玻璃钢烟囱初步设计方案

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1、玻璃钢烟囱初步设计方案玻璃钢烟囱4500X120000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： 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

2、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120C以下工作，最高可到220C。 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。 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

3、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。 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。 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

4、定了玻璃钢烟囱的造价要比传统烟囱的低。本工程是为5x100t/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/m计算，防腐费用最 低为 112 万

5、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

6、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。2二、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 ） 烟囱气量 （ 约 1250000Nm2） 烟气温度及烟

7、气成份（少量飞灰、S02、硫氧化合物、氮氧化合物、水等，进口温 度最高150C,出口温度最低70C）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）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 T21238-2019 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GB50017-2019钢结构

8、设计规范GB50135-2019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

9、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：4.2 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。4.2.1 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

10、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浸润结构层树脂后采用螺旋和环向相结合的方法缠绕成 型。 该层树脂含量通常在3040%左右。作用是承受压应力、拉应力和各种外载荷，壁厚根据设备

11、 受力情况通过合理、科学的优化计算确定。纤维缠绕成型的制品具有强度和刚度 高、力学性能 好等特点，并且可以根据设备不同的使用环境和压力调整缠绕角度，可设计 性好，产品质量高 而稳定。外保护层：由于该层该裸露在大气中，易受光氧及气候老化，设备外层其树脂和结构 树脂 一致，在树脂中添加阻燃剂和 UV-9 型紫外线吸收剂以防止光氧老化。氧指数不低于 31%，厚 度不低于 0.5mm。 4.2.2 工艺步骤简述a 、模具清理及准备工作将新换上的模具用纱布蘸上丙酮擦去模具表面油污，清除残物，然后均匀打一层脱模 蜡 后，抛光处理，用滑石粉均匀擦拭模具表面，在脱模环处刷一层聚乙烯醇脱模剂，不得 漏涂， 晾干

12、，成模。b 、缠绕聚酯薄膜用胶带纸将聚酯薄膜固定在一端，让芯模均速旋转，等张力缠绕聚酯薄膜，薄膜缠近 模具 末端时，降低芯模转速，使芯模和模具末端口平齐，用剪刀剪断薄膜，再用胶带纸将 接缝胶一圈，但胶带纸不得起皱。最终保证薄膜不得起皱，薄膜重叠宽度为 205mm。c 、喷树脂，上表面毡均匀喷一层内衬树脂，不得有漏喷处，然后缠绕聚酯毡，要求聚酯毡浸透树脂，不起 皱， 聚酯毡的搭接为聚酯毡宽度的一半，用钢卷尺测量以保证尺寸，然后缠绕玻纤网眼布 并用气压 辊滚压，赶尽气泡，控制单位面积的树脂用量，树脂含量为953%。d 、喷树脂，上短切毡 （ 或直接喷射 ）首先均匀喷一层内衬树脂，不得有漏喷处，然后

13、缠绕短切毡，再喷一遍树脂，缠绕玻 纤网 眼布并用气压辊滚压，赶尽气泡，控制单位面积的树脂用量，使该层树脂含量在 733内。短 切毡网眼布搭接205mm,用钢卷尺测量。如果内衬制作采用喷射成型的工艺，在上完聚酯毡后，按照工艺单的要求调节好喷枪 的喷 纱密度和喷树脂量，并保证小车的运行位移与芯模转速达到合适的比例，以芯模转一 周，小车 运动一个喷枪的喷射幅宽的 95%为宜，完成一次整体喷射后缠绕玻纤网眼布并用 气压辊滚压， 赶尽气泡，控制单位面积的树脂用量，使该层树脂含量在73 3内。e 、内衬层红外予固化至凝胶，检查内衬层厚度及质量，内衬层厚度约 4mm 以上。 f 、缠绕结构层在合格的内衬层上

14、，按设计铺层缠绕结构层，首先应按工艺设计中纱的根数和宽度穿 纱， 准备好树脂，并将计量泵上的固化剂调节杆调到要求的档次(依化验室的结构树脂此 温度下的 指导配方而定)，按设计方案向计算机输入缠绕铺层及缠绕角进行缠绕，整个缠 绕过程要求浸 胶均匀，纱片不间纱、不重叠、不滑纱，淋胶要均匀，不能出现浸胶不完全 的现象。环向缠绕 树脂含量为 42%-45%，螺旋缠绕树脂含量为 33%-35%。缠绕结构层厚度 为设计壁厚 mm。g 、外保护层制作按设计方案，淋树脂，滚压，挤出树脂中的气泡，外保护层厚度：$ 05mm。h、固化采用常温固化，待固化至一定程度，脱模修整。 4.2.3 工艺控制内容和方法 缠绕

15、玻璃钢 烟囱生产工艺过程中设立以下工艺过程控制点，并规定控制内容和方法。见表 4-1表 4-1 工艺过程控制点(1) 配料控制点4.3 烟囱设计玻璃钢烟囱的设计主要从三个方面来考虑：1) 耐腐蚀性：根据系统运行的特点，由于尾气经过吸收塔进入烟囱，经处理的烟气中 水蒸 气含量较高，在由烟囱向外排出时，达到一定高度后，就会出现露点，而形成具有一 定腐蚀性的液滴附着在烟囱的内壁，对烟囱造成了露点腐蚀，因此在树脂选择方面要考虑 湿态 下能够耐酸性腐蚀和附着腐蚀2) 强度及刚度性能a) 玻璃钢烟囱的生产制作均采用缠绕成型工艺，连接用法兰采用手糊工艺，增强材料 选用 无碱无捻缠绕粗纱和无碱玻璃纤维平纹布，

16、壁厚均达到相关的强度要求和标准要求。b) 考虑到烟囱的高度很高，风载对其影响很大，因此玻璃钢烟囱本身要具有较强的轴 向压 缩强度和轴向弯曲强度，设计上要充分考虑各段烟囱的连接强度和密封性能，并且要 对烟囱的 结构强度上增强，在烟囱的外部增加钢结构塔架提供更合理、更有效的强度支持。3) 钢结构塔架 对于玻璃钢烟囱的外部支撑塔架，经过合理的计算和设计，塔架的主材选用 Q345 角钢或圆管，辅材选用 Q235 角钢，采用螺栓连接组装。4.3 保护塔架焊接技术要求焊缝连接的结构，应按设计图纸中注明所要求的焊缝质量级别焊接，其技术要求和检 验质量标准，应符合GB50205钢结构工程施工质量验收规范“焊接”部分的有关规定