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火電廠濕法脫硫煙囪防腐若干問題

日期：2021-11-26 9:43:11 瀏覽：2 欄目：行業(yè)資訊

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火電廠濕法脫硫煙囪防腐若干問題  
摘要詳細(xì)闡述了火電廠脫硫后濕煙囪的腐蝕機(jī)理和目前國內(nèi)濕煙囪防腐的方法以及防腐材料等若  
干問題。  
關(guān)鍵詞脫硫GCH濕煙囪防腐  
一、RlJ青  
燃煤火電廠對大氣環(huán)境主要污染物是二氧化硫。采用濕式石灰石洗滌煙氣脫硫的方法(FlueGasDesulfurizationg簡稱FGD)控制燃煤火電廠二氧化硫的排放是目前相對成熟、且應(yīng)用較J一的主導(dǎo)工藝方法。  
本文以濕式石灰石煙氣脫硫工程為例，說明在脫硫系統(tǒng)設(shè)置煙氣加熱器(簡稱G(;H)的濕法脫硫工藝流程中，對煙囪的防腐機(jī)理與必要性、防腐方法、防腐材料以及防腐過程中的問題進(jìn)行探討與研究，其目的旨在為濕法脫硫(WFCD)系統(tǒng)工程選擇防腐設(shè)計(jì)理想工藝方案與環(huán)保脫硫工程項(xiàng)目的實(shí)施提供參考與借鑒。  
二、濕煙囪的腐蝕機(jī)理  
(一)煙囪簡介  
火電廠煙囪大多是套筒式或多管式煙囪。套筒式煙囪是指外筒壁內(nèi)設(shè)置一個(gè)排煙筒;多管式煙囪指兩個(gè)或多個(gè)排煙筒共用一個(gè)外筒壁。對套筒式或多管式煙囪內(nèi)筒結(jié)構(gòu)材料一般有鋼內(nèi)筒型結(jié)構(gòu)和磚砌內(nèi)筒型兩種?；痣姀S脫硫機(jī)組的煙囪通常分為干、濕兩種。濕煙囪可分為:濕法洗滌后的煙氣不加熱;部分煙氣加熱;FGD故障等原因造成鍋爐高溫?zé)煔庵苯优湃藷焽?/B>(旁路狀態(tài))等三種類型。濕法脫硫處理后不經(jīng)GGH換熱的凈煙氣，其水分含量高，濕度大，溫度低，煙氣處于全結(jié)露現(xiàn)象，通稱濕煙囪。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和理論計(jì)算，1臺60()MW機(jī)組濕煙囪，煙氣中水氣結(jié)露后形成的具腐蝕性水液的量約為40一50噸/每小時(shí)。  
(二)濕煙囪腐蝕機(jī)理  
通常濕法脫硫?qū)煔庵?/B>50:脫除效率較高(一般大于90%一95%)，但對能造成煙囪腐蝕的主要成份之一煙氣中503脫除效率并不是很高(僅20%左右)，脫硫處理后煙氣中不僅含有503，還含有氟化氫和氯化物等強(qiáng)腐蝕性物質(zhì)，濕煙道和濕煙囪的內(nèi)壁暴露于硫酸、亞硫酸、氯化物和氟化物的冷凝物、氣溶膠狀物質(zhì)或其他固型物等低pH(往往pH不超過2)環(huán)境中，遇部分煙氣加熱或定期排放旁路煙氣時(shí)，受高溫、高酸性和高濃度氯化物、氟化物的浸漬，煙囪處于腐蝕強(qiáng)度高、滲透性強(qiáng)、且較難防范的低溫高濕稀酸型腐蝕狀況，顯然火電廠經(jīng)濕法脫硫后的煙氣環(huán)境(低溫、高濕等)使煙囪腐蝕狀況較未脫硫時(shí)的狀況進(jìn)一步加劇。對已砌筑的普通鋼筋混凝土煙囪來說，結(jié)露的酸性液體在沿著內(nèi)壁下流的時(shí)大量滲人砌塊內(nèi)，一方面加大r煙囪的負(fù)荷，另一方面形成了對混凝土煙囪的持續(xù)腐蝕。  
三、濕煙囪防腐的必要性  
(一)設(shè)置GGH的利弊分析  
