【摘要】
2006年开始，由环氧乙烯基酯树脂制成的耐腐蚀材料的需求显著增加，镍钢的价格从6美元/磅增加至15美元/磅。2007年，镍钢价继续上涨，达到24美元/磅。享有30年低维护成本和费用相对稳定声誉的玻璃纤维增强塑料FRP（玻璃钢）向防腐工程师提供了一种可靠的、成本低、效益好的建筑材料，它可以远低于钛、镍合金复合钢板价格，应用在众多防腐蚀工程中。虽然还有其它材料的成本可与FRP竞争，由于需要维护，使用它们通常会产生更高的生命周期成本。
本文的目的是在“烟气湿法脱硫”（FGD）的烟囱内衬中，将FRP与高镍合金和奥氏体不锈钢进行比较。将提出相关的成本和耐腐蚀数据，为有关防腐工程材料的决策提供必需的信息。
【关键词】 腐蚀 脱硫 环氧乙烯基酯树脂 玻璃纤维增强塑料 烟气 高镍合金 塑料 增强热固性塑料
硫酸 乙烯酯树脂
前言
2006年和2007年，高镍合金相对于其它材料的价格大大提高，使用高镍合金制造的耐腐蚀工程设备非常昂贵。这就为成本更低的耐腐蚀替代材料，造成很大的需求。2006年之前，对于燃煤发电厂的“烟气湿法脱硫”（FGD）环境中，曾找到高镍合金是一种理想材料。这些环境常常含有大量对不锈钢有重腐蚀性的氯和氟含量。
由于环保要求严格，预计持续到2015年，很多发电厂烟气脱硫工程对新的耐腐蚀材料的需求相当大。在很大程度上，新工程的费用取决于施工材料。如高镍合金这样的材料很贵，因此，在湿式FGD脱硫系统中FRP的需求增加了，实践得到证明它是性能好，而且较便宜的材料。
FRP在湿式FGD系统中有很长的成功历史。典型的应用包括烟囱内衬、石灰泥浆管道和低pH值/高氯涤气系统。与高镍合金比较，用FRP制成的FGD设备相对便宜，其使用案例的历史可追溯至1973年，已经在FGD系统中成功应用。
湿式FGD脱硫系统中采用的材料，如奥氏体不锈钢、橡胶里衬碳素钢、耐酸砖里衬碳素钢和树脂涂层碳钢等，可使用在湿法FGD环境中。然而，这些材料的使用寿命不同，费用也不同。本文将玻璃钢（FRP）用作参考材料，与在FGD系统中使用的其他材料的寿命和费用进行比较。
玻璃钢与其他材料施工费用的比较
由于镍复合钢板涨价，玻璃钢（FRP）已经成为非常有竞争力的防腐工程材料。在北美，FRP的总安装费用约为每平方英尺100～150美元（在其他国家，价格可能有变化）。它比2205不锈钢便宜（表1），比C-276合金复合碳钢便宜得更多，在高氯和氟腐蚀环境中应用，使用寿命会更长。
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公用事业公司 |
发电厂/地点 |
开工年份 |
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Progress能源公司 |
Asheville发电厂1号与2号机组/Arden，NC（北卡罗来纳州） |
2004 |
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AEP（美国电力公司） |
Mitchell发电厂1号与2号机组，Moundsville，WV（西弗吉尼亚） |
2004 |
|
WE能源公司 |
Pleasant
Prairie发电厂，WI（威斯康辛州） |
2004 |
|
Dominion |
Chesterfield
发电厂6号机组，Chester，VA（弗吉尼亚州） |
2005 |
|
Progress能源公司 |
Roxboro发电厂3号机组，Semora，NC（北卡罗来纳州） |
2005 |
|
DP&L公司 |
Stuart发电厂3号机组，Aberdeen，OH（俄亥俄州） |
2005 |
|
PPL公司 |
Montour
发电厂1号与2号机组，Washingtonville，PA（宾夕法尼亚州） |
2005 |
|
AEP（美国电力公司） |
Mountaineer发电厂，New
Haven，WV（西弗吉尼亚州） |
2005 |
|
Southern（南方公司） |
