钢筋混凝土烟囱防腐蚀研究,电厂烟囱裂缝腐蚀调查报告,西北电力设计院

钢筋混凝土烟囱防腐蚀研究,电厂烟囱裂缝腐蚀调查报告,西北电力设计院篇一：湿烟囱防腐蚀方案湿烟囱防腐蚀方案 一、 湿法脱硫后烟气的特点和腐蚀性。 1、烟气的腐蚀条件：烟气中腐蚀介质的腐蚀性与介质的性质、介质的含量或浓度、介质形态、介质的作用条件、介质温度以及环境湿度等条件有关。 燃煤烟气湿法脱硫前后烟气介质浓度与温度变化（标准状态下） 湿度是决定气态介质腐蚀性的重要因素，烟气中腐蚀介质由气态转为液态的临界温度称为“露点温度” 。水蒸汽露点温度为 49，这也是硝酸、氢氟酸、亚硫酸的露点温度；盐酸露点温度为 145；硫酸的露点温度大约为 54，略高于水的露点温度；湿法脱硫后烟气，由于其 SO3 含量变化甚微、烟气湿度增大（基本处于饱和状态）和烟气温度降低，造成烟气温度或烟气接触处筒壁壁面温度低于烟气露点温度，烟气在烟囱中会结露形成酸液，使得烟气对烟囱产生强腐蚀作用。2、烟囱内壁酸液：脱硫后的烟气在烟囱中会结露形成酸液，凝结 的酸液沿内壁下流过程中，部分又被蒸发，造成了内壁凝结液中酸浓度的不断累积增大，对烟囱造成腐蚀。检测结果如下：酸液的温度在 4080时，对结构材料的腐蚀性特别强。以钢材为例，4080时的腐蚀速度比在其它温度时高出约 38 倍。据北仑电厂的测试结果表明，湿法脱硫后，当脱硫效率达到理论设计值 95%时，烟囱内壁的酸性冷凝液的 PH值为 1. 92. 2，属于强酸性状态。此时湿烟气对于不同材质的腐蚀速率为： Q235A 钢的腐蚀速率高达/年/年； 10CrMnCuTi 不锈钢的腐蚀速率也高达 23. 9268mm/年！这一实际测试数据充分说明了此凝结液具有很强的腐蚀能力。 对于混凝土烟囱在湿烟气状态下的腐蚀问题，东南大学、江苏苏源环保公司等的研究表明，当烟囱内壁稀硫酸的浓缩在中等状态时（此时硫酸的浓度为 15%，最大浓缩浓度可达 40%）对混凝土的腐蚀速率为： 对于 C25 混凝土的腐蚀速率为 8mm/10 天； 对于 C30 混凝土的腐蚀速率为/10 天；对于 C50 混凝土的腐蚀速率为/10 天。 二、脱硫烟囱运行工况。 1、干湿交替的运行工况：锅炉停用期间（或锅炉事故排烟）烟气为干燥状态，正常生产期间烟囱为潮湿与浸水状态。换言之，烟囱会在干燥、潮湿、浸水三种工况下交替运行。 2、冷热变化的运行工况：锅炉启用停用、锅炉事故排烟异常期间，烟囱内温差会在约 10-150的范围内变化。 3、正负压运行工况：烟囱一般为圆锥体，脱硫后烟气与外界空气的温差减少，密度增加，造成烟囱自拔力减少，在烟囱的不同高度会表现出不同的压力值。烟囱的上半部完全为正压区，压力一般小于 200Pa（东南大学动力工程系，东南大学洁净煤发电及燃烧技术教育部重点实验室耿虹、仲兆平消除火电厂烟囱内正压区的模拟研究 ） 。在锅炉停用和锅炉故障排烟时，由于高差和干烟气密度小，烟囱整体又会形成负压。 综上，干湿交替、冷热交替的运行工况对烟囱的防腐蚀材料的耐酸性、冷热变形应力、抗渗性要求极高。尽管烟囱正压段的压力并不大，但其对烟囱的腐蚀作用则很大，正压能使烟气和酸液穿过内衬的缝隙而与隔热层与筒壁接触从而使其遭受腐蚀。 三、相关设计标准。 我国 XX 年才大规模上脱硫系统，脱硫后烟气对烟囱的腐蚀情况的调查和研究资料较少。