电厂钢内筒烟囱防腐方案

1、烟囱内筒及防腐材料的选择
1.1 烟囱内筒材质
   国内的烟囱钢内筒钢板绝大多数采用耐硫酸露点钢。耐硫酸露点钢是一种既耐硫酸露点腐蚀又耐大气腐蚀的钢种。钢中主要含Mn、Cu、Cr、Sb等抗硫酸露点腐蚀的合金元素,而Cu、Cr又是两个最主要的抗大气腐蚀的元素,其力学性能与Q345钢接近,较Q235钢要高。采用耐硫酸露点钢可有效减小壁厚。以北仑电厂一、二期工程为例,北仑电厂一期工程烟囱钢内筒采用Q235钢,底部壁厚为22 mm,北仑电厂二期工程烟囱钢内筒采用耐硫酸露点钢,底部壁厚为16 mm。西宁电厂二期工程也采用耐硫酸露点钢,底部壁厚为16 mm。
1. 2烟囱内筒运行工况
    西宁电厂烟囱排放的是经湿法脱硫后的烟气，根据其它工程的经验，有大量结露的酸液沿筒壁流淌，酸液的PH值在2~3之间，腐蚀性很强。
    此外，烟囱设计时还应考虑脱硫旁路，排放末经脱硫的烟气。此时，进入烟囱的烟气温度在130℃左右。如考虑短时锅炉事故状态的烟气排放，则烟温在180℃左右。实际上烟囱的运行工况要考虑脱硫运行(不上GGH)、脱硫旁路、短时锅炉事故等几种状态,烟囱内衬是在干———潮湿———浸水工况下交替变化,这与脱硫系统不设旁路、烟囱通常是在单工况下运行有很大区别,因此对烟囱内衬防腐材料提出了更高的要求。
    内筒烟囱防腐材料选择时除了应考虑主要运行工况条件外,还须适应烟囱的其它运行工况,以及工况变化时温度交替变化对内衬材料防腐性能的影响。由于烟囱的检修维护条件较差,不同于水平烟道,因此排烟内筒的防腐措施也应比一般水平烟道更高。
1.3烟囱防腐方案的比较
    根据北仑发电厂三期烟囱运行条件,综合国内外烟囱防腐技术,内筒防腐措施可有:钢内筒内侧衬Henkel防腐玻璃砖;钢内筒内侧衬防腐泡沫玻化陶瓷砖;玻璃钢内筒;复合钢钛板内筒4种方案。
经计算,采用这4种方案的工程量和造价比较。
   (1)衬Henkel防腐玻璃砖。据有关资料介绍, Henkel防腐玻璃砖耐酸腐蚀,耐各种浓缩酸(除氢氟酸)和包括氯化物在内的废气冷凝液。耐高温,可以持续承受204℃以下温度,也可以短时承受371℃高温。低热膨胀系数,当脱硫旁路、在剧烈的再加热过程中,或由于空气预热器失灵等造成烟温突变时,都不会受到损伤。但国内未见成功应用的经验。
   (2)衬防腐泡沫玻化陶瓷砖。防腐泡沫玻化陶瓷砖能长期抗酸,耐各种浓缩酸,也能耐浓度<0.3%的氢氟酸及包括氯化物在内的废气冷凝液,适用于湿法脱硫工况(设GGH与不设GGH)运行条件。对烟气温度变化适应能力强。可适用于200℃~450℃的温度,尤其在高温交叉变化情况下,可以适应湿干交替环境。
   (3)玻璃钢内筒。玻璃钢材料耐温性能为一般情况下耐受93℃、极限耐受121℃。具有更宽范围的耐腐蚀性能;因玻璃钢传热慢而保温性好,不需要设隔热层;使用寿命更长;比重小。
   (4)复合钛板钢内筒。在温度25~100℃情况下,小于50%的硫酸、小于20%的氟硼酸、小于10%氟硅酸、极低浓度的氢氟酸都对钛及钛合金有腐蚀。烟气脱硫以后对钛及钛合金腐蚀机理和年腐蚀率缺乏详细的数据。根据以上技术性能与经济性的比较,烟囱设计综合分析如下:
   方案1:钢内筒内侧衬Henkel防腐玻璃砖,总投资在4个方案中适中,施工技术简便,质量较易控制,检修维护方便,国外有20多年应用经验。对国内实际存在的脱硫工况交替变化运行的适应能力较强。可作为本工程烟囱钢内筒内侧防腐的可选方案之一。
   方案2:钢内筒内侧衬防腐泡沫玻化陶瓷砖,投资较低,防腐性能与方案1相当,性价比优越。综合考虑工程投资,推荐选用方案2。
   方案3:玻璃钢内筒,投资较高,耐腐蚀性能好,对高温性能影响敏感,在脱硫系统设有旁路情况时不宜选用。
   方案4:复合钛板钢内筒,在各方案中投资最高,在脱硫系统设有旁路时,旁路投运将会影响其耐腐蚀性能,故不推荐采用。