玻璃钢烟囱初步设计方案
玻璃钢烟囱Φ玻璃钢烟囱Φ4500X1200004500X120000 初步设计方案初步设计方案 一、玻璃钢烟囱的特点 随着我国对环境保护工作的深入,对于各类锅炉、窑炉、焚烧炉等设备尾气必须达标排 放,因此相关的设备必须增加尾气处理设施,这就对尾气排放最末端设备-烟囱带来一定的 影响,尤其是腐蚀性方面,传统材质已经不能满足这方面的要求。而玻璃钢作为新型材料, 逐渐在各行业中崭露头角,尤其是在环保行业中,近几年玻璃钢材质的烟囱不断出现,高度 及口径也不断在增加,而且使用效果非常理想,其优越的性能是其它材料所无法比拟的。下 面简单介绍一下玻璃钢烟囱的特点: ① 突出的耐腐蚀性能 众所周知,传统材质的烟囱耐腐蚀性能较差,尤其是经过洗涤的和处理的尾气,对烟囱 的腐蚀更严重,因此具有良好的耐腐蚀性对于烟囱的使用非常重要。玻璃钢材料是高分子复 合材料,对于大多数酸、碱、盐都能耐,并且可以在酸碱交替的情况下长期使用,同时能够 耐高温,正常情况下,可以长时间在 120℃以下工作,最高可到 220℃。 ② 可设计性强 玻璃钢的主要原材料种类非常多,成型工艺也多种多样,因此玻璃钢材料本身的可设计 性很强,可以根据不同的使用条件有针对性地进行设计,包括原材料选择、制作工艺确和安 装方式的确定,这样就能够可以达到合理、有效地进行产品制作和安装。 ③ 安装便捷 玻璃钢材料密度小,质量轻,因此安装非常方便,基本不需要在施工现场搭设支架,而 且施工周期非常短,比传统方式制作烟囱要缩短近一半的工期,并且玻璃钢烟囱不存在做内 防腐处理的问题,因此避免了二次施工,施工难度更是大大降低。 ④ 优异的产品性能 玻璃钢产品具有很高的比强度,完全能够达到烟囱所需的各种力学性能要求,而且外部 按设计搭设钢塔保护架,更能满足各种气象条件下的正常使用。同时玻璃钢产品的内表面光 洁度非常高,大大降低了烟气运行的阻力,因此玻璃钢烟囱要比传统的烟囱口径要小。 ⑤ 低成本、高效益 玻璃钢烟囱在施工中不用进行防腐处理,而且整体设计也比传统材料的烟囱好,施工周 期短,同时突出的耐腐蚀性能又增加了烟囱的使用寿命,质量轻使烟囱的基础也比其它材质 的烟囱要小很多,这些因素就决定了玻璃钢烟囱的造价要比传统烟囱的低。 本工程是为 5×100t/h锅炉机组配套烟囱,根据工况条件、设计参数及现场实际情况,选 用玻璃钢烟囱有以下几点优势: 1、制作安装周期短 普通烟囱一般采用混凝土材质,本工程中的烟囱规格为出口直径DN4500,高度为120 米, 这种规格的烟囱的本体施工周期为 4 个月,内防腐施工最短时间为 20 天,整个工期将不小于 150 天,而玻璃钢烟囱一次制作而成,不存在二次施工的问题,从制作到交付使用,总工期 最长为 90 天,最短为 60 天。 2、成本、维护费用低 混凝土烟囱的制作成本最低为 300 万,内防腐价格最低按 400 元/m2计算,防腐费用最低 为 112 万余元,总造价在 412 万,并且做内防腐的混凝土烟囱内部的防腐要每两到三年就要 维护一次,五年左右就要重新制作一次,因此维护费用很高,而玻璃钢烟囱含外部保护铁塔 总价也不会超过 410 万,并且玻璃钢材质结构层与内防腐层是一次成型,内表面不需要再进 行防腐,因此根本不需要进行防腐处理,也不用进行维护。因此玻璃钢烟囱在价格方面对混 凝土烟囱是有价格优势的。 