火电厂锅炉烟囱防腐方案浅析

火电厂锅炉烟囱防腐方案浅析

本文以两台320MW机组锅炉超低排放脱硫改造对烟囱结构的影响，论证了进行烟囱防腐改造的必要性，结合近年来国内脱硫湿烟囱防腐设计研究情况和工程实践经验，以及规范要求并结合本工程烟囱实际情况，提出了烟囱防腐改造方案设想，结合现场的实际情况，综合考虑，按最佳性价比情况建议。

标签：超低排放；脱硫；烟囱防腐

1 机组设备概况

两台发电机组共用1座高210m、出口内径7.5m的单筒式钢筋混凝土烟囱，烟囱内标高10.78m处设有除灰平台。筒身内衬为耐酸陶土砖，30.00m及以上标高内衬厚180mm，以下标高内衬厚为230mm；10.78m标高以下无内衬。隔热层为水玻璃珍珠岩制品。分别在外壁相对标高150m、及203.75m处各设置一道钢平台。2008年，烟囱内衬防腐工程采用OM防腐涂料进行内衬防腐，按设计要求对烟囱的灰斗平台、隔烟墙及其以上至210m全筒内衬表面均刷OM型防腐涂料，涂料厚度1.0mm～2.0mm。

2 烟囱防腐改造方案

2.1 在原烟囱内粘贴防腐砖

该种方法使用较为普遍，新做防腐层的材料很多，包括玻化砖、泡沫玻璃砖、耐酸胶泥、涂料等。该方法比较简便，费用较低。

贴砖防腐工艺中，粘接剂主要的功能是作为具有保温效果的玻璃砖块之下的膜层来使用，保护基底免受烟气腐蚀的侵害。它同时又能够粘接砖体和经过表面处理的基底，如钢、混凝土、玻璃钢、砖。粘接剂除具有足够的防腐性能和密封性能外，还应具有一定的弹性变形能力。良好的弹性是保障砖块与其粘接的重要因素，并且能够抵抗或吸收烟囱正常运行中的张力和基层的变形。

贴砖防腐工艺目前在国内的脱硫湿烟囱防腐改造中运用不少，有成功的案例，也有不少失败的案例。

2.2 在原烟囱内新建钛钢复合板内筒

如原烟囱条件许可，可在原烟囱内增设新的排烟筒，像新烟囱一样设计新的防腐体系。新设排烟筒可为钛板复合板，支承型式可为自立式，也可为悬挂式，或者二者的结合。钛及钛合金对5%以下常温的稀硫酸具有良好的耐腐蚀性，对5%～10%的硫酸仍具有适当的耐腐蚀性，若硫酸的浓度超过10%，腐蚀率增大（>1mm/年）。随着温度及硫酸浓度的增高，钛的腐蚀速率增大，在浓度为75%～80%的硫酸液中，钛的腐蚀速率达到最高值。钛及钛合金在充气的酸中比在不充

气的酸中耐腐蚀性能更好，一般硫酸中含有少量氧化剂就可以使钛及钛合金的耐腐蚀性大大提高，这是由于氧化剂使钛表面形成了氧化膜的原因。例如，微量的、铬酸、Fe3+和Cu2+就可以使钛及钛合金的高腐蚀率降低到0.1mm/年。因此，由于表面钝化的作用，烟囱内筒的钛钢板抗硫酸腐蚀能力要高于溶液中的试验结果。调查表明：采用钛钢复合板内筒的烟囱总体来说使用情況较好，未出现明显渗漏。但是，由于钛的耐腐蚀性主要依靠氧化膜，所以钛焊接需要在惰性气体内进行。从已有的工程来看，焊点质量不好也会引起局部腐蚀穿孔。

2.3 在原烟囱内新建玻璃钢内筒

玻璃钢（Fiberglass Reinforced Plastic，玻璃纤维增强塑料，缩写为FRP或GRP）是由高强度的玻璃纤维和树脂复合而成的兼具结构性和功能性的新型复合材料，玻璃纤维提供FRP的强度和刚性，树脂提供FRP的耐化学性和韧性。玻璃钢集中了玻璃纤维和合成树脂的特性，具有质量轻、强度高、耐化学腐蚀、绝缘隔热、耐瞬时高温烧蚀、强度和形状可设计性强等优点。成型后的玻璃钢结构层强度与普通钢材相当，但其容重仅为钢材的1/4～1/5。由整体缠绕成型工艺生产的玻璃钢排烟筒能够自承重，具备比耐硫酸露点钢更加优异耐酸防腐性能，可以取消保温层，特别适合燃煤电厂脱硫不加GGH的湿烟囱运行条件。