在现行国家和电力行业关于烟囱的设计标 准中均未对烟囱防腐蚀设计做出具体规定，只是从烟气的腐蚀性等级对烟囱的防腐蚀设计做出了要求。1、根据国际工业协会钢烟囱标准规范(1999XX)中有关规定：“湿法脱硫后的浓缩或饱和烟气条件，通常按强腐蚀等级考虑。 ” 2、按照国家标准烟囱设计规范GB50051-XX 第条和电力行业标准火力发电厂土建结构设计技术规定DL5022-93 第 条的要求：当排放强腐蚀性烟气时，宜采用多管式或套筒式烟囱结构形式。即承重的外筒和排烟内筒分开，使外筒受力结构不与强腐蚀性烟气相接触。 3、正在重新修订的国家标准烟囱设计规范会在XX 年底颁布执行，其中有单独的玻璃钢章节，对玻璃钢作为烟囱排烟内筒材料的性能、成型工艺做了要求。 四、单筒式钢筋混凝土烟囱。 1、单筒式钢筋混凝土烟囱的结构形式。 单筒式钢筋混凝土烟囱是最常见最普通的烟囱，筒身高度一般为 60250m，底部直径 716m，筒壁坡度常采用2%，筒壁厚度可随分段高度自下而上呈阶梯形减薄，但同一分段内的厚度应相同，分段高度一般不大于 15m，当采用滑模施工时筒壁厚度不宜小于 160mm。筒壁混凝土内的纵向钢筋最小直径为 10mm，间距为 300500mm，环向钢筋最小直径为 8mm，最大间距为 250mm，且不得大于筒壁厚。筒身顶部 45m 为筒首，为防止排出气体对钢筋混凝 土的侵蚀，该段断面一般均要加厚，外表增做装饰花格。如图 411-1、图 411-2。图 411-1 筒首 图 411-2 筒首顶部保护罩 隔热层 空气隔热层在内衬和筒壁间采用空气隔热层时，厚度一般为 50mm，同时在内衬外表面按纵向间距 1m、环向间距的要求挑出一块顶砖，顶砖与筒壁之间应溜出 10mm 的缝宽，如图 412-3。 篇二：火力发电厂脱硫烟囱防腐技术研讨会议纪要0000090 中国电力工程顾问集团公司文件 电顾发电XX907 号 关于印发火力发电厂脱硫烟囱防腐技术研讨会议 纪要的通知 各有关单位 ： 我公司于 XX 年 8 月 20 日至 21 日，在上海市主持召开了火力发电厂脱硫烟囱防腐技术研讨会，现印发会议纪要，供各单位在实施脱硫烟囱防腐工程时参考。 附件：1.火力发电厂脱硫烟囱防腐技术研讨会议纪要 2.参加会议单位 3.研讨会介绍论文和专题报告 二 OO 九年十月十三日 主题词：电厂烟囱 会议纪要 通知 抄送： 中国电力工程顾问集团公司 二 OO 九年十月十三日印发 附件 1： 火力发电厂脱硫烟囱防腐技术研讨会议纪要 中国电力工程顾问集团公司于 XX 年 8 月 20 日至 21 日，在上海市主持召开了火力发电厂脱硫烟囱防腐技术研讨会。参加会议的有来自各发电集团公司及其所属发电厂、高等院校、科研单位、电力设计院以及防腐材料生产厂商等共计 81 个单位、178 名代表。会议期间，中国电力工程顾问集团公司根据会前对近 5 年来各有关发电企业建成投运、正在建设的 226 个火力发电厂脱硫烟囱（道）防腐工程（约占我国火力发电厂实施脱硫以来 总装机容量的 77%）所开展的函调情况，对我国火力发电厂脱硫烟囱防腐工程现状进行了通报。其它参会单位在大会上交流的专题报告共计 22 篇，内容涉及近年来脱硫烟囱防腐方面成功的经验与失败的教训、脱硫烟囱防腐技术展望，以及脱硫烟囱（道）防腐在制定电力行业标准、建立行业准入制度、规范招标行为、提高设计水平、加强施工监督管理、推广应用新技术与新材料等方面的意见和建议。 