玻璃钢制品在环保领域的应用与发展

玻璃钢制品在环保领域的应用与发展

孙进国

郑州郑飞橡塑制品有限责任公司 河南省郑州市 450005

摘要：随着我国经济在快速发展，社会在不断进步，燃煤电厂防腐蚀领域的设备面临严重的腐蚀、磨蚀等化学、物理环境。高镍合金的防腐蚀性能优异，但其价格高昂。而传统的工业用防腐蚀材料在腐蚀严重、温度交变的环境下，使用寿命远远低于设计寿命。因此对玻璃钢制品在防腐蚀领域的应用现状，逐一分析玻璃钢制品的适用性及发展方向，进一步推动玻璃钢制品在防腐蚀领域的应用。

关键词：玻璃钢；燃煤电厂；烟气脱硫；应用；发展方向

引言

随着我国大气污染状况的日益严重，普通民众对于“雾霾”天气的日益关注，节能减排日益成为国计民生的头等大事。在传统煤烟型污染尚未得到控制的情况下，以臭氧、细颗粒物（PM2.5）和酸雨为特征的区域性复合型大气污染日益突出，区域内空气重污染现象大范围同时出现的频次日益增多，严重制约社会经济的可持续发展，威胁人民群众身体健康。浙能集团在全国率先启动了“燃煤机组烟气超低排放”项目建设，项目的应用将使燃煤电厂的排放与天然气机组相当，成为高标准的清洁电厂。在燃煤电厂超低排放工程中，玻璃钢烟道已在部分项目中实施，该应用将降低燃煤电厂排放工程的造价并减少工程建设工期。

1玻璃钢概述

玻璃钢（FiberglassReinforcedPlastic）为，缩写为FRP或GRP），国外称玻璃纤维增强塑料，是以玻璃纤维及其制品作为增强材料，以合成树脂作基体材料的一种复合材料，同时具有功能性和结构性。玻璃纤维具有良好的刚性和强度，树脂具有较高的韧性和耐化学性，玻璃钢作为一种复合材料，该材料综合了树脂和玻璃纤维的特性，具有形状及强度可设计性强、质量轻、强度高、绝缘隔热、耐化学腐蚀、耐瞬时高温等诸多优点。与普通的钢材相比，成型之后的玻璃钢结构层强度无明显差异，但其容重却明显低于普通钢材，仅为普通钢材容重的1/4-1/5。玻璃钢材料最早应用于国防、航空、航天等领域，随着科学技术的进步，逐渐在民用产品市场上得到应用，被广泛应用于工业、农业、建筑、汽车行业，，近若干年在环保领域也日渐得到开发应用。如通过整体缠绕成型工艺的玻璃钢排烟筒可自承重，也可悬挂，在实际应用过程中具有更强的耐酸防腐性能。因此玻璃钢特别适用于燃煤电厂脱硫不加GGH的湿烟囱中。其它如玻璃钢容器储罐在水处理行业的应用，玻璃钢导电阳极管在雾霾治理中的应用等都属于玻璃钢制品在环保领域的具体应用。