Bowen
发电厂4号机组，Cartersville，GA（佐治亚州） |
2006 |
|
TVA（田纳西流域管理局） |
Bull
Run发电厂1号机组，Clinton，TN（田纳西州） |
2006 |
|
Duke Power（杜克电力公司） |
Belews Creek
发电厂2号机组，Walnut Cove，NC（北卡罗来纳州） |
2006 |
|
AEP（美国电力公司） |
Amos发电厂3号机组，Winfield，WV（西弗吉尼亚州） |
2006 |
|
AEP（美国电力公司） |
Cardinal
发电厂1号机组，Brilliant，OH（俄亥俄州） |
2006 |
|
AEP（美国电力公司） |
Cardinal
发电厂2号机组，Brilliant，OH（俄亥俄州） |
2006 |
|
DP&L公司 |
Stuart发电厂2号机组，Aberdeen，OH（俄亥俄州） |
2006 |
|
Indianapolis
P&L（印第安纳波利斯电力与照明公司） |
Harding
Street发电厂7号机组，Indianapolis，IN（印第安纳州） |
2006 |
|
Kentucky
Utilities（肯塔基公用事业公司） |
Ghent发电厂3号机组，KY（肯塔基州） |
2006 |
|
Progress Energy
（Progress能源公司） |
Roxboro发电厂4号机组，Semora，NC（北卡罗来纳州） |
2006 |
|
Southern（南方公司） |
Gorgas
发电厂8、9、10号机组，Parrish，AL（阿拉巴马州） |
2006 |
|
Duke Power
（杜克电力公司） |
Belews
Creek发电厂1号机组，Walnut Cove，NC（北卡罗来纳州） |
2006 |
|
Progress能源公司 |
Roxboro
#1，Semora，NC（北卡罗来纳州） |
2006 |
|
AEP（美国电力公司） |
Amos发电厂1号机组，Winfield，WV（西弗吉尼亚州） |
2006 |
|
PPL公司 |
Brunner Island
发电厂3号机组，York Haven，PA（宾夕法尼亚州） |
2006 |
|
Ohio Edison（俄亥俄州爱迪生公司） |
Sammis发电厂6号机组，Stratton，OH（俄亥俄州） |
2006 |
|
Allegheny Energy
（Allegheny能源公司） |
Hatsfield
Ferry发电厂1号与2号机组，Masontown，PA（宾夕法尼亚州） |
2006 |
|
AEP（美国电力公司） |
Amos发电厂2号机组，Winfield，WV（西弗吉尼亚州） |
2006 |
|
AEP（美国电力公司） |
Muskingum
River发电厂5号机组，Waterford，OH（俄亥俄州） |
2006 |
|
Duke Power
（杜克电力公司） |
Allen
发电厂1～5号机组，Belmont，NC（北卡罗莱纳州） |
2006 |
|
Kentucky
Utilities（肯塔基公用事业公司） |
Ghent发电厂2号机组，KY（肯塔基州） |
2006 |
|
WE Energies
（WE能源公司） |
Elm
Road发电厂5与6号机组，WI（威斯康辛州） |
2006 |
|
Alcoa公司 |
Warrick
发电厂2与3号机组，Newburgh，IN（印第安纳州） |
2006 |
|
Indianapolis Power &
Light（印第安纳波利斯电力与照明公司） |
Petersburg发电厂3号机组，Indiana（印第安纳州） |
2006 |
|
Cinergy/PSI能源公司 |
Gibson
发电厂1～3号机组，Owensville，IN（印第安纳州） |
2006 |
|
Dayton Power &
Light（Dayton电力与照明公司） |
J.M.
