湿烟囱防腐方案设计和实施

旧烟囱湿法脱硫防腐方案设计与实施武汉理工大学冀运东大纲第一局部问题与分析1.烟气脱硫与腐蚀燃煤烟气-酸雨和雾霾等大气污染的主要来源。2004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》（GB13223—2003）SO2≤400mg/m32010年6月环境保护部办公厅印发《关于火电企业脱硫设施旁路烟道挡板实施铅封的通知》（环办（2010）91号）2012年1月1日环境保护部和国家质量监督检验检疫总局颁布《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223—2011）SO2≤100（重点地区50）mg/m3烟囱防腐问题的产生日本：普遍采用GGH美国：早期采用GGH，1996年后，脱硫系统不再安装GGH欧洲：早期采用GGH，目前欧洲也有撤除GGH的趋势国外脱硫烟囱及防腐设计标准美国材料与测验学会（ASTM）《燃煤电厂玻璃纤维增强塑料（FRP）烟囱内衬的设计、制造和安装的标准指南》（1993）2002年和2008年两次修订国际工业烟囱协会（CICIND）《ModelCodeforGRPLinersinChimneys》《MetallicMaterialsManual》《ChimneyCoatingManualforConcreteandChimneys》国际能源署（IEA）《MaterialsforFGDSystem》（2000）《SoxEmissionsandControl》（2006）美国电力研究院（EPRI）《湿烟囱设计导则》（1996）《湿烟囱设计导则（2012）》外壁被腐蚀外壁规那么分布的腐蚀点防腐内衬大面积脱落，筒壁被腐蚀穿孔烟道和烟囱连接处被腐蚀烟道壁防腐内衬脱落防腐内衬被磨损膨胀节被腐蚀烟道内钢支撑被腐蚀内筒腐蚀穿孔内筒外壁腐蚀平台底部被腐蚀浇注料内筒被腐蚀钢烟囱内筒腐蚀后倒塌材料优点缺点FRP优异的耐酸腐蚀性能，便于增加集液系统适应烟气最高温度约149℃，制造时的质量控制，压缩强度有限通常需要设计两个支撑点和膨胀节硼硅酸盐玻璃砖优异的耐酸腐蚀性能，不用额外的隔热层，适用于已有钢内筒系统的改造表面利于液流内衬材料耐酸转优异的耐酸腐蚀性能，价格便宜，液体易附着到多孔表面表面不连续夹带液体，不适用于地震强度高的区域，内衬附件维护，环向增压碳钢涂覆保护层不错的耐腐蚀性能适用于已有钢内筒系统的改造涂覆前进行表面处理，维修维护频率，使用范围有限镍基合金（C276）优异的耐酸腐蚀性能价格贵，焊接质量控制，铁杂质酸液冷凝?湿烟囱设计导那么?〔2021美国〕推荐的内筒材料推荐的范围不包含钛板。燃煤发电厂脱硫烟囱防腐情况统计表

——中国电力规划设计总院序号防腐材料名称调查数量出现问题数量烟囱防腐方案1钛钢复合板442多数项目钛板焊接处质量控制不好，个别项目局部有点腐蚀渗透且表面有轻微腐蚀2宾高德玻璃砖（进口）111个别项目出现局部脱落情况，未见开裂、冲刷，无酸液渗漏3泡沫玻璃砖（国产）3529多数项目出现开裂、冲刷、脱落，且有砖从烟囱顶部飞出，酸液渗漏，钢内筒受到腐蚀。4泡沫玻化砖（国产）4027多数项目出现开裂、脱落、酸液渗漏，钢内筒受到腐蚀。5耐酸转124砖缝间隙填充不密实，有酸液渗漏6整体浇注料126内壁裂缝，外筒出现渗漏现象，沿螺栓孔渗酸液7GDAPC杂化聚合物123个别工程出现起层和鼓包，未出现酸液渗漏腐蚀现象8耐酸胶泥85无GGH的出现开裂、脱落、酸液渗漏9OM涂料73出现开裂、脱落、酸液渗漏情况10玻璃鳞片62出现开裂、脱落、酸液渗漏情况序号防腐材料名称调查数量出现问题数量烟囱防腐方案11萨伟真涂料65多数出现开裂、脱落、酸液渗漏情况12RHF专用防腐涂料44出现开裂、脱落、酸液渗漏，钢内筒受到腐蚀13VEGF-1特种涂料32出现开裂、鼓包、脱落、酸液渗漏，钢内筒受到腐蚀14KC-AS-160耐温重防腐涂料11出现开裂、脱落、酸液渗漏情况15VP涂料11出现开裂、脱落、酸液渗漏情况16聚脲涂料11出现开裂、脱落、酸液渗漏情况17改性树脂涂料10未出现腐蚀渗漏18其他防腐涂料42出现开裂、脱落、酸液渗漏情况19硅酸镁耐酸砖10未发现腐蚀20耐硫酸露点腐蚀钢板10钢内筒未受到腐蚀21玻璃钢（FRP）40未发现腐蚀燃煤发电厂脱硫烟囱防腐情况统计表

