燃煤电厂玻璃钢内筒套筒式烟囱设计
烟囱钢内筒施工方案
烟囱钢内筒施工方案1. 引言烟囱钢内筒是指在烟囱内部，采用钢材制作的一个内管道，用于改善烟囱的排烟效果、延长烟囱的使用寿命和提高燃烧效率。
本文档旨在提供一种烟囱钢内筒的施工方案，以指导工程师和技术人员进行烟囱钢内筒的施工工作。
2. 施工准备在进行烟囱钢内筒的施工前，需要进行以下准备工作：•确定施工过程中的安全措施，如佩戴安全帽、手套等；•准备所需的施工工具和设备，如钢管切割机、焊接设备等；•清理烟囱内部，确保内部没有障碍物和杂物；•检查烟囱外部是否有损坏或裂缝，如有需要进行修补。
3. 施工步骤3.1. 测量尺寸首先需要测量烟囱内部的尺寸，确定钢内筒的长度和直径。
测量时应注意避免误差，可以重复测量多次，取平均值作为准确数值。
3.2. 制作钢内筒根据测量的尺寸数据，将所需的钢管切割成相应的长度和直径。
在切割过程中，应注意保持切割的平直和准确度。
3.3. 清洁处理将切割好的钢内筒清洗干净，去除切割时产生的锈迹和毛刺。
可以使用钢丝刷和清洁剂进行清洗，确保钢内筒表面光滑洁净。
3.4. 安装钢内筒将清洁处理好的钢内筒放入烟囱内部，根据测量的长度和直径进行调整。
将钢内筒顶部与烟囱顶部对齐，确保其与烟囱内壁贴合紧密。
3.5. 焊接固定通过焊接设备将钢内筒与烟囱内壁进行固定焊接。
焊接前应先焊接一个固定架，将钢内筒放置在固定架上，并使用焊接方法将其固定住。
焊接时应注意焊接技术和焊接材料的选择，确保焊接牢固和耐久性。
3.6. 检查和测试完成焊接后，对施工现场进行检查和测试。
检查焊接部位是否牢固，是否有漏焊现象；测试烟囱排烟效果和燃烧效率是否得到改善。
如发现问题，及时进行修复和调整。
4. 安全注意事项在进行烟囱钢内筒施工时，需要注意以下安全事项：•佩戴个人防护装备，如安全帽、手套、护目镜等；•确保施工现场通风良好，避免吸入有害气体；•确保焊接设备和工具的正常运行，避免发生火灾和电击等事故；•严禁在施工现场吸烟，避免引发火灾。
玻璃钢烟囱的设计技术及相关标准
玻璃钢烟囱的设计技术及相关标准
石家庄开发区技源科技有限公司 李国树
1、前言 近年来玻璃钢烟囱得到了快速发展，目前已成为众多设计院竞相关注的重点材料。但多
数玻璃钢生产厂家甚至是化工、电力设计院对玻璃钢烟囱的设计技术了解不是很全面，存在 很多问题，这也就阻碍了玻璃钢烟囱的推广和应用。 2、玻璃钢烟囱的相关标准
根据不同的 K 和 F，各个系数可以根据考虑的载荷情况得出，如第 8 项所给。 通过使用 8.1 中所给的方法，可以用这些系数确定可容许设计应变，以便建立可容 许设计强度（8.2），此设计强度将用于第 4 项和第 9 项中描述的整体设计分析。 A1 是与材料性能测试核实相关的设计系数， A2 是与化学环境相关的设计系数， A3 是与设计温度和树脂 HDT 影响相关的设计系数，并根据方程（6）获得：其中（6） 为
（3）偶然荷载：罕遇地震作用、拉线断线、撞击、爆炸等。
基本风压按国家标准《建筑结构荷载规范》（GB 50009）规定的 50 年一遇的风压采用，
但基本风压不得小于 0.35kN/m。对于安全等级为一级的烟囱，基本风压应按 100 年一遇的
风压采用。
3.2 使用温度范围
湿法脱硫后正常运行情况下烟气的温度为 40~50℃，在极端情况下，温度会有波动，玻
1、玻璃钢内筒可选用悬挂式结构（整体悬挂式、分段悬挂式），自立式结构，悬挂式玻 璃钢内筒应进行悬挂结点强度计算及悬挂下端最大水平位移计算。
