烟囱的防腐蚀

       《烟囱设计规范》GDJ 51--83，对烟囱防腐蚀问题没有作具体规定。但这问题很重要，实践表明许多烟囱工程，往往由于防腐蚀问题考虑不周，导致结构选型不合理和防腐蚀措施不到位，而不得不在烟囱投入使用后，再进行改建或维修。
　　 《烟囱设计规范》GB 50051—2002，对烟囱防腐蚀设计专门列了一章，为了编写本章，各有关单位做了大量调查研究工作。编者认为，烟囱工程设计人员如果能了解这些调研资料，对正确理解规范防腐蚀设计条文很有好处。
　　 第一节 砖烟囱和钢筋混凝土烟囱
　　 从1991年至1998年历时八年，西北电力设计院在有关单位(西北电力建设四公司、西安建筑科技大学、西安热丁研究院)的配合下，对10个电厂的16座烟囱进行了调查，为了解烟气对烟囱的腐蚀速度，对个别烟囱(陕西韩城电厂)调查了二次。调查对象主要是单筒式砖烟囱和钢筋混凝土烟囱，其中有一座是砖内简分段支承的多管式烟囱(秦岭电厂烟囱)，另一座是采用双滑模方法施工的烟囱，内衬采用C18水泥碎砖混凝土。这些烟囱的运行工况多种多样：燃煤含硫量0．5％~3．5％，运行年限5—35年，既有采用干式除尘，也有采川湿式除尘，烟气温度60~150℃，烟囱内烟气有的处于负压运行，有的呈正压运行，故这次调查具有相当的广度和深度。
　　 这次调查主要成果为：
　　 1．烟气温度低于150℃，不论是砖砌烟囱还是钢筋混凝土烟囱，或多或少都有腐蚀现象。并且明显地感受到腐蚀与燃煤的含硫量密切相关。
　　 2．钢筋混凝土烟囱的砖砌内衬，比混凝土简壁更容易遭受腐蚀。其特点是内衬的砂浆首先腐蚀，由于砂浆腐蚀后体积膨胀使内衬的整体性遭到破坏。
　　 3．粘土质耐火砖耐酸性较好。普通粘土砖则较差，当燃煤含硫量较高时，普通粘土砖会产生局部腐蚀，并且与烟气接触面处砖有掉皮现象。
　　 4．水泥砂浆和水泥石灰砂桨的耐酸性很差。和烟气直接接触都会产生腐蚀，其严重程度视烟囱运行时间长短和燃煤含硫量大小而定。如果燃煤含硫量不超过1％，腐蚀较轻微，对砂浆粘结力影响较小。当含硫量超过2％时，则腐蚀很严重，砂浆粘结力部分或全部丧失，结构变得酥松且体积急剧膨胀。　　
　　 5． 当采用砖砌内衬时，钢筋混凝土筒壁的内侧都有腐蚀。筒壁混凝土腐蚀厚度从1～50mm不等，如果燃煤含硫量为3％，其筒壁混凝土的腐蚀速度大约是每年1mm。并且筒壁的腐蚀区和非腐蚀区，界面十分明显，腐蚀区内的混凝土结构酥松，无强度可言，用手指都能掰下；而在界面另一边的非腐蚀区，则混凝土强度仍和普通结构相仿。
　　 所以，由于砖缝内灰浆不可能密实，砖砌内衬对钢筋混凝土外筒壁的保护作用十分有限，烟气的渗漏难以避免。
　　 6．筒壁混凝土的腐蚀深度，一般沿圆周分布较均匀，沿烟囱高度方向则分布并不均匀，这种不均匀性往往与烟囱沿高度方向的保温透气性能和烟气压力不同等因素有关。烟囱腐蚀最严重的部位一般是在烟囱的中上部。
　　 7．如果烟囱排放高硫煤烟气，烟囱内的烟气又处于较大的正压运行状态，并且烟囱的内衬保温层气密性又较差，这时候，钢筋混凝土筒壁在有烟气渗漏的裂缝处，筒身很易发生局部性、穿透性腐蚀洞孔。洞孔的大小、数量、位置等则具有随机性。
　　 8．调查中可清楚地了解到，一般烟囱筒壁内表面都结露，保温层很潮湿。许多烟囱的保温材料由于选择不当，憎水性、耐酸性能很差，遭受腐蚀后呈泥浆状，保温作用已完全丧失。
　　 9．采用双滑模施工方法，混凝土内衬(配有钢筋)的气密性能很优越，它能有效防止烟气的渗透，调查证明，这种烟囱的混凝土外筒壁，腐蚀极轻微，但其内衬本身必须具有耐热和耐酸性能，否则内衬本身无法保证安全。
　　 10．一砖厚内衬有很好的烟气密闭性，调查中明显地感触到，烟囱凡是在一砖厚内衬部位，筒壁混凝土腐蚀都非常轻微。
　　 11． 以往设计的烟囱在筒壁混凝土的表面，一般都涂有一层沥青漆，从调查中发现，该防腐涂层的作用不明显，今后应进一步加强。
　　 12．这次调查的烟囱中有一座是采用湿法脱硫装置的烟囱，该烟囱内的烟气含水量比一般水膜式除尘器烟气还要大一倍，烟气温度仅50℃。投入运行后不到一年，筒身混凝土犹如浸泡在水中似的，含水量大增。所以对这类烟囱的设计，应非常重视冷凝稀酸液的渗透和隔离，并对冷凝稀酸液采取聚集和排除措施。