与会代表们一致认为，本次会议是对近年来在电力工程建设中脱硫烟囱防腐技术的一次全面总结，为电力勘测设计单位和发电企业提供了一个有效的技术交流平台，将对促进脱硫烟囱防腐技术的研究和应用，指导今后我国火力发电厂脱硫烟囱防腐设计、施工及管理，确保脱硫烟囱防腐安全、可靠运行起到积极的推动作用。 现将本次会议的交流、研讨意见纪要如下： 一、对脱硫烟囱防腐现状的总体评价 根据本次会议交流的内容及中国电力工程顾问集团公司所进行的函调结果，自 XX 年 1 月 1 日国家环境保护总局颁 布实施火电厂大气污染物排放标准 （GB 13223XX） 以来，我国燃煤火力发电厂大部分采用石灰石湿法脱硫工艺，相应脱硫烟囱所采用的防腐方案不尽相同。总体上看，目前我国脱硫烟囱防腐设计方案符合国情、是适宜的，但仍需优化和改进；脱硫烟囱投运时间不长，客观存在的问题严重，仍有待于时间的进一步检验。脱硫烟囱防腐存在问题的严重性主要表现在：其一，涉及面广；目前我国脱硫烟囱所采用的 13 种防腐方案中有10 种方案由于防腐材料本身的质量、施工质量等原因造成烟囱防腐 出现过不同程度的损坏现象。其二，比例高；出现开裂、冲刷或脱落、酸液渗漏等问题较严重的有:国产泡沫玻璃砖、玻璃鳞片、OM 涂料以及耐酸胶泥砌筑耐酸砖内筒等，均占被函调烟囱总数的 20及以上。其三，时间短；根据相关规范的规定，烟囱结构应满足设计基准期 50 年要求；排烟功能设计应满足工艺系统设计寿命 30 年的要求。但本次调研发现，有的工程仅投运 2 个月即发现由于泡沫玻璃砖脱落对钢内筒造成严重腐蚀；有的脱硫改造单筒烟囱工程项目投运后仅 4 个月即发生酸液沿烟囱外筒壁渗漏，造成对钢筋混凝土筒身腐蚀。 二、脱硫烟囱防腐工程实际使用情况综述 根据本次技术交流的内容及对脱硫烟囱防腐情况进行的调查反馈意见，我国脱硫烟囱防腐工程实际使用情况如下： （一）采用钛钢板或钛钢复合板的套筒式烟囱的运行情况良 好，但在施工时应严格检查焊接点，避免出现漏焊，造成焊 接处发生腐蚀。（二）在钢内筒内采用粘贴进口宾高德烟囱防腐内衬系统的烟囱运行情况良好；采用粘贴我国生产的以石英砂熔制玻璃为原料、含硼量大于 12%的泡沫玻璃砖，粘接剂选用进口材料或国产硅树脂胶的运行情况良好；采用粘贴由废玻璃制作的普通泡沫玻璃砖不适用于运行工况下温度的交替变化，易开裂、冲刷和脱落；采用粘贴泡沫玻化砖与进口或国产硅树脂胶作(转 载 于: 小 龙文 档 网:钢筋混凝土烟囱防腐蚀研究,电厂烟囱裂缝腐蚀调查报告,西北电力设计院)为粘接剂的防腐内衬系统运行效果基本良好。上述粘接块材防腐方案均应保证粘接剂饱满 （三）采用泡沫玻化砖或耐酸胶泥砌筑耐酸砖的套筒式烟 囱，在设臵 GGH 的工况下运行情况良好。 （四）采用整体浇筑料的烟囱本次调研未发现裂缝、冲刷及酸液渗漏现象，运行情况良好，但仍有待进一步观察。 （五）在钢内筒内喷（刷）涂玻璃鳞片、聚脲、OM 涂料、萨维真导致烟囱（烟道）防腐受到损坏的状况较多；采用 RHF 烟囱专用防腐涂料的烟囱运行情况基本良好。因此，工程中应选择性能良好的防腐涂料。以上防腐涂料不应直接喷（刷）涂在以砌体为基层的烟囱内壁上（特别是旧烟囱改造） 。 （六）采用粘贴国产泡沫玻璃砖对老烟囱进行的防腐改造项目，出现开裂、冲刷和脱落的状况较为严重。 