行了 FRP燃烧性能试验，检测结果与理论实验结果一致(材料的氧指数都在31-33之间，为难燃材料)；耐40%硫酸腐蚀和耐紫外性能良好。
[0022](6)本发明FRP排烟筒分段连接节点的构造技术方案成熟可靠。
[0023](7)本发明FRP排烟筒的工程造价从工程结构的全寿命来考虑，总造价更有竞争力，因为FRP材料耐化学腐蚀性能十分优秀，后期维护工作量很小。[0024](8)本发明在FRP排烟筒的制作和安装方面已取得了丰富成熟的经验，实践中完全能够保证优质和安全施工。



[0025]图1为本发明火电厂湿烟囱结构示意图
[0026]图2为支撑节点结构示意图图
[0027]图3为非金属膨胀节结构示意图
[0028]图4为加强筋结构示意图
[0029]图5为止晃点结构示意图
[0030]图6为分段连接接头结构示意图

[0031]附图中各部件标号如下:外支撑机构10，玻璃钢内衬20，加强筋30，非金属膨胀节40，支撑节点50，内衬牛腿51，钢环梁52，预制牛腿53，环梁支架54，承重平台55，止晃点60，止晃平台61，止晃支架62，悬臂连接头63，悬止晃悬臂64，止晃臂撑65，硬质聚氨酯材料70。
[0032]本发明是一种阻燃防腐玻璃钢结构的火电厂湿烟囱，结构上由两部分组成:外支撑机构10和玻璃钢内衬20。玻璃钢内衬20是由分段制作的多段玻璃钢筒经密封连接成的一个整体的内筒，在玻璃钢内衬20上每间隔一段距离设置一圈加强筋30，并且每间隔一段距离设置一个非金属膨胀节40，在湿烟筒的不同高度分别设置有支撑节点50。
[0033]外支撑机构10可以是钢筋混凝土外筒或钢结构支撑架。
[0034]对于高度达到200多米的火力发电厂湿烟筒来讲，防腐阻燃要求高，其超高的高度，对于其结构支撑也是一个至关重要的设计关键。本发明在烟筒的不同高度设置了多个支撑节点，支撑节点50结构为，在玻璃钢内衬20设置有外凸的内衬牛腿51，内衬牛腿51下设置有钢环梁52，内衬牛腿51内部充填有硬质聚氨酯材料70 ;外支撑机构10连接一承重平台55，在承重平台55上安装有环梁支架54，环梁支架54上安装有预制牛腿53，预制牛腿53前端支撑住钢环梁52。
[0035]非金属膨胀节40的结构为，在两段玻璃钢内衬20之间连接一 W形的耐高温耐腐蚀的柔性节。
[0036]加强筋30的结构为，在玻璃钢内衬20外壁设置一截面为外凸弧形或梯形的筋圈，筋圈包围的空间内充填有硬质聚氨酯材料70 ;两个相邻的加强筋30之间的间距1.5D,其中D为玻璃钢内衬20的内径。
[0037]在湿烟筒的不同高度还分别设置有止晃点60，止晃点60的结构为，外支撑机构10连接一止晃平台61，止晃平台61上依次安装有止晃支架62、悬臂连接头63，悬臂连接头63连接止晃悬臂64，在止晃悬臂64外端安装有止晃臂撑65，止晃臂撑65贴近玻璃钢内衬20的外壁，防止玻璃钢内衬20晃动。
[0038]湿烟筒为分段自立结构，各部分结构比例为，湿烟筒顶部标高210m，在65m、115m、165m处设置支撑节点50，在每一支撑节点50上端配置非金属膨胀节40，玻璃钢内衬20内径D=7m，筒壁厚度t=19mm，分段制作，每段5_7m，依次吊装拼接，接头为湿糊工艺，相邻两个加强筋30之间的间距L=5m。
[0039]以下是本发明设计的相关技术说明:
[0040](一)主要技术标准和相关文件
[0041]ASTM D5364 - 93 (2008)，燃煤电厂玻璃纤维增强塑料烟囱内衬的设计、
[0042]制造和安装标准。
[0043]GB/T 1446-2005 纤维增强塑料性能试验方法总则
[0044]GB/T 1447-2005 玻璃纤维增强塑料拉伸性能试验方法
[0045]GB/T 1448-2005 玻璃纤维增强塑料压缩性能试验方法
[0046]GB/T 2576-2005 纤维增强塑料树脂不可溶份含量试验方法
[0047]GB/T 2577-2005 玻璃纤维增强塑料树脂含量试验方法
[0048]GB/T 3854-2005 纤维增强塑料巴氏(巴柯尔)硬度试验方法
[0049]GB/T4202—2001 玻璃纤维产品代号
[0050]GB/T18374 一 2001增强材料术语及定义 [0051]GB/T17470-1998 玻璃纤维短切原丝毡
[0052]GB/T18370-2001 玻璃纤维无捻粗纱布
[0053]GB/T 8237-2005 玻璃纤维增强塑料用液体不饱和聚酯树脂
[0054]HG 20696-1999 玻璃钢设备设计规定
[0055](二)关于玻璃钢烟筒的结构设计，
[0056]1、设计条件
[0057]按照烟囱ASTM D5364-93 设计。
[0058]玻璃钢烟筒结构分析计算采用大型通用有限元分析软件ANSYS进行，以三维实体模型描述所有的烟筒壳体结构和支撑结构。计算模型中，管道采用壳单元进行模拟，加强筋采用三维梁单元进行模拟，支撑框架采用三维梁单元进行模拟。
[0059]在玻璃钢结构构件的强度设计中，综合安全系数K的选取应根据以下影响因素进行综合考虑，见下表:
[0060]玻璃钢烟道综合安全系数取值因数
[0061]