動力車間煙囪內(nèi)筒反腐技術(shù)的方案比較ppt課件

1、煙囪防腐技術(shù)討論 中國輕工業(yè)長沙工程 2019.06 國泰紙業(yè)唐山曹妃甸國泰紙業(yè)唐山曹妃甸自備動力車間一期工程自備動力車間一期工程l煙囪防腐的必要性 l脫硫濕煙氣的特點和腐蝕性 l濕煙囪的任務(wù)環(huán)境l濕煙囪的防腐方案運用情況l對煙囪的防腐處置建議 目錄目錄煙囪防腐的必要性煙囪防腐的必要性 l石灰石石膏濕法脫硫WFGD是當(dāng)今世界各國應(yīng) 用最多和最成熟的工藝。國內(nèi)火力發(fā)電廠燃煤機組安裝的 煙氣脫硫安裝FGD中，85%以上運用的是石灰石石 膏濕法脫硫WFGD工藝。 目前，對于煙氣脫硫安裝的設(shè)計施工和運轉(zhuǎn)閱歷已日臻 完善，但對脫硫機組煙氣排放的關(guān)鍵設(shè)備煙囪的防腐， 卻沒有引起足夠的關(guān)注。 煙囪防腐的必要

2、性煙囪防腐的必要性 l早期的WFGD為了提升煙氣的抬升高度安裝了煙氣換 熱器GGH，使得從吸收塔排出的凈煙氣50左右 被加熱到80左右。2019年后，由于GGH在運轉(zhuǎn)過程中積 灰、結(jié)垢嚴(yán)重，影響了整個脫硫安裝的正常運轉(zhuǎn)，于是， 隨后建造的脫硫安裝幾乎都取消了GGH，使50左右的濕 飽和煙氣直接從煙囪排放?，F(xiàn)有煙囪均沒有按照濕煙氣排 放設(shè)計，使得濕煙氣對煙囪的腐蝕成了很嚴(yán)重的問題。 濕法脫硫煙氣的特點濕法脫硫煙氣的特點 l濕法脫硫工藝對SO2脫除率很高，但對呵斥濕煙氣腐蝕 的主要成分SO3，脫除效率很低。燃煤中約有0.52%的硫 在熄滅過程中轉(zhuǎn)化為SO 3，在濕法脫硫中，大約有20%的 SO 3

3、被脫出，其他SO 3以氣溶膠方式被煙氣帶出，構(gòu)成的冷 凝酸液對煙囪的腐蝕嚴(yán)重。因此，煙氣脫硫后，對煙囪的 腐蝕隱患并未消除，相反，脫硫后的煙氣環(huán)境(低溫、高濕 等 )使腐蝕情況進(jìn)一步加劇。 l 濕法脫硫煙氣的特點濕法脫硫煙氣的特點l “國際工業(yè)煙囪協(xié)會CICIND的設(shè)計規(guī)范要求，燃煤電廠脫硫后 由于煙氣濕度通常較大，溫度很低，且煙氣中單位體積的稀釋硫酸含量 相應(yīng)添加。因此，處于脫硫系統(tǒng)下游的煙囪，其煙氣通常被視為“高 化學(xué)腐蝕等級，即強腐蝕性煙氣等級，因此煙囪應(yīng)按強腐蝕性煙氣來考 慮煙囪構(gòu)造的平安性設(shè)計。l美國電力研討院EPRI所提供的調(diào)查、研討結(jié) 論，濕法煙氣脫硫不加GGH系統(tǒng)煙氣的腐蝕性為

