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2014年玻璃钢在电力行业需求分析
作者:huaqiangkeji  来源:本站  发表时间:2014-3-8 16:42:01  点击:8941

玻纤增强塑料(FRP)制品在发电领域具有很长的应用历史,特别是在烟气脱硫(FGD)系统中。接下来几年,FRP材料在电力行业的潜在市场将迅速扩大。由于成本和维护费用方面的优势,FRP正在取代其他材料。而且,FGD建筑系统的飞速增长(特别是在中国)将增加市场对可靠的耐腐蚀材料的需求,在十八大后全国人民对环境保护的强烈要求,加快了FRP材料在电力行业脱硫的使用。
        FRP是玻璃纤维和热固性树脂制成的层压材料。其结构层由玻璃纤维构成,用于增加强度和刚度;特别研制的树脂用来增强其耐腐蚀性。这些特性使得FRP制品适合电厂内的许多应用场合,特别是腐蚀环境中的烟气脱硫(FGD)装置。
  电厂使用煤炭等化石燃料来加热锅炉中的水,产生蒸汽。然后蒸汽涡轮机将燃料的热能转化为机械能,最后转变成电能。既然煤炭中含有硫,那么煤燃烧后的废气中会含有硫化物。FGD工艺可以去除硫化物,因此它们不会排放到空气中污染环境。
  全世界的大多数FGD装置都是“湿洗”系统。在湿式洗涤器中,烟气首先要通过一个微粒去除设备,例如静电除尘器或织物过滤器。然后,蒸汽会进入一个大型容器(喷淋塔或吸收器)内,在其中,石灰或石灰石和水组成的浆液会喷淋于蒸汽上(见图1)。
  浆液中的钙会与二氧化硫反应形成亚硫酸钙或硫酸钙。反应塔中的一部分浆液在进行最后的脱水之前会被泵送到增稠器中。剩余的浆液则重新循环回到吸收器中。喷淋塔出口处安装有除雾器,在烟气排出前去除烟气中的水汽。
        特殊的FGD应用
  因为FRP制品具有优异的物理强度和耐腐蚀性,这种材料对于FGD系统中的许多应用来说都是理想材料。       
  浆液循环管道
  石灰或石灰石浆液是磨蚀性的,经常含有少量的氯化物和氟化物,会对金属管道造成严重的腐蚀。FRP由于其耐磨性和耐腐蚀性,成为该应用中的优先选择。
  吸收器内部的浆液管道
   吸收器中的喷淋头和管道必须能承受管道内部的浆液以及急速流下喷淋塔的浆液的磨损和腐蚀。因此,吸收器内部的FRP管道外部必须具有额外的保护层。大约70%的FGD装置在吸收器内部采用FRP材料;另外30%选用碳化钢或镍合金衬里。
       
  吸收器容器
  FRP材料用于洗涤器内部部件(例如管道、溢流堰、折流板、水槽和除雾器)的制造已经有许多年。然而,FRP还是大型吸收器容器本身的理想制造材料,其所制造的容器直径在40英尺以上,高度可达100英尺。特殊形式的吸收器(污水洗涤器或喷射鼓泡反应器)比喷淋塔要小。进入的烟气低于反应器或循环水槽中的液位,烟气在通过浆液时会“起泡”,因此无需喷淋嘴和循环管道。FRP对于这些较小的容器来说是非常经济的材料。
       
