詳細闡述了火電廠脫硫后濕煙囪的腐蝕機理和目前國內(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、且應用較J一的主導工藝方法。
本文以濕式石灰石煙囪脫硫工程為例，說明在脫硫系統(tǒng)設置煙氣加熱器(簡稱G(;H)的濕法脫硫工藝流程中，對煙囪的防腐機理與必要性、防腐方法、防腐材料以及防腐過程中的問題進行探討與研究，其目的旨在為濕法脫硫(WFCD)系統(tǒng)工程選擇防腐設計理想工藝方案與環(huán)保脫硫工程項目的實施提供參考與借鑒。
二、濕煙囪的腐蝕機理
(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)設置一個排煙筒;多管式煙囪指兩個或多個排煙筒共用一個外筒壁。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煙氣直接排人煙囪(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)驗和理論計算，1臺60()MW機組濕煙囪，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。
(二)濕煙囪腐蝕機理
通常濕法脫硫?qū)煔庵?0: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，受高溫、高酸性和高濃度氯化物、氟化物的浸漬，煙囪處于腐蝕強度高、滲透性強、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的狀況進一步加劇。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)壁下流的時大量滲人砌塊內(nèi)，一方面加大r煙囪的負荷，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)設置GGH的利弊分析
鍋爐原煙氣從引風機出口側(cè)的煙道接口進人煙氣脫硫系統(tǒng)，在煙氣進人脫硫吸收塔之前，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行)，同時吸收塔出口的凈煙氣(清潔煙氣)則由GGH升溫換熱，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，煙氣直接進人吸收塔，而經(jīng)過吸收塔處理后的凈煙氣直接進人煙囪，凈煙氣的煙溫一般在45℃左右，煙氣濕度大于95%。通常設置GGH占WFGD總投資費用的7%左右。在燃用高硫煤的火電廠脫硫系統(tǒng)設置GGH，一是檢修、改造與運行費用高，二是GGH也是造成FGD事故停機的主要設備。若取消GGH，不僅可以降低FGD總壓損、FGD增壓風機容量和電耗，而且可大大減少運行和檢修費用。之前許多FGD系統(tǒng)(特別是德、日)均設置GGH，但自20世紀80年代中期以來，美國設計的大多數(shù)FGD已選擇不設GCH。近期，我國也涌現(xiàn)出一批火電廠WFGD不設GGH的脫硫系統(tǒng)。
一般的煙氣濕法脫硫處理是依靠加設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的運行能否滿足運行溫度值的要求，尤其是在發(fā)電機組低負荷運行、機組開啟和關停期間及其它不利工況時GGH運行溫度值很難達到理想要求值。
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)會帶來不利的因素。從這點看設置GGH的優(yōu)點為:①增強污染物的擴散;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)量的工程實例，一些防腐研究機構(gòu)陸續(xù)推出了可以長效保護耐酸內(nèi)襯的滲透腐蝕的新型復合多組分的材料，在國內(nèi)已經(jīng)被越來越多的設計院和業(yè)主所認同。
(一)磚內(nèi)筒防腐前的積灰清理和修復
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為:煙囪磚內(nèi)筒清理。內(nèi)襯檢查、修復、磚縫清理后采用防腐膩子刮平。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)等重點區(qū)域的特殊加強處理。
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.整體機械打磨:采用角向磨光機，對內(nèi)襯凸出部分進行打磨，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勾縫膠泥技術指標。
FRP材料是發(fā)展較早、應用廣泛的一種復合材料，與金屬材料或其他無機材料相比，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80年代公認的高度耐腐蝕樹脂，是由甲基丙烯酸與環(huán)氧樹脂反應合成。它結(jié)合了環(huán)氧樹脂的優(yōu)良耐熱、耐腐蝕的化學特性。
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臨時的纏繞場地，將樹脂、玻璃纖維按一定的組分、程序，機械纏繞到煙囪段尺寸的模具表面，達到一定的厚度后進人環(huán)境溫度下的養(yǎng)護階段，達到規(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
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