4、強腐蝕等級，必需給 予足夠的注重。濕法脫硫煙氣的特點濕法脫硫煙氣的特點 l由于國內(nèi)脫硫煙囪防腐歷史較短，專項的腐蝕調(diào)查研 究資料很少，閱歷也不多，國內(nèi)煙囪設(shè)計規(guī)范GB50051- 2019是基于未脫硫的干煙氣劃分的腐蝕等級，對煙囪防腐 蝕的處置方法就是根據(jù)干煙氣的腐蝕性等級，而對脫硫處 理后的濕煙囪防腐設(shè)計尚無明確闡明。因此，脫硫后煙氣 對煙囪構(gòu)造的腐蝕性分析，主要自創(chuàng)國外的資料和做法。 濕煙囪冷凝酸液的腐蝕性濕煙囪冷凝酸液的腐蝕性 l脫硫濕煙囪的冷凝酸液的pH值約為13，大唐國際張家口發(fā) 電廠曾于2021年1月9日-17日測定了濕法煙氣脫硫系統(tǒng)冷凝 酸液pH值約為3；大唐國際下花園發(fā)電廠測得

5、冷凝酸液pH 值為1.53.0。l 假設(shè)酸液浸透到煙囪的混凝土層，其對鋼筋混凝土構(gòu)造的 腐蝕會使混凝土中性化?；炷林行曰髮⑹コ休d才干， 這樣勢必對煙囪的可靠性呵斥影響。 冷凝酸液對混凝土的腐蝕速率冷凝酸液對混凝土的腐蝕速率 l美國南加州大學(xué)的F. lJahani等在2019年研討了lpH值 為23的硫酸酸液對l混凝土的腐蝕情況。l l初期腐蝕速度約0.063mm/天。l 東南大學(xué)動力工程系唐志永等人對混凝土進(jìn)展了腐蝕性研討。 調(diào)查了15%濃度的硫酸對混凝土的腐蝕情況。 l對C30混凝土的腐蝕腐蝕速度：2.4mm/10天 濕煙囪的任務(wù)環(huán)境濕煙囪的任務(wù)環(huán)境 l煙氣濕度大，冷凝酸液對構(gòu)造資料的

6、腐蝕性強；l 溫度交變：濕法脫硫安裝WFGD投運時，濕煙氣溫在為5080左 右，在WFGD停運時，煙囪排放原煙氣，普通在120180之間。這 種煙氣的干濕交替以及溫度交變運轉(zhuǎn)對煙囪防腐資料的影響非常大； l 正壓運轉(zhuǎn)：脫硫系統(tǒng)設(shè)置GGH時，由于煙氣溫度較高，其重力密度低 于空氣重力密度，很容易實現(xiàn)筒內(nèi)負(fù)壓；當(dāng)系統(tǒng)不設(shè)置GGH或GGH事 故時其煙氣重力密度大于空氣重力密度，排煙筒內(nèi)是正壓運轉(zhuǎn)。煙氣中 的腐蝕介質(zhì)分子在煙氣正壓運轉(zhuǎn)時分散浸透才干會加強，會對煙囪的腐 蝕加劇；l 高速煙氣磨損腐蝕：煙氣在煙囪中的流速普通為十幾米每秒，甚至到 30m/s，高速流動的煙氣及其攜帶的顆粒物對排煙筒資料的影響

7、呵斥了 磨損腐蝕。 火力發(fā)電廠煙囪的構(gòu)造方式火力發(fā)電廠煙囪的構(gòu)造方式 l 單筒式鋼筋混凝土煙囪 套筒或多管式煙囪 濕煙囪的防腐方案運用情況濕煙囪的防腐方案運用情況l主要的防腐資料： l1 . 涂料類防腐：主要有OM涂料，聚脲以及德國固 斯特涂料等；l 2. 貼襯磚類防腐：主要有賓高德玻璃磚，國產(chǎn)泡沫 玻璃磚，玻化磚等； l3. 金屬板類防腐：資料主要是鎳基合金板和鈦板；l 4. 復(fù)合資料類防腐：適宜于脫硫濕煙囪防腐的主要 復(fù)合資料是FRP資料。 涂料類防腐方案涂料類防腐方案lOM涂料是一種有機復(fù)合樹脂，可以防止酸液涂料是一種有機復(fù)合樹脂，可以防止酸液對對 煙囪內(nèi)襯的腐蝕。該防腐方案在單筒式老煙