鍋爐原煙氣從引風(fēng)機(jī)出口側(cè)的煙道接口進(jìn)人煙氣脫硫系統(tǒng)，在煙氣進(jìn)人脫硫吸收塔之前，通過GGH將煙氣熱量傳輸給吸收塔出口煙氣，使吸收塔入口煙氣溫度降低(有利于吸收塔安全運(yùn)行)，同時(shí)吸收塔出口的凈煙氣(清潔煙氣)則由GGH升溫?fù)Q熱，使煙氣溫度升高。經(jīng)GGH加熱的煙氣溫度一般在80℃左右。在無GGH的濕法脫硫系統(tǒng)中，煙氣直接進(jìn)人吸收塔，而經(jīng)過吸收塔處理后的凈煙氣直接進(jìn)人煙囪，凈煙氣的煙溫一般在45℃左右，煙氣濕度大于95%。通常設(shè)置GGH占WFGD總投資費(fèi)用的7%左右。在燃用高硫煤的火電廠脫硫系統(tǒng)設(shè)置GGH，一是檢修、改造與運(yùn)行費(fèi)用高，二是GGH也是造成FGD事故停機(jī)的主要設(shè)備。若取消GGH，不僅可以降低FGD總壓損、FGD增壓風(fēng)機(jī)容量和電耗，而且可大大減少運(yùn)行和檢修費(fèi)用。之前許多FGD系統(tǒng)(特別是德、日)均設(shè)置GGH，但自20世紀(jì)80年代中期以來，美國設(shè)計(jì)的大多數(shù)FGD已選擇不設(shè)GCH。近期，我國也涌現(xiàn)出一批火電廠WFGD不設(shè)GGH的脫硫系統(tǒng)。  
一般的煙氣濕法脫硫處理是依靠加設(shè)GGH來提高脫硫處理后排放的煙氣溫度(約80℃及以上)，以減緩煙氣冷凝結(jié)露產(chǎn)生的腐蝕性水液液體。而不設(shè)GGH的煙氣溫度一般在40℃一50℃之間，且濕度很大并處于飽和狀態(tài)，低于煙氣結(jié)露的溫度，煙氣易于冷凝結(jié)露并在潮濕環(huán)境下產(chǎn)生腐蝕性的水液液體。從理論上講，采用煙氣加熱系統(tǒng)(GGH)能有利于減緩煙氣的腐蝕(即提高煙氣溫度，減少結(jié)露)，但煙氣濕度、水分這些誘發(fā)腐蝕的因素依然存在，而且GGH的運(yùn)行能否滿足運(yùn)行溫度值的要求，尤其是在發(fā)電機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行、機(jī)組開啟和關(guān)停期間及其它不利工況時(shí)GGH運(yùn)行溫度值很難達(dá)到理想要求值。  
煙氣溫度低、濕度大，煙囪內(nèi)的煙氣上抽力就降低，它影響著煙氣的流速和煙氣抬升高度及煙氣擴(kuò)散效果，這對排放煙氣滿足環(huán)保要求(特別是氮氧化物NO，指標(biāo))會帶來不利的因素。從這點(diǎn)看設(shè)置GGH的優(yōu)點(diǎn)為:①增強(qiáng)污染物的擴(kuò)散;②降低煙羽的可見度;③避免或減少煙囪降落液滴;④避免或減少洗滌器下游側(cè)設(shè)備腐蝕。  
四、煙囪保溫磚內(nèi)壁的防腐  
在國內(nèi)濕法脫硫改造工程中，對普通鋼筋混凝土煙囪的砌筑內(nèi)襯的表面防腐抗?jié)B處理已有了一定數(shù)量的工程實(shí)例，一些防腐研究機(jī)構(gòu)陸續(xù)推出了可以長效保護(hù)耐酸內(nèi)襯的滲透腐蝕的新型復(fù)合多組分的材料，在國內(nèi)已經(jīng)被越來越多的設(shè)計(jì)院和業(yè)主所認(rèn)同。  
(一)磚內(nèi)筒防腐前的積灰清理和修復(fù)  
老煙囪磚內(nèi)襯防腐工藝一般采用以下常用的防腐處理工序?yàn)?/B>:煙囪磚內(nèi)筒清理。內(nèi)襯檢查、修復(fù)、磚縫清理后采用防腐膩?zhàn)庸纹?。煙囪磚內(nèi)筒整體打磨找平。封底漆。噴涂高性能防水抗?jié)B型耐熱防腐涂料數(shù)層。防沖刷層噴涂(依據(jù)產(chǎn)品性能確定)*出口及正壓區(qū)等重點(diǎn)區(qū)域的特殊加強(qiáng)處理。  
