煙氣脫硫裝置的防腐與防腐材料的應(yīng)用

1、煙氣脫硫裝置的防腐與防腐材料的應(yīng)用鍋爐工程處 付連兵 王濤摘要：濕法脫硫系統(tǒng)需要防腐的部位、施工方法以及優(yōu)質(zhì)的防腐材料的選擇關(guān)鍵詞：煙氣脫硫 防腐 性能 施工 防腐材料一、 引言我國是個(gè)燃煤大國，火力發(fā)電廠成為我國電力供應(yīng)的主力，燃煤產(chǎn)生的煙氣對(duì)大氣的污染越來越嚴(yán)重隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，加入WTO的迫切需求，酸雨經(jīng)常發(fā)生，而投入煙道脫硫裝置（簡稱FGD）是當(dāng)今燃煤鍋爐控制二氧化硫排放的主要措施。煙氣脫硫有多種工藝，而石灰石-石膏濕法工藝是當(dāng)今世界各國應(yīng)用最多且最為成熟的工藝。云南滇東發(fā)電廠新建工程4×600MW機(jī)組煙氣脫硫工程，產(chǎn)品由北京博奇電力科技有限公司引進(jìn)日本技術(shù)設(shè)計(jì)，就是采用濕

2、法脫硫。吸收塔（JBR）是脫硫工藝中脫除SO2等有害物質(zhì)的一個(gè)圓柱形反應(yīng)裝置，為鼓泡式結(jié)構(gòu)，是煙氣吸收系統(tǒng)中最主要的設(shè)備，在吸收塔內(nèi)，煙氣中的SO2 被石膏漿液洗滌并且與漿液中的CaCO3發(fā)生反應(yīng)，在吸收塔內(nèi)底部被氧化風(fēng)機(jī)鼓入的空氣強(qiáng)制氧化，最終生成石膏晶體，經(jīng)石膏排漿泵排出吸收塔送入石膏處理系統(tǒng)脫水。在吸收塔的外部布置有兩級(jí)水平式除霧器，以除去脫硫后凈煙氣帶出的細(xì)小液滴，再通過煙氣換熱器從煙囪排放，脫硫副產(chǎn)物經(jīng)過旋流器、真空皮帶脫水機(jī)成為脫水石膏，上述就是除煙氣中SO2等有害物質(zhì)的簡易流程。二、腐蝕環(huán)境區(qū)域煤炭燃燒時(shí)除產(chǎn)生SO2外，還生成少量SO3、NOX、HC1、HF等氣體，由于煙氣中含有

3、水，因此可在瞬間形成H2SO4、HC1、HF等強(qiáng)腐蝕性溶液。與此同時(shí)，含有煙塵的煙氣高速穿過設(shè)備和管道，對(duì)裝置的腐蝕相當(dāng)嚴(yán)重。并且，吸收塔的入口煙氣溫度可高達(dá)180，而內(nèi)腔長期處于45-70的酸、堿交替的濕熱環(huán)境之中?？梢?，濕法除塵脫硫系統(tǒng)在運(yùn)行中處于強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)、濕熱和高磨損的嚴(yán)酷環(huán)境中。由于 腐蝕環(huán)境惡劣，濕式脫硫系統(tǒng)對(duì)材質(zhì)的耐蝕、耐磨、耐溫要求極為嚴(yán)格。吸收塔、煙道的材質(zhì)或防護(hù)材料的選擇對(duì)裝置的使用壽命和成本影響很大，因此被認(rèn)為是煙氣脫硫裝置設(shè)計(jì)和制造的關(guān)鍵技術(shù)之一。吸收塔體可用合金鋼、玻璃鋼或碳鋼內(nèi)襯玻璃鋼、橡膠、磚板、鱗片涂料等，云南滇東發(fā)電廠新建工程4×600MW機(jī)組煙氣

