脫硫煙囪防腐蝕技術(shù)及材料

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1、1、WFGD煙囪的幾種設(shè)計(jì)方案及比較脫硫后進(jìn)入煙囪的煙氣與不脫硫的煙氣在工況上有顯著差異，對(duì)煙囪的腐蝕大大增強(qiáng)，因此，煙囪設(shè)計(jì)必須充分考慮腐蝕問題。傳統(tǒng)的煙囪設(shè)計(jì)應(yīng)做較大的改變，以確保有脫硫裝置煙囪的安全、可*。??????1脫硫工藝及脫硫后煙氣的腐蝕性??????1.1脫硫工藝簡介???????目前，燃煤電廠煙氣脫硫(簡稱FGD)較成熟的工藝主要有石灰石-石膏濕法脫硫、干法脫硫、海水脫硫等，其中石灰石一石膏濕法脫硫較經(jīng)濟(jì)、可*，已廣泛使用。經(jīng)脫硫后潔凈煙氣排向煙囪，在進(jìn)入煙囪前有2種不同工藝，采用

2、煙氣熱交換器(GGH)或不設(shè)煙氣熱交換器。??????1.2濕法脫硫后煙氣的腐蝕性??????經(jīng)濕法脫硫后，進(jìn)人煙囪內(nèi)的煙氣有以下特點(diǎn)：(1)煙氣中水分含量高，煙氣濕度很大；(2)煙氣溫度低，一般在80℃左右，如不設(shè)煙氣熱交換器，煙氣溫度只有45℃；(3)煙氣中含氯化物、氟化物和亞硫酸等強(qiáng)腐蝕性物質(zhì)對(duì)煙囪有很強(qiáng)的腐蝕性；(4)煙氣含硫酸濃度低，產(chǎn)生的低濃度酸溶液比高濃度酸液對(duì)煙囪內(nèi)筒的腐蝕性更強(qiáng)。低濃度酸液在40~80℃時(shí)，煙氣極容易在煙囪的內(nèi)壁結(jié)霧形成腐蝕性很強(qiáng)的酸液，對(duì)結(jié)構(gòu)材料的腐蝕速度比其他溫

3、度時(shí)高出數(shù)倍。??????如上所述，濕法脫硫后的煙氣腐蝕性不降反升。根據(jù)國際工業(yè)協(xié)會(huì)《鋼煙囪標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》(1999／2000)中有關(guān)規(guī)定：“濕法脫硫后的濃縮或飽和煙氣條件，通常按強(qiáng)腐蝕等級(jí)考慮?！??????2目前常用的幾種煙囪設(shè)計(jì)方案??????2.1方案1-雙筒鋼內(nèi)筒方案??????鋼內(nèi)筒由厚度為10～16mm的鋼板卷成后焊接而成。鋼內(nèi)筒內(nèi)徑一般為6.0~6.5m，鋼內(nèi)筒外壁沿每6m高左右間隔設(shè)置1個(gè)剛性環(huán)(T型鋼或加勁角鋼)。鋼內(nèi)筒直接支承于煙囪0m地面標(biāo)高處。煙囪內(nèi)壁沿每隔30～40m高布置1

4、個(gè)鋼結(jié)構(gòu)檢修工作平臺(tái)。在檢修平臺(tái)和吊裝平臺(tái)標(biāo)高處設(shè)有鋼內(nèi)筒穩(wěn)定裝置，以保證鋼內(nèi)筒的橫向整體穩(wěn)定。鋼排煙內(nèi)筒外側(cè)設(shè)置厚度80～150mm保溫層。鋼內(nèi)筒為了更有效防脫硫后煙氣的強(qiáng)腐蝕，目前采用4種內(nèi)筒型式(見3.3節(jié))。??????2.2方案2：雙筒磚內(nèi)筒方案???????磚內(nèi)筒采用上釉的耐酸、耐熱磚及耐酸膠泥砌筑。磚內(nèi)筒外側(cè)設(shè)置厚80~120mm的保溫層，煙囪頂部平臺(tái)以上部位的磚內(nèi)筒保溫層外需用不銹鋼板包裹。磚內(nèi)筒厚200mm，內(nèi)簡直徑6.0~7.0m，每10~15m設(shè)鋼平臺(tái)作為磚內(nèi)筒的分段支承平臺(tái)(