2 应按照温度变化最大差值计算内筒热应力并考虑加热膨胀节的数量。 3 悬挂式玻璃钢烟囱宜选用承重平台， 4 止晃装置计算 （1） 内筒与外筒之间的止晃拉紧索承受的拉力，应根据内外筒变形协调计算。 （2）玻璃钢内筒与拉紧索相连的加强支撑环的弯矩、环向拉力及沿内筒半径方向的剪 力， 3.9 玻璃钢烟囱的材料设计 玻璃钢烟囱在材料设计中应该注意以下几点：， （1)、内衬防腐蚀树脂的选择： 选择内衬树脂主要根据烟气的腐蚀性、温度、含水率等情况作一正确的选择，目前市场 常用的为乙烯基酯树脂，如亚仕兰的 D470、D411、上纬的 SW907、SW901、华昌的 W2-1、MFE-2 等树脂。但并不是价格越高树脂性能就越好，不同类型的树脂耐腐蚀的特性不一样，例如 HET 酸树脂就比较适合应用于含氯化学介质的烟气，如盐酸蒸汽等；另外在选择树脂时还必 须考虑其力学性能，尤其是高温下的力学性能要充分考虑，因为 FRP 在高温下的力学性能会 有一定程度的下降，而烟囱内的气体温度有时会比较高，这种情况下树脂的耐温性能就至关 重要。此外还应考虑作为内衬树脂必须要有较高的断裂延伸率、韧性要好。按照美国 ASTMD5364-2002 的规定：所选用的树脂至少具有如下性能：在 82℃、25％的硫酸中的耐久 性不低于 1 年、最低强度保留率不低于 50％。测定方法未 ASTM C581，或者在实际可预见的 使用环境条件中试验。
燃煤电厂玻璃钢内筒套筒式烟囱设计
燃煤电厂玻璃钢内筒套筒式烟囱设计发表时间：2017-11-06T13:07:20.053Z 来源：《基层建设》2017年第20期作者：刘洪泉[导读] 摘要：如何确定火力发电厂烟囱的结构形式，是结构工程师必须面对和解决的问题。
中国能源建设集团新疆电力设计院有限公司新疆维吾尔自治区 830000 摘要：如何确定火力发电厂烟囱的结构形式，是结构工程师必须面对和解决的问题。
采用复合材料“积木式方法”研究了工程用树脂的固化过程、乙烯基酯树脂的耐蚀性、元件级和部件级筒体的力学性能。
结果表明，设计的某燃煤电厂玻璃钢（FRP）排烟内筒可以满足工程要求。
关键词：玻璃钢烟囱；平台结构布置；分段支承；防腐 1前言酸雨问题在世界范围内影响着人类的生存环境，有必要减少硫元素扩散到空气中的量，从源头上遏制酸雨的发生。
目前，业界普遍采用湿法脱硫工艺，其中，无 GGH（烟气加热器）的湿法脱硫工艺在燃煤电厂里得到应用，它可以有效地起到节能减排的作用，但该工艺会导致烟气温度下降、湿度上升，加重烟囱的腐蚀，为此，人们积极探索新材料来解决这一问题。
玻璃纤维增强塑料（俗称玻璃钢，FRP）因具有良好的可设计性、突出的耐蚀性而在欧美等发达国家燃煤电厂脱硫烟囱防腐蚀工程中广泛应用。
经过广大科技工作者的深入研究，我国电力规划设计部门明确指出：“玻璃钢可以在国内脱硫烟囱防腐蚀工程中被采用”。
作为首个双管悬挂式ＦＲＰ排烟内筒，国内某新建电厂装机总量为2x660MW，排烟筒内径为7200mm，每节筒体高8000mm，标高240000mm，平均壁厚21mm，见图1。
由图1可见，排烟筒的两节筒体通过内、外表面湿法手糊工艺进行连接。
2试验2.1原材料试验的主要原材料如下：工业级乙烯基酯树脂，430g/m2单向布，300g/m2短切毡，2400TEX型缠绕纱，工业级氢氧化钠。
2.2试验方法 2.2.1原材料试验（1）凝胶时间凝胶时间与缠绕工艺、纤维浸润、产品质量关系密切，本工作对凝胶时间和各种助剂的配比进行了优化和筛选，按照GB/T 7193－2008《不饱和聚酯树脂25℃凝胶时间测定方法》测试了凝胶时间，重点研究了室温下固化剂含量为1.5%（质量分数，下同）时，促进剂含量与凝胶时间的关系。