4、脫硫工程防腐就是采用碳鋼內(nèi)襯玻璃鱗片涂料施工。下面是需要做防腐措施的部位：1、吸收塔內(nèi)壁采用襯玻璃鱗片涂料。2、煙氣系統(tǒng)中設(shè)有煙氣換熱器（GGH）的脫硫裝置，應(yīng)從煙氣換熱器原煙道側(cè)入口彎頭處至煙囪的煙道采取防腐措施，防腐材料可以采用玻璃鱗片涂料。3、主煙道上的旁路擋板的后短節(jié)，也就是凈煙氣側(cè) （包括煙道內(nèi)的導(dǎo)流板），內(nèi)壁也必須采取防腐措施。4、擋板門中需要防腐的擋板門是脫硫出口擋板門和旁路擋板門。其框架、葉片、軸、螺栓和密封片均應(yīng)采用鎳基合金。5、煙氣換熱器（GGH）在設(shè)計(jì)工況下，經(jīng)煙氣換熱器后的煙氣溫度應(yīng)不低于80，其加熱側(cè)和換熱組件由于接觸凈煙氣，所以要進(jìn)行防腐。加熱側(cè)殼體內(nèi)表面的防腐是采

5、用玻璃鱗片涂料；而換熱組件一般為涂搪瓷。 5、漿液系統(tǒng)的設(shè)備中，漿液輸送管道中要加過濾器，以及在漿液泵的吸入側(cè)要加濾網(wǎng)。過濾器的外殼一般采用鋼襯膠或襯玻璃鱗片，而濾網(wǎng)采用鎳基合金。儲(chǔ)存漿液的箱、罐、池，都要進(jìn)行防腐。防腐措施一般是襯玻璃鱗片。三、防腐涂料的選擇1、 材料的選擇應(yīng)本著經(jīng)濟(jì)、適用，滿足脫硫裝置特定工藝要求，選擇具有較長使用壽命的材料。2、 非金屬材料（防腐材料）的選擇應(yīng)根據(jù)脫硫工藝不同部位的實(shí)際情況，襯抗腐蝕性和磨損性強(qiáng)的材料。3、 非金屬材料（防腐材料）主要可選擇玻璃鱗片樹脂、玻璃鋼、塑料、橡膠、陶瓷類產(chǎn)品用于防腐蝕和磨損。4、 主要非金屬材料及使用部位序號(hào)材料名稱 材料主要成分

6、使用部位1玻璃鱗片樹脂玻璃鱗片、乙烯基酯樹脂酚醛樹脂、呋喃樹脂還氧樹脂凈煙氣、低溫原煙氣段、吸收塔、漿液箱罐等內(nèi)襯；石膏倉內(nèi)表面涂料2玻璃鋼玻璃鱗片、玻璃纖維、乙烯基酯樹脂、酚醛樹脂吸收塔噴淋層、漿液管道、箱罐3塑料聚丙烯等管道、除霧器4橡膠氯化丁基橡膠氯丁橡膠、丁苯橡膠吸收塔、漿液箱罐、漿液管道、水力旋流器等內(nèi)襯；真空脫水機(jī)、輸送皮帶5陶瓷碳化硅漿液噴嘴5、 云南滇東發(fā)電廠新建工程4×600MW機(jī)組煙氣脫硫工程防腐主要是采用內(nèi)襯玻璃鱗片涂料。四、玻璃鱗片理化性能1、玻璃鱗片樹脂主要性能序號(hào)項(xiàng)目單位乙烯基酯樹脂酚醛乙烯基酯樹脂1拉伸強(qiáng)度Mpa>25>252延伸率%>

7、0.5>0.53巴氏硬度>35>354粘接強(qiáng)度Mpa>10>105使用溫度<100<1606水汽滲透率g.cm/24h.m2.mmHg<0.0016<0.00162、玻璃鱗片的物理性能玻璃鱗片的厚度一般為25µm，片徑長度為1003000µm，在涂膜中上下交錯(cuò)排列，形成封閉性強(qiáng)的屏蔽結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可代替橡膠、塑料、和玻璃鋼襯里，或與玻璃鋼襯里相結(jié)合，構(gòu)成玻璃鱗片涂料襯里，它具有以下特點(diǎn)：（1） 極優(yōu)良的抗介質(zhì)的滲透性。（2） 優(yōu)良的耐磨蝕性。（3） 固化時(shí)收縮率小，熱膨脹系數(shù)小。（4） 襯里與基體的粘結(jié)性好，耐溫變性好。