8、囪內(nèi)襯的腐蝕。該防腐方案在單筒式老煙囪中使煙囪中使 用較多。用較多。 lOM涂料防腐方案施工周期很短，造價相對很涂料防腐方案施工周期很短，造價相對很 低。但是低溫高溫?zé)岘h(huán)境的交替所產(chǎn)生的交變低。但是低溫高溫?zé)岘h(huán)境的交替所產(chǎn)生的交變熱應(yīng)熱應(yīng) 力對粘接強度影響較大，容易開裂，開力對粘接強度影響較大，容易開裂，開裂后特別是裂后特別是 在高速煙氣中容易零落。在高速煙氣中容易零落。 涂料類防腐方案涂料類防腐方案l煙囪飛出的防腐碎片 涂料類防腐方案涂料類防腐方案l經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，中國五大電力集團(tuán)公司下屬一些電 廠及其它企業(yè)自備電廠的單筒煙囪運用OM涂料防腐，并且有的曾經(jīng)出 現(xiàn)問題：三門峽電廠煙道與煙囪接口處

9、出現(xiàn)走漏； 湖南株洲電廠相繼發(fā)現(xiàn)煙囪積灰平臺下部內(nèi)壁多處 滲水，從煙囪下部往上看，發(fā)現(xiàn)煙囪外壁上布滿滲 水痕跡；江蘇徐塘電廠發(fā)如今煙囪積灰平臺周圍有 酸水滲出，如以下圖所示。 涂料類防腐方案涂料類防腐方案 煙囪腐蝕酸液滲出景象 涂料類防腐方案涂料類防腐方案l聚脲涂料主要用于防水工程以及化工儲罐和管 道的防腐，在電廠脫硫濕煙囪較惡劣的環(huán)境中不可靠。l煙囪內(nèi)壁聚脲涂料零落景象 涂料類防腐方案涂料類防腐方案l固斯特涂料是一種聚合物及硅酸鹽根底上的強耐 酸性礦物類特殊砂漿。 浙江嘉興、鎮(zhèn)海電廠有兩個煙囪運用了該涂料。鎮(zhèn) 海電廠煙囪防腐完成后運轉(zhuǎn)半個月就出現(xiàn)了問題，最 后專門做了一個濕煙囪。由于鎮(zhèn)海電廠

10、出問題，嘉興 電廠煙囪施工完成后沒有通濕煙氣，通入干煙氣運轉(zhuǎn) 一段時間，發(fā)現(xiàn)折角處有零落景象。故曾經(jīng)進(jìn)展加裝 GGH。 貼襯磚類防腐方案貼襯磚類防腐方案l泡沫玻璃磚是一種以玻璃碎料或石英砂為主要原料， 摻入適量發(fā)泡劑，經(jīng)過高溫隧道窯爐加熱焙燒和退火冷 卻加工處置后制得，具有均勻的獨立密閉氣隙構(gòu)造的新 型無機絕熱資料。 泡沫玻璃磚這種多孔構(gòu)造不但能抗酸、耐堿，而且 對氣體和凝結(jié)水是不能浸透的，同時它具有容重低、強 度高、導(dǎo)熱系數(shù)小、不吸水、不透氣、不熄滅、不變形 等特點，并且可鋸割、可粘接。其性能穩(wěn)定、運用壽命 長，綜合本錢低，工程效益高。 貼襯磚類防腐方案貼襯磚類防腐方案l進(jìn)口賓高德玻璃磚具有

11、良好的防腐性能，在國外電 廠煙囪防腐中已有優(yōu)良業(yè)績，運用壽命較長，單位質(zhì)量 輕且安裝方便，對煙囪構(gòu)造的附加荷載很小，便于對已建煙囪的防腐改造，但價錢偏高，施工周期較長，目前 在國內(nèi)運用業(yè)績很少，且投運時間比較短， 其防腐可靠性尚難定論。 貼襯磚類防腐方案貼襯磚類防腐方案l目前，國產(chǎn)泡沫玻璃磚和粘結(jié)膠還沒有相應(yīng)的防腐 蝕要求的規(guī)范，并且國產(chǎn)泡沫玻璃磚的各個消費廠家產(chǎn) 質(zhì)量量參差不齊，密度變化比較大，施工周期長，襯里 磚有能夠開裂、零落，但價錢相對較廉價，目前國內(nèi)已 有一些運用案例。 貼襯磚類防腐方案貼襯磚類防腐方案l玻璃磚施工完成情況 貼襯磚類防腐方案貼襯磚類防腐方案l貼襯磚零落與開裂景象金屬板