——电力规划设计总院序号类别烟囱防腐方案1合金钢钛钢复合板、耐硫酸露点腐蚀钢板2耐酸快材（配粘接剂）粘接宾高德玻璃砖（进口）、国产泡沫玻璃砖/玻化砖砌筑泡沫玻璃砖、耐酸转与釉面耐酸转3防腐涂料（层）序号4整体浇注料耐算耐热整体浇注料5复合材料玻璃钢（FRP）烟囱防腐方案分类烟囱型式选择烟囱类型

烟气类型干烟气潮湿烟气湿烟气弱腐蚀中等腐蚀强腐蚀砖烟囱○□×××单筒式钢筋混凝土烟囱○○□△×套筒或多管式烟囱砖内筒□○○□×钢内筒防腐金属内衬△△□□○轻质防腐砖内衬△△□□○防腐涂层内衬□□□□□耐酸混凝土内衬□□□△×玻璃钢内筒△△□□○○建议采用的方案

□可采用的方案△不宜采用的方案

×不应采用的方案防腐方案涂料类泡沫玻璃砖玻化陶瓷砖金属类（钛、镍）其他国产泡沫玻璃砖宾高德泡沫玻璃砖FRP玻璃钢防腐蚀性一般一般良好良好好好耐磨性较差良好差良好好良好使用寿命（年）3~5≥15≥15≥15≥20≥20施工周期（天）15~20≤50≤50≤50≤70≤70主要缺点容易开裂脱落，不耐磨，对温度变化敏感强度低，抗热震性差。价格较贵，国内应用较少施工工作量较大，增加部分荷载价格昂贵，施工难度大价格较贵，施工难度大，国内应用较少，需提前订做。几种防腐工艺性能比较表〔1〕中国电力规划设计总院通过对226个已经脱硫改造的烟囱调研，包括六大类13种防腐方案。反响的结果反映出我国目前脱硫烟囱防腐工程出现渗漏的比例很高，问题非常严重。〔2〕此后电力工程烟囱设计导那么对燃煤机组湿烟囱排烟筒的选项根本压缩到三种。钛合金复合钢板；玻璃纤维增强复合材料〔FiberglassReinforcedPlastics〕；国外引人的宾高德产品规划院调研结论运行3年的国产泡沫玻璃砖解剖内部有四种颜色的盐，分别是钙盐，铁盐，钾盐和镁盐。砖外表无强度。反面胶泥有弹性，接缝胶泥已经粉化。26钛及钛合金的耐酸腐蚀性玻璃钢烟囱方案28呼图壁电厂玻璃钢烟囱排烟筒制作29呼图壁玻璃钢排烟筒2007年美国P4电厂新建FRP烟囱局部腐蚀：牛腿，接口、积液管/槽，集灰平台，膨胀节，旁路口等。混酸腐蚀介质：腐蚀性最强的环境介质中含有127,000ppm氯离子，2,900ppm氟离子，18,200ppm硫酸盐，pH值达0.8.热应力疲劳：热膨胀导致的热应力始终给防腐内衬施加面外应力，极易破坏粘结处。正压：液体容易外渗。环境交替：干湿交替，上下温交替。高空：施工难，监理难。个体差异化大：与燃煤品种和运营管理密切相关。(1)明确腐蚀工况性能成本施工(2)兼顾性能、本钱和施工对防腐内衬进行力学仿真计算；不迷信单一防腐方案，针对特殊环境做特殊处理；尽量使用工厂预制防腐材料，减少现场施工量。(3)设计化、复合化、集成化测试每种材料的性能；测试系统的性能：应用相似原理，对防腐方案进行物理仿真。(3)可靠性试验第二局部水石安莲防腐体系设计及实施提高材料性能简化安装工艺降低成本，提高可靠性目标1：七分材料，三分安装目标2：30天内完成200米烟囱施工目标3：寿命10年1.产品组成水石安莲防腐技术体系底胶技术系统面板技术系统施工技术系统辅材技术系统物理仿真技术系统数值仿真技术底涂配方；底涂性能；底胶配方；底胶性能；粘结强度>1.3MPa耐温性>200℃弹性延伸率>80%-30℃-200℃温度交变，强度和弹性延伸率保存率>70%.组分2组分1组分3底胶系统高弹性高耐温性粘结性增强、增硬1颜色深灰色2密度g/cm31.35±0.053温度交变范围℃－30℃～250℃4粘结强度（钢）MPa≥1.55粘结强度（砖）MPa≥1.36拉伸伸长率％≥1507粘结强度保留率(15%H2SO4)％≥858毒性无毒9可燃性不可燃10耐酸腐蚀性(15%H2SO4)mm/a<0.001,等级1底胶泥高温老化性能底板粘结的重物2mm厚复合材料板材胶泥试验条件：200摄氏度累计1个月，上下温循环50次结果：〔1〕黏贴的材料已经解体的情况下，也没有出现粘结破坏，周边胶泥保持弹性；〔2〕人为破坏粘结局部后，保存较强粘结强度；面板材料配方；面板性能；勾缝材料配方；勾缝胶性能；高性能拉挤成型片材；高性能拉挤卷材；喷射玻璃钢；手糊玻璃钢。不渗漏；玻璃化转变温度：大于130摄氏度；耐磨；氧指数〉32%；耐混酸〔硫酸根、氯离子〕腐蚀。底涂施工工艺；底胶施工工艺；面板施工工艺；勾缝施工工艺；专用施工设备；标准化；系统化；机械化；1个月完成200米高烟囱。钢steel