8、（5） 施工方便，可噴涂、滾涂、刷涂、抹涂等。 3、玻璃鱗片涂料的組成 涂料配方（以乙烯基酯樹脂為例）組份乙烯基酯樹脂玻璃鱗片觸變劑消泡劑顏料環(huán)烷酸鈷引發(fā)劑質(zhì)量百分比，%60772035150.12270.512玻璃鱗片涂料中的樹脂主要是熱固性樹脂，乙烯基酯樹脂主要是由甲基丙烯酸與還氧樹脂反應(yīng)而成，因此既具有還氧樹脂優(yōu)良的粘接性，又具有不飽和聚酯樹脂優(yōu)良的加工工藝，是綜合性能最好的玻璃鱗片用樹脂，可以制成膠泥、厚膜、薄膜型涂料。FGD中的防腐涂層的厚度一般為2mm左右。4、防腐結(jié)構(gòu)玻璃鱗片涂料用于FGD內(nèi)襯時(shí)，防腐層結(jié)構(gòu)采用玻璃布作為增強(qiáng)材料，形成耐溫、耐磨、抗蝕鱗片襯里。根據(jù)腐蝕的環(huán)境選擇不

9、同等級(jí)和結(jié)構(gòu)的防腐層，見下表：表： 不同等級(jí)和結(jié)構(gòu)的防腐層 防腐蝕等級(jí) 結(jié) 構(gòu) 厚度（mm） 中 度 底涂一道/玻璃布二層/面涂二道 2.0 加 強(qiáng) 底涂一道/玻璃布三層/面涂二道 2.5 五、玻璃鱗片施工1、 基體的表面處理玻璃鱗片涂料可在各種材料的基體上進(jìn)行施工，對(duì)基體的要求：（1）表面預(yù)處理 即對(duì)金屬表面的油污、各種附著物及較厚的銹層進(jìn)行清除，可用機(jī)械的或化學(xué)清洗耳恭聽的方法進(jìn)行。（2）表面處理 可用手工的、機(jī)械的或化學(xué)酸洗等方法。對(duì)于面積較大，要求較高的襯里，要采用噴砂的方法，要求噴砂后達(dá)到二級(jí)以上標(biāo)準(zhǔn)，金屬近白色，表面粗糙度達(dá)3080µm。 2、涂裝和檢測(cè)（1）涂底漆 噴砂

10、后，趁表面未吸濕前，盡快涂刷或噴涂12道，厚度30100m。（2）中間漆 可用涂、滾、噴或抹的方法進(jìn)行。a刷、涂、滾或噴涂適用于薄膜（0.20.4mm）和中膜（0.41mm），可涂23道厚漿型涂料來達(dá)到規(guī)定的厚度。b抹涂適用于1mm以上的較厚涂層，一般1.52mm的涂層可抹2道膠泥，也可用3道以上的厚漿型涂料來達(dá)到。對(duì)于需采用與玻璃鋼復(fù)合的結(jié)構(gòu)，可用12層玻璃布或用玻璃纖維表面氈和短切氈，涂覆在一定厚度（1.52mm）玻璃鱗片涂層上，其總厚度可達(dá)34mm。（3）涂面漆 一般12道，50100m厚度。（4）檢測(cè) 為保證涂層的施工質(zhì)量，涂層施工后必須進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)。對(duì)于較厚的涂層，可在施工至中間厚度

