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火電廠煙囪防腐脫硫煙氣易在煙囪內(nèi)結(jié)露形成腐蝕。介紹西寧電廠二期2×1 000 MW工程煙氣脫硫濕煙囪防腐特點(diǎn),說明各種可用于



濕煙囪內(nèi)壁防腐材料的性能及防腐蝕結(jié)構(gòu)的形式,對(duì)其煙囪防腐方案的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)進(jìn)行比較,并得出目前可行的方案,可延長(zhǎng)煙



囪的使用壽命。西寧電廠二期工程2×1 000 MW超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組,同步安裝煙氣石灰石濕法脫硫裝置。不設(shè)煙氣加熱系統(tǒng)



(GGH),可節(jié)約一次性投資約3 000萬(wàn)元,占地面積也小很多,布置也能得以優(yōu)化。煙囪選用雙管內(nèi)筒方案,每爐設(shè)1個(gè)直徑7.2 m排煙筒



,內(nèi)筒高度238 m,排放經(jīng)濕法脫硫后的煙氣。由于沒有煙氣加熱器系統(tǒng)的加熱,進(jìn)入煙囪的煙氣溫度為40℃~50℃,煙囪內(nèi)壁將產(chǎn)生嚴(yán)



重的結(jié)露現(xiàn)象,因此必須對(duì)煙囪的防腐問題作進(jìn)一步的分析研究。1 濕煙氣的腐蝕機(jī)理及煙囪選型濕法脫硫工藝對(duì)煙氣中的SO2的脫



除效率很高,但對(duì)酸露點(diǎn)溫度有重要影響并形成腐蝕性酸液主要成分的SO3的脫除效率不高,只有20%~30%左右。由于經(jīng)濕法脫硫后的



煙氣濕度增加,溫度降低,煙氣極易在煙囪的內(nèi)壁結(jié)露,煙氣中殘留的SO3溶解后將形成腐蝕性很強(qiáng)的稀硫酸液。低濃度稀硫酸液比高



濃度稀硫酸液的腐蝕性更強(qiáng)。脫硫后的煙氣對(duì)煙囪的腐蝕有以下特點(diǎn):(1)濕法脫硫后的煙氣濕度大,處于飽和狀態(tài)的濕煙氣含有的



腐蝕性介質(zhì)在煙氣壓力與濕度的雙重作用下,對(duì)煙囪內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)密度差的材料產(chǎn)生腐蝕,影響結(jié)構(gòu)的耐久性。酸液溫度在40℃~80℃時(shí),



對(duì)煙囪結(jié)構(gòu)材料的腐蝕性特別強(qiáng),以鋼材為例, 40℃~80℃時(shí)的腐蝕速度比其它溫度時(shí)高出約3~8倍。(2)脫硫處理后的煙氣中含有氟



化氫和氯化物等強(qiáng)腐蝕性物質(zhì),形成腐蝕強(qiáng)度高、滲透性強(qiáng)且較難防范的低溫高濕稀酸型腐蝕。從上述分析可知,在無(wú)GGH系統(tǒng)的情



況下,煙囪內(nèi)壁均存在酸結(jié)露狀況。在此條件下,選用傳統(tǒng)單筒鋼筋砼煙囪及直排煙筒式鋼筋砼煙囪已不合適。因?yàn)樵撔问降臒焽璨?br />


能確保內(nèi)襯及保溫層的致密,內(nèi)壁的酸液將沿著縫隙向煙囪外壁滲透,而外壁內(nèi)側(cè)的保護(hù)層通常由有機(jī)材料組成,無(wú)論是材料的使用



壽命還是施工質(zhì)量都不能保證在煙囪設(shè)計(jì)使用期內(nèi)能有效阻隔酸液對(duì)外壁的腐蝕。此外,酸液對(duì)外壁產(chǎn)生的腐蝕一般情況下很難發(fā)



現(xiàn)和檢測(cè),對(duì)煙囪的安全運(yùn)行是致命的隱患。因此,西寧電廠二期三期工程煙囪的方案是排煙筒與承重筒分開布置的套筒(多管)