烟囱玻璃钢内筒施工工法
烟囱玻璃钢内筒施工工法一、前言烟囱玻璃钢内筒施工工法是一种常用于烟囱维修与加固的施工方法。
它通过利用玻璃钢材料的优良特性，提高了烟囱的耐火性、耐化学腐蚀性和机械强度，使烟囱能够更好地适应工业环境的要求。
本文将详细介绍烟囱玻璃钢内筒施工工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例，以便读者全面了解该工法的应用与运用。
二、工法特点烟囱玻璃钢内筒施工工法具有以下几个特点：1. 耐用耐腐蚀：采用玻璃钢材料作为内筒材料，具有良好的耐化学腐蚀性，能够有效地防止烟囱内壁被污染物腐蚀，延长烟囱的使用寿命。
2. 耐火性能好：玻璃钢材料具有良好的耐高温性能，在高温烟气环境下能够保持稳定的物理和化学性能，不会发生脱落和破裂，能够有效防止火灾的发生。
3. 施工周期短：采用预制成型的内筒材料，减少了现场加工和施工时间，可大大缩短施工周期，提高施工效率。
4. 安装方便：内筒材料轻便易搬运，采用钢标芯轻量化结构设计，减轻了施工人员的劳动强度，简化了安装过程。
5. 技术难度低：采用玻璃钢材料进行内筒施工，无需特殊施工技术与设备，简化了施工工艺，降低了技术难度。
6. 维护成本低：玻璃钢材料具有优异的耐候性和耐老化性能，不易褪色、脱落和变形，减少了后期维护与修复的频率和成本。
三、适应范围烟囱玻璃钢内筒施工工法适用于各种工业烟囱的维修与加固，包括高温烟囱、腐蚀性烟囱、化工烟囱、石化烟囱等。
它可以满足不同行业对烟囱耐火性、耐腐蚀性和抗震性的要求，提高烟囱的使用寿命和安全性能。
四、工艺原理烟囱玻璃钢内筒施工工法的工艺原理是通过将预制成型的玻璃钢内筒材料安装在原有烟囱内部，形成一道防护层。
内筒材料具有良好的耐高温性、耐化学腐蚀性和机械强度，能够抵御烟气的侵蚀和破坏，提高烟囱的耐久性和抗震性。
此外，内筒材料还能够平滑烟气流动，减少烟气阻力，提高烟囱的排烟效率。
五、施工工艺1. 施工准备：对烟囱原有内壁进行清理和准备工作，保持表面的光洁和干燥。
玻璃钢在火力发电厂烟囱内筒的技术及应用
手糊成型是玻璃钢制造中最常用的工艺，是将玻璃纤维和树脂等材料 一层一层地铺在模具上，然后进行固化。
03
喷射成型是将树脂和玻璃纤维混合后，通过喷嘴喷射到模具上，形成 所需的形状。
04
纤维缠绕是将玻璃纤维浸渍树脂后，按照一定的规律缠绕在芯模上， 形成所需的形状。
玻璃钢的物理和化学性能
01
玻璃钢具有良好的耐腐蚀性、耐候性和耐老化性，可以在不同 的环境下长期使用。
04
玻璃钢在火力发电厂烟囱内筒的应用 案例
应用案例一：某火力发电厂烟囱内筒改造项目
1 2
改造背景
某火力发电厂原有烟囱内筒材料为混凝土，由于 使用年限较长，存在严重的腐蚀和磨损问题，影 响烟囱的正常运行。
改造方案
采用玻璃钢材料对烟囱内筒进行整体更换，以提 高其耐腐蚀和耐磨损性能，延长使用寿命。
3
实施效果
玻璃钢烟囱的维护和保养
定期检查
定期对玻璃钢烟囱进行检 查，包括表面质量、结构 完整性、连接部位等，及 时发现并处理潜在问题。
清洁保养
定期对烟囱进行清洁保养， 去除积灰、污垢等，保持 烟囱内部的清洁和外观的 美观。
维修更换
对于损坏或老化的部位进 行维修或更换，保证玻璃 钢烟囱的正常运行和使用 寿命。
新建的玻璃钢烟囱内筒具有良好 的耐腐蚀、耐高温和耐磨损性能， 运行稳定可靠，有效降低了维修 和维护成本。
应用案例三：玻璃钢烟囱的性能测试和评估
01
测试目的