11、時(shí)，增加一次檢測(cè)。檢測(cè)內(nèi)容如下：a外觀檢查，主要用目測(cè)的方法，看涂層是否漏涂、流掛、厚度不均以及隆起、剝離等異常情況。b硬度檢查，用巴柯爾硬度計(jì)或溶劑擦拭表面，以觀察涂層的固化是否完全。c針孔測(cè)試，采用放電式針孔檢測(cè)儀檢查全部漆膜，不得有針孔。d厚度檢測(cè)，采用電磁厚儀測(cè)涂膜應(yīng)達(dá)到規(guī)定的厚度。3、涂層的保養(yǎng)和維護(hù) 涂層施工后至能使用的這段時(shí)間稱為保養(yǎng)期，保養(yǎng)期的長短視涂層固化是否完全，一般夏天應(yīng)放5天以上，冬天應(yīng)10天以上，如提前使用則可用加溫辦法加速其涂層固化過程，可60固化4h，再80固化2h。為充分發(fā)揮玻璃鱗片涂料長期的使用效果，還必須在使用一段時(shí)間后對(duì)已使用的鱗片涂層進(jìn)行全面的檢查和局部

12、修補(bǔ)。六、玻璃鱗片的應(yīng)用 目前，國內(nèi)外生產(chǎn)的高性能涂料一般都是鱗片涂料。鱗片涂料是以極薄的耐蝕鱗片（玻璃鱗片、不銹鋼鱗片等）為骨料，以耐蝕樹脂作為粘結(jié)劑所制成的一種高效防腐涂料，其結(jié)構(gòu)具有獨(dú)特的抗?jié)B性能。由于此類鱗片涂料和由此制成的鱗片襯里的防腐蝕性能優(yōu)良、施工簡便、使用年限長、維護(hù)費(fèi)用少，因而，此項(xiàng)技術(shù)在近二十年來受到美、英、德、法、日等發(fā)達(dá)國家的普遍重視，并已開發(fā)出多種性能良好的重防腐蝕材料，廣泛應(yīng)用于煙氣脫硫裝置，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效果。隨著我國大量引進(jìn)國外的先進(jìn)技術(shù)，高性能防腐涂料作為FGD中的防腐內(nèi)襯技術(shù)也開始進(jìn)入我國。鱗片樹脂涂料襯里結(jié)構(gòu)大大提高了防護(hù)層的抗?jié)B性、耐磨性、耐溫變性，增

13、強(qiáng)了整體性和粘結(jié)力，為解決濕法燃煤煙氣脫硫設(shè)備的防腐問題提供了一條簡便而易推廣的新途徑。此技術(shù)已在全國二百余家除塵脫硫設(shè)備上采用，收到了良好的效果。七、結(jié)束語 綜上所述，F(xiàn)GD鋼制設(shè)備處于高溫高濕、強(qiáng)酸和高磨損的惡劣腐蝕環(huán)境中，如不進(jìn)行有效的防護(hù)將很快被嚴(yán)重侵蝕。目前，用于FGD裝置防護(hù)的材料主要有合金鋼、磚板襯里、膠泥襯里、整體玻璃鋼和重防腐蝕涂料等。國外20余年的時(shí)間證明，鱗片涂料的耐溫、耐磨性能和防腐性能突出，是FGD防腐的一項(xiàng)切實(shí)可行的對(duì)策。 玻璃鱗片防腐蝕涂料能耐多種腐蝕介質(zhì)的長期侵蝕，涂層與鋼材的粘結(jié)力強(qiáng)，耐磨耗性能突出；該系列產(chǎn)品的固體含量在90%以上，減少了由于溶劑揮發(fā)造成的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。廉價(jià)云母鱗片、無溶劑化和厚涂等技術(shù)的采用，降低了防腐層的成本。玻璃鱗片涂料結(jié)構(gòu)，具備抗?jié)B、防腐、耐磨損、高強(qiáng)度、耐溫變等多種優(yōu)點(diǎn)，是應(yīng)用FGD鋼制設(shè)備防護(hù)的一種經(jīng)濟(jì)又可靠的新技術(shù)。參考文獻(xiàn)：1、 中華人民共和國環(huán)境保護(hù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)火電廠煙氣脫硫工程技術(shù)規(guī)范石灰石/石灰石膏法2005-06-24發(fā)布 2005-10-01實(shí)施 HJ/T-179-2005 國家環(huán)境保