Stuart发电厂1～4号机组，Aberdeen，OH（俄亥俄州） |
2006 |
|
DTE能源公司 |
Monroe
发电厂3与4号机组，Monroe，MI（密歇根州） |
2006 |
|
Duke Energy
（杜克能源公司） |
Belews Creek发电厂1与2号机组 |
2006 |
|
PPL公司 |
Montour
发电厂，Washingtonville，PA（宾夕法尼亚州） |
2006 |
|
Santee Cooper公司 |
Winyah发电厂1与2号机组 |
2006 |
|
阿拉巴马州南方电力公司 |
E.C.
Gaston发电厂5号机组，Wilsonville，AL（阿拉巴马州） |
2006 |
|
阿拉巴马州南方电力公司 |
Gorgas发电厂8、9和10号机组，Parrish，AL（阿拉巴马州） |
2006 |
|
佐治亚州南方电力公司 |
Bowen发电厂1与2号机组，Cartersville，GA（佐治亚州） |
2006 |
|
田纳西流域管理局 |
Bull Run，Tennessee（田纳西州） |
2006 |
|
WE Energies
（WE能源公司） |
Elm Road 发电厂1与2号机组，Oak
Creek，WI（威斯康辛州） |
2006 |
|
Allegheny Energy
Greensberg,PA （宾夕法尼亚州） |
Hatfield's
Ferry发电厂1～3号机组，Masontown，PA（宾夕法尼亚州） |
2006 |
|
AmerenUE，St Louis（圣路易市） |
Sioux 发电厂，West
Alton，Missouri（密苏里州） |
2006 |
|
AEP（美国电力公司） |
Conesville发电厂4号机组，OH（俄亥俄州） |
2007 |
|
DP&L公司 |
Stuart发电厂1号机组，Aberdeen，OH（俄亥俄州） |
2007 |
|
Kentucky Utilities
（肯塔基公用事业公司） |
Ghent发电厂1号机组，KY（肯塔基州） |
2007 |
|
科罗拉多河下游管理局 |
Fayette发电厂1号机组，LaGrange，TX（得克萨斯州） |
2007 |
|
科罗拉多河下游管理局 |
Fayette
发电厂2号机组，LaGrange，TX（得克萨斯州） |
2007 |
|
Ohio Edison
（俄亥俄州爱迪生公司） |
Sammis
发电厂1～4号机组，Stratton，OH（俄亥俄州） |
2007 |
|
Progress Energy
（Progress能源公司） |
Roxboro发电厂2号机组，Semora，NC（北卡罗来纳州） |
2007 |
|
Southern（南方公司） |
Wansley
发电厂1与2号机组，Roopville，GA（佐治亚州） |
2007 |
|
Alcoa公司 |
Warrick
发电厂1与4号机组，Newburgh，IN（印第安纳州） |
2007 |
|
Detroit爱迪生公司 |
Monroe发电厂3与4号机组，MI（密歇根州） |
2007 |
|
Ohio Edison
（俄亥俄州爱迪生公司） |
Sammis
发电厂7号机组，Stratton，OH（俄亥俄州） |
2007 |
|
Basin Electric Coop./Sargent
Lundy |
Leland
Olds发电厂1与2号机组，Stanton，ND（北达科他州） |
2007 |
|
Cinergy/PSI能源分公司 |
Cayuga发电厂1与2号机组，Terre
Haute，IN（印第安纳州） |
2007 |
|
Cinergy/PSI能源分公司 |
Miami Fort
发电厂7与8号机组，North Bend，OH（俄亥俄州） |
2007 |
|
CPS能源公司 |
J.K. Spruce Plant
发电厂2号机组，San Antonio，TX（得克萨斯州） |
2007 |
|
Duke Energy
（杜克能源公司） |
C.G.
