泡沫玻璃砖用于火力发电厂烟囱内衬防腐

泡沫玻璃砖用于火力发电厂烟囱内衬防腐
   摘要: 介绍了将泡沫玻璃用于火力发电厂湿法脱硫除尘的烟囱内衬防腐材料，为电厂烟囱设计选材提供了一定的参为泡沫玻璃的应用开辟了新的领域。概述
   近年来，随着国家环保标准的逐步提高和大众环境意识的增强，国内新建火力发电厂工程都要求进行烟气湿法脱硫除尘处理，老的电厂也要求进行改造，进行烟气脱硫处理。过去火力发电厂不用脱硫时，烟囱排烟经常处于200℃以上的高温状态，筒壁不易结露，很少形成冷凝酸，因此腐蚀比较轻。而现在需要进行烟气脱硫处理，且这种湿法脱硫处理不设烟气加热系统的烟囱，所形成的烟气水分含量很高，湿度大，温度低，烟气的结露现象非常严重。烟气中水气结露后形成的具有腐蚀性的水溶液，沿烟囱内侧壁流下来至专设的排液口排到脱硫系统的废液池中。这种水溶液中含有稀硫酸和氯化物等强腐蚀性物质，是一种腐蚀强度高、渗透性强的低温高湿稀酸型腐蚀介质。它在流经烟囱壁时，通过烟囱内衬材料渗透到烟囱结构体，对结构体形成长期腐蚀，严重时甚至危及到烟囱的安全，同时对烟囱内壁的腐蚀也非常严重。所以如何有效、安全、经济地解决烟囱的内衬的防腐问题，是该行业内巫待解决的一个问题。
   湿法脱硫工艺的原理是高温烟气在通过脱硫装置时与碱性洗涤液(一般为石灰石的乳状液)相遇，使酸性物质发生化学反应，生成盐类。目前国内的技术，湿法脱硫工艺对烟气中的SOZ吸收率很高，一般都可以达到95%以上，但对于造成烟气腐蚀的主要成分S0,的吸收效率并不高，大约只有20%，事实上脱硫系统洗涤液中不但含有HZS04，还含有HCI, HF等化合物，而且含有20%左右的固体物。这种酸性烟气冷凝后，形成具有腐蚀性的水溶液，这种水溶液腐蚀强度高、渗透性强，通过耐酸砖渗透到烟囱结构体，对结构体形成长期腐蚀，阻止这种渗透腐蚀是烟囱防腐的主要目的。
   正常情况下，烟囱中烟气的温度只有50℃左右(无GGH )，如果脱硫装置发生故障，经旁路烟道直排的烟气温度可高达160180℃，瞬间温度可达到250℃，在高温状态，腐蚀更甚。
   2  国内电厂烟囱内衬防腐材料现状
   我国早期火电厂由于没有加设脱硫装置，国内电厂烟囱一般都采用钢筋混凝土结构内衬耐酸砖。这种耐酸砖烟囱防腐材料虽然造价低，但由于砖砌体荷载大，因而大量增加基础工程量、实际使用防腐效果也不是很好，烟囱使用寿命相对较短。国内许多电厂由于烟囱严重腐蚀而停运检修，造成电厂巨大的经济损失。例如在某电厂油改煤工程中，对原有耐酸砖烟囱结构进行了详细的检查和鉴定，调查结果是:筒身内衬出现多处区域性酥松，无强度，一碰即散，并且局部有缺失现象;烟囱外壁裂缝较多，其中部分属贯穿性裂缝，一些裂缝周围混凝土保护层脱落，筒身钢筋出现裸露，并且钢筋已受到一定程度的腐蚀。
   调查情况表明，普通的单筒式耐酸砖防腐烟囱在运行一段时间之后，均有不同程度的腐蚀发生，筒壁内衬的破损、保温层的破坏以及大量裂缝的出现，使烟囱抵御烟气腐蚀的能力大幅度降低，腐蚀速度也在不断加快。在增加湿法脱硫装置后，传统烟囱内衬防腐材料不能抵御强腐蚀的弱点更加显现。
   3  目前的解决办法
