“湿烟囱”防腐方案设计及选择.docVIP

“湿烟囱”的防腐方案设计及选择 　　 【摘要】 经过湿法脱硫的烟气，温度低且潮，易产生酸性腐蚀。本文介绍烟气腐蚀的机理，针对目前烟囱的选型及防腐材料的适用条件进行探讨，通过工程实例，对常用的防腐材料进行技术经济分析比较，从而得到较为经济适用的烟囱防腐设计方案 　　【关键词】湿法脱硫 湿烟囱 强腐蚀 防腐材料 　　 　　 　　1 引言 　　 为减少烟气排放对大气环境的污染，国家环保总局规定燃煤火力发电厂烟气排放需配套建设脱硫设施，烟气脱硫后的温度，成分，运行工况均与脱硫前有很大区别。这种减排前提下，烟囱的设计选型和防腐处理也将有很大的变化。 　　 脱硫后烟气的腐蚀特点及机理 　　2.1烟气温度特点 　　 目前国家烟气脱硫工艺有湿法脱硫、干法脱硫、半干湿法脱硫、循环硫化床脱硫等多种脱硫工艺。其中石膏-石灰石湿法脱硫工艺因为技术成熟，脱硫效率高而被广泛采用[1]。火电厂锅炉直接排放到烟囱的高温烟气温度一般为130oC~160oC，称为“干烟囱”，烟气经过湿法脱硫吸收塔洗涤后一般温度为40oC~50oC；而经过烟气加热装置（GGH）增温后，烟气可达70oC~80oC，称为“湿烟囱”[2]。 　　2.2烟气腐蚀特点及机理 　　 对于“干烟囱”，由于内壁处于干燥状态，烟气对烟囱内壁材料不产生直接腐蚀。 　　 对于“湿烟囱”，脱硫后的烟气通常在50oC~80oC，烟气在烟囱口排放时，易凝结在内壁上，形成酸液，沿内壁下流过，部分又被蒸发，造成内壁凝结液中酸浓度逐渐增大，由于烟气流动，腐蚀环境呈现为动态，腐蚀介质随时更新，对钢，水泥等材料产生极为迅速的腐蚀破坏[1]。以钢材为例，湿烟气在40oC~80oC的温度环境下其腐蚀速度比其它温度下高出3~8倍[3]。 　　3 烟囱设计选型 　　3.1烟囱的结构选型 　　 由于传统的单筒式烟囱不能确保内衬和保温层的致密，易产生裂缝和缝隙，脱硫后的烟气在内壁形成酸结露，沿着缝隙向钢筋混凝土筒壁进行渗透，这种腐蚀很难被发现和检测，对烟囱的安全运行是潜在的危险隐患。故脱硫后的烟气，应该按强腐蚀烟气来考虑，“湿烟囱”宜选用多管式或套筒式[3]，即承重外筒与排烟筒分开，使外筒受力结构不??强腐蚀性烟气相接触，排烟内筒采用耐酸防腐措施，如图1所示。 　　 　　3.2内筒防腐材料的选择 　　 烟囱通常设置脱硫旁路系统，存在脱硫系统运行，脱硫系统停运，短时锅炉事故等几种状况，筒内环境在干燥-潮湿-干燥状况下交替变化，这与不设脱硫旁路系统，烟囱单工况运行有很大区别[3]。故烟囱防腐材料的选择除考虑烟囱的主要运行工况外，还须考虑适应其它运行工况，以及工况变化时温度交替变化对防腐材料性能的影响。国内电力行业常采用以下几种防腐材料： 　　1.内衬金属合金薄板（钛板） 　　 合金薄板的厚度一般为1~1.2mm。采用爆炸复合、爆炸-轧制复合、直接轧制等工艺加工，将耐腐蚀效果极好的钛、镍金属与钢板结合成钛、镍-钢复合板，该材料防腐效果及耐久性好，但焊接技术要求高，工程造价高。目前，国内排放低温脱硫烟气（40oC~50oC）的钢排烟筒采用金属复合钛板的工程实例有，华能玉环电厂4x1000MW烟囱、山西王曲2x600MW烟囱等。 　　2.VEGE鳞片复合材料（玻璃鳞片） 　　 该复合材料在耐腐蚀性，抗渗透性，耐温（热冲击）性均有良好表现，且耐磨[4]。使用寿命一般在15年左右[5]，适用在烟气温度不大于200 oC的工作环境。多用于脱硫吸收塔，水平烟道，对于垂直排烟筒的工程实例仅限于钢结构排烟筒。 　　3.发泡玻璃砖 　　 由无机材料硼硅玻璃经发泡后形成，采用专用粘接剂粘贴在钢质排烟筒内侧。该材料具有轻质，耐高温，耐腐蚀，低导热性等特点，形成隔离层密闭性能好，结构安全性高，运行期间维护费用低。Henkel防腐玻璃砖，品质好，造价高[3]，国内也有多个发泡玻璃砖和粘接剂的品种。山西霍州电厂，江苏利港电厂的烟囱均采用了此类防腐措施。 　　4.玻化陶瓷砖 　　 长期抗酸，耐各种浓缩酸，包括氯化物在内的各种废气冷凝液，对烟气温度变化适应能力强，可适用于200oC~450oC温度，以及干湿交替变化环境[3]。 　　 该防腐材料可作为内衬，粘贴于钢排烟筒内壁，也可直接作为烟囱内套筒-排烟筒的砌筑主材，无需设置钢筒，以降低烟囱造价。北仑电厂三期选用了此项防腐材料的措施。 　　5.BSJ-Y型整体耐酸浇注料 　　该浇注料耐酸、耐热、重量轻、强度高，整体浇注可消除形成烟气腐蚀的薄弱环节、有效地提高防腐隔热性能、抑制裂缝及其扩展。但该材料固化过程中存在很大的收缩，应采用合理的施工方案，并设置防开裂的施工切缝及相应的密封措施[2]。 　　4注意事项 　　 烟囱的防腐材料多种多样，但各有适用范围，应