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供热锅炉湿法脱硫烟囱的防腐

文章来源:宏亚高空时间:2019-07-31
近年来,随着新的大气污染物排放标准的出台,国家对大气污染物排放的要求日趋严格,同时,对于工业锅炉的烟气排放要求也更严格。供热企业也因此而增强对工业锅炉运行期间的污染治理,新上或完善现有的脱硫系统,其中大多供热企业采用脱硫效果较好的湿法烟气脱硫系统,由于通过
湿法脱硫处理后的烟气排放温度较低,湿度大含有雾滴,烟气的腐蚀性得到了增强。因此,在对烟囱进行设计的时候,烟囱防腐方式的选择对于采用湿法脱硫的工程至关重要,是确保供热系统和烟气脱硫系统可靠运行的基础。
1 湿法脱硫的排烟特点
在湿法脱硫的工艺中,烟囱的运行方式有:一,锅炉运行而脱硫未运行,处于检修或者事故的状态时,排烟温度可达170℃左右,高温烟气直接与烟囱内壁接触,对其产生磨损和腐蚀,所以烟囱的内壁或者用来防腐的材料需要具备良好的耐热性,能够在不同温度下正常运行。二,供热锅炉湿法脱硫后大多将GGH 设备取消了,使得烟囱直接面临着低温腐蚀的问题。经过脱硫系统处理之后,烟气的温度可以控制在40~60℃,烟气处于饱和状态,烟囱内壁会凝结大量酸性水(PH2.2~2.8),这时就会出现结露现象,结露后酸性液体会对烟囱内壁造成腐蚀。以钢材为例,40~80℃时的酸液对其的腐蚀速度比在其他温度时高出了3~8倍。所以烟囱防腐至关重要,一旦失效,导致烟囱使用寿命下降,严重的直接破坏烟囱本体。
所以要求烟囱内衬材料必须具有耐应力强,抗强酸腐蚀能力、耐温性好,良好的抗渗透性、耐高温,以及柔韧性和挠性强,黏附性良好且温度变化时不易产生裂纹等。
2 烟囱防腐的必要性
湿法脱硫的技术是目前供热企业应用较为广泛的脱硫工艺,燃煤锅炉的烟气中含有大量具有腐蚀性的NOX 和SOx 等成分,经过湿法脱硫系统处理之后,烟气中还会残留一定量的SOx,另外,烟气中还会有水和HCi 等一些物质的存在,经过浆液喷淋处理的烟气的温度会下降到40~80℃,此温度下的水蒸气和烟气中残留的硫化合物会结合产生蒸汽硫酸,烟气中的氯离子与水蒸气接触便会形成氯酸,当低于氯酸露点温度时(其化合温度约60℃),会产生严重的腐蚀,所以,湿法脱硫处理后的烟气经过烟囱和烟道时通常发生结露的现象,形成酸液从而对烟囱和烟道的内壁产生腐蚀。
脱硫系统正常运行时,气流和含尘酸滴的排放量较大,烟气中夹带的大量未经除尘或未被除净的脱硫产物,造成了大量的冲刷磨蚀。脱硫处理后的烟气经过水平烟道后进入到烟囱中,由于惯性作用和湍流现象,高速烟气在经过除尘器的出口烟道和烟囱相连处时,含有灰尘颗粒的烟气会附着在
这一位置,酸性液滴会渗透到烟囱内表面,使得烟囱内壁受到严重的冲刷磨蚀,内衬会变薄甚至脱落,严重时导致筒壁穿孔泄漏。当脱硫系统暂停运行时,含尘酸液在自然情况下干燥成结晶盐,导致烟囱内壁结晶腐蚀,形成体积膨胀,使得烟囱内壁的防腐材料蜕皮、疏松甚至破裂损坏。因此,烟囱和烟道的防腐是供热企业运行中需要做好的基础建设。
3 目前烟囱内壁防腐材料对比
近几年关于湿烟囱排烟筒的防腐方式选项有玻璃钢(FRP)、钛合金复合钢板、和防腐涂层等。
3.1 玻璃钢
玻璃钢(FRP)是目前应用较为广泛的新型复合材料,由合成树脂和玻璃纤维经过复合工艺制作而成,它具有品种繁多,性能多样等特性。玻璃钢的耐腐性主要取决于树脂,树脂中的官能团越少,树脂的活性越小,性能也就越稳定,因此,要提高玻璃钢的耐腐蚀性,要从制造的合理选材以及提高树脂的交联密度上着手。大唐太原第二热电厂七期工程(2×330MW)湿烟囱防腐方案中,采用了玻璃钢(FRP)排烟筒,防腐效果优良。
