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2014年玻璃鋼在電力行業需求分析
作者:huaqiangkeji  來源:本站  發表時間:2014-3-8 16:42:01  點擊:10333

玻纖增強塑料(FRP)制品在發電領域具有很長的應用歷史,特別是在煙氣脫硫(FGD)系統中。接下來幾年,FRP材料在電力行業的潛在市場將迅速擴大。由于成本和維護費用方面的優勢,FRP正在取代其他材料。而且,FGD建筑系統的飛速增長(特別是在中國)將增加市場對可靠的耐腐蝕材料的需求,在十八大后全國人民對環境保護的強烈要求,加快了FRP材料在電力行業脫硫的使用。
        FRP是玻璃纖維和熱固性樹脂制成的層壓材料。其結構層由玻璃纖維構成,用于增加強度和剛度;特別研制的樹脂用來增強其耐腐蝕性。這些特性使得FRP制品適合電廠內的許多應用場合,特別是腐蝕環境中的煙氣脫硫(FGD)裝置。
  電廠使用煤炭等化石燃料來加熱鍋爐中的水,產生蒸汽。然后蒸汽渦輪機將燃料的熱能轉化為機械能,最后轉變成電能。既然煤炭中含有硫,那么煤燃燒后的廢氣中會含有硫化物。FGD工藝可以去除硫化物,因此它們不會排放到空氣中污染環境。
  全世界的大多數FGD裝置都是“濕洗”系統。在濕式洗滌器中,煙氣首先要通過一個微粒去除設備,例如靜電除塵器或織物過濾器。然后,蒸汽會進入一個大型容器(噴淋塔或吸收器)內,在其中,石灰或石灰石和水組成的漿液會噴淋于蒸汽上(見圖1)。
  漿液中的鈣會與二氧化硫反應形成亞硫酸鈣或硫酸鈣。反應塔中的一部分漿液在進行最后的脫水之前會被泵送到增稠器中。剩余的漿液則重新循環回到吸收器中。噴淋塔出口處安裝有除霧器,在煙氣排出前去除煙氣中的水汽。
        特殊的FGD應用
  因為FRP制品具有優異的物理強度和耐腐蝕性,這種材料對于FGD系統中的許多應用來說都是理想材料。       
  漿液循環管道
  石灰或石灰石漿液是磨蝕性的,經常含有少量的氯化物和氟化物,會對金屬管道造成嚴重的腐蝕。FRP由于其耐磨性和耐腐蝕性,成為該應用中的優先選擇。
  吸收器內部的漿液管道
   吸收器中的噴淋頭和管道必須能承受管道內部的漿液以及急速流下噴淋塔的漿液的磨損和腐蝕。因此,吸收器內部的FRP管道外部必須具有額外的保護層。大約70%的FGD裝置在吸收器內部采用FRP材料;另外30%選用碳化鋼或鎳合金襯里。
       
  吸收器容器
  FRP材料用于洗滌器內部部件(例如管道、溢流堰、折流板、水槽和除霧器)的制造已經有許多年。然而,FRP還是大型吸收器容器本身的理想制造材料,其所制造的容器直徑在40英尺以上,高度可達100英尺。特殊形式的吸收器(污水洗滌器或噴射鼓泡反應器)比噴淋塔要小。進入的煙氣低于反應器或循環水槽中的液位,煙氣在通過漿液時會“起泡”,因此無需噴淋嘴和循環管道。FRP對于這些較小的容器來說是非常經濟的材料。
       