对玻璃钢烟囱的性能进行测试和评估，以确保其满足设计要求和使用寿
命。
02
测试方法
通过模拟实际运行工况，对玻璃钢烟囱的耐腐蚀、耐高温、耐磨损等性
能进行测试，同时对其结构强度和稳定性进行评估。
浅谈燃煤发电厂玻璃钢内筒吊装方案
浅谈燃煤发电厂玻璃钢内筒吊装方案发布时间：2021-02-04T11:12:38.260Z 来源：《电力设备》2020年第30期作者：田宏英[导读] 摘要：本文对燃煤发电厂玻璃钢内筒吊装做了简要介绍，从玻璃钢烟囱制作、对接、吊装等多个方面对玻璃钢内筒吊装方案做了描述，对各关键点的工序做了介绍，为更多燃煤发电厂玻璃钢内筒吊装提供了借鉴。
（大唐环境产业集团股份有限公司北京 100097）摘要：本文对燃煤发电厂玻璃钢内筒吊装做了简要介绍，从玻璃钢烟囱制作、对接、吊装等多个方面对玻璃钢内筒吊装方案做了描述，对各关键点的工序做了介绍，为更多燃煤发电厂玻璃钢内筒吊装提供了借鉴。
关键词：燃煤发电厂、玻璃钢内筒、吊装方案1、前言随着大气污染物排放标准的日益严格，脱硫系统已成为燃煤电厂建设中必不可少的一个系统。
但是，由于我国燃煤电厂传统的烟囱均是排放高温烟气，对烟道、烟囱的腐蚀较轻，再加之当时我国正处于发展的初级阶段，国内电力行业基本上对材料的认识比较肤浅，更不用说防腐材料的研究了。
而当今我国各行业的环境保护意识越来越强，尤其是具有领军能力的电力行业，更应该走在全国的最前端。
随着电力行业大规模的脱硫系统建设，整个电力行业不得不面对越来越严重的腐蚀风险，因此，在脱硫系统选型过程中，特别是在脱硫出口的烟囱选择上，必须采用防腐性能较好的防腐材料。
目前燃煤电厂采用较多的是内、外筒结构，外筒采用钢筋混凝土结构，内筒采用防腐性能较好的材质。
玻璃钢内筒以其突出的耐腐蚀性能、便捷的安装方式、较低的运行维护成本和较长的使用寿命，受到越来越多的电力企业的青睐。
平罗电厂2×660MW新建机组采用的即是玻璃钢内筒。
玻璃钢内筒运行的好坏取决于内筒安装的情况，因此需着重注意玻璃钢内筒的吊装。
2、工程概况本工程烟囱结构形式为套筒式，排烟内筒体系为悬吊式。
套筒式烟囱由烟囱筒身和烟囱基础组成；烟囱筒身又由钢筋混凝土外筒壁、各层夹层平台、内部交通设施和排烟内筒体系构成。
火力发电厂钢内筒烟囱设计刍议
火力发电厂钢内筒烟囱设计刍议悬吊式钢内筒烟囱内筒悬吊的形式可分为分段悬吊和整体悬吊，分段悬吊接头多，构造相对复杂，湿烟囱时渗漏点多，防渗难度大，成本高；整体悬吊接头少，甚至没有接头，构造简单，防渗可靠性高，成本低。
从长远来看，整体悬挂钢内筒烟囱将是套筒式烟囱的发展方向。
经过多年的实践，自立式钢内筒烟囱的设计方法已经比较成熟。
相对于自立式钢内筒烟囱，悬挂式钢内筒烟囱国内工程应用不多，目前国内尚未有成熟的设计方法，更无专门的技术规范、规程或标准。
整体悬挂式钢内筒荷载施加在烟囱外筒顶部，内外筒相互作用比较复杂，很多已经付诸实施的工程做法也未经深入、充分的理论研究。
1不同内筒支承形式技术比较1.1 自立式钢内筒自立式钢内筒设计简单、受力明确。
国内已有多座自立式钢内筒烟囱，从排烟筒设計及施工方面都积累了比较丰富的经验。
自立式内筒烟囱属于压弯结构，由于受压失稳是钢结构的弱项，其抗压强度虽高，但得不到充分利用，因此自立式排烟筒耗钢量较大。
1.2 分段悬挂式钢内筒烟囱悬挂支承方式钢内筒烟囱具有以下特点：首先可充分发挥了钢材抗拉强度高的特点，受力合理，结构材料可大幅度减少。
其次在高地震烈度地区，悬挂结构在强度、稳定、变形控制的构造设计会简单很多。
在之，局部的锈蚀，对抗拉承载能力损失是很有限的。