三、脱硫烟囱防腐工程现有问题的原因 根据本次技术交流对脱硫烟囱防腐出现问题的原因分析，目前导致我国脱硫烟囱防腐出现问题的主要原因，一是施工质量没有满足相关设计、施工和验收规范，特别是对于粘贴防腐块材类的，由于粘贴量大，且高空作业，加之监理旁站等措施不到位，这是导致脱硫烟囱防腐出现问题的主要原因；二是部分防腐材料本身的质量不能满足脱硫后烟气环境的要求，目前我国应用于脱硫烟囱防腐的产品种类繁多，防腐产品的研发、应用及其成果的评审与鉴定等组织机构宽泛，难免鱼目混珠，以致使防腐产品质量存在问题；三是发电企业对脱硫烟囱防腐的认识和重视程度不够，没有将脱硫烟囱防腐纳入到脱硫设备管理的范畴，低价中标及不合理的工期要求较为普遍，且疏于巡检，导致部分脱硫烟囱防腐一旦发现问题即对机组运行带来影响，甚至危及烟囱结构安全。此外，相关设计、施工和验收规范相对滞后，其针对性有待进一步完善和提高。 四、做好脱硫烟囱防腐工程的建议 （一）行业管理方面 1、关于设计、施工验收标准 我国目前烟囱设计、施工验收执行的主要规范有：烟囱设计规范 （GB50051-XX） 、 烟囱工程施工及验收规范 （GB50078-XX） 、 火力发电厂烟囱（烟道）内衬防腐材料 （ DL/901-XX ） 、 烟囱混凝土耐酸防腐蚀涂料 篇三：钢筋混凝土烟囱腐蚀鉴定及加固技术研究1 烟囱腐蚀改造主要问题 脱硫对烟囱腐蚀性能的影响 对燃煤电厂烟气采取脱硫措施（简“称 FGD”） ，目前比较成熟的脱硫工艺主要有石灰石-石膏湿法脱硫、干法脱硫、海水脱硫等。其中石灰石-石膏湿法脱硫是当今世界各国应用最多和最成熟的工艺，国家电力公司将湿法石灰石脱硫工艺确定为火电厂脱硫的主导工艺1。 烟气经过脱硫后，虽然烟气中的二氧化硫的含量大大减少，但洗涤的方法对除去烟气中少量的三氧化硫效果并不好，约 20%左右。烟气脱硫后，对烟囱的腐蚀隐患并未消除；相反地，由于经湿法脱硫，烟气湿度增加、温度降低，烟气极易在烟囱的内壁结露，烟气中残余的三氧化硫溶解后，形成腐蚀性很强的稀硫酸液，使腐蚀状况进一步加剧。脱硫烟囱内的烟气有以下特点：1）烟气中水份含量高，烟气湿度很大；2）烟气温度低，脱硫后的烟气温度一般在 4050之间，经 GGH 加温器升温后一般在 80左右；3）烟气中含有酸性氧化物，使烟气的酸露点温度降低；4）烟气中的酸液的浓度低，渗透性较强。 由于脱硫烟囱内烟气的上述特点，对烟囱结构有如下影响： 1）烟气的温度降低,上抽吸力小，流速就低，容易产生烟气聚集并对排烟筒内壁产生压力。锥形烟囱结构型式（如单筒式烟囱）中的烟气在中上部基本上是处于正压运行状况，而等直径圆柱状烟囱（如双管和多管式烟囱中的排烟筒）是负压运行状况。烟气正压运行时，易对排烟筒壁产生渗透压力，加快腐蚀进程。烟气湿度大，含有的腐蚀性介质在烟气压力和湿度的双重作用下，烟囱内侧结构致密度差的材料内部很易遭到腐蚀，影响结构耐久性； 2）低浓度稀硫酸液比高浓度的酸液腐蚀性更强； 3）酸液的温度在 4080时，对结构材料的腐蚀性特别强。以钢材为例，4080时的腐蚀速度比在其它温度时高出约 38 倍。 因此，脱硫后，烟气性状的变化导致其对烟囱结构的腐蚀性加强，尤其原设计未考虑脱硫的烟囱，其广泛采用的砌体内衬方式，腐蚀现状不容乐观。 腐蚀改造处理常见方案 根据脱硫特点，目前广泛使用的防腐方案有钢内衬、玻璃钢内衬、鳞片树脂内衬、硼酸砖内衬以及复合涂料2。