2玻璃钢制品在环保领域的应用

2.1玻璃钢烟囱、烟道的技术现状

国外玻璃钢在FGD的应用起步早，其设计、施工经验丰富，技术成熟度高。我国玻璃钢的设计、施工起步较晚。但近年来，随着玻璃钢在防腐蚀领域的应用，国家标准的发布及大家对于玻璃钢的设计及施工经验的日渐丰富，玻璃钢材料在火电厂的投运项目激增。从整体使用情况看，国内已投运的近50个玻璃钢烟囱内筒及烟道工程运行良好。玻璃钢烟囱烟道的设计主要含结构设计及铺层设计两个方面的内容。结构设计的核心是根据项目的具体设计参数例如温度、压力、温度变化范围、积灰或浆液负重、风、地震、雪载核算其力学性能是否满足需要。铺层设计则是根据其面临的化学环境及需要的力学性能，同时考虑施工环境的影响，设计出工艺性能好，满足化学及物理环境要求的高性价比铺层形式。目前，美国对于玻璃钢烟囱烟道的结构设计主要采用有限元分析软件ALGOR、CAEPIPE等，铺层设计采用Vlam，设计主要依据是ASTMD5364《火电厂玻璃钢烟囱内衬的设计、制造及安装标准规程》；我国主要采用ANSYS软件进行烟囱烟道的结构设计，依据标准为GBT30811《燃煤电厂用玻璃纤维增强塑料烟囱内筒》、GBT30812《燃煤电厂用玻璃纤维增强塑料烟道》。应用于我国的玻璃钢烟囱内筒，从设计壁厚上看，90%以上的项目均要求厚度不低于20mm；从支撑形式上看，主要采用多支撑平台分段支撑的整体结构形式。玻璃钢烟囱内筒基本采用等厚度设计，在弯头处进行局部增强。应用于我国的“烟塔合一”项目的玻璃钢烟道，因脱硫塔出口与冷却塔的距离较远，多采用50m左右的大跨度结构；为满足大跨度带来的结构刚度需求，玻璃钢烟道的厚度设计不低于31mm。

2.2环境保护方面的应用

随着工业的发展,向大气排放的C02、S02等废气也逐年增加,温室效应也愈加明显,一些工业发达国家从八十年代中期开始,对排放S02等有害气体都制定了标准,尤其对燃煤等大型火力发电厂,对排放S02量更有严格标准,所有的火力发电厂最终都要安装洗涤塔和脱硫系统，而玻璃钢则是这一应用领域内性价比最高的材料，FGD（烟气脱硫）未来投资主要是在亚洲，而不是美国和欧洲，中国将成为FGD系统的最大市场。如果玻璃钢行业采取适当的措施，加强产品开发，设备制造和技术更新，加强市场宣传和拓展，必将为玻璃钢产品在FGD市场的应用开拓出广阔的市场。与此同时,美国也列出了减少酸雨的计划,布什总统计划从90年起,在若干年内投资13亿美元,先在大型发电厂中添置特大型洗涤塔,在一年内减少一千万吨的S02排放量。

2.3环保和再生能源工程环境保护方面的应用

新农村建设是我国重点关注和支持的项目，也是玻璃钢行业近年来关注的应用领域。玻璃钢净化（槽）池和玻璃钢沼气池是受到行业关注的项目，具有广阔的市场发展空间。例如在新农村建设中，玻璃钢沼气池因其材料耐腐蚀好，可工厂化生产、安装方便、产气快、寿命长、使用安全等优异性能得到农户的欢迎，受到农业部重视和大力推广。

3玻璃钢烟囱在应用过程中存在的主要问题

首先，玻璃钢烟囱的造价较高。整体排烟筒的设计、制作综合造价约为复合钢板的60%，但是要高出砌筑耐酸砖排烟筒约16%。其次，材料会出现老化现象。玻璃钢材料经过较长时间的使用之后会出现颜色变化、光泽减退、分层、纤维裸露等老化现象。再次，材料耐温防火性能较不稳定。处于低温状态下时，玻璃钢具有良好的结构性能和耐腐蚀性能，但是随着温度的升高，其结构性能会不断衰减。

结语

玻璃钢材料因为具有耐多种介质腐蚀、优异的耐磨损性能、结构设计灵活、工艺方式灵活多样、比强度高等突出优点，广泛的应用于烟气脱硫领域及其它环保再生资源领域各个设备。随着我国玻璃钢设计标准的完善，设计及施工人员经验的丰富，伴随着结构设计和铺层设计水平的不断提升，自支撑、自修复技术的发展，必将为玻璃钢在燃煤电厂防腐蚀领域的应用带来无可比拟的优势。

参考文献

[1]欧阳明辉,刘焕安,叶际宣.燃煤火力电厂烟气脱硫系统湿烟囱防腐内衬概述[J].全面腐蚀控制,2014,06(08):264-265.

[2]王永明.浅谈玻璃钢烟囱在火力发电站中的作用[J].科技与企业,2014,14(22):634-635.