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유리강 굴뚝이 화력발전소에서의 응용 분석
최근 몇 년 동안 국가 의 탈황 에 대한 요구 가 갈수록 엄격해짐에 따라, 화력 발전소 는 대부분 습법 탈황 을 채택하였고, 습법 탈황 을 채택하고 있다유황 작업 전에는 연기에 이산화황이 많이 함유되어 있었지만 연기가 굴뚝에 들어가는 온도가 130~160 ℃ 로 비교적 높았다.
소량의 연기 결로 현상만 형성되어 굴뚝의 부식 방지에 대한 요구가 그리 높지 않다.그러나 습식 탈황 후 연기 온도가 낮아진다
50~80 ℃ 까지 연기의 함수율이 비교적 높아 굴뚝 내벽의 부식속도도 따라서 커진다.심각한 부식을 해결하기 위해
문제는 유리강 굴뚝은 내식성이 좋고 경질이 높으며 사용 수명이 길고 시공이 간편하며 수리할 필요가 없다는 장점으로
이 솔루션은 최적의 솔루션을 제공하며 널리 사용되고 있습니다.
1. 유리강 재료의 특성
유리강 학술명사 섬유강화플라스틱 (Fiberglass reinforced plastics) 은 유리섬유와
수지 기체가 유기적으로 결합하여 만들어진 고성능 혼합물그것은 굴뚝의 전통 재질인 철근 콘크리트, 강철, 벽돌 등의 재질과 같다
품질과 비교했을 때 다음과 같은 이점이 있습니다.
1 내식성
유리강은 우수한 내부식성능을 갖고있어 산, 알칼리, 소금 등 여러가지 매체의 부식에 저항할수 있다.표 1 목록
에폭시형 에틸렌 수지로 만든 유리강은 내강산, 고염화물이 부식되는 경우다.대량의 연구와 시험을 거치다
검사, 시용한 결과 유리강 재료가 가장 좋은 부식 방지 재료라는 것을 발견하였다.
2 경량 고강도
유리강은 경량과 고강도의 물리적 성능을 가지고 있으며, 그 비중은 강철의 1/4에 불과하며, 기계적으로 성형된 유리강 고리를 감아 당긴다
강도는 1000Mpa, 축방향 인장 강도는 300Mpa, Q235의 인장 강도는 370-500Mpa, 유리강
의 강도는 강재보다 훨씬 높다.
3 낮은 열전도도
유리강의 보온 성능은 비교적 좋은데, 그 열전도 계수는 강재의 열전도 계수보다 훨씬 작다. 보온이 필요한 장소에서 볼트는
리강 설비는 단열층이 필요 없을 수 있다;유리강의 열팽창 계수는 비교적 작고 강재와 비교적 가깝기 때문에 높이에 대해 비교적
낮고 온도차가 적은 굴뚝은 팽창절을 설치하지 않아도 된다.자세한 내용은 표 2를 참조하십시오.
항목 재료 | 섬유가 유리강을 휘감다 | 강철 | PVC |
열 팽창 계수 (10-6 / ℃) | 11.2 | 12.3 | 60-80 |
열전도 계수(W/m·℃) | 0.23 | 41 | 0.18 |
4 긴 수명
유리강의 사용 수명은 비교적 길며, 국외에서는 이미 유리강 굴뚝을 40년 동안 사용한 경험이 있다.미국의 ASTM D에 따르면.
5364 표준 규정: 유리강 내통을 사용하는 수명은 35년에 달해야 한다.
5 건설비
공사 구조의 전체 수명을 고려한다면, 유리강 굴뚝의 총 건설비는 다른 재질 굴뚝보다 더 경쟁력이 있기 때문이다.
유리강 재료는 내식성, 경질이 높고 사용 수명이 길며 유지 보수 원가가 낮은 등 장점을 가지고 있어 종합적인 제조비를 낸다
상대적으로 낮다.다음은 240미터 높이, 직경 8미터의 굴뚝 내통을 예로 들면, 각종 재질의 굴뚝의 건설비를 하나 만든다
비교, 자세한 내용은 표 3을 참조하십시오.
