湿法烟气脱硫烟囱防腐技术探讨

　　1.1脱硫烟气的特点湿法脱硫后的烟气湿度大，温度低，易出现结露现象。烟气中的水汽结露后，主要依附于烟囱内壁流至专设的排液口排到脱硫系统的废液池中。而脱硫处理后的烟气中还含有氟化氢和氯化物等强腐蚀性物质，形成腐蚀强度高、渗透性强、且较难防范的低温高湿稀酸型腐蚀。

　　湿法脱硫工艺的S2脱除率很高，但对造成烟气腐蚀的主要成分SO3，脱除效率仅在30%左右。

　　因此，烟气脱硫后，对烟囱的腐蚀隐患并未消除；相反，脱硫后的烟气环境（低温、高湿等）使腐蚀状况进一步加剧。

　　1.2脱硫烟气的腐蚀性由于国内脱硫烟囱防腐历史较短，专项的腐蚀调查研究资料很少，经验也不多，国内烟囱设计标准中对脱硫处理的烟囱防腐设计尚无明确说明。因此，脱硫后烟气对烟囱结构的腐蚀性分析，主要借鉴国外的资料和做法。

　　国际工业烟囱协会（CICIND）在其发布的标准中对脱硫后的烟气腐蚀性能作了如下说明：烟气冷凝物中氯化物或氟化物的存在将提高腐蚀程度，在20C和1个标准大气压下，氟化氢、氯元素和氯化氢的质量分数超过0. 025%、0.1%和0.1%时，腐蚀等级（化学荷载）为高级。

　　处于烟气脱硫系统下游的浓缩或饱和烟气条件通常被视为高腐蚀等级。

　　含有硫氧化物的烟气腐蚀等级按S2的含量值确定；凝结过程为SO2离子与水蒸气结合成为硫酸，对烟囱造成腐蚀。

　　亚硫酸的露点温度取决于烟气中S2的浓度，一般约为65C，稍高于水的露点。在同样的温度下，还会有盐酸、硝酸等酸液。

　　尽管在烟气脱硫过程中己除去大部分的氧化硫，但在净化装置下游，随着氧化硫含量的减少，烟气的湿度大，温度降低。当温度低于80C时，氧化硫形成酸液。此外，净化后的烟气中还含有氯化物。

　　烟气中的氯离子遇到水蒸汽形成氯酸，它的化合温度约为60C，当低于氯酸露点温度时，即使是很少的氯化物也会造成严重腐蚀。

　　按照国际工业烟囱协会的设计标准要求，燃煤电厂排出的烟气，虽然在脱硫过程中能除去大部分氧化硫，但脱硫后的烟气湿度大，温度降低，使烟气中单位体积的稀硫酸含量相应加，其烟气通常被视为‘高“化学腐蚀等级，因此，应按强腐蚀性烟气等级来考虑烟囱结构的设计。

　　2湿法脱硫烟囱结构形式的选择按照火力发电厂土建结构设计技术规定的要求：当排放强腐蚀性烟气时，宜采用多管式或套筒式烟囱结构形式，即把承重的钢筋混凝土外筒和排烟内筒分开，使得外筒受力结构不接触强腐蚀性烟气。

　　目前国内脱硫烟囱的防腐蚀设计还缺乏经验，采用可以维护检修的多管式烟囱较为安全可靠。600MW机组宜采用1台炉配1根排烟管方案。套筒多管式烟囱主要有以下优点：当采用单筒式烟囱时，由于材料、结构致密度差，含有腐蚀性介质的烟气在烟气压力和湿度梯度的双重作用下，烟囱结构内部（包括筒壁、保温层和内衬）很容易遭到腐蚀，影响结构耐久性和使用寿命。而套筒式烟囱具有检修和维护空间，一旦需要，可立即对排烟内筒实施维护和补强；采用1炉1管方式，烟气运行互不影响，同时也符合设计规范的要求。