Allen发电厂1～5号机组，Gaston County，NC（北卡罗莱纳州） |
2007 |
|
Dynegy Midwest/Sargent
Lundy |
Havana
发电厂6号机组，Havana，IL（伊利诺斯州） |
2007 |
|
Dynegy Midwest/Sargent
Lundy |
Baldwin
发电厂1～3号机组，Baldwin，IL（伊利诺斯州） |
2007 |
|
Gainsville 地区公用事业公（GRU） |
Deerhaven
发电厂2号机组，Gainsville，FL（佛罗里达州） |
2007 |
|
GenPower，LLC Nedham, MA
（马萨诸塞州） |
Longview发电厂，Maidsville，WV（西弗吉尼亚州） |
2007 |
|
Indianapolis Power &
Light（印第安纳波利斯电力与照明公司） |
Harding街发电厂，印第安纳波利斯，印第安纳州 |
2007 |
|
LG&E –KUC公司 |
E.W. Brown 发电厂3号机组 |
2007 |
|
LG&E –KUC公司 |
Ghent 发电厂1、 3和
4号机组，Ghent，KY（肯塔基州） |
2007 |
|
LG&E公司-KUC Cummins &
Barnard公司 |
Trimble县发电厂2号机组，Bedford，KY（肯塔基州） |
2007 |
|
明尼苏达州德卢斯市明尼苏达电力公司 |
Boswell电厂3号机组，Cohasset，Minn.（明尼苏达州） |
2007 |
|
太平洋电力公司-犹他州电力公司 |
亨廷顿峡谷发电厂2号机组，亨廷顿，犹他州 |
2007 |
|
Plumb Point电力公司（LS电力公司） |
Plumb
Point能源发电厂，Osceola，AR（阿肯色州） |
2007 |
|
PPL公司 |
Brunner岛发电厂3号机组，York
Haven，PA（宾夕法尼亚州） |
2007 |
|
Progress Energy
（Progress能源公司） |
Lee，Goldsboro，NC（北卡罗莱纳州） |
2007 |
|
Progress能源公司/Worley
Parsons公司 |
Mayo发电厂1和2号机组，Roxboro，NC（北卡罗莱纳州） |
2007 |
|
Progress能源公司/Worley
Parsons公司 |
Crystal河发电厂4和5号机组，Crystal河，FL（佛罗里达州） |
2007 |
|
Reliant能源公司 |
Cheswick发电厂，Springdale，PA（宾夕法尼亚州） |
2007 |
|
Reliant能源公司 |
Keystone发电厂1和2号机组，Shelocta，PA（宾夕法尼亚州） |
2007 |
|
盐河工程华盛顿集团公司 |
Springerville发电厂4号机组，Springerville，AZ（亚利桑那州） |
2007 |
|
SCE&G a SCANA 公司 |
Wateree发电厂1号与2号机组，Eastover，SC（南卡罗来纳州） |
2007 |
|
阿拉巴马州南方电力公司 |
Hammond
发电厂1～4号机组，Coosa，GA（佐治亚州） |
2007 |
|
田纳西流域管理局 |
金斯顿，田纳西州 |
2007 |
|
田纳西流域管理局 |
Colbert，阿拉巴马州 |
2007 |
|
得克萨斯公共事业公司 |
Sandow发电厂5号机组，Milam县，TX（得克萨斯州） |
2007 |
|
得克萨斯公共事业公司-Oak Grove 管理公司 |
Oak
Grove发电厂1与2号机组，Robertson 县，TX（得克萨斯州） |
2007 |
|
Western Farmers & Brazos
电力公司 |
Hugo发电厂2号机组，Anadarko，OK（俄克拉荷马州） |
2007 |
|
美国电力公司 |
Conesville发电厂4号机组，Conesville，OH（俄亥俄州） |
2007 |
|
美国电力公司 |
Kyger
Creek发电厂1～5号机组，Gallipolis，OH（俄亥俄州） |
2007 |
|
美国电力公司 |
Cliffy
