ООО "УЗРО" 

    Уральский
    Завод
    Р
езервуарного
    Оборудования


 
 


Перспективы применения фаолита

 

 

      Конструктивные решения газоотводящих труб за последние 50 лет претерпевали существенные изменения. В конце 50-х годов вместо трудоемких кирпичных дымовых труб началось строительство монолитных железобетонных, футерованных изнутри кирпичом. Изменения в топливно-энергетическом балансе ТЭС (переход с угля на мазут и газ), привели к увеличению коррозионного воздействия отводимых газов, поэтому стали применять футеровку из кислотоупорного кирпича. Рост объемов удаляемых газов привел к появлению в стволах труб избыточного статического давления.

Для предотвращения инфильтрации агрессивных газов через футеровку к несущим конструкциям стволов труб была разработана конструктивная схема с вентилируемым воздушным зазором между футеровкой и стволом. Однако низкая эксплутационная надежность такой конструкции из-за  частых неисправностей вентиляционных установок приводила к преждевременному износу и сокращению срока службы трубы в 1,5-2 раза.

       В настоящее время внедрение ресурсосберегающих технологий и систем мокрой очистки, а также возрастание доли серосодержащих топлив в топливно-энергетическом балансе предприятий, привели к снижению температур отводимых газов до 70-250 С, увеличению влажности и степени агрессивного их воздействия. В этих условиях происходит интенсивная коррозия и разрушение дымовых труб традиционных конструкций. Их срок службы сокращается в 2 - 4 раза, а затраты на каждый капитальный ремонт, проводимый с периодичностью в 5 - 10 лет, достигают 30% от их стоимости. В результате большое количество ранее построенных труб в настоящее время находиться в ограниченно работоспособном состоянии и требует уже не капитального ремонта, а реконструкции с целью радикального увеличения эксплутационной надежности.

В этой ситуации особую актуальность приобретает поиск новых конструктивных решений с использованием коррозионно-стойких материалов. Наиболее перспективным при реконструкции является конструктивное решение «труба в трубе» с внутренним стволом из коррозионно-стойких газоплотных материалов.   

Снижение рабочих температур сделало возможным, а изменение соотношения цен на основные конструкционные коррозионно-стойкие материалы – экономически оправданным применение газоотводящих стволов из полимерных композиционных материалов (ПКМ).  Стоимость газоотводящих стволов из ПКМ меньше, чем у аналогичных из легированных сталей и цветных металлов в 2,5 - 4 раза, а по сравнению с стволами из малоуглеродистой стали – она вполне сопоставима при в 3 - 5 раз большем безремонтном сроке службы.

К настоящему времени накоплен значительный положительный опыт эксплуатации стволов для отвода высокоагрессивных газовоздушных смесей температурой до 150 С и влажностью до 100% из фаолита показавший их высокую эксплуатационную  надежность.  Дальнейшее расширение области эффективного применения ПКМ при реконструкции дымовых труб требует, в первую очередь, повышения их теплостойкости и пожаробезопасности без значительного увеличения стоимости.

Наиболее перспективным с этой точки зрения является фаолит – композиционный материал, получаемый в результате отверждения относительно дешевых и доступных фенолформальдегидных смол, наполненных тальком, графитом, асбестом и т.д. Это связано, в первую очередь с потенциально высокой термостойкостью (до 300 С) и теплостойкостью (до 200 С) фенолформальдегидных смол, их трудносгораемостью и значительно меньшей стоимостью наполнителей по сравнению с угле – и стекло – армирующими материалами.

 Теплостойкость выпускаемого в настоящее время фаолита (ТУ 2292-004-01394834-00) составляет не ниже 170 С. Проведенные нами исследования показали, что за счет дополнительной термообработке теплостойкость фаолита  может быть повышена  до 210 С. При этом уровень конструкционных характеристик при кратковременном  действии нагрузок в интервале рабочих температур до 100 С увеличивается в 2…3 раза, а при длительном действии нагрузок в интервале температур 100 … 200 С сохраняется на достаточно высоком уровне. Показатели кислостойкости и ударной вязкости в результате дополнительной температурной обработки изменяются незначительно.

Технология переработки фаолита позволяет изготавливать изделия сложной конфигурации, в частности скорлупы, из которых в последствии могут собираться цилиндрические царги стволов труб практически любых размеров. Это имеет первостепенное значение из-за ограничений по габаритам при транспортировке и размерам монтажных проемов. При этом в несколько раз снижаются транспортные расходы из-за возможности штабелирования скорлуп. Изготовление таких элементов из угле- и стекло- пластиков возможно либо ручным способом, что весьма трудоемко, либо требует разработки специального оборудования.

Важным фактором является дополнительная возможность улучшения свойств фаолита за счет использования модифицирующих добавок, а также снижения стоимости за счет усовершенствования конструктивно-технологических решений и уменьшения энергоемкости процесса отверждения. Результаты оценочных исследований в этом направлении показывают возможность уменьшения толщины стенки конструкций из фаолита до 1,5 раз за счет снижения хрупкости и обеспечения требуемой при транспортировке и монтаже жесткости более эффективными способами, чем простым увеличением толщины стенки.

Таким образом, высокая теплостойкость и пожаробезопастность относительно дешевых и доступных фенолформальдегидных смол, меньшая стоимость наполнителей, конструктивно-технологические возможности реализации более эффективных решений в конструкциях сложной конфигурации и улучшения эксплуатационных свойств выдвигают фаолит в ряд наиболее перспективных материалов для внутренних стволов при реконструкции существующих и строительстве новых газоотводящих  труб. 

   Более 40-лет изготовлением транспортировкой и монтажом газоотводящих труб из полимерных композиционных материалов на основе фаолита занимаются специалисты Уралметаллургмонтаж – 2 и Уральского Завода Резервуарного Оборудования.  Одна из последних разработок «труба в трубе» осуществлена при строительстве котельной на ТЭЦ-2 г.Астана.