第四，当烟道采用高位布置时，烟囱底部的空间可以得到再利用，达到节约厂区用地面积的效果。
分段悬挂钢内筒伸缩缝较多，防腐处理比较困难，是烟囱整体防腐的弱点。
1.3整体悬挂式钢内筒烟囱整体悬挂式钢内筒烟囱具有分段悬挂式钢内筒烟囱的所有优点。
2 不同内筒支承形式的经济比较外筒混凝土用量的差别主要是由壁厚的不同造成的。
悬挂式内筒烟囱的内筒虽然悬挂在外筒之上，增加了外筒的荷重，但并没有增加外筒混凝土的壁厚。
各个工程烟囱外筒底部壁由风荷载或地震作用产生的内力效应控制，外筒顶部壁厚根据其内径大小按照规范中的构造要求确定。
分段悬挂式钢内筒单位耗钢量与整体悬挂式钢内筒单位耗钢量基本没有差别。
玻璃钢烟囱的设计技术及相关标准
容许树脂应变ξar
对各种树脂类型的可容许应变ξar 应当从以下公式（1）确定
6
第四届玻璃钢管道与容器技术研讨会文集
ξar = 0，1×ξr
（1）
其中：
Ξr 是树脂浇注体的断裂延伸率。
层合板极限应变ξ或应变ξ
层合板的应变ξl 应当根据等式（2A），对于单层板应变ξi，应当根据等式（2B）。
（2A）
（2B） 其中，Ulam 和 Xlam 为材料的极限模量和极限强度。
根据不同的 K 和 F，各个系数可以根据考虑的载荷情况得出，如第 8 项所给。 通过使用 8.1 中所给的方法，可以用这些系数确定可容许设计应变，以便建立可容 许设计强度（8.2），此设计强度将用于第 4 项和第 9 项中描述的整体设计分析。 A1 是与材料性能测试核实相关的设计系数， A2 是与化学环境相关的设计系数， A3 是与设计温度和树脂 HDT 影响相关的设计系数，并根据方程（6）获得：其中（6） 为
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第40卷增刊2007年10月武汉大学学报(工学版)Engineering Journal of Wuhan University Vol.40Sup.Oct.2007作者简介:杨小兵(19782),男,工程师,主要从事电力土建结构设计工作.文章编号:167128844(2007)S120451204燃煤电厂玻璃钢内筒套筒式烟囱设计杨小兵1,田树桐1,马 申1,张大厚2(1.北京国电华北电力工程有限公司,北京 100011;2.中冶集团建筑研究总院,北京 100088)摘要:为达到环保要求和节省成本,燃煤电厂常采用湿法脱硫不上GGH 工艺.文章基于作者设计的国内首座大型玻璃钢内筒套筒式烟囱(180/Φ6.6m ),从结构总体布置、计算模型简化与计算、FRP 内筒结构设计、铺层与材料设计、试验验证、连接构造等方面系统的阐述了玻璃钢烟囱的设计方法,并对需要注意的问题进行了重点说明.可供有关工程技术人员参考.关键词:燃煤发电厂;湿烟囱;玻璃钢;防腐;结构设计中图分类号:TU 233 文献标志码:ADesign of chimney with FRP Liners in coal 2f ired pow er plantYAN G Xiaobing 1,TIAN Shutong 1,MA Sheng 1,ZHAN G Dahou 2(1.North China Power Engineering (Beijing )Co.Ltd.,BeiJing 100011,China ;2.Central Research Institute of Building and Construction ,MCC ,Beijing 100088,China )Abstract :In order