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燃煤电厂烟气是大气主要污染物之一,随着国家环保要求不断的提高,新建或在建的电厂都必须安装脱硫装置。湿法烟气脱硫技术是国内火电厂脱硫的主导工艺,脱硫后的湿烟气和潮湿烟气均有很强腐蚀性。随着湿法脱硫技术在的运用和发展,国内已开始使用和推广FRP烟囱。由于使用时间不长,经验不足,对其材料选择、设计方法和在风、地震载荷作用下受力不是很清楚,因此有必要进行以上方面的研究。
FRP烟囱的设计方法与传统的各向同性材料结构设计方法差异比较大。玻璃钢为各向异性材料,其性能和厚度和与原材料的选择、成型工艺、铺层设计有关。考虑到FRP烟囱的特性,本文研究了以下内容:
1) FRP烟囱常用的树脂和玻璃纤维及其性能,结合试验证明乙烯基酯树脂耐温能力能够满足湿法脱硫后烟气温度;
2) FRP烟囱的成型工艺和铺层设计,给出了一些建议和方法;
3)单层板和层合板的性能确定方法,结合试验和层合板理论给出了FRP烟囱单层板和层合板的性能值;
4) FRP烟囱的安全系数取值方法,给出不同设计方法安全系数的取值范围。
FRP烟囱内筒真实的受力是原材料的选择和铺层设计提供依据重要依据之一,为确定燃煤电厂用FRP烟囱内筒的真实受力,本论文采用梁单元比较单独模型、联合模型、D5364模型和改进模型的在风载荷和地震作用下的受力;采用壳单元模拟了FRP烟囱内筒在下的受力,计算结果表明:
1)计算燃煤电厂用玻璃钢内筒在风载荷作用效用时,采用单独模型能准确反映玻璃钢内筒的实际受力情况;
2)计算燃煤电厂用玻璃钢内筒在地震载荷作用效用时,采用单独模型和联合模型都不能准确的反应FRP烟囱的真实受力,结构的局部误差比较大,采用本文推荐的改进的模型更接近FRP烟囱的真实受力;
3)在罕遇地震用下,FRP烟囱内筒烟顶点位移值小于其位移限制值;
4)罕遇地震下,玻璃钢内筒最大拉应力位于悬挂点以下、离悬挂点不远很近高度范围内,最大压应力位于玻璃钢悬挂处。在不考虑接口的受力下,可以适当提高悬挂点的高度。