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国内脱硫烟囱防腐的现状与发展

发布时间:2009.07.18    新闻来源:江苏新大高空公司    浏览次数:

一、概述
    目前,对于烟气脱硫装置的设计施工和运行经验已日臻完善,但对脱硫机组烟气排放的关键设备:脱硫烟囱防腐、脱硫烟囱高空防腐、脱硫烟囱防腐公司、脱硫烟囱防腐施工、烟囱的防腐,却没有引起足够的关注。因此,本文将对国内目前脱硫后烟囱防腐现状及发展作一些简要的分析和论述。
    我国是一个能源结构以燃煤为主的国家,大气污染属煤烟型污染,粉尘、二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOX)是电厂对大气的主要污染物,其中二氧化硫造成了酸雨等污染情况。因此,对二氧化硫的防治是势在必行。目前,国内外燃煤火电厂中烟气脱硫(简称“FGD”),是控制二氧化硫排放的主要措施,其中石灰石—石膏湿法脱硫是当今世界各国应用最多和最成熟的工艺。国家发展和改革委员会2005年5月25日发布的《关于加快火电厂烟气脱硫产业化发展的若干意见》发改环资[2005]757号文件第四条火电厂烟气脱硫工艺技术选择原则规定:燃用含硫量大于1%煤(含1%)并且容量大于200MW(含200MW)的机组,建设烟气脱硫设施应重点考虑采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺技术。国家环境保护总局已于2005年6月24日发布了第27号文件《火电厂烟气脱硫工程技术规范石灰石/石灰-石膏法》HJ/T179-2005,这说明电力行业及国家有关部门已明确将石灰石—石膏湿法脱硫工艺确定为火电厂烟气脱硫的主导工艺。
二、脱硫工艺简况
    湿法脱硫工艺主要流程是:锅炉的烟气从引风机出口侧的烟道接口进人烟气脱硫(FGD)系统。在烟气进人脱硫吸收塔之前,通过烟气一烟气加热器(GGH),将烟气的热量传输给吸收塔出口的烟气,使吸收塔人口烟气降低,有利于吸收塔安全运行,同时吸收塔出口的清洁烟气则由GGH 升温换热,使烟气温度升高,有利于烟气排放。经过GGH 加热器加热后烟气温度一般在80 C左右,可使烟囱出口处达到更好的扩散条件和避免烟气形成白雾。GGH 之前设增压风机, 以克服脱硫系统的阻力,加热后的清洁烟气靠增压风机的传送排人烟囱。在锅炉启动过程或脱硫装置因故障而解列时,烟气可不进人脱硫装置,而通过旁路烟道进人烟囱排向大气。
三、 脱硫烟气的特点和腐蚀性
1、脱硫烟气的特点
  湿法脱硫工艺对烟气中的SO2脱除效率很高,但对造成烟气腐蚀主要成分的SO3脱除效率不高,约20%左右。 进行湿法脱硫处理的烟气湿度大,温度低,烟气有结露现象。脱硫处理后的烟气一般还含有氟化氢和氯化物等强腐蚀性物质,是一种腐蚀强度高、渗透性强、且较难防范的低温高湿稀酸型腐蚀气体。
2、 脱硫烟气的腐蚀性
    按照“国际工业烟囱协会(CICIND)”的设计标准要求,燃煤电厂脱硫烟囱虽然在脱硫过程中已除去了大部分的氧化硫,脱硫后由于烟气湿度通常较大,温度很低,且烟气中单位体积的稀释硫酸含量相应增加。因而,处于脱硫系统下游的烟囱,其烟气通常被视为“高”化学腐蚀等级,即强腐蚀性烟气等级,因而烟囱应按强腐蚀性烟气来考虑烟囱结构的安全性设计。
3、脱硫烟气对烟囱的影响
    (1)烟气湿度大,在烟气压力和湿度梯度的双重作用下,使烟囱内侧结构致密度差的材料易遭到腐蚀,影响结构耐久性。
    (2) 低浓度酸液比高浓度酸液的腐蚀性更强。
    (3)酸液的温度在40~80 C时,对结构材料的腐蚀性更强。以钢材为例,40~80 C时的腐蚀速度比在其它温度时高出约3~8倍。
    由此可知,排放脱硫烟气的烟囱比排放普通烟气的烟囱对防腐蚀设计要求更高。
四、脱硫烟囱设计方案的现状
   在我国,烟气脱硫处理还属于起步阶段,已建成投运、且完全按烟气脱硫处理运行的火力发电厂工程大多是新建工程,运行时间较短。因此,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。在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。
