詳細(xì)闡述了火電廠(chǎng)脫硫后濕煙囪的腐蝕機(jī)理和目前國(guó)內(nèi)濕煙囪防腐的方法以及防腐材料等若干問(wèn)題。
關(guān)鍵詞脫硫GCH濕煙囪防腐
一、RlJ青
燃煤火電廠(chǎng)對(duì)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(jiǎn)稱(chēng)FGD)控制燃煤火電廠(chǎng)二氧化硫的排放是目前相對(duì)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囪脫硫工程為例，說(shuō)明在脫硫系統(tǒng)設(shè)置煙氣加熱器(簡(jiǎn)稱(chēng)G(;H)的濕法脫硫工藝流程中，對(duì)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(guò)程中的問(wèn)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(jiǎn)介
火電廠(chǎng)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(duì)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。火電廠(chǎng)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?旁路狀態(tài))等三種類(lèi)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(chēng)濕煙囪。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和理論計(jì)算，1臺(tái)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?0:脫除效率較高(一般大于90%一95%)，但對(duì)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(guò)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(chǎng)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(duì)已砌筑的普通鋼筋混凝土煙囪來(lái)說(shuō)，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(duì)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(guò)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(wú)GGH的濕法脫硫系統(tǒng)中，煙氣直接進(jìn)人吸收塔，而經(jīng)過(guò)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(chǎng)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(lái)，美國(guó)設(shè)計(jì)的大多數(shù)FGD已選擇不設(shè)GCH。近期，我國(guó)也涌現(xiàn)出一批火電廠(chǎng)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(lái)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(mǎn)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(kāi)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(duì)排放煙氣滿(mǎn)足環(huán)保要求(特別是氮氧化物NO，指標(biāo))會(huì)帶來(lái)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(jiàn)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(guó)內(nèi)濕法脫硫改造工程中，對(duì)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(zhǎng)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(guó)內(nèi)已經(jīng)被越來(lái)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)?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(wú)塵、無(wú)其它附著物。
2.整體機(jī)械打磨:采用角向磨光機(jī)，對(duì)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(wú)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(shù)脂的選擇是相當(dāng)重要的。目前國(guó)內(nèi)用的比較多的是防腐樹(shù)脂主要有雙酚A型不飽和樹(shù)脂，氯化不飽和樹(shù)脂和環(huán)氧乙烯基醋樹(shù)脂等。其中環(huán)氧乙烯基醋是國(guó)際上世紀(jì)80年代公認(rèn)的高度耐腐蝕樹(shù)脂，是由甲基丙烯酸與環(huán)氧樹(shù)脂反應(yīng)合成。它結(jié)合了環(huán)氧樹(shù)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(guò)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(tái)。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(jiǎn)單，可以在安裝附近另設(shè)臨時(shí)的纏繞場(chǎng)地，將樹(shù)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(chǎng)地上即可使用。
FRP煙囪段在倒裝到位后涂刷專(zhuān)用粘結(jié)劑對(duì)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(jī)目前有:①華能北京熱電廠(chǎng)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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