12、類防腐方案金屬板類防腐方案l用于濕煙囪防腐的耐酸腐蝕的金屬合金薄板內(nèi)襯，材 料主要是鎳基合金板和鈦板。 l國外 C276 合金廣泛運用于脫硫塔及煙囪中。由于 C276 合金資料初期本錢較高等緣由，國內(nèi)尚無運用于煙 囪內(nèi)筒耐腐內(nèi)襯的工程實例。金屬復(fù)合鈦板防腐性能金屬復(fù)合鈦板防腐性能l 鈦是一種很耐腐蝕的資料，這是由于鈦的外表容易生 成穩(wěn)定的鈍化膜，鈍化膜是由幾納米到幾十納米厚的極薄 的氧化鈦構(gòu)成，在許多環(huán)境中是很穩(wěn)定的，并且一旦部分 破壞還具有瞬間再修補的特性。因此，鈦在酸性、堿性、 中性鹽水溶液中和氧化性介質(zhì)中具有很好的穩(wěn)定性，比現(xiàn)有的不銹鋼和其它有色金屬的耐腐蝕性都好。 金屬復(fù)合鈦板防腐性能

13、金屬復(fù)合鈦板防腐性能鈦的外表容易生成穩(wěn)定的鈍化膜鈍化膜由幾納米到幾十納米厚的極薄的氧化鈦構(gòu)成。合金鈦板安裝施工合金鈦板安裝施工金屬復(fù)合鈦板防腐方案金屬復(fù)合鈦板防腐方案l致密的金屬鈦在自然界中是相當(dāng)穩(wěn)定的，鈦/鋼復(fù)合板的焊縫施工難度大，施工質(zhì)量難以控制導(dǎo)致的縫隙腐蝕和氫脆。同時鈦中雜質(zhì)的存 在，顯著影響鈦的物理、化學(xué)性能和耐腐蝕性能。特別是一些間隙 雜質(zhì)，它們可以使鈦晶格發(fā)生畸變，而影響鈦的各種性能。l 福建漳州后石電廠采用了帖襯鈦板的方案，在檢修時拍攝的照片顯示進(jìn)口段出現(xiàn)了雞蛋大小的多個穿孔 。金屬復(fù)合鈦板防腐方案金屬復(fù)合鈦板防腐方案鈦板腐蝕穿孔景象 復(fù)合資料類防腐方案復(fù)合資料類防腐方案 FR

14、PlFiberglass Reinforced Plastics即玻璃纖維增 強塑料，俗稱玻璃鋼。通常是由高強度的玻璃纖維加強纖 維和樹脂復(fù)合而成的兼具構(gòu)造性和功能性的新型復(fù)合資料， 玻璃纖維提供FRP的強度和剛性，樹脂提供FRP的耐化學(xué) 性和韌性。 lFRP資料具有質(zhì)量輕、強度高、耐化學(xué)腐蝕、絕緣隔 熱、耐瞬時高溫?zé)g、強度和外形可設(shè)計性強等優(yōu)點。成 型后的玻璃鋼構(gòu)造層抗拉強度與普通鋼材相當(dāng)，但其容重 僅為鋼材的1/41/51/5。運用FRP排煙筒可以取消保溫層，特 別適宜燃煤電廠脫硫不加GGH的濕煙囪運轉(zhuǎn)條件。 FRP優(yōu)良的耐腐蝕性能優(yōu)良的耐腐蝕性能材料材料硫酸硫酸鹽酸鹽酸鹽酸鹽鹽酸鹽FR

