目前，對于煙氣脫硫裝置的設計施工和運行經(jīng)驗已日臻完善，但對脫硫機組煙氣排放的關(guān)鍵設備——煙囪的防腐，由于對濕法脫硫后煙囪的運行工況認識不足甚至重視不夠，導致按照目前推行的技術(shù)進行防腐的煙囪出現(xiàn)了大量問題。另外國家環(huán)?？偩珠_始嚴格執(zhí)行燃煤電廠濕法煙氣脫硫（WFGD ）投運率考核指標，否則將對相關(guān)電廠處以高額罰款，并對所在的電力集團實行區(qū)域投資限批，迫使各電廠WFGD 全力投入運行。由于之前的防腐方案選擇不合理，一些煙囪投運不久即進行維修，更甚者個別煙囪成了危險構(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2 個月即發(fā)現(xiàn)由于泡沫玻璃磚脫落而對鋼內(nèi)筒造成嚴重腐蝕; 有的脫硫改造單筒煙囪工程項目投運后僅4 個月即發(fā)生酸液沿煙囪外筒壁滲漏，對鋼筋混凝土筒身造成腐蝕。因此，從電廠長期運行安全和穩(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［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） 復合材料。簽于傳統(tǒng)防腐方案暴露出的問題，同時參考國外成功的經(jīng)驗，應加強FRP 在濕煙囪防腐方面的推廣，為濕煙囪的防腐設計提供一個新的解決方案。
玻璃鋼煙囪應用背景
當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，目前正在運行濕法脫硫(FGD) 煙囪內(nèi)壁嚴重腐蝕的問題已經(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、同時又經(jīng)濟適用的煙囪型式，玻璃鋼煙囪為我們提供了一種較好的選擇。
玻璃鋼(FRP)，是由高強度的玻璃纖維和樹脂復合而成的新型復合材料。玻璃鋼集中了玻璃纖維和合成樹脂的特性，具有質(zhì)量輕、強度高、耐化學腐蝕、絕緣隔熱、耐瞬時高溫燒蝕、強度和形狀可設計性強等優(yōu)點。成型后的玻璃鋼結(jié)構(gòu)層抗拉強度與普通鋼材相當，容重僅為鋼材的1/4~1/5，具備比耐硫酸露點鋼更加優(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)的應用始于FGD開始應用的20世紀70年代國外經(jīng)常多年的研究和工程應用，已經(jīng)形成了FRP煙囪或管道結(jié)構(gòu)設計、制造和施工方面的標準，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，是第一個獲得美國ASME和FRPI協(xié)會RTP-001及FRPI-001認證的專業(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—氧指數(shù)達32，樹脂在溶劑，化學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度和韌性的極佳保留性。被廣泛應用在煙囪和煙囪內(nèi)襯層中，特別是在濕法脫硫FRP煙囪內(nèi)筒的應用中更具優(yōu)越性，由于其高耐腐、高耐熱和高強度的綜合特性，在170度最高耐溫在高溫條件下不會降低其機械強度。
同時，根據(jù)實驗分析結(jié)果及多年的項目工程經(jīng)驗，纖維和樹脂的通潤匹配也是影響到FRP制品質(zhì)量的一個因素，因為不同的纖維其表面的偶聯(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 玻璃纖維增強材料的優(yōu)點，符合 ASTM標準，同時與樹脂可以很好地進行通潤匹配。
設計水平
可依據(jù)的設計標準（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計、制作和安裝的標準指南ASTM D 5364，在2008年進行重新確認。ASTM D 5364-08［2］對玻璃鋼煙囪的適用工況、選材、設計計算方法、制作安裝、質(zhì)量控制和檢驗等方面進行了詳細的規(guī)定，是目前玻璃鋼煙囪設計依據(jù)的主要規(guī)范。
國內(nèi)關(guān)于纖維增強塑料材料的試驗標準已經(jīng)完備，但國內(nèi)對玻璃鋼煙囪設計研究相對較少，工程實踐也十分有限，目前仍沒有專門的規(guī)范。玻璃鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范主要是化工行業(yè)標準《玻璃鋼/聚氯乙烯( FRP /PVC ) 復合管道設計規(guī)定》( HG 20520-40 1992) ［3］和《玻璃鋼化工設備設計規(guī)定》( HG/T20696-1999) ［4］，這兩個標準可供玻璃鋼結(jié)構(gòu)設計參考。但玻璃鋼煙囪的使用條件和結(jié)構(gòu)特點與化工設備有較大不同，化工行業(yè)標準難以直接引用。
專業(yè)設計方法、軟件
美國ANCOR成熟的設計方法、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。
工藝匹配的制造設備和設施
內(nèi)筒的制作在ANCOR自行設計專有的可移動式現(xiàn)場制作車間進行。該車間帶溫度、濕度控制的整體成型，設計可抵御120km/h 的大風，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%。車間設有通風、空調(diào)等設施，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的制造設備為全套電腦控制，自動化程度高。可實現(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?？梢愿玫胤乐姑撃Ｗ冃?。
運行參數(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30公斤/分鐘；
能同一時間纏繞72股紗；
能同時進行纖維纏繞，切割纏繞，和布帶纏繞。
訓練有素的團隊、現(xiàn)場施工管理和實時質(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塑料煙囪內(nèi)筒的設計和安裝標準》和ANCOR的《FRP 內(nèi)筒纏繞質(zhì)量保證手冊》的要求和檢驗標準及檢驗方法對整個制造過程，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、起吊點的制作，加強筋的制作，外表面制作，接口打磨，對接接頭等工序的各個質(zhì)量控制點進行全過程監(jiān)造，及質(zhì)量控制。包括8個關(guān)鍵質(zhì)量控制點和9項質(zhì)量檢驗內(nèi)容。
4．結(jié)論
玻璃鋼(FRP)一種新型復合材料，玻璃纖維提供FRP的強度和剛性，樹脂提供FRP的耐化學性和韌性，集中了玻璃纖維和合成樹脂的特性，具有質(zhì)量輕、強度高、耐化學腐蝕、絕緣隔熱、耐瞬時高溫燒蝕、強度和形狀可設計性強等優(yōu)點，在國外濕法脫硫領(lǐng)域超過20 年的應用分顯示了其在濕煙囪防腐方面獨特的優(yōu)勢，對FRP 結(jié)構(gòu)的設計、加工和制作方面也積累了豐富的經(jīng)驗，經(jīng)過合理的設計、制造和安裝，在技術(shù)上能夠滿足玻璃鋼煙囪的工程應用需要。國內(nèi)嚴峻的煙囪防腐形勢也促使我們拓展?jié)駸焽柙O計的新思路，而且，從工程結(jié)構(gòu)的全壽命來考慮，F(xiàn)RP煙囪的總造價可能更有競爭力，因為FRP材料耐化學性能十分優(yōu)秀，后期維護工作量很小。相信隨著電力行業(yè)對濕煙囪防腐的重視和對FRP 材料認識的深入，F(xiàn)RP 復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)揮應有的作用。
