Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ hai, 07/07/2008 23:26 (GMT+7)

Sử dụng nhựa cốt sợi thủy tinh trong nhà máy điện

Thay thế các vật liệu truyền thống

Trên thế giới, FRP xuất hiện như là một loại vật liệu kết cấu sau Thế chiến 2. Trong những năm 50 của thế kỷ trước, các ngành công nghệ hoá chất và tẩy trắng bột giấy bắt đầu sử dụng FRP gốc polyster thay cho các vật liệu đắt tiền hơn nhưng kém chịu hoá chất hơn như hợp kim, thép lót cao su và gỗ. Trong những năm 1960 xuất hiện nhựa epoxy vinyl ester. Các loại nhựa mới làm tăng thêm tuổi thọ của FRP do tăng khả năng chịu hoá chất và độ cứng. Sự xuất hiện của nhiều loại nhựa khác, kể cả epoxy vinyl ester chịu nhiệt độ cao, không chỉ tăng cường tính ứng dụng của FRP trong các lĩnh vực công nghiệp kể trên mà còn mở đường cho sự xâm nhập của nó vào trong các ngành công nghiệp phát điện và kiểm soát môi trường.

FRP bắt đầu được sử dụng trong nhà máy nhiệt điện từ những năm 1970 và dần dần thay thế các vật liệu truyền thống. Ứng dụng hay gặp nhất của FRP là làm đường ống công nghệ trong hệ thống khử lưu huỳnh (FGD) công nghệ ướt. Các ứng dụng khác bao gồm các đường ống dẫn khói lò và lớp lót trong ống khói, tháp hấp thụ (hệ thống FGD), máng cáp, mái che băng tải, tháp làm mát, đường ống, bơm, bể chứa, bể cô đặc bùn và phin lọc chân không. Với lớp lót chịu mài mòn, ống FRP làm từ nhựa epoxy vinyl ester Derakane 411 và Hetron 922 của công ty Asland đã được sử dụng cho trên 150 nhà máy điện tính từ năm 1972.

Ở Bắc Mỹ, FRP được sử dụng nhiều nhất để làm vật liệu lót ống khói và ống dẫn khói. Từ năm 1977 đến 2005 đã có nhiều ống khói được lót bằng FRP, hầu hết đến nay vẫn còn làm việc. Năm 2006, 63 hợp đồng lót trong ống khói đã được ký kết cho 49 nhà máy điện, với tổng diện tích lót trên ba triệu foot vuông. Đây là khối lượng FRP lót ống khói lớn nhất trong lịch sử công nghiệp phát điện. Một khối lượng FRP lớn chưa từng thấy cũng được sử dụng làm đường dẫn khói sau xử lý đến các ống khói được lót trong 63 hợp đồng nói trên.

Nhu cầu FRP làm bể tháp hấp thụ và các bộ phận bên trong của tháp lớn hàng thứ ba trong nhà máy điện. Bể tháp hấp thụ làm bằng FRP hay gặp nhất là bể phản ứng sục khí (JBRs). Đây là một thiết bị của quá trình khử lưu huỳnh bằng sữa đá vôi nơi xảy ra các phản ứng hoá học tạo ra thạch cao. Tháp khử lưu huỳnh của một nhà máy điện trên sông Ôhaiô bắt đầu vận hành tháng 6 – 2007 là một trong những tháp hấp thụ lớn nhất ở Bắc Mỹ. Bể phản ứng của tháp này đường kính 88 foot và cao 77 foot (1 foot = 0,3m). Nhiều bộ phận bên trong của bể phản ứng cũng được làm từ FRP, kể cả trục các cánh khuấy.

Tháp giải nhiệt nước tuần hoàn cũng có thể sử dụng FRP. Hiện tại gỗ vẫn là vật liệu chủ đạo, nhưng FRP đã nhanh chóng trở thành loại vật liệu được chọn. Lý do chủ yếu là các cấu trúc bằng FRP được kỳ vọng là có tuổi thọ làm việc gấp đôi gỗ (trên 50 năm so với 25 năm). FRP ít hoặc không cần bảo dưỡng trong toàn bộ tuổi đời làm việc trong khi gỗ thường yêu cầu khối lượng công việc bảo dưỡng đáng kể. FRP không bị thoái hoá bên trong hoặc bị tấn công bởi vi sinh vật và có thể chịu được mọi loại hoá chất nếu như chọn đúng loại nhựa. Các bộ phận kết cấu bằng FRP có thể được sản xuất với chiều dài 60 foot hoặc dài hơn, nên chi phí nhân công được giảm bớt so với ván gỗ (ván gỗ thường phải nói các đoạn dài 20 foot với nhau).