　　?旦某个排烟筒有腐蚀问题，可立即对其进行局部补修，不会影响发电设施的正常运行。

　　由于套筒式多管烟囱排烟量大，上升热浮力大，加了排烟的抬升高度，扩散稀释效果好。

　　对于套筒式多管烟囱，排烟内筒的结构材料一般有钢内筒和砖砌内筒。耐酸砖排烟筒造价低，但自重大，难以控制每条灰缝密实，排烟筒结构的整体性和气密性均较钢排烟筒差，抗震性能也较钢排烟筒差；耐酸砖排烟筒的施工条件较差，施工周期长，且多为高空作业，质量控制较难；检修维护工作量大。采用钢排烟筒，结构自重轻，气密性好，在钢排烟筒内侧设置防腐层，可有效防止烟气对钢筒的腐蚀。

　　3烟囱钢内筒防腐设计选择烟囱钢内筒内衬必须考虑：（1）技术上的可行性，满足复杂化学环境下的防腐要求；（2）建筑成本及一次性投资费用要低，运行维护费用低；（3）施工容易，周期短；（4）方便检修。同时，用材的选择不仅应考虑初期成本，还应考虑装置的可靠运行周期（即大修周期）和总使用寿命等。根据国内外经验，目前湿法脱硫烟囱钢内筒内衬防腐工艺主要有3类：第1类采用耐腐蚀的轻质隔热制品粘贴，隔绝烟气和钢内筒接触，如发泡耐酸玻璃砖内衬；第2类是贴衬薄板，采用耐酸腐蚀的金属合金薄板材作内衬，包括钛板、镍基合金板或铁-镍基耐蚀合金板等；第3类是采用耐酸耐热混凝土和玻璃鳞片涂层等防酸腐蚀涂料。

　　3.1耐蚀鳞片胶泥内衬鳞片和胶泥具有优良的耐腐蚀性能，其主要由树脂、鳞片、表面处理剂、悬浮触变剂等组成。其中对性能影响*大的是鳞片添加量及表面处理剂量，对施工性能影响较大的是悬浮触变剂等。它能有效防止腐蚀介质或水蒸汽的物理渗透，具有良好的抗渗透性、耐磨性、耐热性和较小的扯断伸长率。

　　由于鳞片胶泥具有抗渗性好、施工难度小、易修补、物理失效少和造价适中等优点，在电厂烟气脱硫系统中得到广泛应用，主要用于脱硫吸收塔、氧化塔、进料管等部位。由于需要较多的维护，在脱硫烟囱上应用较少。

　　3.2防腐涂料层+耐酸浇筑料在钢内筒内表面先涂刷防腐涂料层再加浇耐酸浇筑料，耐酸浇筑料层内一般配置与钢内筒相连结的钢丝网。此方案对防腐衬料施工要求较高，不能产生细微的裂缝，以免烟气渗入对烟囱钢内筒产生腐蚀。由于烟气会对防腐衬料产生腐蚀，需定期对钢内筒进行检修和维护，一般十几年就需对防腐衬料重新修补。

　　3.3发泡耐酸玻璃砖内衬发泡耐酸玻璃砖由美国汉高公司开发，玻璃砖和专用粘合材料的基本性能见表1.表1汉高55号玻璃砖的基本性能成分娃酸硼玻璃，无机，无粘合剂抗压强度/kPa弹性模量/kgcm-线涨系数/吸湿率/% 0.2（仅表面潮湿）发泡耐酸玻璃砖具有耐腐蚀和保温的双重性能，使原来的烟囱内衬和保温层结构合二为一。玻璃砖由专用的粘合材料直接粘贴于钢烟筒内表面，并且用粘合材料对玻璃砖间的缝隙勾（下转第27页）燃烧中心温度较高，对NOx生成量的影响也较小。

　　4结语实际锅炉是一个比较复杂的燃烧系统，影响锅炉效率和NOx排放的因素很多。本文通过对燃烧器改造前后相同工况下NOx排放量的对比分析得出：对实际锅炉，垂直和水平浓淡燃烧在NOx生成特性方面的差异很小；锅炉由水平浓淡改为垂直浓淡燃烧方式后，排烟温度有所下降，飞灰含碳量上升。

(完)