燃煤电厂脱硫烟囱防腐技术创新和应用探讨

张庆虎，吴金土

(1．杭州顺豪橡胶工程有限公司，浙江杭州 311121;2．国电浙江北仑发电有限公司，浙江宁波 315800)

燃煤电厂脱硫烟囱防腐技术创新和应用探讨

张庆虎1，吴金土2

(1．杭州顺豪橡胶工程有限公司，浙江杭州 311121;2．国电浙江北仑发电有限公司，浙江宁波 315800)

通过对现行燃煤电厂脱硫烟囱防腐技术分析，总结了脱硫烟囱防腐失效的原因，提出了脱硫烟囱防腐的技术创新思路。简要介绍了采用自硫化丁基橡胶防腐衬里对燃煤电厂脱硫烟囱进行防腐的可行性和成功案例。

燃煤电厂;脱硫烟囱防腐;技术创新

1 燃煤电厂烟囱防腐的历史沿革

燃煤电厂烟囱承载着将锅炉燃烧的烟气排到大气层中的重任，烟气中含有对大气环境污染的SO2和SO3等。许多案例表明，燃煤电厂脱硫烟囱的防腐问题已严重影响机组安全运行［1］。因而，针对这一问题，对烟囱内壁防腐展开了广泛和深入的研究和工业应用探讨已是燃眉之急［2－3］。

1．1 砖砌内衬防腐密封层

包括内砌各种耐酸砖、发泡玻璃砖、板，是传统的防腐手段。特点是耐腐蚀，耐高温，施工简单易行。但整体防腐性能差，衬体层受热胀冷缩应力影响，勾缝易产生开裂，造成渗漏腐蚀。如国内现有的泡沫玻璃砖是以泡沫硼硅玻璃与合成橡胶复合而成，具有耐酸腐蚀、耐高温、低热胀系数及结构安全性高等优点。但造价高，砖缝受冷热收缩易开裂。

1．2 涂覆各种防腐涂料

(1)喷涂或涂刷耐腐蚀玻璃鳞片树脂防腐涂层。优点是耐酸、耐高温，但易起皮、龟裂或脱落。

(2)喷涂耐酸混凝土，表面再加抹一层乙烯基玻璃鳞片树脂。其工艺比较复杂，而且增加了钢筒的壁厚和基础荷载。材料损耗大，烟气温度过高，防腐层易产生细小裂缝。若烟气回到低温潮湿状态，冷凝的酸液易通过裂缝，渗透到钢套筒内壁，造成烟囱腐蚀。

(3)内衬高性能的耐腐蚀金属钛板。钛及钛合金强度高，钝化能力强，耐腐蚀性能好。采用爆炸复合、爆炸轧制复合工艺将钛及钛合金与钢板结合成钛钢复合板，能抵御多种腐蚀介质的侵蚀，耐久性很好。缺点是工程造价高，焊接技术要求高，在长期腐蚀环境中，焊缝腐蚀渗透容易出现。

2 我国燃煤电厂脱硫烟囱防腐现状

由于我国火电厂大规模推广脱硫技术起步较晚，对于实施湿法脱硫后的烟囱防腐技术研究较少，虽然借鉴了部分国外经验，但实际效果并不完全符合设计要求。近几年，部分发电集团、设计院以及行业协会对火电厂实施烟气脱硫后烟囱的防腐方案及防护效果进行了调查和统计，基本上能代表目前国内火力电厂烟囱的防腐状况［4－6］。

2010年广东省对所属11家火电厂的脱硫系统及烟囱的腐蚀情况进行了调研，11个电厂烟囱均为半湿烟囱工况，即脱硫系统均设有烟气加热装置(GGH或蒸汽加热)。采用防腐砖加胶粘剂或防腐涂料对烟囱进行防腐处理后，运行情况比较理想。

西北电力设计院收集了12项工程的13座烟囱以及全国各地10余项烟气湿法脱硫机组不设GGH的烟囱工程腐蚀渗漏资料。结果表明，不设GGH的砖内衬层烟囱或单筒式烟囱腐蚀渗漏情况十分严重，钢内衬层加防腐层的腐蚀渗漏情况也不是很理想，具体表现如下:砌体结构的排烟内衬层或内衬，由于烟气正压运行，烟气冷凝结露，渗漏非常突出，出现腐蚀状况的速度很快，最快者在脱硫系统投运后不到1个月就发生烟气泄漏;钢内衬层结构的排烟内衬层，由于局部防腐层的脱落导致短时间内钢内衬层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设计预期;外接烟道及与烟囱内烟道相连接处的腐蚀渗漏突出。设GGH的砖内衬层烟囱腐蚀渗漏状况较少，个别砖套筒烟囱的砖砌体有微裂缝现象出现显著。

中国电力工程顾问集团公司对226个火力发电厂脱硫烟囱 (道)防腐工程开展了函调。结果发现，机组脱硫后烟囱防腐存在的问题比较严重，烟囱总数的20%及以上出现了防腐层开裂、冲刷或脱落、酸液渗漏等问题;有效防护寿命短。