Các bể chứa hoá chất và nước thải là các ví dụ khác về việc sử dụng FRP trong nhà máy điện. Hàng chục bể làm bằng nhựa Hetron 980 đã được lắp đặt tại một nhà máy điện tại vùng Đông Bắc (Mỹ). Các bể này chứa nước thải nóng và có nhiệt độ thiết kế 200 0F khoảng (80 0C).

Sự lên ngôi của FRP được giải thích là do vật liệu này có rất nhiều ưu điểm được thừa nhận như giá thành rẻ, yêu cầu bảo dưỡng sửa chữa thấp, khối lượng thấp và sử dụng thuận tiện. Ngoài ra còn một lý do quan trọng khác, đó là sự tăng giá mạnh của nikel trong những năm gần đây. Nhu cầu thép không gỉ toàn cầu ở mức cao kỷ lục đã đẩy giá nikel tăng mạnh năm 2006 và trong nửa đầu năm 2007, từ 15 lên đến 24 đô la Mỹ một pound (1 pound = 0,453 kg). Hệ quả là các loại vật liệu truyền thống chứa nikel dùng trong các nhà máy điện đã trở nên đắt đỏ hơn do nguồn cung khan hiếm. Ngược lại, giá FRP giữ ở mức tương đối ổn định và nguồn cung đáp ứng được nhu cầu hiện tại. Các vật liệu khác sử dụng cho hệ thống khử lưu huỳnh (FGD) có thể cạnh tranh về giá với FRP, nhưng thực tế đã chỉ ra rằng chúng cần phải bảo dưỡng nhiều hơn, nên chi phí vòng đời cao hơn.

Chi phí thấp

Tại Bắc Mỹ, tổng chi phí lắp đặt của FRP nằm trong khoảng 125 đến 150 đô la Mỹ một foot vuông (có thể thay đổi ở nước khác). Giá này là rất cạnh tranh so với thép các bon lót cao su hoặc gạch axít (xem bảng) và rẻ hơn thép cacbon phủ hợp kim, mặc dù FRP đắt hơn thép cacbon phủ nhựa, chi phí vòng đời của nó lại thấp hơn thép cacbon phủ nhựa và các vật liệu khác nêu trong bảng.

So sánh cho phí các vật liệu chế tạo thân tháp hấp thụ (hệ thống khử lưu huỳnh)
So sánh cho phí các vật liệu chế tạo thân tháp hấp thụ (hệ thống khử lưu huỳnh)
Sự thành công lâu dài của FRP trong các ứng dụng công nghiệp không chỉ liên quan đến bản thân các tiến bộ về nhựa mà còn rất nhiều thứ khác. Hơn ba thập kỷ phát triển các tiêu chuẩn và hướngdẫn trong công nghiệp đã cải thiện đáng kể chất lượng và độ tin cậy. Thêm nữa, nhiều năm kinh nghiệm đã khiến các kỹ sư và các nhà lãnh đạo công nghiệp hiểu ra rằng, chỉ riêng các hướng dẫn và tiêuchuẩn không đủ đảm bảo thành công của FRP. Để thành công toàn diện, người sử dụng FRP phải áp dụng các chuẩn mực vận hành tốt nhất. Đồng thời, họ phải áp dụng các chuẩn mực tốt nhất trong việc lựachọn vật liệu, thiết kế, lập yêu cầu kỹ thuật, gia công chế tạo, kiểm tra, chuyên chở và lắp đặt.

Nhiệt độ và áp suất cũng là các thông số cần phải được xem xét trong các hệ thống sử dụng FRP. Trong các thiết bị của nhà máy điện làm việc với khí và hơi, giới hạn nhiệt độ làm việc của FRP là 380 0F trong hầu hết các trường hợp. Tuy nhiên, với khí khô nhiệt độ làm việc có thể đến 600 0F trong thời gian ngắn. Đối với hầu hết các môi trường chất lỏng, giới hạn nhiệt độ vận hành là 210 0F. Trong các vùng lúc nóng lúc ướt, FRP lót bằng khối bôrôsilicát có thể làm việc ở nhiệt độ đến 500 0F.