Creek发电厂1～5号机组，Madison，IN（印第安纳州） |
2007 |
|
Allegheny Energy
Greensberg，PA（宾夕法尼亚州） |
Fort
Martin发电厂1与2号机组，Maidsville，WV（西弗吉尼亚州） |
2007 |
|
Ameren公司 |
Coffeen发电厂，Coffeen，IL（伊利诺伊州） |
2007 |
|
Ameren公司 |
Duck Creek
发电厂，Canton，IL（伊利诺伊州） |
2007 |
|
Constellation能源公司 |
Brandon
Shores发电厂1与2号机组，Baltimore，MD（马里兰州） |
2007 |
|
Dominion公司 |
Chesterfield发电厂6号机组，Chester，VA（弗吉尼亚州） |
2007 |
|
阿拉巴马电力公司 |
Lowman
发电厂，Leroy，AL（阿拉巴马州） |
2008 |
|
Allegheny Energy
（Allegheny能源公司） |
Pleasants发电厂，Pleasants
WV（西弗吉尼亚州） |
2008 |
|
DP&L公司 |
Stuart发电厂4号机组，Aberdeen，OH（俄亥俄州） |
2008 |
|
Duke Power
（杜克电力公司） |
Marshall发电厂，Terrel，NC（北卡罗莱纳州） |
2008 |
|
Sringfield市，IL
（伊利诺伊州） |
Dallman发电厂，Springfield，IL（伊利诺伊州） |
2008 |
|
阿拉巴马电力公司 |
Gaston
发电厂1号机组，Wilsonville，AL（阿拉巴马州） |
2008 |
|
肯塔基公用事业公司 |
Ghent发电厂4号机组，KY（肯塔基州） |
2008 |
|
Duke Energy
（杜克能源公司） |
Cliffside发电厂6与7号机组，Cliffside，NC（北卡罗莱纳州） |
2008 |
|
LS电力公司，East Brunswick，NJ（新泽西州） |
Long
Leaf工程发电厂，Early县，GA（佐治亚州） |
2008 |
|
NRG 能源公司 |
Big Cajun II号发电厂4号机组，New
Roads，LA（路易斯安娜州） |
2008 |
|
俄亥俄州Valley电力公司 |
Kyger
Creek发电厂，Cheshire，俄亥俄州 |
2008 |
|
Progress Energy
（Progress能源公司） |
Cape
Fear发电厂1号与2号机组，Siler市，NC（北卡罗莱纳州） |
2008 |
|
Progress Energy
（Progress能源公司） |
L.V.
Sutton发电厂，Wilmington，NC（北卡罗莱纳州） |
2008 |
|
公共服务电力与煤气公司 |
Hudson发电厂2号机组，Jersey
市，NJ（新泽西州） |
2008 |
|
公共服务电力与煤气公司 |
Mercer发电厂1与2号机组，Trenton，NJ（新泽西州） |
2008 |
|
SCE&G.公司 |
Williams发电厂，Charleston，SC（南卡罗来纳州） |
2008 |
|
阿拉巴马州南方电力公司 |
Plant
Barry发电厂，Bucks，AL（阿拉巴马州） |
2008 |
|
阿拉巴马州南方电力公司 |
J.H. Miller发电厂3与4号机组，West
Jefferson，AL（阿拉巴马州） |
2008 |
|
阿拉巴马州南方电力公司 |
McDonough/
Atkinson发电厂1号与2号机组，Smyrna，GA（佐治亚州州） |
2008 |
|
Sunbury发电LLC公司 |
Sunbury发电厂1与3号机组，Shamokin
Dam，PA（宾夕法尼亚州） |
2008 |
|
威斯康星公共服务公司 |
Weston发电厂3号机组，Wausau，WI（威斯康星州） |
2008 |
|
Xcel能源公司 |
Comanche发电厂3号机组，Pueblo，CO（科罗拉多州） |
2008 |
|
Alliant 能源公司 - IP&L公司 |
