湿法脱硫烟囱防腐内衬的选型

前期管理 2018-07-11 09:49:00
  1 腐蚀性分析 
  经湿法脱硫后,烟气中的二氧化硫的含量大大减少,而此洗涤方法对除去烟气中少量的三氧化硫效果并不好,仍然残留近10%的二氧化硫和和大部分三氧化硫,此外还有一些其它腐蚀元素。进人烟囱内的烟气经湿法脱硫后,烟气及烟囱的腐蚀环境主要有以下特点: 
  (1)烟气中水分含量高,烟气湿度很大。 
  (2)脱硫岛正常运行时,由于净化后的烟气存在一定浓度的氯化物和氟化物,与其它酸液混合,混合酸液腐蚀程度大大增强。 
  (3)湿法脱硫后,烟气温度低,烟气流速慢,容易产生烟气聚集,从而造成烟囱内壁酸性液体渗透,进而影响结构的安全性和耐久性。 
  (4)在烟囱内部存在着不均匀的烟气流场,在烟囱下部,烟气由于受气流入口的影响,局部区域气流流态变化较大,对烟囱局部表面有较强的冲刷作用。 
  2 烟囱防腐设计相关依据 
  2.1 《烟囱设计规范》 
  《烟囱设计规范》(GB50051-2013)11.1.4规定:湿法脱硫后的烟气应为强腐蚀性湿烟气;湿法脱硫烟气经过再加热之后应为强腐蚀性潮湿烟气。 
  烟囱的结构型式应根据烟气的分类和腐蚀等级确定,可参照表4-1的要求并结合实际情况进行选取。 
  表2-1:烟囱结构型式选用表 
  注:1.“○”建议采用的方案;“□”可采用的方案;“△”不宜采用的方案;“×”不应采用的方案。 
  2.选择表中所列方案时,其材料性能应与实际烟囱运行工况相适应。当烟气温度较高时,内衬材料应满足长期耐高温要求。 
  2.2 《火力发电厂土建结构设计技术规程》 
  《火力发电厂土建结构设计技术规程》(DL5022-2012)8.4规定:湿法脱硫后,烟气腐蚀性等级为强腐蚀性,烟囱结构选型应选择承重筒与排烟筒分开的套筒式烟囱,排烟筒要求采用密闭性好的、满足抗渗、防腐、耐温变的内筒等。 
  3 烟囱结构型式论述 
  套筒式钢筋混凝土烟囱是将钢筋混凝土承重外筒与排烟内筒相互脱开的一种结构型式。承重外筒的直径及线型根据结构自身自振周期及变位限值,考虑风荷载与地震作用和检修空间、排烟内筒直径等共同决定。由于其承重外筒与排烟筒脱开,承重外筒不直接受烟气的高温和腐蚀作用,而且具有检查、维修方便、可靠性高等特点,是火力发电厂烟气设置脱硫装置后采用较多的结构型式,目前被广泛应用。 
  4 套筒式钢内筒烟囱防腐 
  湿法脱硫后的烟囱防腐技术主要有三类型式: 
  1)涂料类:防酸腐蚀类涂料,常用的有玻璃鳞片、萨伟真纤维衬里、GD-APC杂化聚合物、RHF涂料、OM涂料等。 
  2)贴面类:采用耐腐蚀的轻质隔热的制品粘贴,隔绝烟气和内筒接触,常用的有发泡耐酸玻璃砖内衬、玻化陶瓷砖防腐内衬、耐酸砖内衬及耐酸胶泥内衬等。 
  3)板材类:采用耐酸腐蚀的金属合金薄板材作内衬,常用的有镍基合金板(C-276、C22)、钛板(TA2)等。 
  本文主要论述涂料类与贴面类的应用。 
  4.1 涂料类防腐蚀方案 
  4.1.1 OM 型烟囱涂料 