  出口管道
  FRP是將FGD吸收器連接到煙道和煙囪襯里的理想材料。FRP管道可以使用阻燃的特殊溴化樹脂制成。替代鎳合金
  二氧化硫是FGD系統中的高腐蝕性物質,已經有許多耐腐蝕的材料被應用于FGD領域中,例如橡膠襯里、耐酸磚襯里和涂有樹脂涂層的碳化鋼。但是,考慮到成本和維護,目前兩種最常用的FGD材料是鎳合金和FRP。
  2006年之前,鎳合金通常是濕工藝FGD系統所選用的材料。但是從那時起,FRP制品的需求開始增長。主要原因是什么?鎳的價格。鎳的價格在20世紀90年代一直盤旋在3-4美元/磅。而2006年卻突然上升到15美元/磅,到2007年達到了24美元/磅。即使現在鎳的價格在10美元/磅左右,但商品金屬的價格(例如鎳)在今天的經濟環境中已經變得非常不穩定。憑借30年以來的相對穩定的成本,FRP對于工藝工程師來說,已經成為非常誘人的經濟替代材料。
        在美國,電力廠的建造步伐已經穩定,但由于空氣污染的控制問題,FGD裝置將繼續在較高的水平上增長。空氣質量標準對微粒物質的限制將導致二氧化硫排放的控制要求更加嚴格。對危險的空氣污染物(例如汞、氯化氫)更加嚴格的排放限制將促使更多的FGD裝置建成,因為洗滌器可以在去除硫化物的同時,去除這樣的污染物。
  在中國,自1990年以來,年均經濟增長速率都在10%。中國將在2005-2011年建造數量空前的火電廠,使得2005年仍然低于美國的發電能力到2011年變為美國的兩倍多。中國政府要求新的火電廠必須安裝二氧化硫洗滌器,并要求現有電廠裝備洗滌器。因此未來幾年,中國在FGD系統的年投資額至少比美國高50%。
  即便如此,中國的FGD組件和材料市場仍然處于起步階段。特別是只有少數公司能夠為電力行業提供高質量的穩定的FRP制品。美國一家領先的FGD系統用FRP制品供應商Ershigs公司最近宣布,與北京漢維能源服務公司成立一家合資企業。漢維公司主要為石油和天然氣生產廠制造FRP管道。Ershigs一直在尋找機會進入中國市場,并將其FGD領域的經驗帶給合資企業。Ershigs公司預測,在未來三年,中國FGD系統用FRP制品市場至少為15億美元。

         亞什蘭高性能材料的Don Kelley說,煙道工程可以作為FRP市場全面增長的指示器。據Kelley介紹,在2004-2005年的兩年間,美國啟動了8個FRP煙道襯里項目,2007年有49個煙道襯里項目, 2008年有39個(截至10月)。他認為,FRP在FGD應用中,正快速成為鎳合金的替代材料。
       
  FGD裝置的巨大增長
  據美國能源信息管理局報道,全世界的電力需求到2030年將增加一倍。火電廠的發電能力在那段時間甚至有可能增加的更多。McIlvaine公司的《火力發電分析和預測》報告指出,火電廠的發電能力有望從2006年的130 MW增加到2030年的270 MW。考慮到電廠的壽命周期,未來20年內至少要新增火力發電能力170 MW。
  煤炭和其他燃料的不成比例的增長主要是由于幾個因素。首先,石油價格從今年年初的147元/桶,下降到現在的115美元/桶左右。從成本的角度考慮,煤炭比天然氣和液化天然氣更具吸引力。
第二,由于燃料的地區分布不同,火力發電能力的增長也隨之不同。中國大約占有世界發電能力的三分之一。同時,中國的煤炭儲量也是世界最大的,其50%-80%的電能是由煤炭產生的。因此,中國對電力的巨大需求,將促進全球火力發電能力以及FGD裝 置的重大增長  。     
  市場預期
  2008年,全球的新裝FGD系統用FRP制品的銷售額預計為5億美,然而,FRP不可能終身使用。噴淋頭要經受內外表面的磨損和腐蝕,大約15年后就需要更換。其他FRP部件可以使用20年。工廠可以替換掉受損的部位,或選擇更換整個系統。在某些工廠,橡膠襯里部件或不銹鋼管道系統正被FRP部件和管道取代。
  從表1可以看出,FRP在全世界新建火電廠領域的銷售額有望在2008年增長到5億美元。FRP在全球替換市場的銷售額有望達到1.5億美元,總的市場銷售額為6.5億美元。
       
  市場機遇
  未來20年,火電廠和FGD的裝機容量將大大增長。因此,FRP等耐腐蝕材料的需求將不斷增長。鎳合金等材料越來越貴,這為FRP帶來了市場機遇。由于FRP在FGD工藝中的低成本和高性能優勢,FGD裝機容量在中國的增長為FRP材料制造了市場機遇。

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