玻璃钢烟囱初步设计方案

玻璃钢烟囱初步设计方案

玻璃钢烟囱Φ4500X120000 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/m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。

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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、SO2、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 T21238-2019 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