5、兼做檢修平臺(tái))。??????2.3方案3：常規(guī)煙囪方案??????常規(guī)煙囪方案，即鋼筋混凝土做外筒，內(nèi)敷隔熱層、耐酸磚內(nèi)襯。??????3?3種煙囪設(shè)計(jì)方案的比較??????3.1?3種煙囪的可*性??????比較根據(jù)《火力發(fā)電廠土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定修編大綱》(討論稿)第9.1.3.1條：單筒式及套筒式煙囪，600MW級(jí)機(jī)組1臺(tái)爐配1支單筒或套筒式煙囪；根據(jù)9.1.3.2條：多管式煙囪，600MW級(jí)機(jī)組，每管配1臺(tái)爐。??????以上規(guī)定是由于考慮600MW電廠的重要性，且考慮煙囪技術(shù)的先進(jìn)性、安全

6、性、可檢修性而做出的。方案1、方案2均為筒中筒方案，不會(huì)因?yàn)闊煔庑孤┒g作為煙囪承重結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土外筒，因此，該2種方案安全可*，且內(nèi)筒可檢修。方案3煙囪形式實(shí)際上為傳統(tǒng)的單管煙囪(與上述《土規(guī)大綱》完全不相符)。它的顯著缺點(diǎn)是：酸液經(jīng)過內(nèi)襯的不飽滿的砌體灰縫，滲透到混凝土筒身混凝土中，由于腐蝕性強(qiáng)的酸液的滲透，導(dǎo)致筒身混凝土被嚴(yán)重腐蝕，影響煙囪使用壽命。目前有的煙囪設(shè)計(jì)在外筒與隔熱層之間增設(shè)2層呋喃玻璃鋼隔離層，但由于化學(xué)防腐材料的耐久性問題(主要是老化)，也難以保證鋼筋混凝土不被腐蝕性強(qiáng)的濕

7、煙氣腐蝕。??????另按《火力發(fā)電廠煙風(fēng)煤粉管道設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》第3.0.6.1條說明：當(dāng)排放強(qiáng)腐蝕性煙氣時(shí)，應(yīng)采用多管式或套筒煙囪(直筒型內(nèi)筒)；方案1、方案2均為筒中筒型式，符合上述規(guī)定，而方案3(傳統(tǒng)煙囪)非筒中筒，不應(yīng)采用。??????3.2雙筒鋼內(nèi)筒和雙筒磚內(nèi)筒煙囪的比較??????根據(jù)電規(guī)土水(1997)8號(hào)文附件《火力發(fā)電廠高煙囪設(shè)計(jì)研討會(huì)議紀(jì)要》對(duì)煙囪出口煙速的選擇原則規(guī)定：選擇煙囪出口煙速的基礎(chǔ)是應(yīng)按煙氣腐蝕等級(jí)確定煙筒內(nèi)是負(fù)壓或允許局部正壓運(yùn)行。按不同的煙壓對(duì)煙囪材質(zhì)有不同的要求

8、。由于直筒式磚內(nèi)筒的套筒式煙囪(方案2)中，磚內(nèi)筒內(nèi)表面毛糙且有凸肩(A=0.05)，當(dāng)太高的煙氣出口流速產(chǎn)生的摩擦阻力超過煙囪自拔力時(shí)，筒內(nèi)會(huì)存在局部正壓，這在脫硫后強(qiáng)腐蝕性煙氣條件是不允許的。而且磚內(nèi)筒采用耐酸砂漿砌筑，豎向灰縫不飽滿，酸液易透過豎縫腐蝕保溫層并產(chǎn)生泄漏。而套筒式鋼內(nèi)筒煙囪(方案1)的鋼內(nèi)筒摩擦阻力系數(shù)低，可采用較高煙速及出口煙速，且可正壓運(yùn)行，無泄漏問題，適用于強(qiáng)腐蝕性煙氣。按濕法脫硫后強(qiáng)腐蝕性煙氣的運(yùn)行及可*性分析，在強(qiáng)腐蝕性煙氣條件下，不允許