표3 재질별 굴뚝 건설비 비교
강철 - 폼 유리 벽돌 | 1800만 원 |
강철 - 티타늄 복합 구조 | 2100만 원 |
전체 유리 강철 슬리브 | 1500만원 |
2.유리강 시공 공정
현재 유리강 굴뚝의 성형 공예는 주로 자동화 기계가 감아서 성형하는 것이다.유리강 휘감기 성형의 장점: ①
제품의 수력 상황에 따라 감는 법칙을 설계하여 섬유의 강도를 충분히 발휘할 수 있도록 한다;② 강도보다 높음: 일반적으로
섬유 휘감기 압력 용기는 같은 부피, 같은 압력의 강철 용기에 비해 무게가 40~60% 감소할 수 있다;③ 높은 안정성:
섬유 휘감기 제품은 기계화와 자동화 생산을 실현하기 쉽고, 공정 조건이 확정되면 휘감기는 제품의 품질이 안정적이고 정확하다;
④ 생산성 향상: 기계화 또는 자동화 생산으로 작업자가 적고 감는 속도가 빠르기 때문에(240m/min)
노동 생산성이 높습니다.⑤ 낮은 비용: 동일한 제품에서 수지, 섬유, 안감 등 여러 가지 재료를 합리적으로 배합할 수 있다.
이를 재복합하여 최상의 기술 경제 효과를 얻다.현재 제조된 유리강 굴뚝은 모두 컴퓨터 제어 자동화로 감겨 있다.
3. 화력발전소에서의 유리강의 응용 현황
3.1 외국 유리강 굴뚝의 응용 현황
해외 유리강 굴뚝의 응용은 1970년대에 시작되었고 1977년에 미국에서 EastKentucky
Power Cooperative는 Spurlock 발전소에서 유리강 굴뚝을 성공적으로 사용했습니다 (높이 802ft, 245m, 직선
직경 15.5ft, 4.73m)로 지금도 안전하게 사용 중입니다.2004년부터 2008년까지 미국에서 건설된 유리강 굴뚝의 수량은
표 4와 같습니다.각국의 전형적인 굴뚝 사용 사례는 표5와 같다.
표 4최근 몇 년간 북미 지역의 유리강 굴뚝 건설 수량[4]
연대 | 2004 | 2005 | 2006 | 2007 | 2008 |
유리강 굴뚝 건조 수량 |
33 | 35 | 38 | 49 | 53 |
표 5국외 FRP 굴뚝 건설 사용 현황
장소 | 설명 | 년 |
미국 East Kentucky Power Cooperative 산하 Spurlock Power Statio | 굴뚝 지름 4.73m 높이 245 | 1977년 |
미국 Santee cooper 소속의 Cross Generating Power Station |
굴뚝 지름 8.54m 높이 148.8m | 2004년 |
독일 Kraftwerk Simmering Power Station | 굴뚝 지름 8.54m 높이 148.8m | 2001년 |
독일 Ingolstadt Power Plant | 굴뚝 지름 6.7m 높이 180m | 1993년 |
일본 간사이전력 남항발전소 | 굴뚝 내통의 직경은 5.3m, 파이프 구간의 길이는 11m, 51개의 유리 강철 파이프 구간을 조립하여 만든 것이다 | 1992년 |
영국 Eggborough Power Station | 500MW 2대에 184m FRP 내통 2개 장착 | 2002년 |
독일 Neideraussen 발전소 | 1000MW 유닛 | 2003년 |
독일 Voiklingen 실험 발전소 | 300MW 유닛 | 1982년 |
독일 Schwaree Pumpe 발전소 | 2 × 800MW 유닛 | 1997년 |
독일 Weisweiler 발전소 | 2300MW 유닛 | |
독일 Lippendorf 발전소 | 2 × 920MW 유닛 | |
체코 Vresova 발전소 | 125MW 유닛 | 2000년 |
2007년 미국에서 탈황 개조를 마친 P4 발전소는 PullmanPower사가 설계한 이중 내통 굴뚝을 새로 건설했다.
외통은 철근콘크리트구조로 높이 131.064m, 직경 20.599m, 내통은 FRP구조로 직경 8.1m, 수지
HetronFR992 수지 사용.내통은 현장에서 감고 설치하며, 제작 시 각 내통은 12단, 각 단 9.144m로 나뉜다.