1.煙囪內(nèi)筒壁清理:首先采用人工清掃煙囪筒壁，再用壓縮空氣清理干凈勾縫、孔隙以及其他附著物，要求清理后無塵、無其它附著物。  
2.整體機(jī)械打磨:采用角向磨光機(jī)，對內(nèi)襯凸出部分進(jìn)行打磨，要求每平方平整度簇25mmo  
3.采用高溫防腐抗?jié)B涂料進(jìn)行勾縫  
防腐抗?jié)B勾縫膠泥是由高溫耐酸涂料與耐酸填料構(gòu)成的一種密實(shí)型膠泥，具有耐高溫、耐酸抗?jié)B的性能，防腐抗?jié)B勾縫膠泥技術(shù)指標(biāo)。  
FRP材料是發(fā)展較早、應(yīng)用廣泛的一種復(fù)合材料，與金屬材料或其他無機(jī)材料相比，它重量較輕、傳熱慢、防水、能提供更廣泛的耐腐蝕性能。玻璃鋼作為一種新型的防腐蝕材料，其中樹脂的選擇是相當(dāng)重要的。目前國內(nèi)用的比較多的是防腐樹脂主要有雙酚A型不飽和樹脂，氯化不飽和樹脂和環(huán)氧乙烯基醋樹脂等。其中環(huán)氧乙烯基醋是國際上世紀(jì)80年代公認(rèn)的高度耐腐蝕樹脂，是由甲基丙烯酸與環(huán)氧樹脂反應(yīng)合成。它結(jié)合了環(huán)氧樹脂的優(yōu)良耐熱、耐腐蝕的化學(xué)特性。  
在脫硫后煙囪中使用FRP內(nèi)筒一般采用倒裝法分別就位，分段通過鋼結(jié)構(gòu)件安裝在混凝土煙囪的內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)承重(操作)平臺。各段玻璃鋼煙囪段以其他纖維或橡膠材料軟性連接伸縮節(jié)，既能有效地克服玻璃鋼因溫差引起的材質(zhì)伸縮性變化，而且分段起吊安裝更方便，可減少施工周期和費(fèi)用。  
玻璃鋼煙囪段的生產(chǎn)工藝比較簡單，可以在安裝附近另設(shè)臨時(shí)的纏繞場地，將樹脂、玻璃纖維按一定的組分、程序，機(jī)械纏繞到煙囪段尺寸的模具表面，達(dá)到一定的厚度后進(jìn)人環(huán)境溫度下的養(yǎng)護(hù)階段，達(dá)到規(guī)定的固化程度后，將玻璃鋼煙囪段從模具上脫下，轉(zhuǎn)運(yùn)至安裝場地上即可使用。  
FRP煙囪段在倒裝到位后涂刷專用粘結(jié)劑對接并安裝支撐件，全高程管段四處與混凝土煙囪的懸掛牛腿固定。  
FRP煙囪的施工業(yè)績目前有:①華能北京熱電廠煙塔合一脫硫改造施工中使用巧0米5一7米直徑的FRP做煙道和煙囪;②華能辛店二期煙囪改造方使用FRP作排煙內(nèi)筒。  
五、結(jié)束語  
總之，脫硫后的濕煙囪的防腐是十分必要的，采用何種防腐方式應(yīng)結(jié)合煙囪的結(jié)構(gòu)特性、施工工期、濕煙囪服役年限等因素綜合考慮，合理選材。隨著高性能防腐材料的不斷開發(fā)和煙囪防腐施工措施的不斷優(yōu)化，濕煙囪防腐工程將日趨可靠與經(jīng)濟(jì)。鑒于目前國內(nèi)各電力設(shè)計(jì)院主要是依據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)和參考資料進(jìn)行設(shè)計(jì)，建議國家盡快將脫硫工程煙囪防腐設(shè)計(jì)要求規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，使得脫硫后煙氣的腐蝕機(jī)理和腐蝕防范措施的。
 
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