  出口管道
  FRP是将FGD吸收器连接到烟道和烟囱衬里的理想材料。FRP管道可以使用阻燃的特殊溴化树脂制成。替代镍合金
  二氧化硫是FGD系统中的高腐蚀性物质,已经有许多耐腐蚀的材料被应用于FGD领域中,例如橡胶衬里、耐酸砖衬里和涂有树脂涂层的碳化钢。但是,考虑到成本和维护,目前两种最常用的FGD材料是镍合金和FRP。
  2006年之前,镍合金通常是湿工艺FGD系统所选用的材料。但是从那时起,FRP制品的需求开始增长。主要原因是什么?镍的价格。镍的价格在20世纪90年代一直盘旋在3-4美元/磅。而2006年却突然上升到15美元/磅,到2007年达到了24美元/磅。即使现在镍的价格在10美元/磅左右,但商品金属的价格(例如镍)在今天的经济环境中已经变得非常不稳定。凭借30年以来的相对稳定的成本,FRP对于工艺工程师来说,已经成为非常诱人的经济替代材料。
        在美国,电力厂的建造步伐已经稳定,但由于空气污染的控制问题,FGD装置将继续在较高的水平上增长。空气质量标准对微粒物质的限制将导致二氧化硫排放的控制要求更加严格。对危险的空气污染物(例如汞、氯化氢)更加严格的排放限制将促使更多的FGD装置建成,因为洗涤器可以在去除硫化物的同时,去除这样的污染物。
  在中国,自1990年以来,年均经济增长速率都在10%。中国将在2005-2011年建造数量空前的火电厂,使得2005年仍然低于美国的发电能力到2011年变为美国的两倍多。中国政府要求新的火电厂必须安装二氧化硫洗涤器,并要求现有电厂装备洗涤器。因此未来几年,中国在FGD系统的年投资额至少比美国高50%。
  即便如此,中国的FGD组件和材料市场仍然处于起步阶段。特别是只有少数公司能够为电力行业提供高质量的稳定的FRP制品。美国一家领先的FGD系统用FRP制品供应商Ershigs公司最近宣布,与北京汉维能源服务公司成立一家合资企业。汉维公司主要为石油和天然气生产厂制造FRP管道。Ershigs一直在寻找机会进入中国市场,并将其FGD领域的经验带给合资企业。Ershigs公司预测,在未来三年,中国FGD系统用FRP制品市场至少为15亿美元。

         亚什兰高性能材料的Don Kelley说,烟道工程可以作为FRP市场全面增长的指示器。据Kelley介绍,在2004-2005年的两年间,美国启动了8个FRP烟道衬里项目,2007年有49个烟道衬里项目, 2008年有39个(截至10月)。他认为,FRP在FGD应用中,正快速成为镍合金的替代材料。
       
  FGD装置的巨大增长
  据美国能源信息管理局报道,全世界的电力需求到2030年将增加一倍。火电厂的发电能力在那段时间甚至有可能增加的更多。McIlvaine公司的《火力发电分析和预测》报告指出,火电厂的发电能力有望从2006年的130 MW增加到2030年的270 MW。考虑到电厂的寿命周期,未来20年内至少要新增火力发电能力170 MW。
  煤炭和其他燃料的不成比例的增长主要是由于几个因素。首先,石油价格从今年年初的147元/桶,下降到现在的115美元/桶左右。从成本的角度考虑,煤炭比天然气和液化天然气更具吸引力。
第二,由于燃料的地区分布不同,火力发电能力的增长也随之不同。中国大约占有世界发电能力的三分之一。同时,中国的煤炭储量也是世界最大的,其50%-80%的电能是由煤炭产生的。因此,中国对电力的巨大需求,将促进全球火力发电能力以及FGD装 置的重大增长  。     
  市场预期
  2008年,全球的新装FGD系统用FRP制品的销售额预计为5亿美,然而,FRP不可能终身使用。喷淋头要经受内外表面的磨损和腐蚀,大约15年后就需要更换。其他FRP部件可以使用20年。工厂可以替换掉受损的部位,或选择更换整个系统。在某些工厂,橡胶衬里部件或不锈钢管道系统正被FRP部件和管道取代。
  从表1可以看出,FRP在全世界新建火电厂领域的销售额有望在2008年增长到5亿美元。FRP在全球替换市场的销售额有望达到1.5亿美元,总的市场销售额为6.5亿美元。
       
  市场机遇
  未来20年,火电厂和FGD的装机容量将大大增长。因此,FRP等耐腐蚀材料的需求将不断增长。镍合金等材料越来越贵,这为FRP带来了市场机遇。由于FRP在FGD工艺中的低成本和高性能优势,FGD装机容量在中国的增长为FRP材料制造了市场机遇。

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