玻璃钢烟囱.docx

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玻璃钢烟囱

玻璃钢烟囱

9玻璃钢烟囱

9.1一般规定

9.1.1当选用玻璃钢烟囱时，应符合下列规定：

1烟气长期运行温度不得超过100℃。

当烟气超出运行条件时，可在烟囱前端采取冷却降温措施，也可将选用的原材料和制成品的性能经试验验证后确定。

2事故发生时的30min内温度不得超过树脂的玻璃化温度（Tg）。

3环境最低温度不宜低于－40℃。

9.1.2玻璃钢烟囱直径和高度应符合下列规定：

1自立式玻璃钢烟囱的高度不宜超过30m，且其高径比（H/D）不宜大于10；

2拉索式玻璃钢烟囱的高度不宜超过45m，且其高径比（H/D）不宜大于20；

3塔架式、套筒式或多管式玻璃钢烟囱，其跨径比（L/D）不宜大于10。

注:

H为烟囱高度（m）；L为玻璃钢烟囱横向支承间距（m）；D为玻璃钢烟囱直径（m）。

9.1.3玻璃钢烟囱的设计，应计入烟气运行的流速、温度、磨损及化学介质腐蚀等因素的影响。

当烟气流速超过31m/s时，应在拐角以及突变部位的树脂中添加耐磨填料或采取其他技术措施。

9.1.4平台活荷载与筒壁积灰荷载的取值应符合本规范第5章的有关规定。

9.1.5结构强度和承载力计算时，不应计入筒壁防腐蚀内衬层的厚度和外表面层厚度，但应计算其重量影响。

9.1.6玻璃钢烟囱设计使用年限不宜少于30年。

9.1.7塔架式和拉索式玻璃钢烟囱层间挠度不应超过相应支撑段间距的1/120。

9.2材料

9.2.1玻璃钢烟囱的筒壁应由防腐蚀内衬层、结构层和外表面层组成，并应符合下列规定：

1防腐蚀内衬层应由富树脂层和次内衬层组成：

富树脂层厚度不应小于0.25mm，宜采用玻璃纤维表面毡，其树脂含量不应小于85%（重量比），也可选用有机合成纤维材料；次内衬层应采用玻璃纤维短切毡或喷射纱，其厚度不应小于2mm，树脂含量不应小于70%（重量比）。

当内衬层需防静电处理时，可采用导电碳纤维毡或导电碳填料，其内表面的连续表面电阻率不应大于1.0×106Ω，静电释放装置的对地电阻不应大于25Ω。

2结构层应由玻璃纤维连续纱或玻璃纤维织物浸渍树脂缠绕成型，其树脂含量应为35%±5%（重量比），厚度应由计算确定。

3外表面层中的最后一层树脂应采取无空气阻聚的措施。

当玻璃钢烟囱暴露在室外时，外表面层应添加紫外线吸收剂，外表面层厚度不应小于0.5mm。

9.2.2玻璃钢烟囱的基体材料应选用反应型阻燃环氧乙烯基酯树脂，除其液体树脂技术指标应符合现行国家标准《纤维增强塑料用液体不饱和聚酯树脂》GB/T8237的规定外，其他性能和技术要求尚应符合下列规定：

