现代大型工业及民用供暖烟囱多用滑模工艺施工而成的钢筋混凝土结构,为了避免长期的酸性烟气的腐蚀,必须进行防腐蚀保护。传统的做法是采用耐火耐酸砖等砖板进行防护,但是这种方法结构复杂,施工难度大,而且烟囱内衬和保温层的结构整体性相对较差,烟气很容易从这些砖砌体和保温块的缝隙渗透到筒壁内表面。20世纪70年代以来,许多国家都开始研究并采用防腐蚀涂料衬里来进行烟囱的防护。
酸性气体和水泥石中Ca(OH)2作用后,会使PH值降低,而这就使水泥石中的水化硅酸钙变得不稳定,而且PH值的降低就会影响到钢筋混凝土中钢盘钝化膜的稳定性。因此,混凝土处于烟气环境中,在化学热力学上是不稳定的,在超量的酸性介质作用下,钢筋混凝土就会受到腐蚀,逐层发酥粉化,使钢筋外露导致锈蚀,以致整个结构受到破坏。
对已投运的电厂烟囱的调查资料分析可知,筒壁普遍存在着裂缝和混凝土被烟气腐蚀的情况,主要表现为:裂缝以竖向裂缝为主,水平裂缝为少,设计规范要求为0.15~0.3mm,但是实际达到了0.3~1.0mm,甚至个别高达10mm;裂缝主要产生的部位是施工接缝处,筒首和节段上下;烟囱内部钢筋被腐蚀,混凝土严重碳化,甚至某些烟囱筒壁有腐蚀物的渗出。对现有电厂的普通钢筋混凝土烟囱,如果进行烟气湿法脱硫改造,必须对老烟囱进行防腐处理。
潮湿的烟气环境中容易产生酸液,这会腐蚀烟囱的内衬甚至外筒壁,当烟囱长期处于酸腐蚀环境运行时,就会导致烟囱裂缝的产生和腐蚀的加重。
湿法脱硫后的烟气,含水量高,温度低(45~80℃),易出现结露现象,烟气中的水汽结露后形成腐蚀性酸液,它主要是依附于烟囱内侧壁流下到专设的排液口排放到脱硫系统的废液池中。
脱硫后的烟气中还会含有氟化物和氯化物等强腐蚀性物质,形成腐蚀强度高、渗透性强的低温高湿稀酸型腐蚀。
混凝土烟囱内衬防腐材料,主要有MC烟囱涂料和乙烯酯玻璃鳞片衬里。乙烯酯玻璃鳞片衬里有两种类型,镘刀刮涂型和喷涂型。
MC烟囱涂料为黑色糊状,具有优良的物理力学性能,能耐5%HCl,5%HNO2和5%~40%的H2SO4,耐温度20~180℃。
采用乙烯酯玻璃鳞片衬里,可以达到10年以上的使用寿命。施工时,先对混凝土表面进行打磨处理,乙烯酯清漆封闭全部表面,乙烯酯砂浆修补凹陷不平处,然后全面喷涂乙烯酯玻璃鳞片材料1.5mm,膜厚最低处1mm,形成一个整体防腐层,强度高。在施工中采用自上而下的程序,烟囱顶部设辘轳、卷扬机,内部设升降平台和罗茨风机。正式作业时,要对升降平台进行荷载试验,以确保施工安全。