to protect environment and save co st ,The wet desulf urization wit hout GGH Process is always adopted in coal 2fired power plant.Based o n t he first large chimney wit h FRP Liners (180/Φ6.6m )designed by t he aut hors ,t he design met hod of t he fiberglass reinforced plastics (FRP )chimney is systematically elaborated from t he general st ruct ure layout ,simplification and calculation of t he mat he 2matical model ,design of FRP liners ,t he design of ply and materials ,test verification ,connection con 2struction etc.Also ,t he problems needing attention are explained in detail .The design met hod can be used for reference.K ey w ords :coal 2fired power plant ;wet chimney ;FRP ;st ruct ure design 当前普遍采用的湿法脱硫不加装烟气加热系统工艺,使排入烟囱的烟气温度在50℃左右,湿烟气在烟囱内结露形成冷凝酸液,对烟囱的腐蚀性大大加强,给烟囱结构型式和内衬材料防腐性能提出了更高要求.笔者在华能某电厂二期机组脱硫改造工程中,进行了180/Φ6.6m 整体缠绕式玻璃钢内筒套筒式烟囱的设计尝试.1 烟囱结构总体布置玻璃钢(Fiberglass Reinforced Plastic ,玻璃纤维增强塑料,缩写为FRP )是由增强材料玻璃纤维和基体树脂组成的复合材料,其特点是轻质、纤维方向强度高、刚度小.玻璃钢的密度介于1500～2000kg/m 3,为普通碳钢的1/4～1/5,比普通混凝土略低.玻璃钢的弹模较低,为3～30GPa ,是一般结构钢的1/100～1/10.包括玻璃钢在内的各种复合材料被广泛用于结构加固、组合结构、大跨和空间结构中[1].玻璃钢内筒一般分节在现场缠绕加工,缠绕时在环向或螺旋方向采用缠绕纱,轴向采用单向布增强,安装时再将各节手糊连接,节点处轴向抗拉强度往往难以保证,因此,结构布置时应尽量避免玻璃钢内筒轴向承受较大的拉力.考虑到以上特点,较高的玻璃钢内筒不宜采用整体自立式和整体悬武汉大学学报(工学版)2007挂式.在本文实例工程中,玻璃钢内筒全高约160m ,顶标高180.00m ,分4段支承于内外筒的钢结构平台,底部不落地,各段高度依次为15、50、50和45m.各段每25m 设1层止晃平台,各段之间设膨胀节.烟囱结构布置见图1.图1 烟囱布置图2 玻璃钢内筒设计目前,国内已有成熟的玻璃钢材料试验标准,一些定型产品如压力容器、水箱、撑杆等也有相应的技术标准,在结构设计方面,可以参考化工行业的标准《玻璃钢化工设备设计规定》(H G/T 2069621999)[2],具体到燃煤电厂烟囱,则可以参考美国试验与材料学会的标准ASTM D 5364293[3]或其他国外标准.2.1 荷载导算及内筒结构计算内筒恒载包括玻璃钢筒体、外表面保温及加强圈等附属构件,换算到玻璃钢筒体,其等效容重可按23kN/m 3考虑.