2002 년 영국 Eggborough Power Station은 2 대의 500 MW 유닛에 습식 F GD 장치를 장착했습니다.
동시에 콘크리트 굴뚝에 184m의 FRP 내통 2개를 설치했다.
2000년 7월 체코 125MW의 Vresova 발전소는 습법 F GD를 추가하는 방안을 계약했고 굴뚝은 강철 매듭이다
지탱하는 FRP 굴뚝을 구축한다.
2001년 9월 독일에 건설된 Kraftwerk Simmering 발전소는 높이 200m, 직경 4.8m의
FRP 굴뚝.또 독일은 전 세계 최초로 연탑합일 기술을 적용해 FRP를 이용해 직경 7~10m 줄로 제작하고 있다
담배 파이프.
일본에서는 간사이전력 남항발전소의 800MW 설비가 FRP 내통 3개의 굴뚝을 사용하고 있으며 FRP 내통 직경은
5.3 m,높이 200m.
외국의 오랜 연구 및 엔지니어링 응용 프로그램은 FRP 굴뚝 또는 파이프 구조 설계, 제조 및 시공자를 형성했습니다.
미국의 ASTM D 5364와 같은 면 표준.
3.2 국내 유리강 굴뚝의 응용 현황
우리나라 는 유리강 굴뚝 의 연구 와 응용 방면 에서 서방 선진국 에 뒤처져 있지만, 최근 몇 년 간 유리강 굴뚝 은 비 온 뒤 와 같다
죽순처럼 끊임없이 생겨나고 있다. 현재 이미 완성된 공사는 신장 후투벽 발전소, 안후이 화이베이 후산 발전소, 판진 랴오둥만 열병합 발전소 등이 있으며, 한창 준비하고 있다
시공한 곳은 충칭 스저우 발전소, 타이위안 이열, 산둥 빈저우 등 발전소이다.
각 큰 전력설계원 및 각 성 소속 전력설계원은 현재 이미 유리강굴뚝을 설계의 주요예비방안으로 삼고있다.
우리 회사는 국가 표준"GB30811-2014>> 석탄 화력 발전소 유리 섬유 강화 플라스틱 굴뚝 내통 표준의 참가 집필 단위이다.
4. 유리강 굴뚝 내통과 티타늄판의 비교
티타늄 재료는 내식성이 우수한 재료인데, 이는 티타늄의 표면에 안정적인 둔화막이 쉽게 생성되기 때문에 산에 있다
성, 알칼리성, 중성염 용액에는 비교적 좋은 안정성이 있지만 티타늄판 방안에는 다음과 같은 단점이 있다.
(1) 티타늄판의 제조비는 매우 비싸서 모든 방안 중에서 가장 비싸다.
(2) 티타늄판의 제조 주기도 가장 길다. 주문에서 납품까지 최소 3-4개월, 심지어 반까지 걸린다
년 이상.
(3) 티타늄판의 용접봉 처리는 매우 복잡한 문제이다. 그 자체의 티타늄판의 용접 공정 기술은 난이도가 매우 높다.
일반 용접공은 시공할 수 있으므로, 반드시 전문적인 기술 훈련을 거쳐야 하며, 동시에 많은 시공이 모두 고공에서 작업을 진행하기 때문에 용접한다
접합 난이도가 매우 높기 때문에 많은 티타늄판 굴뚝의 품질 문제는 주로 용접봉 부근에서 나타난다.
(4) 티타늄합금은 강판과 팽창계수가 다르기 때문에 균열이 생기기 쉽다.
5. 의견 및 건의
유리강 굴뚝 내통은 티타늄판 내통에 비해 더욱 좋은 내식성을 가지고 있으며, 경질이 높고 설치하기 쉬우며 사용하기 쉽다
수명이 길고 수리하기 편리하다는 등 장점이 있어 넓은 시장 전망을 가지고 있다.
GB50051"굴뚝 설계 규범","GB30811-2014>> 석탄 화력 발전소 유리 섬유 강화 플라스틱 굴뚝 내통 표준 중 유리 강철 굴뚝에 대한 설계, 제조 등 관련 국가 표준의 출범에 따라
명확한 규정이 생기면 이는 반드시 유리강굴뚝이 전력업종에 더욱 광범위하게 응용되도록 추동하게 된다.
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