1、国内烟囱设计资料说明
  按照国家标准《烟囱设计规范》GB50051-2002第10.2.2条和电力行业标准《火力发电厂土建结构设计技术规定》DL5022-93第7.4.4条的要求:当排放强腐蚀性烟气时,宜采用多管式或套筒式烟囱结构型式,即把承重的钢筋混凝土外筒和排烟内筒分开,使外筒受力结构不与强腐蚀性烟气相接触。
  电力行业标准《火力发电厂土建结构设计技术规定》DL5022-93第7.1.2条还要求:600MW机组宜采用一台炉配一座烟囱(一根排烟管)方案。
2、国外烟囱设计资料说明
  从目前了解的国外烟囱资料看,火电厂烟囱基本上都是套筒式或多管式烟囱,且以钢内筒多管式烟囱为主。对套筒式或多管式烟囱,排烟内筒的结构材料选择一般有两种:钢内筒型结构和砖砌内筒型结构。在烟囱出口烟速方面 烟囱的选型应能符合环保要求,从材料的抗渗密闭性、耐久性、施工周期等方面来看,脱硫烟囱采用钢内筒优于砖砌内筒。
五、脱硫烟囱国内实施现状
    在国家发改委、国家环保局、电力行业等相关政策及有关文件中,对脱硫烟囱防腐无强制性规定。因此,国内大多数电厂未对脱硫后的烟囱进行防腐,但在大唐集团的内部文件中对其所属电厂有要求,但无具体的脱硫烟囱防腐方案。
    1、在新建电厂(含脱硫)项目中,600MW机组普遍采用套筒多管式钢内筒烟囱,每炉设1个直径6 m 钢排烟囱,目前我国设计的600MW 机组电厂多采用此类型烟囱。多管式钢内筒烟囱是目前国际上通用的一种电厂烟囱型式,它的主要优点是:结构自重轻,气密性好,烟气流速稳定,烟气扩散效果好,便于维护检修,结构温度应力小,可避免钢筋混凝土外筒出现裂缝和腐蚀,提高电厂烟囱的整体耐久性能。多管式钢内筒烟囱的结构形式是脱硫后电厂烟囱首选方案之一。多管式钢内筒烟囱造价较普通钢筋混凝土烟囱要高。
    2、脱硫烟囱防腐目前国内电厂采用的钢内筒有以下几种材料:
    (1)普通碳钢;国内大多数电厂采用
    (2)JNS耐硫酸露点钢板(济南钢铁公司);山东邹县发电厂、洛阳新安电厂、福建南浦发电厂等
    (3)SM41A(日本进口);上海石洞口第二电厂等
    (4)NS(宝钢集团上钢三厂);上海外高桥电厂等
烟囱内筒选择一个合适的内衬,必须考虑以下几方面的因素:
    (1)技术可行性,满足复杂化学环境下的防腐要求;
    (2)经济合理,较低的建筑成本,一次性投资费用要低;
    (3)施工条件好,质量控制方便,施工周期短;
    (4)运行维护费用低,并且方便检修。
    (5)装置的可靠运行周期(即大修周期)和总使用寿命。
3、脱硫烟囱防腐目前国内电厂采用的钢内筒内衬防腐有以下几种材料:
    (1)采用耐酸腐蚀的金属合金薄板材作内衬,内衬材料包括镍基合金板(C-276、C22)、钛板(TiCr2)等;福建漳州后石电厂、江苏常熟电厂等
    (2)采用耐腐蚀的轻质隔热的制品粘贴,隔绝烟气和内筒接触,如发泡耐酸玻璃砖内衬;广东珠海电厂、广东湛江奥里油发电厂、江苏利港发电厂等
    (3)第三类采用耐酸、耐热、隔热、保温;隔绝烟气和钢内筒接触,使用喷涂方式内衬安装,如VP烟囱内衬;国内无业绩
    (4)玻璃鳞片、聚脲等涂层防酸腐蚀涂料;扬州二电厂、山东邹县发电厂、洛阳新安电厂等
六、脱硫烟囱防腐的发展与前景
    目前,国内新建电厂一般多数要求对脱硫后的烟囱进行防腐,但采用的烟囱内筒及防腐材料各不相同。这其中除经济因素和技术因素外,更重要的是脱硫行业在我国才刚刚起步,而烟气脱硫对烟囱的腐蚀在短期内不易发现,但脱硫后的烟囱需要防腐这一观点在脱硫行业已达成共识。
    由于烟囱防腐结构的特殊性,烟囱的运行应考虑长期和稳定。据了解,国内部分电厂对未上脱硫前的烟囱已开始防腐,其主要是对烟囱内筒粉刷防腐涂料,但采用的防腐涂料又各不相同。其实作为电厂的烟囱,我们不能将它看成是纯粹的一种土建构筑物,应该将它看成是一种设备,但这一设备对电厂机组的安全运行、发电量等影响巨大,直接经济损失可高达几千万。

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