1树脂浇铸体的主要性能应符合表9.2.2的要求；

表9.2.2树脂浇铸体的主要性能

2烟气最高设计使用温度（T）应小于或等于HDT－20℃。

3防腐蚀内层和结构层宜选用同类型的树脂。

当选用不同类型的树脂时，层间不得脱层。

4阻燃性能应符合下列要求：

1）反应型阻燃环氧乙烯基酯树脂浇铸体的极限氧指数（LOI）不应小于23；

2）当反应型阻燃环氧乙烯基酯树脂含量为35%±5%（重量比），添加0～3%阻燃协同剂（Sb2O3）时，玻璃钢极限氧指数（LOI）不应小于32；

3）玻璃钢的火焰传播速率不应大于45。

5当有可靠经验和安全措施保证时，玻璃钢烟囱的基体材料可选用其他类型的树脂。

9.2.3玻璃钢烟囱增强材料应符合下列规定：

1富树脂层宜选用耐化学型C-glass表面毡或有机合成材料，也可选用C型中碱玻璃纤维表面毡；次内层应选用E-CR类型的玻璃纤维短切原丝毡或喷射纱。

当有防静电要求时，可选用导电碳纤维毡或布。

玻璃纤维短切原丝毡质量应符合现行国家标准《玻璃纤维短切原丝毡和连续原丝毡》GB/T17470的规定。

2结构层应选用E-CR类型的玻璃纤维的缠绕纱、单向布；在排放潮湿烟气条件下，可选用E型玻璃纤维的缠绕纱、单向布。

其质量应符合现行国家标准《玻璃纤维无捻粗纱》GB/T18369、《玻璃纤维无捻粗纱布》GB/T18370的规定。

3玻璃钢烟囱筒体之间连接所用的玻璃纤维无捻粗纱布、短切原丝毡或单向布的类型，应与筒体增强材料一致。

4玻璃纤维表面处理采用的偶联剂应与选用的树脂匹配。

9.2.4玻璃钢材料性能宜通过试验确定。

当无条件进行试验时，应符合下列规定：

1当采用环向缠绕纱和轴向单向布的铺层结构时，常温下纤维缠绕玻璃钢材料的性能宜符合表9.2.4-1的规定。

表9.2.4-1常温下纤维缠绕玻璃钢主要力学性能指标

2当采用短切毡和方格布交替铺层的手糊玻璃钢板时，常温下玻璃钢材料的性能宜符合表9.2.4-2的规定。

3玻璃钢的重力密度、膨胀系数、泊松比和导热系数等计算指标，可按表9.2.4-3的规定取值。

表9.2.4-2常温下手糊玻璃钢板的主要力学性能指标（MPa）

表9.2.4-3玻璃钢主要计算参数

9.2.5玻璃钢材料强度设计值应根据下列公式进行计算：

式中：

ƒzc、ƒzck——玻璃钢纵向抗压强度设计值、标准值（N/mm2）；

ƒzt、ƒztk——玻璃钢纵向抗拉强度设计值、标准值（N/mm2）；

ƒzb、ƒzbk——玻璃钢纵向弯曲抗拉（或抗压）强度设计值、标准值（N/mm2）；

ƒθt、ƒθtk——玻璃钢环向抗拉强度设计值、标准值（N/mm2）；

ƒθb、ƒθbk——玻璃钢环向弯曲抗拉（或）抗压强度设计值、标准值（N/mm2）；

ƒθc、ƒθck——玻璃钢环向抗压强度设计值、标准值（N/mm2）；

γzc、γzt、γzb、γθt、γθb、γθc——玻璃钢材料分项系数，取值不应小于表9.2.5-1规定的数值；

γzct、γztt、γzbt、γθtt、γθbt、γθct——玻璃钢材料温度折减系数，取值不应大于表9.2.5-2规定的数值。

表9.2.5-1玻璃钢烟囱的材料分项系数

注：

组合Ⅳ、V、Ⅵ应符合本规范第3.1.7条的规定。

表9.2.5-2玻璃钢烟囱的材料温度折减系数

注：

表中温度为中间值时，可采用线性插值确定。

9.2.6玻璃钢弹性模量应计算温度折减，当烟气温度不大于100℃时，折减系数可按0.8取值。

9.3筒壁承载能力计算

9.3.1在弯矩、轴力和温度作用下，自立式玻璃钢内筒纵向抗压强度应符合下列公式的要求：

式中：

Ani——计算截面处的结构层净截面面积（mm2）；

Wni——计算截面处的结构层净截面抵抗矩（mm3）；

Mi——玻璃钢烟囱水平计算截面i的最大弯矩设计值（N·mm）；

Ni——与Mi相应轴向压力或轴向拉力设计值（N）；

ƒzc——玻璃钢轴心抗压强度设计值（N/mm2）；

ƒzb——玻璃钢纵向弯曲抗拉强度设计值（N/mm2）；

Ezb——玻璃钢轴向弯曲弹性模量（N/mm2）；

Eθc——玻璃钢环向压缩弹性模量（N/mm2）；

——筒壁轴向临界应力（N/mm2）；

t0——烟囱筒壁玻璃钢结构层厚度（mm）；

r——筒壁计算截面结构层中心半径（mm）；

——筒身弯曲温度应力、温度次应力和筒壁内外温差引起的温度应力（MPa），按本规范第五章规定进行计算；

γT——温度作用分项系数，取γT＝1.1。

9.3.2在弯矩、轴力和温度作用下，悬挂式玻璃钢内筒纵向抗拉强度应按下列公式计算：

