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我国是以煤炭作为主要能源的大国,以煤为主的能源结构决定了我国属于典型的煤烟型大气污染。高污染、高能耗、高排放的粗放型经济,对环境造成了巨大破坏,在局部地区形成了极为严重的大气污染,对人民群众的身体健康、国民经济的可持续发展都产生了不利影响。目前,我国的燃煤电厂主要以石灰-石膏脱硫工艺的不加装GGH(烟气加热装置)湿法脱硫工艺为主,该技术特点决定了湿法脱硫烟囱的腐蚀状况极为严重。传统金属材料钛板是否适宜在上述的低温高湿条件下作为烟囱排烟内筒防腐蚀材料需要进一步试验验证。玻璃纤维增强塑料(Fiber Reinforced Polymer简称,FRP),是近年来作为燃煤电厂烟囱排烟内筒用的耐蚀材料,FRP排烟筒是整体悬挂式受力结构,而玻璃纤维作为纤维增强复合材料重要组分之一对FRP耐酸性能的影响以及其在应力加载后FRP腐蚀性能变化过程研究很少。 结合工程实际和文献记载,本文在分析了解湿法脱硫对烟囱造成腐蚀的基本原理和特点以后,认为烟气冷凝液中的主要成分——硫酸是其具备强腐蚀性的重要因素,通过外观形貌变化、重量变化和力学性能变化评价钛板与FRP在10%硫酸浓度和不同温度(23℃、60℃、96℃)下的耐腐蚀性能。从而为烟囱防腐蚀材料的选择提供数据支撑。其次,把玻璃纤维作为影响FRP耐腐蚀性能的研究方向,通过外观形貌变化、质量变化和力学性能变化评价FRP在不同温度(23℃、60℃、96℃)下的耐腐蚀性能。最后结合烟囱工况对比分析研究了在加载条件下复合材料的弯曲强度变化与重量变化。 结果表明,传统金属材料钛板在60℃条件腐蚀90天后,其重量保留率为5.4%,而FRP在60℃腐蚀90天后,重量保留率为98%;其次,在常温23℃腐蚀90天后,E玻璃纤维重量保留率为94.28%,ECR玻璃纤维重量保留率为99.68%;E玻璃纤维拉伸强度保留率为20%,ECR玻璃纤维为99%;相应的,E玻璃纤维增强复合材料和ECR玻璃纤维增强的复合材料,经23℃腐蚀30天后,力学强度保留率分别为67.94%和98.08%;经60℃腐蚀30天后,其力学强度保留率分别为15.01%和92.41%,经96℃腐蚀30天后,其力学强度保留率分别为1.32%和73.19%;预应力腐蚀结果表明,ECR玻纤增强FRP分别在0%和75%预拉伸应力作用后,其30天腐蚀后剩余弯曲强度为82.9%和78.1%;E玻纤增强FRP分别在0%和75%预拉伸应力作用后,其30天腐蚀后剩余弯曲强度为74.0%和61.9%。 所以,FRP比传统金属材料钛板更宜作为目前低温高湿烟囱内筒的防腐蚀材料;E玻璃纤维比ECR玻璃纤维更宜作为FRP烟囱内筒的增强材料;经应力加载后的FRP耐酸性能有下降的趋势,腐蚀速率明显加快,该组数据为FRP的使用寿命提供指导意义。