式煙囪,避免了煙氣對(duì)承重筒的腐蝕。針對(duì)工程實(shí)際情況,考慮運(yùn)行過程中檢修維護(hù)及運(yùn)行安全可靠性的要求,采用1臺(tái)鍋爐設(shè)置1個(gè)



排煙筒的方案,即選用雙管套筒式煙囪。2 煙囪內(nèi)筒及防腐材料的選擇2.1 煙囪內(nèi)筒材質(zhì)國(guó)內(nèi)的煙囪鋼內(nèi)筒鋼板絕大多數(shù)采用耐硫



酸露點(diǎn)鋼。耐硫酸露點(diǎn)鋼是一種既耐硫酸露點(diǎn)腐蝕又耐大氣腐蝕的鋼種。鋼中主要含Mn、Cu、Cr、Sb等抗硫酸露點(diǎn)腐蝕的合金元素



,而Cu、Cr又是兩個(gè)主要的抗大氣腐蝕的元素,其力學(xué)性能與Q345鋼接近,較Q235鋼要高。采用耐硫酸露點(diǎn)鋼可有效減小壁厚。以



北侖電廠一、二期工程為例,北侖電廠一期工程煙囪鋼內(nèi)筒采用Q235鋼,底部壁厚為22 mm,北侖電廠二期工程煙囪鋼內(nèi)筒采用耐硫酸



露點(diǎn)鋼,底部壁厚為16 mm。西寧電廠二期工程也采用耐硫酸露點(diǎn)鋼,底部壁厚為16 mm。圖1為某鋼廠對(duì)其生產(chǎn)的耐硫酸露點(diǎn)腐蝕鋼



NS1-2及其它不同鋼種進(jìn)行各種硫酸濃度、溫度下的試驗(yàn)曲線。2. 2煙囪內(nèi)筒運(yùn)行工況西寧電廠煙囪排放的是經(jīng)濕法脫硫后的



煙氣，根據(jù)其它工程的經(jīng)驗(yàn)，有大量結(jié)露的酸液沿筒壁流淌，酸液的PH值在2~3之間，腐蝕性很強(qiáng)。此外，煙囪設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)考慮脫



硫旁路，排放末經(jīng)脫硫的煙氣。此時(shí)，進(jìn)入煙囪的煙氣溫度在130℃左右。如考慮短時(shí)鍋爐事故狀態(tài)的煙氣排放，則煙溫在180℃左



右。實(shí)際上煙囪的運(yùn)行工況要考慮脫硫運(yùn)行(不上GGH)、脫硫旁路、短時(shí)鍋爐事故等幾種狀態(tài),煙囪內(nèi)襯是在干———潮濕———浸



水工況下交替變化,這與脫硫系統(tǒng)不設(shè)旁路、煙囪通常是在單工況下運(yùn)行有很大區(qū)別,因此對(duì)煙囪內(nèi)襯防腐材料提出了更高的要求。



內(nèi)筒煙囪防腐材料選擇時(shí)除了應(yīng)考慮主要運(yùn)行工況條件外,還須適應(yīng)煙囪的其它運(yùn)行工況,以及工況變化時(shí)溫度交替變化對(duì)內(nèi)襯材料



防腐性能的影響。由于煙囪的檢修維護(hù)條件較差,不同于水平煙道,因此排煙內(nèi)筒的防腐措施也應(yīng)比一般水平煙道更高。2.3煙囪防



腐方案的比較根據(jù)北侖發(fā)電廠三期煙囪運(yùn)行條件,綜合國(guó)內(nèi)外煙囪防腐技術(shù),內(nèi)筒防腐措施可有:鋼內(nèi)筒內(nèi)側(cè)襯Henkel防腐玻璃磚;鋼



內(nèi)筒內(nèi)側(cè)襯防腐泡沫玻化陶瓷磚;玻璃鋼內(nèi)筒;復(fù)合鋼鈦板內(nèi)筒4種方案。經(jīng)計(jì)算,采用這4種方案的工程量和造價(jià)比較見表1。 (1)襯