  OM 耐酸防腐涂料是烟囱内壁防腐涂料,它的主要性能是耐酸、耐高温,该材料在国内早期的干烟囱上应用较多,使用历史长,价格低廉,施工方便。从使用情况和目前掌握的资料和实际应用情况看,该体系中,底剂材料和面层材料均为刚性材料,在冷热环境下使用失效的案例较多,在脱硫后的湿烟气环境中使用,失效案例较多。 
  4.1.2 玻璃磷片 
  玻璃鳞片防腐是广泛用于烟气脱硫设备上的耐腐蚀材料,在各个电厂的脱硫装置上应用,已在国内取得了普遍的认可。玻璃鳞片涂料是以乙烯基酯树脂材料为主材,加入玻璃鳞片等材料配置而成。玻璃鳞片涂料在施工完毕后,扁平型的玻璃鳞片数值连续呈平行重叠排列,从而形成致密的防渗层结构。玻璃鳞片涂料固化后,由于乙烯基酯树脂的高交联密度,可以有效减弱水蒸气和耐腐蚀化学介质的渗透,玻璃鳞片的独特结构更能达到防渗的效果。 
  4.1.3 GD-APC杂化聚合结构层 
  GD-APC杂化聚合物技术概述,GD-APC杂化聚合结构层技术是上世纪七十年代末,国外发达国家开始研发聚合物复合材料,经军方及航空航天等部门认可后,将其研制的聚合物复合材料应用于工况极其恶劣的导弹、宇航、潜艇等设施上,性能十分优异;八十年代逐渐将该技术应用于电力、石油化工等耐强腐蚀领域,解决了电力脱硫系统的高温酸液、酸汽腐蚀、石油炼制和钻采的高温高压油气、酸汽、泥浆的强腐蚀和磨损。 
  4.2 贴面类防腐蚀方案 
  4.2.1 国产玻化陶瓷砖防腐技术 
  国内电厂玻化陶瓷砖防腐施工有两类,一类为材料供应商负责施工,另一类则为材料供应与施工分离的方式。目前国内玻化陶瓷砖供应商还不多,但施工承包单位则数以千计。 
  玻化陶瓷砖防腐系统有的电厂使用良好,有的使用效果不佳,这是与玻化陶瓷砖技术的特点分不开的,但如果控制好用胶量,处理好节点位置等该技术还是具有一定技术可靠性的,但由于没有统一的标准,实际情况千差万别,如何来控制施工质量是急需解决的问题。 如控制住材料选择和采购、方案设计和施工质量这三个关键环节,解决上述发现问题,可考虑采用国产发泡玻璃砖或玻化砖防腐方案。 
  4.2.2 进口发泡玻璃砖(宾高德)内衬系统 
  宾高德内衬系统材料包含宾高德底漆、宾高德胶黏剂、宾高德砖三部分。 
  宾高德防腐内衬的主要材料是一种特级低膨胀硅酸硼玻璃,是一种闭腔式多孔结构,这种多孔结构的硅酸硼玻璃不但能抗酸,气体和凝结水实际上是不能渗透的,同时它具有重量轻和极好的隔热性能,本身能够耐高温(可以持续承受204℃以下的温度,短时可以承受371℃高温)。宾高德玻璃砖使用一种名为宾高德粘胶膜的专用粘合剂粘结在衬基材料上(钢内筒)。这种粘合剂具有高抗酸性和弹性,将其涂敷在衬基面上和玻璃砖之间,厚度3.2mm。为了吸收每块玻璃砖的热膨胀,在宾高德玻璃砖和衬基之间以及在每块玻璃砖之间设置3.2mm厚的玻璃砖粘合剂。考虑到宾高德玻璃砖有高绝热性,导热性极低,钢内筒外侧不需再设置保温层。 
  5 烟囱内衬防腐型式比较 
  烟囱结构选型原则要考虑使用寿命、安全运行、环境保护、技术经济等因素。针对结构设计还要考虑工艺条件、土建原始资料、施工技术、材料供应等。
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