电厂湿法脱硫烟囱结构选型及防腐

王春利WANG Chun-li；杨明YANG Ming

（青岛鸿瑞电力工程咨询有限公司，青岛 266100）

（Qingdao Hongrui Power Engineering Consulting Co.，Ltd.，Qingdao 266100，China）

1 烟气腐蚀及其原因

不设烟气加热系统GGH条件下，烟囱腐蚀渗漏情况的具体表现为：①砖砌体结构的排烟内筒或内衬，由于烟气正压运行的因素，烟气冷凝结露渗漏突出，出现状况的速度很快；②钢内筒结构的排烟内筒，由于局部防腐层的脱落导致短时间内钢内筒筒壁腐蚀穿透和渗漏，出现状况的速度和严重程度远远超过预期；③外接烟道与烟囱排烟内筒相连接处的腐蚀渗漏突出。

分析其原因，主要是：①施工质量不高，砖砌体结构及防腐层灰缝或粘接胶不饱满，基层表面未按设计要求进行处理；②排烟内筒防腐防渗材料的抗烟气气流冲刷磨损及耐烟气温度变化引起的开裂性能达不到使用要求；③排烟内筒防腐防渗层的设计耐久性及施工因素影响考虑不足。

2 火力发电厂常见烟囱型式及防腐蚀特点

2.1 钢排烟内筒 钢排烟筒的结构形式主要有整体自立式、分段悬挂式。自立式钢内筒设计采用梁柱理论，即竖向为受压柱，横向为支承于各层平台上的连续梁。存在的问题有：一是钢内筒壁厚较大，钢材消耗较多；二是横向超静定次数多，与外筒共同作用复杂。但是自立式钢内筒结构也有应用广泛、施工技术成熟、结构整体性好等优点。分段全悬挂钢内筒膨胀节处防腐处理较困难，是烟囱整体防腐的弱点，特别是湿法脱硫时，烟气温度低，烟囱可能正压运行，对膨胀节的要求就更高；若内筒分段太多，会带来较多的腐蚀隐患。

钢排烟筒防腐内衬可分为以下几种：

2.1.1 钛钢复合板 钛板由于其化学性能，有非常好的防腐效果，是国际工业烟囱协会推荐的FGD系统不设GGH情况下烟囱防腐内衬之一。目前国内已有多家电厂采用钛钢复合板钢套筒的烟囱。钛钢复合板是以低碳钢Q235B为基材，以钛板为复层的两层金属复合板。作为一种成熟的组合材料，有专门的国家标准，但造价较高。每吨钛复合钢板（钛层1.2mm厚）2.5万左右。另外钛钢复合板的焊接要求较高。

2.1.2 钢内筒+内衬玻化砖 玻化砖是适用于电厂湿法脱硫及烟囱防腐蚀的轻质泡沫陶瓷砖，专用的防腐底漆及耐酸、耐热弹性密封专用胶，具有较好的耐酸、耐热、耐老化、耐冲刷和密封性好的特点，适合不设GGH的湿烟囱。但是此方案对施工要求较高，砖缝粘接须保证9kg/m2以上的用胶量，施工速度较慢，工艺复杂，施工质量不易保证，玻化砖易脱落开裂。

2.1.3 钢内筒+防腐蚀涂层（新型）传统的钢内筒内涂防腐涂料层有两种：涂料类和胶泥类。涂料类主要有玻璃鳞片、聚脲、OM涂料、VP、RHF、萨维真等；胶泥类主要有无机胶泥、树脂胶泥、MC等。国内采用传统防腐涂料的烟囱出现的问题较多，防腐涂料本身具有较好的防腐性能，但由于涂料涂于钢内筒上，厚度较薄（薄型涂料厚度仅有800μm左右），不具备保温隔热的性能，在烟气温度发生变化时，内衬的防腐涂料极易开裂、起皮、脱落，从而造成烟气对钢内筒的腐蚀。

2.1.4 钢内筒+内衬玻璃砖 玻璃砖分国产和进口两类，进口的玻璃砖以常用的宾高德玻璃砖为代表，是以泡沫硼硅玻璃结合人造橡胶技术形成防腐衬里，其具有耐酸腐蚀、绝热、耐高温、低热膨胀系数等优点。但宾高德玻璃砖在世界范围内应用时间不长，尚未经过权威机构鉴定使用寿命。国产玻璃砖是以碎玻璃为主要原料，加入发泡剂、外渗剂，高温发泡成型制成的一种轻质多孔玻璃材料。由于抗烟气冲刷能力较差，易出现开裂脱落的现象，在以往的电厂应用中效果不理想。

2.2 玻璃钢排烟内筒 玻璃钢排烟内筒的筒体结构由内衬防腐蚀层、结构层（提供主要力学性能）、外表面层（防紫外线、抗老化）组成。耐腐蚀内层由表面毡、内衬树脂组成，用来抵抗流通介质对产品的腐蚀，树脂含量为90%以上，气密性好，光洁度高；结构层是用玻璃纤维浸润结构树脂后环向缠绕与单向交替缠绕成型，树脂含量为30-40%，作用是承受各种应力及外载荷；外表面层主要由表面毡和树脂缠绕成型，树脂含量达90%以上，起到外保护的作用。目前，国内玻璃钢材料排烟筒的设计和施工仍没有配套标准。

表1

3 排烟内筒技术经济比较

根据前面所述，烟气经过湿法脱硫后，在不设置GGH的情况下，对几种排烟内筒方案进行技术、经济比较，详见表1。

4 结论

①钛钢复合板内筒方案：整体性、防腐蚀性和使用寿命方面，都是最优的，如有条件宜优先采用，其设计和制造均有相应的国家规范，但价格较高。②钢内筒+内衬玻化砖方案：防腐蚀性和保温隔热性能相对较好，可取消内筒外保温层。但施工质量不易保证，可靠性差，易脱落、开裂，维修困难。③钢内筒+防腐蚀涂层（新型）方案：防腐蚀寿命较长，整体性好，无缝隙，施工简单其周期短，易维修，在材料采购和施工等方面可加强控制，降低造价。④玻璃钢排烟筒方案：目前国内没有运行业绩，仍处于研究阶段。

总之，受烟气脱硫设施和机组运行状况变化的影响，烟气的温度和湿度随之发生变化，即烟气干－湿、高－低温状态转换难以避免。因此，烟囱的防腐蚀设计很难做到完全适应这些频繁变化的运行条件。从防腐蚀设计的角度考虑，选择的材料优劣与烟囱的使用寿命成正比，所以防腐蚀方案的选择，需要根据不同条件统筹控制好烟囱安全可靠性与经济性的平衡点。

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