Sutherland发电厂4号机组，Marshalltown，IA（衣阿华州） |
2008 |
|
Alliant 能源公司 –
威斯康星电力与照明公司 |
哥伦比亚能源中心，Portage，WI（威斯康星州） |
2008 |
|
CWLP，Springfield，IL
（伊利诺伊州） |
Dallman
发电厂4号机组，Springfield，IL（伊利诺伊州） |
2008 |
|
肯塔基东部电力公司 |
John Sherman Cooper
发电厂2号机组，Burnside，KY（肯塔基州） |
2008 |
|
LS电力公司，East Brunswick，NJ（新泽西州） |
Elk Run发电厂，Waterloo，衣阿华州 |
2008 |
|
Otter Tail 电力公司 |
Big
Stone第2发电厂，Milbank，SD（南达科他州） |
2008 |
|
新罕布什尔州公共服务公司 |
Merrimack
发电厂1与2号机组，Bow，NH（新罕布什尔州） |
2008 |
|
盐河工程/ Sargent & Lundy公司 |
SRP Coronado发电厂，Saint
Johns，AZ（亚利桑那州） |
2008 |
|
Sithe Global 电力公司，LLC
Houston，TX（得克萨斯州） |
Desert
Rock能源公司，Farmington，NM（新墨西哥州） |
2008 |
|
WE Energies
（WE能源公司） |
South Oak Creek
Retrofit发电厂7号与8号机组，Oak Creek，WI（威斯康星州） |
2008 |
|
Xcel能源公司 |
Sherco
发电厂1与2号机组，Becker，明尼苏达州 |
2008 |
|
美国市政电力公司 |
美国市政电力公司发电厂，Letart
Falls，OH（俄亥俄州） |
2008 |
|
NRG 能源公司 |
印第安河发电厂1～4号机组，Millsboro，DE（特拉华州） |
2008 |
|
Power4Georgians Coop |
华盛顿县发电厂，Sanderville，乔治亚州州 |
2008 |
|
佐治亚州南方电力公司 |
Branch发电厂1至4号机组，Milledgeville，GA（佐治亚州） |
2008 |
|
佐治亚州南方电力公司 |
Scherer
发电厂1～4号机组，Juliette，GA（佐治亚州） |
2008 |
|
CMS能源公司 |
Karn / Weadock联合发电厂，Bay
City，MI（明尼苏达州） |
2008 |
在2006年后，北美发电厂烟囱采用玻璃钢内衬大大增加。当年，在49个发电厂工程，施工了63个玻璃钢内衬的烟囱，采用了300多万平方英尺的玻璃钢层压板，这是电力工业历史上最多的玻璃钢烟囱内衬。图7表示美国东部2个烟囱内衬的安装。
除了湿式FGD脱硫系统烟囱中FRP玻璃钢内衬的快速增长，排放净化烟气到烟囱排烟管的玻璃钢烟道系统也大幅增长。可回顾20世纪70年代，过去在发电厂中的FRP烟道工程非常成功。图8表示在一座550MW的发电厂中的玻璃钢烟道工程，采用溴化环氧乙烯基酯树脂。溴化树脂树脂用于有阻燃标准要求的烟囱排烟管和烟道。
从2006年开始，玻璃钢吸收塔和塔内构件的施工安装也快速增长。最常见的玻璃钢吸收塔称为气流喷射室脱硫塔（JBR）。JBR是一个石灰泥浆FGD系统的一部分，在脱硫塔中发生所有的化学反应，产生高品质石膏。2007年6月，北美最大的FRP脱硫塔之一在一座俄亥俄河上的发电厂投产。图9表示直径88英尺，高77英尺的大型JBR。目前，该JBR可除去高硫煤烟气中99%的SO2。
在发电厂中另一个快速增长的是玻璃钢冷却塔。虽然木材一直是冷却塔使用的主要材料，FRP正在迅速成为这些冷却塔的首选材料。主要原因是FRP结构的寿命预计为木材结构的两倍以上（FRP为50年以上，木材为25年）。FRP在其使用寿命期间，需要的维护很少或者不需要维护，而木塔常常需要大量的维护。FRP不会内部变质或受生物侵袭，通过选择合适的树脂，它可以承受几乎所有的化学品腐蚀。由于FRP构件的制造长度可达60英尺及以上，劳动力成本也比木材的少，木材20英尺长度需要拼接。图10表示在美国中西部700
MW发电站中两个6单元的FRP冷却塔。