Thông số khác cần xem xét là áp suất. Giới hạn áp suất làm việc đối với hầu hết các thùng chứa, tháp hấp thụ và các bình bể khác là 15 pao/ inch vuông. Bình bể áp lực đường kính nhỏ hơn có thể làm việc ở áp suất đến 50 pao/ inch vuông tuỳ theo chiều dầy. Giới hạn áp suất làm việc của đường ống bằng FRP là 150 pound/ inch vuông (1 inch = 2,54 cm).

Xem Thêm

Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.
Ứng dụng công nghệ số toàn diện là nhiệm vụ trọng tâm của VUSTA giai đoạn tới
Ứng dụng công nghệ số toàn diện, xây dựng hệ sinh thái số là bước đi cấp thiết nhằm nâng cao hiệu quả quản trị và phát huy sức mạnh đội ngũ trí thức của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA). Qua đó cho thấy, VUSTA không chỉ bắt kịp xu thế công nghệ mà còn chủ động kiến tạo những giá trị mới, khẳng định vai trò tiên phong của đội ngũ trí thức trong thời đại số.

Tin mới

Thanh Hoá: Hội nghị sơ kết 6 tháng đầu năm 2026
Ngày 10/7, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Thanh Hóa (Liên hiệp hội) tổ chức Hội nghị Ban Chấp hành mở rộng lần thứ VII, khoá VII, nhiệm kỳ 2024 - 2029; sơ kết 6 tháng đầu năm, triển khai nhiệm vụ trọng tâm 6 tháng cuối năm 2026.
Lâm Đồng: Kết nối sức mạnh - Khơi thông nguồn lực phát triển năng lượng tái tạo
Chiều ngày 09/7, tại Đà Lạt, Hiệp hội Điện gió và Mặt trời tỉnh Lâm Đồng (Hội thành viên Liên hiệp Hội) tổ chức Hội nghị thường niên năm 2026 nhằm đánh giá kết quả hoạt động năm 2025 và 6 tháng đầu năm 2026, đồng thời đề ra phương hướng, nhiệm vụ trọng tâm cho 6 tháng cuối năm.
Liên hiệp Hội tỉnh Hà Tĩnh và Quảng Trị tăng cường trao đổi kinh nghiệm
Chiều ngày 09/7, Đoàn công tác Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật (LHH) tỉnh Quảng Trị do Tiến sĩ Trần Văn Tuân – Chủ tịch Liên hiệp Hội làm Trưởng đoàn đã có buổi thăm, làm việc và trao đổi kinh nghiệm tại LHH tỉnh Hà Tĩnh. Tiếp và làm việc với đoàn có Tiến sĩ Bùi Khắc Bằng – Chủ tịch LHH tỉnh Hà Tĩnh cùng đại diện các ban chuyên môn.
Đắk Lắk: Liên hiệp hội sơ kết công tác 6 tháng đầu năm
Chiều ngày 09/7, Liên hiệp hội tỉnh Đắk Lắk đã tổ chức Hội nghị Ban Chấp hành (mở rộng) nhằm sơ kết công tác 6 tháng đầu năm và triển khai phương hướng, nhiệm vụ 6 tháng cuối năm 2026; đồng thời cho ý kiến đối với các nội dung chuẩn bị Đại hội Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh lần thứ I, nhiệm kỳ 2026 - 2031.
GS.TSKH Nguyễn Đức Cương: Khoa học là một hành trình dài và không phải lúc nào cũng có kết quả ngay
Sinh năm 1945 tại Huế, ông là nhà khoa học hàng đầu về hàng không - vũ trụ của Việt Nam, đã có hơn nửa thế kỷ cống hiến cho ngành khoa học kỹ thuật hàng không vũ trụ. Không chỉ là người đặt nền móng cho các sản phẩm bay tiết kiệm chi phí cho Việt Nam, ông còn là người thầy tâm huyết, truyền cảm hứng và kiến thức cho nhiều thế hệ, góp phần đưa ngành hàng không Việt Nam đạt được những bước tiến mới.
Đắk Lắk: Ứng dụng AI “nghe” độ chín sầu riêng
TS. Lê Minh Tân và CN. Hoàng Ngọc Trung Nguyên (Trường Đại học Tây Nguyên) đã nghiên cứu thành công giải pháp: “Máy phân loại quả sầu riêng theo độ chín sử dụng AI phân tích âm thanh”. Giải pháp này đã đọat giải Nhì Hội thi Sáng tạo Kỹ thuật tỉnh Đắk Lắk (2024-2025) khu vực phía Tây.