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1、湿烟囱防腐蚀方案一、湿法脱硫后烟气的特点和腐蚀性。1烟气的腐蚀条件：烟气中腐蚀介质的腐蚀性与介质的性质、介质的含量或浓度、介质形态、介质的作用条件、介质温度以及环境湿度等条件有关。燃煤烟气湿法脱硫前后烟气介质浓度与温度变化（标准状态下）脱硫状态烟气介质（mg/m3）H2O%（体积）温度C）SOSQSOXHCIHF脱硫刖2180.0110.02268.050.025.07.20130脱硫后108.865.9161.52.51.211.0350湿度是决定气态介质腐蚀性的重要因素，烟气中腐蚀介质由气态转为液态的临界温度称为“露点温度”。水蒸汽露点温度为49C，这也是硝酸、氢氟酸、亚硫酸的露点温度；盐
2、酸露点温度为145C;硫酸的露点温度大约为54C，略高于水的露点温度；湿法脱硫后烟气，由于其SQ含量变化甚微、烟气湿度增大（基本处于饱和状态）和烟气温度降低，造成烟气温度或烟气接触处筒壁壁面温度低于烟气露点温度，烟气在烟囱中会结露形成酸液，使得烟气对烟囱产生强腐蚀作用。2、烟囱内壁酸液：脱硫后的烟气在烟囱中会结露形成酸液，凝结的酸液沿内壁下流过程中，部分又被蒸发，造成了内壁凝结液中酸浓度的不断累积增大，对烟囱造成腐蚀。检测结果如下：序号检测项目检测结果（mg/L）1PH值2.22氯化物（以CL-1计）1813硝酸盐氮（以N计）15.154硫酸盐（以so/计）165005总磷P0.022.1酸液
3、的温度在40C80C时，对结构材料的腐蚀性特别强。以钢材为例，40C80C时的腐蚀速度比在其它温度时高出约38倍。2.2据北仑电厂的测试结果表明，湿法脱硫后，当脱硫效率达到理论设计值95%时，烟囱内壁的酸性冷凝液的PH值为1.92.2,属于强酸性状态。此时湿烟气对于不同材质的腐蚀速率为：Q235A钢的腐蚀速率高达159.54mm/年200.00mm/年；10CrMnCuTi不锈钢的腐蚀速率也高达23.9268mm/年!这一实际测试数据充分说明了此凝结液具有很强的腐蚀能力。2.3对于混凝土烟囱在湿烟气状态下的腐蚀问题，东南大学、江苏苏源环保公司等的研究表明，当烟囱内壁稀硫酸的浓缩在中等状态时（此
4、时硫酸的浓度为15%，最大浓缩浓度可达40%）对混凝土的腐蚀速率为：对于C25混凝土的腐蚀速率为8mm/10天；对于C30混凝土的腐蚀速率为2.4mm/10天；对于C50混凝土的腐蚀速率为2.4mm/10天。二、脱硫烟囱运行工况。1、干湿交替的运行工况：锅炉停用期间（或锅炉事故排烟）烟气为干燥状态，正常生产期间烟囱为潮湿与浸水状态。换言之，烟囱会在干燥、潮湿、浸水三种工况下交替运行。2、冷热变化的运行工况：锅炉启用停用、锅炉事故排烟异常期间，烟囱内温差会在约10C-150C的范围内变化。3、正负压运行工况：烟囱一般为圆锥体，脱硫后烟气与外界空气的温差减少，密度增加，造成烟囱自拔力减少，在烟囱的
5、不同高度会表现出不同的压力值。烟囱的上半部完全为正压区，压力一般小于200Pa（东南大学动力工程系，东南大学洁净煤发电及燃烧技术教育部重点实验室耿虹、仲兆平消除火电厂烟囱内正压区的模拟研究）在锅炉停用和锅炉故障排烟时，由于高差和干烟气密度小，烟囱整体又会形成负压。综上，干湿交替、冷热交替的运行工况对烟囱的防腐蚀材料的耐酸性、冷热变形应力、抗渗性要求极高。尽管烟囱正压段的压力并不大，但其对烟囱的腐蚀作用则很大，正压能使烟气和酸液穿过内衬的缝隙而与隔热层与筒壁接触从而使其遭受腐蚀。三、相关设计标准。我国2004年才大规模上脱硫系统，脱硫后烟气对烟囱的腐蚀情况的调查和研究资料较少。在现行国家和电力行