除结构自重外,还应根据运行条件,适当考虑内筒内表面积灰荷载.积灰荷载可按整个内表面积灰7.0kg/m 2考虑.2.2 内筒结构计算玻璃钢内筒的内力计算与钢内筒相同,应考虑温度、环向压力、自重、水平烟道推力及外筒的影响.外筒影响按变形协调计算外筒在风、地震、地基倾斜、日照温差等作用下平台节点处强制位移引起内筒各截面的内力.计算及工况考虑可以按照相关烟囱规范[325]计算.烟囱环向压力计算可参考文献[5]第6.3.4条.玻璃钢内筒本身的计算包括如下几个方面:(1)振动控制.玻璃钢内筒的自振频率应满足下列条件[3]:f =λ2πr 0.007E bθg γ(1-μ2)≥2(1) (2)筒身强度计算.FRP 结构性能参数受产品配方、成型工艺及条件、使用环境等众多因素影响,相关参数变异性很大,国内对其强度计算一般根据经验取一个较大的安全系数(7～15),按允许应力法来验算.ASTM D 5364293[3]基于美国规范,给出了基于概率极限状态设计方法的分项系数设计表达式.(3)筒身加强圈计算.为保证FRP 内筒的整体稳定及确保筒身出现极限正/负压时内筒环向承载力,FRP 内筒一般设置等间距(L )环向加强圈.文献[3]规定L 不大于1.5倍内筒直径和8m 中的较小值.文献[5]则对钢内筒规定加强圈最大间距为1.5倍内筒直径和7.5m 中的较小值.对一般电厂烟囱,加强圈间距可取为4～6m.加强圈的截面根据烟囱在负压时稳定计算和正/负压时承载力计算确定.计算时注意弹模也应视同材料抗力考虑折减系数.2.3 内筒铺层及材料设计根据FRP 内筒承载力计算,提出FRP 应该满254 增刊杨小兵,等:燃煤电厂玻璃钢内筒套筒式烟囱设计足的结构性能参数,再根据目标参数进行FRP 铺层设计.铺层设计应充分考虑到材料性能和加工成型条件.内筒设计时,根据烟囱的运行条件,对国内外主要树脂和玻璃纤维产品进行了综合比较,最后对玻璃钢内筒主要构件的树脂采用ASHLAND 公司DERA KAN E 470H T 2400耐高温环氧乙烯基酯树脂,增强材料则根据需要和成型工艺采用ECR 型玻璃纤维短切毡、面毡、单向布和缠绕纱.成型根据构件形状采用现场缠绕或糊制.本文实例工程FRP 筒壁各层构成和要求如下(详见图2).图2 FRP 筒壁铺层结构(1)防腐蚀隔离层:DERA KAN E 470H T 2400环氧乙烯基酯树脂,MC (ECR )45021040型短切毡3层糊制,总厚度不小于2.5mm.防腐隔离层内侧应采用碳纤维毡和导静电剂设置不小于0.25mm厚的静电释放层.(2)结构层:D ERA KAN E 470H T 2400环氧乙烯基酯树脂,增强材料为DW (ECR )4302630单向布、ECR469L 224002D 缠绕纱,总厚度不小于16mm.制作时采用轴向单向布和环向缠绕纱交替布置的方式进行.结构层中玻璃纤维含量按重量计应在55%～70%之间.(3)外保护层:DERA KAN E 470H T 2400环氧乙烯基酯树脂,增强材料为MC (ECR )45021040型短切毡1层,厚度约0.3～0.8mm.FRP 材料的导热系数约为0.2～0.4W/(m ・K ),保温性能比珍珠岩和玻璃棉等保温材料差很多,但略优于轻骨料混凝土,可根据温度计算确定是否需要设置外保温层.2.4 FRP 内筒连接设计本文实例工程内筒采用分段自立式,在每段FRP 内筒底部设置支承圈,通过钢结构平台上的12个支点将荷载传至外筒上.