Henkel防腐玻璃磚。據(jù)有關(guān)資料介紹, Henkel防腐玻璃磚耐酸腐蝕,耐各種濃縮酸(除氫氟酸)和包括氯化物在內(nèi)的廢氣冷凝液。耐



高溫,可以持續(xù)承受204℃以下溫度,也可以短時(shí)承受371℃高溫。低熱膨脹系數(shù),當(dāng)脫硫旁路、在劇烈的再加熱過程中,或由于空氣預(yù)



熱器失靈等造成煙溫突變時(shí),都不會(huì)受到損傷。但國(guó)內(nèi)未見成功應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)。(2)襯防腐泡沫玻化陶瓷磚。防腐泡沫玻化陶瓷磚能長(zhǎng)



期抗酸,耐各種濃縮酸,也能耐濃度<0.3%的氫氟酸及包括氯化物在內(nèi)的廢氣冷凝液,適用于濕法脫硫工況(設(shè)GGH與不設(shè)GGH)運(yùn)行條件



。對(duì)煙氣溫度變化適應(yīng)能力強(qiáng)。可適用于200℃~450℃的溫度,尤其在高溫交叉變化情況下,可以適應(yīng)濕干交替環(huán)境。(3)玻璃鋼內(nèi)筒



。玻璃鋼材料耐溫性能為一般情況下耐受93℃、極限耐受121℃。具有更寬范圍的耐腐蝕性能;因玻璃鋼傳熱慢而保溫性好,不需要



設(shè)隔熱層;使用壽命更長(zhǎng);比重小。(4)復(fù)合鈦板鋼內(nèi)筒。在溫度25~100℃情況下,小于50%的硫酸、小于20%的氟硼酸、小于10%氟硅



酸、極低濃度的氫氟酸都對(duì)鈦及鈦合金有腐蝕。煙氣脫硫以后對(duì)鈦及鈦合金腐蝕機(jī)理和年腐蝕率缺乏詳細(xì)的數(shù)據(jù)。根據(jù)以上技術(shù)性



能與經(jīng)濟(jì)性的比較,煙囪設(shè)計(jì)綜合分析如下:方案1:鋼內(nèi)筒內(nèi)側(cè)襯Henkel防腐玻璃磚,總投資在4個(gè)方案中適中,施工技術(shù)簡(jiǎn)便,質(zhì)量較



易控制,檢修維護(hù)方便,國(guó)外有20多年應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。對(duì)國(guó)內(nèi)實(shí)際存在的脫硫工況交替變化運(yùn)行的適應(yīng)能力較強(qiáng)。可作為本工程煙囪鋼內(nèi)



筒內(nèi)側(cè)防腐的可選方案之一。方案2:鋼內(nèi)筒內(nèi)側(cè)襯防腐泡沫玻化陶瓷磚,投資較低,防腐性能與方案1相當(dāng),性價(jià)比優(yōu)越。綜合考慮工



程投資,推薦選用方案2。方案3:玻璃鋼內(nèi)筒,投資較高,耐腐蝕性能好,對(duì)高溫性能影響敏感,在脫硫系統(tǒng)設(shè)有旁路情況時(shí)不宜選用。



方案4:復(fù)合鈦板鋼內(nèi)筒,在各方案中投資,在脫硫系統(tǒng)設(shè)有旁路時(shí),旁路投運(yùn)將會(huì)影響其耐腐蝕性能,故不推薦采用。3 結(jié)語(yǔ)根據(jù)



上述技術(shù)及經(jīng)濟(jì)的分析比較,采用鋼內(nèi)筒內(nèi)側(cè)襯防腐泡沫玻化陶瓷磚在性價(jià)比上有優(yōu)勢(shì),故西寧電廠二期工程煙囪防腐選用此方案。



隨著新工藝、新材料、新技術(shù)的采用,對(duì)于濕法煙氣脫硫煙囪防腐研究還需不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),完善措施,使煙囪能滿足各種工況要求并



達(dá)到設(shè)計(jì)壽命