6、业关于烟囱的设计标准中均未对烟囱防腐蚀设计做出具体规定，只是从烟气的腐蚀性等级对烟囱的防腐蚀设计做出了要求。1、根据国际工业协会钢烟囱标准规范(19992000)中有关规定：“湿法脱硫后的浓缩或饱和烟气条件，通常按强腐蚀等级考虑。”2、按照国家标准烟囱设计规范GB50051-2002第10.2.2条和电力行业标准火力发电厂土建结构设计技术规定DL5022-93第7.1.2条的要求：当排放强腐蚀性烟气时，宜采用多管式或套筒式烟囱结构形式。即承重的外筒和排烟内筒分开，使外筒受力结构不与强腐蚀性烟气相接触。3、正在重新修订的国家标准烟囱设计规范会在2011年底颁布执行，其中有单独的玻璃钢章节，对玻璃
7、钢作为烟囱排烟内筒材料的性能、成型工艺做了要求。四、单筒式钢筋混凝土烟囱。1、单筒式钢筋混凝土烟囱的结构形式。1.1单筒式钢筋混凝土烟囱是最常见最普通的烟囱，筒身高度一般为60250m,底部直径716m,筒壁坡度常采用2%，筒壁厚度可随分段高度自下而上呈阶梯形减薄，但同一分段内的厚度应相同，分段高度一般不大于15m，当采用滑模施工时筒壁厚度不宜小于160mm。筒壁混凝土内的纵向钢筋最小直径为10mm，间距为300500mm,环向钢筋最小直径为8mm,最大间距为250mm,且不得大于筒壁厚。筒身顶部45m为筒首，为防止排出气体对钢筋混凝土的侵蚀，该段断面一般均要加厚，外表增做装饰花格。如图411
8、-1、图411-21.2隔热层空气隔热层在内衬和筒壁间采用空气隔热层时，厚度一般为50mm,同时在内衬外表面按纵向间距1m、环向间距0.5m的要求挑出一块顶砖，顶砖与筒壁之间应溜出10mm的缝宽，如图412-3。图412-3内衬横向顶砖支承填料隔热层用高炉水渣、蛭石、矿渣棉、膨胀珍珠岩或加气混凝土块体作为隔热填料时，填料层厚度一般为80200mm。当隔热填料为松散材料时，在内衬外表面按纵向间距1.52.5m设置一圈防沉带。防沉带与筒壁之间应留出10mm宽的温度缝，如图412-4。图412-4防沉带构造简图1.3烟囱内衬烟囱局部设置内衬时，其最低设置高度应超过烟道孔顶，超出高度不应小于1/2孔高
9、。一般内衬的厚度应通过计算确定。但烟道进口处一节的筒壁或基础内衬厚度，不应小于200mm或一砖，其他各节不应小于100mm或半砖。两节内衬的搭接长度不应小于360mm或6皮砖，如图413-5。图413-5内衬搭接简图2、单筒式钢筋混凝土烟囱的防腐普通烟囱内衬一般为粘土砖、耐火砖或耐酸砖等加耐酸浇注料耐酸砂浆砌筑而成，或由耐酸浇注料整体浇注而成。其表面不平整。上下节牛腿是内衬竖向伸缩缝部位，其构造足以令防腐蚀变得非常困难，是防腐蚀最为薄弱部位。由于砖砌体本身开裂、灰缝不饱满、表面腐蚀、积灰等各种原因，也使得防腐蚀处理异常艰难。耐酸浇注料渗漏和开裂是单筒式钢筋混凝土烟囱防腐蚀的主要问题，产生这些问
10、题与材料自身特点和施工有关。目前市场的耐酸浇注料是由水玻璃和硬化剂为主要材料的耐酸材料。由于水玻璃与硬化剂反应生成物的基质是硅酸凝胶，所以这类材料不耐碱和呈碱性反应的介质。而且硅酸凝胶从弹性胶体向具有固体性能的凝胶转变过程中，要不断脱水和缩聚，从而形成具有无数微小的细孔，因此水玻璃材料的孔隙率很大，抗渗性能很差。冶金部建筑研究总院（中冶建筑研究总院）早在1985年就总结编写、并由冶金工业出版社出版了到目前为止国内唯一一本关于水玻璃材料的书水玻璃耐酸混凝土，对水玻璃类材料（水玻璃胶泥、砂浆、混凝土）的基本性能进行了全面地测试，并就如何提高水玻璃材料的密实性、耐水性进行了大量的试验和性能检测，并且