设计时应通过计算确保支承圈的刚度.在每段支承点的下侧设置膨胀节,膨胀节既要密封,确保在极限正/负压下不至破坏,又要能在竖向自由滑动,滑动行程根据温度计算确定.玻璃钢热膨胀系数在0.7～6×10-5/℃,最大可达混凝土和钢材的5倍.文献[6]对分段布置的钢内筒烟囱,建议滑动行程在计算的基础上增加30%的余量.膨胀节构造详见图3.图3 膨胀节构造3 需要注意的问题(1)FRP 耐温耐老化性能.FRP 在低温下有优异的耐腐性能和结构性能,但随着温度的升高,其结构性能衰减很快.一般玻璃钢不能在高温下长期使用,如聚酯玻璃钢在40～50℃以上,环氧玻璃钢在60℃以上强度就开始下降.ASTM 规范适用的温度范围为正常运行温度不高于93℃、短时异常高温不高于121℃.文献[2]对耐温性能较好的乙烯基酯不饱和聚酯玻璃钢最高设计温度为120℃.在设计中,当环境温度可能超出常规适用范围时,应选用耐高温的树脂材料,并根据高温试验对FRP 材料抗力作更多的折减.由于FRP 材料性能的变异性,每个工程只有在成型后才有确定的参数,因此,应采用与FRP 筒身等条件下的试件进行高温性能测试,并据此对FRP 烟囱进行核算.采用DERA KAN E 470H T 2400环氧乙烯基酯树脂缠绕制作的FRP 铺层典型的高温性能曲线见图4.一般FRP 材料在长期使用过程中会出现光泽减退、颜色变化、树脂脱落、纤维裸露、分层等老化354武汉大学学报(工学版)2007图4 FRP温度性能曲线现象,严重影响到FRP结构的耐腐性能和结构性能.因此,FRP材料选用时,应选用有成熟使用案例的品质好的树脂材料.(2)FRP烟囱的施工质量控制.烟囱的各项性能很大程度上取决于施工质量,包括材料的贮存、使用、成型工艺、固化等.因此,必须在FRP烟囱整个加工安装过程建立全过程质量保证体系,严密组织,认真实施.4 结 语通过这次尝试,笔者觉得还有较多问题有待解决:(1)应探索包括结构设计、材料选用、工艺设计、安装设计在内全过程设计和质量保证体系.FRP烟囱设计涉及到复合材料、结构设计和施工等各方面的问题,设计单位和FRP材料加工单位相关各方应密切配合,互为依托,建立全过程设计体系,确保FRP烟囱的安全性和耐久性.(2)对FRP烟囱的理论研究和工程实践有待加强.FRP复合材料作为一种新型的高性能材料,和传统的建筑材料相比在某些方面有着独特的优势,在电力行业的应用前景十分广阔,我们应加强研究和尝试,不断开拓设计的新思路,探索更优的设计产品.参考文献:[1] 叶列平,冯 鹏.FRP在工程结构中的应用与发展.土木工程学报,2006(3):24236.[2] H G/T2069621999玻璃钢化工设备设计规定.[3] D5364293(Reapproved2002).Standard Guide forDesign,Fabrication,and Erection of Fiberglass Rein2 forced Plastic Chimney Liners with Coal2Fired Units.[4] G B5005122002烟囱设计规范.[5] Q/D G12T00122006多管式钢内筒烟囱设计导则.[6] pr EN1308426:1999Free2standing industrial chim2neys2Part6:Steel liners2Design and execution. [7] 玻璃钢与玻璃钢制品新技术、新标准及工程应用技术实用手册.吉林:银声音像出版社,2004.454。