湿烟囱内筒防腐蚀材料性能分析与造价

    摘要：随着国家环保工作的加速和新环保法的实施，我国S○2排放日益严格控制，国家规定新建电厂烟气脱硫系统必须同步实施。
    关键词：火电厂 脱硫装置 高硫煤烟气
 　
    我国早期火电厂由于没有加设脱硫装置，大量采用了钢筋混凝土内衬砖砌体，砖烟囱防腐材料虽然造价低，但施工工程量大，施工速度慢，由于砖砌体荷载大，因而大量增加基础工程量，烟囱使用寿命相对较短。国内许多电厂由于烟囱严重腐蚀而停运检修，造成电厂巨大的经济损失。增加脱硫装置后的烟囱内壁强腐蚀的产生，传统的内衬砖砌体的弱点更加显现。

　　西北电力设计院1991年至1998年间对十几座烟囱的运行及腐蚀情况进行了调查，结果表明：钢筋混凝土烟囱的砖内衬由于砂浆腐蚀后体积膨胀，使内衬的整体性遭到破坏；当含硫量超过2%时，砂浆腐蚀较严重，粘结力部分或全部丧失，结构变得酥松且体积急剧膨胀；砖灰缝内灰浆难以密实，砖砌内衬对钢筋混凝土外壁的保护作用十分有限，高硫煤烟气腐蚀区内的混凝土结构酥松无强度，如果烟气处于正压运行时，钢筋混凝土筒壁在有烟气渗漏的裂缝处很容易发生局部性、穿透性腐蚀孔洞；一般烟囱筒壁内表面都结露，保温层长期处于潮湿状态，当保温层的憎水性、耐酸性能很差时，几乎被腐蚀成泥浆状，作用完全丧失。

　　2001年华能辛店电厂二期油改煤工程中，对原有耐酸砖烟囱结构进行了详细的检查和鉴定，调查结果为“筒身内衬出现多处的区域性酥松无强度，一碰即散，并且局部有缺失现象；烟囱外壁裂缝较多，其中部分属贯穿性裂缝，一些裂缝周围混凝土保护层脱落，筒身钢筋出现裸露，并且钢筋已受到一定程度的腐蚀”。

　　调查情况表明，普通的单筒式耐酸砖防腐烟囱在运行一段时间之后，均有不同程度的腐蚀发生，筒壁内衬的破损、保温层的破坏以及大量裂缝的出现，使烟囱抵御烟气腐蚀的能力大幅度降低，腐蚀速度也在不断加快。

　　湿法脱硫除尘后，由于湿烟气的腐蚀性必须对各类烟囱内壁进行防腐蚀处理。各类可用于湿烟囱内壁防腐蚀的材料很多，性能及防腐蚀结构形式也不尽相同。结合当前国内外湿法烟气脱硫除尘后套筒湿烟囱的实际情况，对湿烟囱内筒壁防腐蚀材料进行对比，从综合成本、使用寿命、施工质量、施工难度、施工速度等多方面进行比较和分析，供当前国内火电行业烟气脱硫除尘改造时参考。

　　湿烟囱内筒防腐蚀材料的选择必须考虑以下几个方面：

　　（1）技术可行性，满足复杂化学条件环境下的防腐蚀要求；

　　（2）经济合理，综合建筑成本低；

　　（3）施工条件好，质量控制方便，施工周期短；

　　（4）运行维护费用低，检修方便。

　　1、国内已采用如下几种套筒湿烟囱：钢套筒内衬钛板、钢烟囱内壁复合钛合金、JNS耐硫酸露点钢烟囱、耐酸胶泥砌筑耐酸砖内筒、钢套筒内壁粘贴泡沫玻璃砖（宾高德）、钢内筒耐酸浇筑料内衬、钢内筒耐蚀鳞片胶泥内衬。电力系统几种常用套筒湿烟囱其防腐性能、施工安装参见表1。

　　表1：电力系统几种常用套筒湿烟囱的性能分析

名称性能 钢钛复合湿烟囱 耐酸胶泥砌筑耐酸砖内筒 钢套筒内壁粘贴泡沫玻璃 JNS耐硫酸露点湿烟囱 制作方法 在地面制作出钢钛复合板片，再在空中将钢钛复合板焊接成型。 耐酸胶泥（钠水玻璃胶泥）砌筑耐酸砖，形成规定直径的烟囱内筒。 采用有机防腐蚀胶泥将一定厚度、尺寸的泡沫玻璃粘贴在钢套筒内壁。 在地面制作出钢卷筒，在空中将钢板焊接成型。 优点 理论上讲，钛材的耐腐蚀性能极为优异。 价格较低。 耐腐蚀性能好，有一定的保温性能。 耐腐蚀性能好，使用寿命长，自重轻，防震性能好，安装简单，价格较低。运行中维护量较少。 缺点 价格昂贵、施工难度极大，不可能达到钛材的全部焊接要求，采购周期长。 施工速度慢，自重大，收缩率大，吸水率高，易漏气、易积灰，防震性能差，难维护。 价格贵、施工工艺复杂，易脱落；国家限制进口。有机胶泥本身的老化期决定了使用寿命较短。 比钛合金复合板的耐腐蚀性能差。

　　2、根据国内多家电厂烟囱工程总造价汇总，其价格如下，供参考

　　2×600MW火电机组240/2Φ5.6米双管内筒湿烟囱烟囱造价比较：

　　1、钛合金复合钢板               4200万元

　　2、Q235钢板+宾高德(进口)        3800万元

　　3、JNS钢板+泡沫玻璃砖           2320万元

　　4、JNS耐硫酸露点钢板+防腐涂料   2130万元

　　5、耐酸胶泥砌筑耐酸砖           2030万元

　　2×600MW火电机组210/Φ9.0米单管内筒湿烟囱烟囱造价比较：

　　1、钛合金复合钢板               4240万元

　　2、Q235钢板+宾高德(进口)        3854万元

　　3、JNS钢板+泡沫玻璃砖           2280万元

　　4、JNS耐硫酸露点钢板+防腐涂料   2120万元

　　5、耐酸胶泥砌筑耐酸砖            1980万元

　　综合经济技术比较，JNS耐硫酸露点钢结构方案构造简单，自重轻，施工速度快；抗腐蚀性能好，能够抵御多种工况下烟气的腐蚀作用；烟气流速稳定，烟气扩散效果

　　好，具备良好的维护、检修条件；结构温度应力小，对钢筋混凝土烟囱外筒影响较小，可确保烟囱结构的使用寿命，其造价仅比砖砌体结构造价略高。

　　从上述国内、国外两方面的材料造价比较，我们可以很方便地得出如下结论：

　　JNS耐硫酸露点钢整体套筒湿烟囱完全克服了耐酸砖的缺点，造价与砖内衬烟囱造价基本相当。

　　通过国内外两个方面的资料比较，可以看出，耐硫酸露点钢套筒湿烟囱，完全具备实际推广应用价值，并且工程质量更有保证。

　　JNS耐硫酸露点钢套筒在防腐蚀性能、耐热性能方面，是完全可以满足套筒湿烟囱的长期运行要求的；JNS耐硫酸露点钢套筒的设计、加工技术是成熟的，JNS耐硫酸露点钢套筒的安装也是方便的，在加装FGD装置后的旧烟囱改造或者新建烟囱时，采用JNS耐硫酸露点钢套筒，可为电厂节约巨大投资。