第一、二种方法需要拆除原有的内衬和保温层，施工周期长，成本高，内外筒之间通常还需留有检修平台，需对烟囱结构进行较大的改动，改造难度大，工序复杂。第三、四、五种方法目前也广泛应用在烟囱防腐实际中，其综合比较如表 1 所示。 表 1 防腐方法比较列表 防腐性能 耐温性能（） 耐磨、冲刷性能 使用寿命 施工周期 鳞片树脂内衬 良好 160 较好 1015 70 硼酸砖内衬 良好 300 良好 20 80 复合涂料 很好 200 很好 30 60 维护 缺点工作量大 施工较困难，温度过高可能 烧蚀破坏其结构 一般不需要维护 施工较困难,要求高,砖有 可能脱落 基本不需要 国内应用实例少，费用高 2 工程实例分析 工程概况 内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司期烟囱始建于 XX 年，烟囱高 240 米，底部 0110m 范围内外筒壁坡度%，内部设置有内筒，内筒外壁坡度%，外筒 110m240m范围内，坡度%。外筒下部直径 31172mm，上部直径10940mm；内筒下部直径 13000mm，上部直径 10940mm。烟囱中部 105m 标高、170m 标高和顶部 234m 标高处设置有信号平台。烟囱运行条件： 1）2 台 600MW 机组共用，两侧钢烟道，设有隔烟墙； 2）锅炉容量 2XXt/h；采用静电除尘，除尘器型号2F480-5； 3）原设计烟气温度 130，脱硫改造后不设 GGH，正常情况下约 4050 原设计未考虑烟气脱硫，为响应国家环保总局关于火力发电厂脱硫改造的要求，减少烟气对环境的污染，1 期烟囱于 XX 年 6 月进行脱硫改造，并于 XX 年 8 月开始投产运行。经过一年多的运行，烟囱内壁防腐蚀层已产生腐蚀损伤，烟气内的酸液从烟囱施工时混凝土内对拉螺栓处流出，大量的酸液结晶物从烟囱外壁流出，导致烟囱外壁、检修平台层、爬梯严重污染。为防止烟气对烟囱结构的进一步腐蚀损伤，拟对烟囱进行全面的防腐处理。为了配合防腐施工的进行以及为防腐方案制定提供依据和指导，对期烟囱腐蚀情况进行全面的检测鉴定，提出鉴定结论和处理意见，制定防腐方案、防腐施工及改造工程。 鉴定标准 烟囱结构作为一种构筑物，依据工业建筑可靠性鉴定标准 （GB50144-XX）3，应划分为构件、结构系统、鉴定单元三个层次；其中结构系统和构件两个层次的鉴定评级，应包括安全性等级和使用性等级评定，需要时可由此综合评定其可靠性等级；安全性分四个等级，使用性分三个等级，各层次的可靠性分四个等级。 工业建筑可靠性鉴定标准对于烟囱结构的评定侧重于可靠性方面，考虑到烟囱防腐检测的实际特点，根据多年烟囱检测经验，综合工业建筑可靠性鉴定标准及多年来进行烟囱检测的实际经验，总结出一套烟囱现状防腐综合评定标准，该标准根据烟囱的运行条件、裂缝情况、实际承载力、腐蚀情况等多个方面对烟囱进行评定，采用百分抵扣制，满分 100 分，每个指标根据其权重设置不同的评分档，对不同的缺陷状态进行不同程度的减分，最终得到烟囱的现状综合评分。 现场检测鉴定 现场检查包括原始资料调查、地基基础检查、烟囱壁现状检查、防腐系统检查、附属系统现状检查、内衬检查；为辅助为辅助检查及检测工作的进行，对烟囱进行破损取样。分别进行混凝土碳化检测、混凝土强度检测、钢筋位置及保护层厚度检测、钢筋锈蚀检测、构件尺寸复核、内衬陶粒砌块强度检测、腐蚀深度检测、烟气湿度检测、 ；氯离子含量检测、腐蚀产物分