防腐胶泥anticorrosivepaste

3mm玻璃钢板材FRP3mm钢基体安装样块Steelsubstrateinstallingspecimen混凝土concrete防腐胶泥anticorrosivepaste3mm玻璃钢板材FRP3mm混凝土基体安装样块Concretesubstrateinstallingspecimen最新玻璃钢烟囱设计导那么规定：玻璃钢内筒的防腐层为2.5mm厚，本系统采用3mm厚的玻璃钢防腐层，结构层采用胶接的方式生根在烟囱外筒上面，兼具了整体玻璃钢烟囱和宾高德系统的优点，勾缝采用耐磨防腐系统，地胶的耐温性远大于宾高德的耐温性。因此本系统兼具可靠性、经济性和易施工性的特点。专用搅拌桨叶；专用卷材安装设备；专用切割材料；专用环境保护用品。专用化；标准化；环保化。仿真模拟

Simulation热震Thermal

Shock防腐Preservative机械振动MachineryVibration膨胀Expansion高低温交变alternationofhigh-lowtemp干湿交替alternationofwetting-dry满足各种苛刻的运行环境Itmeetsavarietyofharshoperatingenvironment.15%硫酸溶液搅拌15%H2SO4,stirring15%硫酸溶液加沙搅拌15%H2SO4andsand,stirring实验后,仿真装置无渗漏，FRP外表无明显变化。说明水石安莲耐防一体系统耐磨抗渗性能优良。Aftertheexperiment,WSONIONSystemhasnochange.Itturnouttohavegreetperformanceofwearandosmosisresistance.实验结果Result

ABCD烟道FlueA：地面以上，积灰平台以下未通废气的区域；A:abovegroundandbelowtheashplatform,no-exhaust-gasarea;B：积灰平台以上11米的区域；B:11maboveashplatform;C：B区以上至烟囱顶部的维修区；C:areaBtothetopofthemaintenanceareaofchimney;D：烟道与烟囱接口处钢基体与混凝土结合部位。D:thebindingsiteofthesteelsubstrate,betweenflueandchimney,andconcrete2.旧烟囱分区施工方案

A区安装工艺

A区无高耐磨要求，考虑其美观，采取彩色防腐胶泥涂装施工工程。先将混凝土基体打磨，然后清灰、枯燥，待完全枯燥后满涂2mm防腐胶泥。AreaAneednothighwear.Takingtheappearanceintoaccount,weadopttheprojectofcoloredanticorrosivepaste.Firstly,polishtheconcretematrix,andthencleanit.Afteritiscompletelydry,apply2mmcoloredanticorrosivepaste.A烟道FlueB区安装工艺B区泡沫玻璃砖磨损严重，渗漏点较多，不能胜任长期防腐任务，该区域需要全部去除原泡沫玻璃砖防腐层，重新安装安莲防腐体系。AreaB,wherefoamglassbrickswerebadlyworn,hasmanyleakagepointsandcannottaskcorrosionprotectionanymore.ItneedstoremovealloftheoriginalfoamglassbricksandreinstallsWSONIONAnticorrosionPreventionSystem.B烟道Flue

B区工艺流程清理外表打磨清灰处理满涂防腐胶泥粘贴玻璃钢板材较大损伤局部用水泥砂浆补上，较小损伤用胶泥填补CleaningPolishingApplyingPasteStickingFRPLargerdamagesarefilledwithcementmortar,smallerdamagesarefilledwithpaste.局部加固1、加厚处理，FRP厚度加至3.5~4.5mm2、拐角与墙角，以及其他牛角等异形局部的板材采用模具一体化成型工艺并增设倒角1.AddthethicknessofFRPto3.5~4.5mm2.Cornersandotherpartsoftheplateshapedhornsaremoldedbyintegratedmoldingprocessandaddedchamfer.C区维修方案C区泡沫玻璃砖修补Maintenanceprogramoffoamglassbricks.6mmR=1.5mmD区维修方案

MaintenanceprogramofD根据烟囱结构设计L型板材，采用搭接的方式进行修补。DesignLshapeFRPsheersaccordingthestructureofdifferentchimney,andtakeoverlappingmethodtorepair.烟道FlueD

水泥基体cementmatrix钢基体SteelL型FRP

LshapeFRPsheers烟气方向Thedirectionoffluegas根据烟囱结构设计L型板材，采用搭接的方式进行修补。3.烟道的维修方案〔1〕工艺流程：铲除旧鳞片防腐层→基体外表打磨→高压水雾清灰→较大损伤局部用水泥砂浆补上，较小损伤用胶泥填补→基体外表做找平层→底涂→用高粘度防腐胶泥满涂→粘贴玻璃钢板材→板材之间用低粘度