3、使用寿命长 玻璃钢材料是一种高分子复合材料,学名中玻璃纤维增强塑料,其中基体材料为高分子 材料,增强材料为玻璃纤维,在设计工况条件内使用,其材料的降解周期非常长,一般在 100 年以上,考虑到外部腐蚀及紫外线照射,在玻璃钢设备最外层(厚度不小于 0.5mm)加入紫 外线吸收剂,将大大提高玻璃钢的抗老化性,考虑到长期正常使用的疲劳强度损失,玻璃钢 烟囱的使用寿命最短可以达到 60 年以上,略高于混凝土烟囱的使用寿命。 4、保温效果好,烟囱积水量小 玻璃钢材质的导热性很低,同时根据本工程的特点,玻璃钢烟囱的主体将采用新式的夹 层结构设计,中间夹层将采用聚氨酯材料填充,这样将会大大提高玻璃钢烟囱的保温性能, 从而降低烟气在经过烟囱上升过程中水蒸气的凝结,减少烟囱的积水量。 二、设计条件 要完成玻璃钢烟囱的设计须提供如下几方面的参数:(括号内为本工程拟采用的参数) ① 烟囱气量(约 1250000Nm2) ② 烟气温度及烟气成份(少量飞灰、SO 2、硫氧化合物、氮氧化合物、水等,进口温度最 高 150℃,出口温度最低 70℃) ③ 当地的气象条件,尤其是年最高风速(按 25m/s计,相当于 10 级风) ④ 当地的地质条件,主要是土壤类型和水文条件(按三类土质) 三、引用标准 GB T21238-2007玻璃纤维增强塑料夹砂管 ASTM D2310机械制造增强热固性树脂管道标准等级 JC/T587-1995纤维缠绕增强塑料储罐 HG/T 20696-1999玻璃钢化工设备设计规定 ASTM D3299玻璃纤维缠绕增强热固性树脂耐化学性设备标准规范 DLT5154-2002架空送电线路杆塔结构设计技术规定 GB50017-2003钢结构设计规范 GB50135-2006高耸结构设计规范 GB50205-2001钢结构工程施工质量及验收规范 CECS80-96塔桅钢结构施工及验收规程 ASTM D 2563玻璃增强塑料板可视缺陷分类标准 CD130A19-1985手糊法玻璃钢设备设计技术条件 JC/T 277无碱玻璃纤维无捻粗纱 JC/T 281无碱玻璃纤维无捻粗纱布 GB700-88碳素结构钢 GB/T1591-94低合金高强度结构钢 四、 制造工艺简述 4.1 制造工艺简述 玻璃钢烟囱采用微机控制定长连续纤维缠绕工艺制造,管材制造在由专门工序组成的流 水线上完成。工艺过程包括内表层、内层(上述两层统称为内衬层)、缠绕结构层及外防护层 制作等工艺过程。 玻璃钢烟囱缠绕的具体工艺流程如下: 根据本工程的特点,玻璃钢烟囱的安装采用“抱杆自升式”安装方式,这种安装方式对 现场的要求不高,而且操作方便,适合直径比较大、单节重量不大的玻璃钢烟囱的安装,安 装流程图如下: 4.24.2 工艺过程及工序控制工艺过程及工序控制 为了对生产过程实施有效控制,在缠绕玻璃钢设备的生产过程中明确了工序控制点,规 定了控制内容。 4.2.14.2.1 设备的层次结构特点设备的层次结构特点 合理的铺层结构是玻璃钢强度性能、 耐腐蚀性能的良好保证。 同时采用整体成型的方法, 这样设备将具有更完美的耐腐蚀能力和强度承载能力。 对于此工程的设备我们采用内衬层 (内 表层、防渗层)+结构层+外保护层的铺层结构形式, 内表层:由加入碳化硅粉的内衬树脂(加入质量比树脂:碳化硅=3:1)和有机纤维聚酯 毡组成,树脂含量 92%以上,气密性好,非常光滑。该层主要提供制品防腐、防渗漏等功能。 其厚度约为 0.5mm。 次内层:由加入碳化硅粉的内衬树脂(加入质量比树脂:碳化硅=3:1)和无碱玻璃纤维 短切毡或针织毡组成。树脂含量大于 70%。该层的主要作用是保护内表层,提高内衬的抗内 压失效能力,阻止裂纹扩散。次内层和内表层统称为内衬层,总厚度≥3.5mm。 结构层:由无碱无捻缠绕粗纱