综上所述，目前我国火力发电厂湿法脱硫烟囱防腐的现状虽然较改造初期有所改观，但针对性较强、适用面较广的防腐蚀方案和技术有待进一步探讨论证和创新应用。现行的方案还存在诸多问题，如:湿法脱硫烟囱防腐在我国大规模推广是在“十五”后期到“十一五”中期这个阶段，由于时间短暂，技术积累比较薄弱，使用的方案和技术很多，但大部分方案尚处于试用阶段，可靠性没有保障;从市场调研的情况看，目前还没有成熟的、能够实现长效防腐的方案;由于防腐方案缺乏深入的烟囱防腐基础研究和烟囱防腐施工技术研究做支持，因此造成方案设计不合理、材料质量把控不过关、施工质量控制不到位，出现了较多的烟囱防腐层一修再修的情况;当然，也存在每个电厂烟囱的运行工况复杂且各不相同，造成烟囱防腐方案的普遍适用性较低。

3 脱硫烟囱防腐失效原因分析

造成脱硫烟囱防腐失效的因素多种多样，材料、工艺以及结构性等都有可能导致防腐失效。实际上防腐应用失效的直接因素是工艺和结构因素，而并非主材料不耐化学防腐造成，也就是说所采用的防腐措施不能完全适应脱硫烟囱的实际工况条件。如砖砌内衬产生裂缝，玻璃鳞片涂层的脱层、裂缝，钛复合板的焊缝应力和电腐蚀等均因应力集中、振动、晃动、内外层材料的线胀系数不协调等因素，而致使烟囱防腐早期损坏产生失效。

这些原因均直接与烟囱结构高而大、施工工艺要求严格这一特点关联。烟囱高而大的结构特点决定了其在运行中必然会受到晃动、振动和应力集中等力学作用，施工过程的工艺不到位等物理的和人为因素也会致使防腐层的完整性受到破坏。

4 脱硫烟囱防腐的技术创新思路

目前全国燃煤机组烟气脱硫已经强制性取消了旁路烟道，烟气排放的介质温度已经基本恒定，处于40～50℃之间。要克服当前烟囱防腐普遍产生的砖砌内衬裂缝、玻璃鳞片涂层的脱层、裂缝、钛复合板的焊缝应力腐蚀等问题，应从避免防腐层施工缺陷以及防腐层结构适应脱硫烟囱的力学状态等方面着手，设计一种能够实现脱硫烟囱长效防腐的技术方案。建议采用自硫化丁基橡胶防腐衬里的技术和工艺。该技术具有以下特点:耐腐蚀性能好，抗渗透性能优，抗冲刷磨损性能强、抗机械变形能力好，施工简单，具有较好的耐化学介质性能。目前，山东淄博某电厂的脱硫烟囱防腐采用自硫化丁基橡胶衬里技术已安全运行3年，多次例检未发现问题。

综上所述，自硫化丁基橡胶衬里无论从技术上还是实践上已经是目前烟囱防腐最理想的技术和解决方案，特别是采用湿式脱硫又不设置GGH的燃煤机组电厂，应尽早放弃传统工艺技术所带来的“负能量”，沿着这条脱硫烟囱防腐技术应用的创新之路，以破解当前燃煤电厂烟囱防腐的难题。

［1］冯云岗．烟气脱硫改造后烟囱防腐的探讨［J］．上海电力，2008，(1):39－41．

［2］李颜戈，徐大伟，孙强，等．湿烟囱内衬防腐材料的选择［J］．电力环境保护，2008，24(1):22－24．

［3］张大厚．火力发电厂烟囱防腐存在的问题及建议［J］．高科技与产业化，2009(1):88－92．

［4］崔永忠，廖永进．火电厂脱硫系统及烟囱腐蚀情况分析［J］．广西电力，2010，33(3):47－49．

［5］解宝安．火力发电厂新建工程湿法脱硫烟囱防渗防腐方案设计［J］．武汉大学学报(工学版)，2010，43(增刊):299－302．

［6］邢峻，刘福云．国内火电厂湿法脱硫烟囱防腐现状及展望［J］．全面腐蚀控制，2013，27(4):1－5．

Discussion on technology innovation of coal－fired power plant desulfurization chimney corrosion and its application

Through the analysis of the existing coal－fired power plant desulfurization chimney corrosion technology，summed up the basic reason desulfurization chimney corrosion failures，technological innovation ideas proposed chimney desulfurization corrosion．And briefly describes the use of self－vulcanized butyl rubber anticorrosion lining for coal－fired power plant desulfurization chimney antiseptic feasibility and success stories．

coal－fired power plant;desulfurization chimney corrosion;technological innovation

X701．3

B

1674－8069(2015)03－037－02

2014-12-16;

2015-02-05

张庆虎(1955－)，男，陕西西安人，教授级高工，杭州市政府引进杰出人才，长期从事自硫化丁基橡胶衬里技术研究。E－mail:fgd@btpp．com．cn