   目前新建电厂，在有湿法脱硫系统且不加烟气加热装置的情况下，烟囱内筒壁都要严格进行防腐处理。一般国外公司的做法是，在其内壁考虑用耐腐蚀金属面层，就是常说的钦钢复合板，用于抗稀酸液腐蚀，但是钢板衬了钦板后对钢内筒的制作、焊接、安装提出了更高的要求，而且造价很高，一座240 m高的烟囱，其防腐造价高达8 000万元，很多厂家难以承受。
   一般湿法脱硫工程对烟囱防腐材料的要求是:
   ①不易脱落，防腐寿命长。由于烟囱的防腐工程费时、费力，维修不方便，因此，要求防腐材料使用寿命要长，免维护周期要长。
   ②耐高温，耐酸性介质腐蚀性能好，可以长期在酸性环境中承受高温烟气的冲击。
   ③热震稳定性好，可抵御温度急冷急热变化所带来热疲劳。脱硫设备的故障会导致烟气直排，瞬间温度可达到250℃以上，这要求防腐材料有较强的耐温度变化的能力。
   ④防水抗渗性能优良，能阻止酸液进一步渗透，保护混凝土基材不受酸液侵袭。
   我们认为用泡沫玻璃砖做湿法脱硫后的烟囱内衬防腐材料非常合适，它可以很好地满足上述要求，且造价仅仅是钦钢复合板的一半，非常值得在湿法脱硫的烟囱上推广使用。
   4  泡沫玻璃砖特性介绍
   泡沫玻璃砖是一种由闭腔式多孔结构的发泡玻璃制成的，这种多孔结构不但能抗酸、耐碱，而且对气体和凝结水是不能渗透的，同时它具有容重低、强度高、导热系数小、不吸水、不透气、不燃烧、不变形等特点，并且可锯割、可粘接。其性能稳定、使用寿命长，综合成本低，工程效益高。其主要性能指标见表1

   泡沫玻璃砖施工方法:首先清除泡沫玻璃、钢板、混凝土表面的浮尘及铁锈，然后向需要赫贴的泡沫玻璃表面涂抹一种耐酸高温豁结剂，一般涂抹厚度3 mm，然后赶出空气、压实即可。该赫结剂为普通化工产品，采用铁桶密封包装。
   由于玻璃砖与衬基材料膨胀系数的不同，采用3 mm厚的胶勃剂除可吸收每块玻璃砖热膨胀外，也可以协调泡沫玻璃砖与衬基之间的不同膨胀量，保证了内衬系统的安全。
   5  泡沫玻璃砖应用实例及展望
   国内应用泡沫玻璃砖做烟囱内衬的工程有:
   (1)山西霍州发电厂工程:2 x 300MW燃煤发电厂210 m钢内筒套筒式烟囱设计中，应业主的要求在不设烟气加热系统(GGH)条件下，钢内筒内侧面加设了一层泡沫玻璃砖防腐层(51 mm厚)。效果很好，造价较低，业主很满意。
   (2)安徽阜阳华润发电公司210 m双管烟囱，用泡沫玻璃砖做内衬防腐，达到很好的防腐效果。由于国内对火电厂烟气进行湿法脱硫除尘的时间较短，积累的经验不多。实际上过去国内众多的干排气烟囱的腐蚀也很严重。目前，随着湿法脱硫装置的加装，烟气的腐蚀问题更为严重，如果不采取适当的防腐蚀措施，肯定会带来更为严重的烟囱腐蚀问题。
   6 结束语
   通过以上对泡沫玻璃砖用于湿法脱硫系统下烟囱内衬防腐在防腐性能、工程造价、施工过程等方面的比较，认为:
   (1)泡沫玻璃砖在防腐蚀性能、耐热性能方面，是完全可以满足湿烟囱的长期运行要求的。
   (2)泡沫玻璃砖做内衬防腐在设计、加工技术方面是成熟的，安装施工与过去的耐酸砖施工没有根本的区别。
   (3)和钦钢复合板相比较，工程造价便宜很多，可为电厂节约巨额投资。
   笔者建议，国内各电力设计院、火电厂在加装湿法脱硫装置时，应参考选用泡沫玻璃砖做烟囱内衬防腐材料。