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脱硫烟囱防腐技术与防腐涂料必要性
2013-10-10 09:13:46 作者:刘传来源:

  气脱硫装置中的腐蚀源主体为烟气中所含的SO2.当含硫烟气处于脱硫工况时,在强制氧化环境作用下,烟气中的SO2首先与水生成H2SO3及H2SO4,再与碱性吸收剂反应生成硫酸盐沉淀分离。而此阶段,工艺环境温度正好处于稀硫酸活化腐蚀温度状态,其腐蚀速度快,渗透能力强,故其中间产物H2SO3及H2SO4是导致设备腐蚀的主体。此外,烟气中所含NOX、吸收剂浆液中的水及水中所含的氯离子(海水法氯离子腐蚀影响更大)对金属基体也具有腐蚀能力。

  石灰石-石湿法脱硫工艺是当前国内火电厂烟气脱硫的主导工艺,烟气脱硫装置的主体设备吸收塔的设计施工和运行经验方面已日臻完善,但在脱硫机组烟气排放的关键设备烟囱的防腐方面仍有不少问题。许多电厂的脱硫系统在运行1~2年内就出现烟囱防腐层脱落,甚至烟囱内筒穿孔渗漏现象,严重影响了脱硫设施和机组的安全运行。

  由于烟气脱硫后烟囱腐蚀的调查和研究资料都较少,经验也有限,国家和电力行业烟囱的现行设计标准中,均未对进行脱硫处理的烟囱防腐设计做出具体规定,只是从烟气的腐蚀性等级对烟囱的防腐设计进行了要求。北京丰台区东铁营的志盛威华公司多年的脱硫防腐研究以及烟囱防腐涂料开发应用,总结的一些防腐经验,本文将着重研究脱硫烟囱防腐涂料及其应用。

  电厂烟囱类型及特点,目前大部分电厂使用套筒式烟囱。套筒式烟囱又分为套筒式砖内筒烟囱、套筒式钢内筒烟囱,并有单内筒和多内筒之分。湿烟囱排放经湿法脱硫后的烟气,无GGH系统,进入烟囱的烟气温度在50℃左右,烟囱内部有严重的结露,结露液沿筒壁流淌,所到之处会产生腐蚀,设计时需要考虑烟囱排酸性水设施。湿烟囱内的烟气处于液相和气相混合状态,对烟囱筒壁有液相水滴的腐蚀和冲刷破坏,由于运行工况恶劣,排烟筒的防腐设计和施工显得非常重要。

  国内的脱硫系统大部分是老机组改造建设的,加装GGH的脱硫系统,原来的排烟烟囱一般不进行改造。烟囱中的烟气处于干或者半干状态。当脱硫系统与机组同时投运时,排放烟气为80℃左右的半干烟气,当脱硫系统因故障停运时,排放烟气为110℃左右的干烟气。对于不设GGH的脱硫系统,烟囱一般进行了防腐改造,烟囱中的烟气,处于干烟气或者湿烟气状态。当脱硫系统与机组同时投运时,排放烟气为50℃左右的湿烟气,当脱硫系统因故障停运时,排放烟气为110℃右的干烟气。在干、湿烟气的交替运行工况下,应该考虑烟囱的防腐材料的适应性,ZS-1041志盛威华烟气防腐涂料涂层与基体结合力极强,烟气防腐涂料组合物中含有的金属氧化物纳米材料和稀土氧化物超微粉体,帮助涂层形成一个致密的界面过渡层,使其综合热力学性质与基体相匹配,志盛威华公司的ZS-1041烟囱烟气防腐涂料,涂层还有较高的抗挠曲性及热膨胀抗变性,能抵抗钢烟囱虽经加固但仍不可避免的运行中振动。

  石灰石-石膏湿法脱硫烟气的特点及腐蚀行为,通常进行脱硫的烟囱,其烟气有如下特点:

  (1)烟气中水分含量高,湿度大,每千克烟气含水量达数十克,属高湿状况;

  (2)烟气温度低,大约在40℃~80℃之间;

  (3)烟气中含有低温氟化物和亚硫酸,对烟囱的混凝土结构有很强的腐蚀性。

  烟气中的酸液浓度低,加上高湿运行工况,属较难防范的低温稀酸腐蚀。湿法脱硫工艺对烟气中的SO2脱除效率很高,一般设计脱硫效率均达到95%以上,烟气中的绝大部分SO2得以去除。从SO2和SO3的水溶性看,SO3更易溶解于水中,事实上,SO3的去除率却很低,约20%左右,而对烟道及烟囱造成腐蚀的主要成分恰恰是的SO3.为什么SO3、HF、HCl、HNO3等腐蚀性气体在吸收塔环境中不能被水吸收,而到了烟囱环境中就很容易结露,防腐腐蚀严重。国内现在最好的防腐技术,就是志盛威华的烟气防腐涂料,涂料在制备、涂装和形成涂层过程中对环境无污染。

  1、ZS-1041志盛烟气防腐涂料涂层有优良的耐化学腐蚀特别是冷凝硫酸腐蚀的能力;

  2、ZS-1041威华烟气防腐涂料涂层有非常高的抗水蒸汽渗透性能;

  3、ZS-1041烟气防腐涂料涂层有优异的耐高温和耐温度急变的性能,可满足长期工作温度在45?600℃之间波动,短期运行温度800℃,保护动作温度850℃;

  4、ZS-1041烟气防腐涂料志盛威华烟囱防腐涂料涂层还有较高的抗挠曲性及热膨胀抗变性,能抵抗钢烟囱虽经加固但仍不可避免的运行中振动;

  5、ZS-1041烟气防腐涂料与钢基体有非常好的粘结力。

  上海石洞口第二发电厂2号烟囱,属于湿烟囱,烟囱防腐材料采用国产发泡玻璃砖,2008年8月5日脱硫系统正式投运,10月27日就发现钢内筒与水平烟道接缝处的外保温有渗漏现象,发泡玻璃砖严重冲刷剥落,多处砖有龟裂现象。而华能北京高碑店电厂排烟冷却塔采用志盛牌ZS-1041烟气防腐涂料,引用德国GEAr能源技术有限公司的烟塔合一技术,对全部1~4号锅炉的烟气进行脱硫处理,同时在预留脱硫系统的场地上建一座120m的冷却塔,用来排放4台锅炉脱硫的净烟气,该工程于2006年9月底投入运行,运行3年来,没有发现防腐层渗漏和脱落现象。从许多国内烟囱腐蚀实例看,有不少是由于施工工艺方面、施工质量控制方面的原因造成的,尤其是特殊部位的施工工艺和控制,需要加强烟囱防腐施工方案、施工质量、验收标准方面的研究工作。

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