15、P100C 濃度：30%80C濃度：15%100C任何濃度C-276 鎳基合金100C濃度：30%80C濃度：15%65 C 5% low pHFRP煙囪內(nèi)筒性能特點煙囪內(nèi)筒性能特點FRP資料的耐溫防火問題資料的耐溫防火問題lFRP在低溫下有優(yōu)良的耐腐性能和構(gòu)造性能，但隨著溫度的升高，其構(gòu)造性能衰減很快。即使是熱固性樹脂，當(dāng)運用溫度超越其熱變形溫度(HDT)后，樹脂的構(gòu)造性能會發(fā)生很大的改動。普通玻璃鋼不能在高溫下長期運用，如聚酯玻璃鋼在4050以上，環(huán)氧玻璃鋼在60以上強度就開場下降。ASTM規(guī)范適用的溫度范圍為正常運轉(zhuǎn)溫度不高于93、短時異常高溫不高于121。文獻(xiàn)對耐溫性能較好的乙烯基酯不

16、飽和聚酯玻璃鋼最高設(shè)計溫度為120。在設(shè)計中，當(dāng)環(huán)境溫度能夠超出常規(guī)適用范圍時，應(yīng)選用耐高溫的樹脂資料，如固化后的DERAKANE 470-300環(huán)氧乙烯基酯樹脂澆鑄體熱變形溫度HDT為150，而DERAKANE 470HT-400的HDT可以到達(dá)180。據(jù)了解目前國內(nèi)產(chǎn)品可實現(xiàn)耐溫200220 的FRP。l華能辛店電廠采用的DERAKANE 470HT-400環(huán)氧乙烯基酯樹脂纏繞制造的FRP煙囪。復(fù)合資料類防腐方案復(fù)合資料類防腐方案 FRPlRP資料排煙筒復(fù)合資料類防腐方案復(fù)合資料類防腐方案l美國FRP煙囪在電力行業(yè)的運用始于FGD開場運用的20世紀(jì)70年 代。截至到2019年年初，在美國火

17、電行業(yè)新建的脫硫煙囪中，大約 80%以上采用耐腐蝕FRP資料作為混凝土煙囪的防腐蝕內(nèi)筒。 根據(jù)Ashland公司統(tǒng)計資料闡明，從2019年至2019年7月，兩年半 內(nèi)的FRP內(nèi)筒工程合計126根，見以下圖。 復(fù)合資料類防腐方案復(fù)合資料類防腐方案lFRP煙囪也在歐洲大量運用。英國煙囪也在歐洲大量運用。英國Eggborough 電廠于電廠于2019年年為其為其 2臺臺500MW機組加裝濕法機組加裝濕法FGD安裝，同時在混凝土煙囪內(nèi)安裝，同時在混凝土煙囪內(nèi)安裝了兩個安裝了兩個 184m的的FRP內(nèi)筒。德國于內(nèi)筒。德國于2019年年9月建成的月建成的Kraftwerk SiSimmering電電 站，

18、采用高度站，采用高度200m、直徑、直徑4.8m的的FRP煙囪。捷克煙囪。捷克125MW的的Vresova 電廠建于電廠建于1967年，年，2000年年7月簽約加裝濕法月簽約加裝濕法FGD時的方案，煙囪那么為時的方案，煙囪那么為 鋼構(gòu)造支撐的鋼構(gòu)造支撐的FRP煙囪。在日本，關(guān)西電力南港發(fā)電廠的煙囪。在日本，關(guān)西電力南港發(fā)電廠的800MW機機 組采用組采用3個個FRP內(nèi)筒的煙囪，內(nèi)筒的煙囪，F(xiàn)RP內(nèi)筒直徑內(nèi)筒直徑5.3m，高度，高度200m。 l國外經(jīng)多年的研討和工程運用，曾經(jīng)構(gòu)成了國外經(jīng)多年的研討和工程運用，曾經(jīng)構(gòu)成了FRP煙囪或管道構(gòu)造煙囪或管道構(gòu)造 設(shè)計、制造和施工方面的規(guī)范，如美國的設(shè)計、制造和施工方面的規(guī)范，如美國的ASTM D 5364、ASTM RTP-1和英國的和英國的BS4994等。等。 復(fù)合資料類防腐方案復(fù)合