设计的烟囱排烟温度为℃～82℃。分析表明，该烟囱采用的树脂可以满足短期温度260℃后的结构和耐腐要求。

2.4 在原烟囱内壁喷涂纤维增强聚合杂化防腐层

在原烟囱内壁设置防腐体系，其防腐层采用纤维增强聚合杂化物。该方案优势是对规范的响应性比较好，可结合工程经验采取最为有效防腐体系，能有效解决脱硫湿烟囱的防腐和酸液外泄问题，防腐可靠性好。杂化聚合结构层的特点：耐强腐蚀：杂化聚合材料是具有高交联密度的环状立体网状结构，分子上不含有薄弱基团，只通过耐腐蚀的柔性基团相连，因此它能够长期抗酸，能够抵抗各种浓缩酸和包括氯化物在内的废气冷凝液的腐蚀，对于酸性气体及结露抗渗性极好，能长期耐-40℃～180℃、1～50%浓度的硫酸液或酸汽的腐蚀破坏。低吸水（酸）率和高抗渗性、高强度和抗冲刷、耐高温和抗温变，杂化聚合材料的高韧性和高粘结强度能适应烟囱摆动和温差变化而产生的形变，防腐内衬材料不开裂，不脱落，所有内衬材料均保证不会受到损伤而保持正常工作。完全可避免应力集中造成杂化聚合结构层的破坏现象。杂化聚合结构层经过-30℃～80℃～180℃反复冷热交变后仍能保持很好的结构强度和耐蚀性能。应用情况：从最近调研情况来看，GDAPC喷涂纤维增强聚合杂化防腐层方案出现问题的案例较多。

2.5 采用宾高德防腐工艺

宾高德防腐系统由宾高德底漆、宾高德胶黏剂和宾高德砖组成。宾高德底漆用来确保宾高德内衬长期稳固地粘结在基材上；宾高德胶黏剂是隔离层，既抗渗保护基材，又将宾高德砖牢固地粘结在上面；宾高德砖是低膨胀非金属材料，吸水率低，耐腐蚀性好。宾高德防腐系统具有优越的耐腐蚀性，在高温下和浓SO2、

SO3气体环境中也能够对烟囱起到完全的保护作用，对水、水蒸气、酸和酸蒸气都具有气密性，不吸附吸收可燃液体。宾高德玻璃砖是无机物，不会燃烧，同时不含氯氟化合物，不会造成环境污染。宾高德胶黏剂具有良好的弹性和伸展性，能够抵抗一定浓度的无机酸和盐溶液。宾高德防腐系统重量轻，通常12～15kg/㎡，不需要锚定，现场容易切割，施工方法简便；隔热性能好，内壁不需要再做保温层。

宾高德防腐系统施工温度通常在15℃～35℃，温度过低或过高都会影响防腐效果，实际施工时须根据环境温度采取适当的温度调节措施。宾高德防腐系统需要从国外进口以保证材料质量。现场施工时需要加强监管，确保宾高德砖胶黏剂的用量和施工质量。因存在大量的高空作业，必须保证每一块砖的胶黏剂饱满，施工难度较大，总工期预期在4个月左右。宾高德轻质防腐砖内衬是由轻质防腐砖、防腐专用胶、施工工艺组成的一个防腐系统，三者缺一不可。宾高德防腐玻璃砖在外脱硫系统烟道、烟囱有较多应用实例，近年来，随着湿烟囱腐蚀问题频发，国内也有较多的应用。

3 烟囱改造方案综合比较表

4 结论和建议

为顺利实施本烟囱防腐改造工程，确保防腐改造的成功，建议如下：①加强烟囱防腐改造的设计管理。以往很多电厂烟囱防腐改造不重视设计，往往直接招一家施工单位或者材料供应商实施烟囱防腐改造，结果造成不必要的损失。烟囱防腐是一项技术要求很高、综合性的工作，涉及烟囱工艺条件核算、烟囱结构核算、防腐材料和工艺选择、节点构造设计等诸多方面。建议加强烟囱防腐改造的设计管理，委托有资质有经验的单位进行防腐方案的设计，从方案上做到技术先进、科学合理、细致全面；②科学看待烟囱防腐改造的投资。很多电厂只顾眼前利益，选择投资最低但不一定科学的改造方案，结果造成防腐改造的失败，给烟囱后续维护工作带来很大的麻烦和被动，被迫多次改造，资金重复投入，因小失大，更是严重冲击了电厂的正常运行和生产；③重视材料和承包商选择，加强过程管理。烟囱防腐失败除了材料，问题多出在施工环节。建议选择有成功经验的承包商，材料招标时明确指标，材料进场后重视复检，施工环节加强监理，确保质量，注意抓好全过程的管理；④运行期间加强烟囱的检查和维护。