式中：

——玻璃钢轴心受拉强度设计值（N/mm2），抗力分项系取2.6；

——玻璃钢轴心受拉强度设计值（N/mm2），抗力分项系数取8.0。

9.3.3玻璃钢筒壁在烟气负压和风荷载环向弯矩作用下，其强度可按下列公式计算：

式中：

Mθin——局部风压产生的环向单位高度风弯矩（N·mm/mm），按本规范第5.2.7条计算；

p——烟气压力（N/mm2）；

Wθ——筒壁厚度沿环向单位高度截面抵抗矩（mm3/mm）；

Eθb——玻璃钢环向弯曲弹性模量（N/mm2）；

Ezc——玻璃钢轴向受压弹性模量（N/mm2）；

Ls——筒壁加筋肋间距（mm）；

——筒壁环向温度应力（N/mm2），按本规范第5章的规定进行计算；

——筒壁环向临界应力（N/mm2）。

9.3.4负压运行的自立式玻璃钢内筒，筒壁强度应按下式计算：

9.3.5玻璃钢烟囱可采用加劲肋的方法提高玻璃钢烟囱筒壁刚度，加劲肋影响截面抗弯刚度应满足下式要求：

式中：

Es——加劲肋沿环向弯曲模量（N/mm2）；

Is——加劲肋及筒壁影响截面有效宽度惯性矩（mm4）。

筒壁影响截面有效宽度可采用

，且计算影响面积不大于加强肋截面面积。

9.3.6玻璃钢筒壁分段采用平端对接时，宜内外双面粘贴连接，并应对粘贴连接宽度、厚度及铺层分别按下列要求进行计算：

1粘贴连接接口宽度应满足下式要求：

式中：

Ni、Mi——连接截面上部筒身总重力荷载设计值（N）与连接截面处弯矩设计值（N·mm）；

ƒτ——手糊板层间允许剪切强度（MPa），可按试验数据采用，当无试验数据时可取20MPa；

γτ——手糊板层间剪切强度分项系数，取γτ＝10。

2粘贴连接接口厚度（计算时不计防腐蚀层厚度）应满足下式要求：

式中：

ƒzc——手糊板轴向抗压强度（MPa），当无试验数据时可采用140MPa；

γzc——手糊板轴向抗压强度分项系数，取γzc＝10。

9.3.7玻璃钢烟囱开孔宜采用圆形，洞孔应力应满足本规范公式（10.3.2-16）的要求。

9.4构造规定

9.4.1玻璃钢烟囱下部烟道接口宜设计成圆形。

9.4.2拉索式玻璃钢烟囱拉索设置应满足以下规定：

1当烟囱高度与直径之比小于15时，可设1层拉索，拉索位置应距烟囱顶部小于h/3处。

2烟囱高度与直径之比大于15时，可设2层拉索；上层拉索系结位置，宜距烟囱顶部小于h/3处；下层拉索宜设在上层拉索位置至烟囱底的1/2高度处。

3拉索宜为3根，平面夹角宜为120°，拉索与烟囱轴向夹角不宜小于25°。

9.4.3玻璃钢加强肋间距不应超过烟囱直径的1.5倍，并不应大于8m。

9.4.4每段玻璃钢烟囱之间连接应符合下列规定：

1宜采用平端对接，对接处筒体的内外面的粘贴连接面的宽度，厚度应按本规范第9.3.6条计算确定，但全厚度时的宽度不应小于400mm。

2当筒体直径小于4m时，也可采用承插连接，承插深度不应小于100mm，内外部接缝处糊制宽度不应小于400mm。

3接缝处采用玻璃纤维短切原丝毡和无捻粗纱布交替糊制，第一层和最后一层应是玻璃纤维短切原丝毡。

9.4.5烟囱膨胀节宜采用玻璃钢法兰形式连接，连接节点应严密，连接材料的防腐蚀和耐温性能应符合烟气工艺要求。

9.4.6玻璃钢烟囱的筒壁结构层最小厚度应满足表9.4.6的规定。

表9.4.6玻璃钢烟囱的筒壁结构层最小厚度（mm）

9.5烟囱制作要求

9.5.1玻璃钢烟囱的制造环境应符合下列规定：

1应在工厂室内或在有临时围护结构的现场制作。

2制作场所应通风。

3环境温度宜为15℃～30℃，所有材料和设备温度应高于露点温度3℃；当环境温度低于10℃时，应采取加热保温措施，并严禁用明火或蒸汽直接加热。

4原材料使用时的温度，不应低于环境温度。

9.5.2玻璃钢烟囱的制造设备应符合下列要求：

1缠绕机在整个玻璃钢内衬分段长度上的缠绕角应在±1.5°以内。

2制造玻璃钢内衬所用的筒芯（模具）的外表面应均匀，其直径的偏差（沿长度方向）应控制在设计直径的±0.25%以内。

3树脂混合设备应计量准确，应先在树脂中按比例加入促进剂，并应混合均匀；在输送到玻璃纤维浸胶槽前，应按比例加入固化剂，并应搅拌均匀。

4玻璃纤维增强材料使用时，应符合均匀、连续、可重复的输送要求，在缠绕中，不应产生间隙、空隙或者结构损伤。

9.5.3树脂的使用应符合下列要求：

1在制造前，应进行树脂胶凝时间的试验。

2树脂黏度可通过加入气相二氧化硅或苯乙烯调节，其加入量不得超过树脂重量的3%。

3已加入促进剂和引发剂的树脂，应在树