当把玻璃钢作为烟囱和烟道的内壁防腐材料时,可以将其分为三层结构:内衬层、结构层和外表面层。内衬层应具有耐腐蚀性,耐温变性和耐磨蚀性,当与烟气接触时可防止被含尘和酸液的烟气侵蚀破坏;结构层为玻璃钢防腐确保强度支撑、稳定性和安全可靠性;外表面层则起到连接保护防
止脱落老化的作用。
以玻璃钢材料作为烟囱内壁防腐材料其优点在于,烟囱防腐的整体性好、安装简单、自重轻、加工方便、防腐能力强和造价低等。但玻璃钢材料作为烟囱防腐的系统中,需要严格控制烟气的温度。由于玻璃钢是高分子塑料基复合材料,因此它的耐高温性能较差,当与之接触的烟气温度升高时,长时间下会导致玻璃钢的结构性能急剧下降,并且,采以玻璃钢材料作为锅炉烟囱防腐的案例中,存在着施工占地面积大,过程中质量控制要求严格等问题。
3.2 钛钢复合材料
钛金属本身的耐酸腐蚀能力很好,尤其具有较好的耐应力腐蚀、耐点蚀、耐晶间腐蚀和防开裂的性能,因此,由钛金属制作的复合钛钢板具有很强的耐腐蚀性能,尤其在酸性的介质中性能稳定,可以够满足湿法脱硫系统对烟囱防腐的要求,是国际上推荐应用的烟囱防腐方式之一。一些应用案
例表明,以钛钢复合材料板作为烟囱内壁防腐的实际运行情况较好,与其他的烟囱防腐方式相比,具有整体性强、耐腐蚀性高、使用寿命长、抗渗密闭性好等优点。
但是,采用钛钢复合板作为防腐材料时,在施工时应先在地面将需要的钢结构烟囱制作完成,随后钢结构烟囱的内壁复合一层钛钢复合板,利用顶升法将钢结构烟囱段顶升至混凝土烟囱内部的特定位置后,在空中操作将钢结构烟囱和钛复合板焊接。但是,钛表面钝化的氧化膜是钛钢复合板耐
腐蚀性的主要原因,所以在进行焊接工作时,对焊接过程需要在惰性气体的环境下进行。钛合金复合钢板作为烟囱的内壁材料,焊接技术不够成熟、不够完善,钛钢复合板防腐工程施工难度大,其焊接质量难以保证,经常会出现焊接质量问题,若焊缝中出现退火的现象,或者焊接质量差就会导致烟囱内筒材料的局部腐蚀穿孔,在焊接施工时应重点监督焊接程序及质量。另外钛钢复合材料的价格昂贵,并且只能够应用在针对酸性腐蚀的烟气环境中。
3.3 防腐涂层材料
常用的钢筒内防腐蚀涂层类型有以下两种: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。目前我国采用防腐涂料来防腐的烟囱案例中有许多问题存在,防腐涂料单纯应用的防腐性能较好,一旦应用在钢筒
内壁上时,在钢筒表面形成薄膜(薄型涂料厚度仅有800μm左右),涂料层不能够起到保温和隔热的作用,所以,当烟囱内烟气的温度不断变化时,钢筒内表面的防腐涂料层极易开裂、起皮、脱落,导致烟囱内壁钢筒腐蚀。
4 结束语
玻璃钢排烟筒是当前湿烟囱防腐的重要选择方式,供热锅炉烟囱内壁整体采用玻璃钢排来防腐,能够解决湿法脱硫后腐蚀性强的湿烟气对烟囱的腐蚀问题,玻璃钢材料的防腐性能、使用年限和技术经济等方面与其他方式相比都有明显的优势,并且玻璃钢烟囱防腐可设计性的强,施工周期短,
后期维护工作量小。目前玻璃钢防腐的技术日益完善,能够保证安装投入的经济效益,因此,对于供热锅炉来讲,玻璃钢烟囱防腐方式是不错的选择。
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