11、公布了全部相关配方。该书的部分试验结果摘录如下：如果不加处理，水玻璃耐酸混凝土固化后的显气孔隙率高达20%30%,吸油率可达7%10%，在稀酸性腐蚀介质环境下的渗透深度可达35mm/月；对于进行过密实性处理的密实性水玻璃耐酸混凝土,在5%的硫酸溶液中进行浸泡试验时发现,1年后稀硫酸浸透了70.5mm厚的水玻璃混凝土试块；在20%的硫酸中的浸透深度则为810mm。由此计算，即使耐酸胶泥层不出现开裂等缺陷,在脱硫后的湿烟气条件下,硫酸的浓度一般在5%以下（局部产生硫酸浓缩效应的部位除外）,大约在2.5年即可浸透耐酸胶泥防腐蚀层！由上可以看出,单筒式钢筋混凝土烟囱仅为干烟气而设计,考虑到脱硫后烟囱的
12、干湿交替、冷热交替、正压运行等因素,在4000多平方米的的平面上（金惠150米烟囱内表面积为4474.5平方米）,再加上人工施工的不确定性,内衬层变形开裂几乎是必然的。实质上,所谓的“烟囱腐蚀问题”一定意义上就是这种单筒式钢筋混凝土烟囱的腐蚀问题。换言之,新建单筒式钢筋混凝土烟囱用于湿法脱硫后烟气的排放,建成之日就需要进行防腐蚀处理。面对这种“钢筋混凝土筒壁隔热层内衬”结构形式,只能选择在原有内衬上粘贴防腐砖或涂防腐涂料等“粘、贴、涂”的普通做法。即便非常好的防腐蚀材料,用在砖内衬上面都无法避免变形开裂问题。所以，这种不能防开裂的防腐办法仅仅增加了“不能防腐”的防腐层厚度而已！五、套筒式或多管
13、式钢筋混凝土烟囱。1、套筒式或多管式钢筋混凝土烟囱结构形式：套筒或多筒式烟囱的构造，一般外筒为钢筋混凝土结构，筒体结构向上呈双坡变截面，最小厚度一般为280mm，承受风荷载与承重的外筒和排烟内筒分开，使外筒受力结构不与强腐蚀性烟气相接触。排烟内筒有砖内筒、钢内筒、玻璃钢内筒等材料。在排烟内筒与钢筋混凝土外筒之间每隔一定高度要设置横向钢平台支撑结构，并兼作施工安装及检修平台。基础一般为圆板式整体基础，下面做桩基础，如图51-6。图51-6双钢内筒烟囱(a)平面；(b)剖面1-钢筋混凝土筒身；2-支承牛腿；3-钢内筒；4-H形钢梁；5-钢平台；6-钢内筒筒座；7-烟囱基础；8-桩基础2、套筒式或多
14、管式钢筋混凝土烟囱的防腐砖套筒的防腐蚀与单筒式混凝土烟囱类似，不能彻底解决问题，安全性提高一些而已。钢套筒的防腐蚀方法很多，由于钢板的附着力比砖砌体要强的多，所以有粘贴泡沫玻璃砖、玻璃鳞片涂料、0M防腐蚀涂料等。但问题仍是防腐层变形开裂问题。最好的宾高德系统，在材料性能上几乎能完美的解决问题，但人工误差很难避免，系统寿命约10年。钛基普通碳素结构钢复合钢板钢内筒几乎彻底解决了腐蚀问题。钛基复合钢板是在工厂爆破复合而成，其质量是可靠的。但钢板焊接工作是在现场完成的，钢板拼接缝范围需要采用钛板条进行后续覆盖，许多质量问题往往出现在这一环节，焊缝见图527。图52-7钛基复合钢板焊接图52-811是
15、太仓电厂火灾后钛基复合钢板检测结果图52-8水平钛板条开裂图529竖向钛板条开裂图5210钛板条与钛板焊接漏焊图5211钛复合钢板腐蚀穿透钛基复合钢板可以很好的满足湿法脱硫烟囱，但仍需要控制施工质量。3、目前市场常用材料价格（摘自烟囱设计规范国家标准管理组编写的全国烟囱腐蚀与防护调研报告091220）钛基复合钢板：2600030000元/tHenkel泡沫玻璃砖防腐系统：21500元/m;国产泡沫玻璃砖：750元/m2;玻璃鳞片涂料：450元/m2;0M防腐蚀涂料：450元/m2;轻质耐酸浇筑料：1800元/m3;耐硫酸露点钢：7000元/t。六、河北衡兴环保设备工程有限公司玻璃钢烟囱防腐蚀解决方案。1、公司简介：河北衡兴环保设备工程有限公司创立于1994年，位于董仲舒故里河北省衡水市，美丽的衡水湖畔。具有除尘、脱硫、脱硝工程总包；环境工程设计、环保产品生产资质。是国家标准烟囱设计规范的参编单位，负责玻璃钢章节。衡兴环保与电厂、热力公司具有广泛的合作关系。采用改性玻璃钢制作的用于湿法脱硫除尘的除尘器、脱硫塔、烟管、烟囱
