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國內脫硫煙囪防腐的現狀與發展

發布時間:2009.07.18    新聞來源:江蘇新大高空公司    瀏覽次數:

一、概述
    目前,對于煙氣脫硫裝置的設計施工和運行經驗已日臻完善,但對脫硫機組煙氣排放的關鍵設備:脫硫煙囪防腐、脫硫煙囪高空防腐、脫硫煙囪防腐公司、脫硫煙囪防腐施工、煙囪的防腐,卻沒有引起足夠的關注。因此,本文將對國內目前脫硫后煙囪防腐現狀及發展作一些簡要的分析和論述。
    我國是一個能源結構以燃煤為主的國家,大氣污染屬煤煙型污染,粉塵、二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOX)是電廠對大氣的主要污染物,其中二氧化硫造成了酸雨等污染情況。因此,對二氧化硫的防治是勢在必行。目前,國內外燃煤火電廠中煙氣脫硫(簡稱“FGD”),是控制二氧化硫排放的主要措施,其中石灰石—石膏濕法脫硫是當今世界各國應用最多和最成熟的工藝。國家發展和改革委員會2005年5月25日發布的《關于加快火電廠煙氣脫硫產業化發展的若干意見》發改環資[2005]757號文件第四條火電廠煙氣脫硫工藝技術選擇原則規定:燃用含硫量大于1%煤(含1%)并且容量大于200MW(含200MW)的機組,建設煙氣脫硫設施應重點考慮采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝技術。國家環境保護總局已于2005年6月24日發布了第27號文件《火電廠煙氣脫硫工程技術規范石灰石/石灰-石膏法》HJ/T179-2005,這說明電力行業及國家有關部門已明確將石灰石—石膏濕法脫硫工藝確定為火電廠煙氣脫硫的主導工藝。
二、脫硫工藝簡況
    濕法脫硫工藝主要流程是:鍋爐的煙氣從引風機出口側的煙道接口進人煙氣脫硫(FGD)系統。在煙氣進人脫硫吸收塔之前,通過煙氣一煙氣加熱器(GGH),將煙氣的熱量傳輸給吸收塔出口的煙氣,使吸收塔人口煙氣降低,有利于吸收塔安全運行,同時吸收塔出口的清潔煙氣則由GGH 升溫換熱,使煙氣溫度升高,有利于煙氣排放。經過GGH 加熱器加熱后煙氣溫度一般在80 C左右,可使煙囪出口處達到更好的擴散條件和避免煙氣形成白霧。GGH 之前設增壓風機, 以克服脫硫系統的阻力,加熱后的清潔煙氣靠增壓風機的傳送排人煙囪。在鍋爐啟動過程或脫硫裝置因故障而解列時,煙氣可不進人脫硫裝置,而通過旁路煙道進人煙囪排向大氣。
三、 脫硫煙氣的特點和腐蝕性
1、脫硫煙氣的特點
  濕法脫硫工藝對煙氣中的SO2脫除效率很高,但對造成煙氣腐蝕主要成分的SO3脫除效率不高,約20%左右。 進行濕法脫硫處理的煙氣濕度大,溫度低,煙氣有結露現象。脫硫處理后的煙氣一般還含有氟化氫和氯化物等強腐蝕性物質,是一種腐蝕強度高、滲透性強、且較難防范的低溫高濕稀酸型腐蝕氣體。
2、 脫硫煙氣的腐蝕性
    按照“國際工業煙囪協會(CICIND)”的設計標準要求,燃煤電廠脫硫煙囪雖然在脫硫過程中已除去了大部分的氧化硫,脫硫后由于煙氣濕度通常較大,溫度很低,且煙氣中單位體積的稀釋硫酸含量相應增加。因而,處于脫硫系統下游的煙囪,其煙氣通常被視為“高”化學腐蝕等級,即強腐蝕性煙氣等級,因而煙囪應按強腐蝕性煙氣來考慮煙囪結構的安全性設計。
3、脫硫煙氣對煙囪的影響
    (1)煙氣濕度大,在煙氣壓力和濕度梯度的雙重作用下,使煙囪內側結構致密度差的材料易遭到腐蝕,影響結構耐久性。
    (2) 低濃度酸液比高濃度酸液的腐蝕性更強。
    (3)酸液的溫度在40~80 C時,對結構材料的腐蝕性更強。以鋼材為例,40~80 C時的腐蝕速度比在其它溫度時高出約3~8倍。
    由此可知,排放脫硫煙氣的煙囪比排放普通煙氣的煙囪對防腐蝕設計要求更高。
四、脫硫煙囪設計方案的現狀
   在我國,煙氣脫硫處理還屬于起步階段,已建成投運、且完全按煙氣脫硫處理運行的火力發電廠工程大多是新建工程,運行時間較短。因此,煙氣脫硫后煙囪腐蝕的調查和研究資料都較少,經驗也有限。在國家和電力行業煙囪的現行設計標準中,均未對進行脫硫處理的煙囪防腐設計做出具體規定,只是從煙氣的腐蝕性等級對煙囪的防腐設計進行了要求。
1、國內煙囪設計資料說明
  按照國家標準《煙囪設計規范》GB50051-2002第10.2.2條和電力行業標準《火力發電廠土建結構設計技術規定》DL5022-93第7.4.4條的要求:當排放強腐蝕性煙氣時,宜采用多管式或套筒式煙囪結構型式,即把承重的鋼筋混凝土外筒和排煙內筒分開,使外筒受力結構不與強腐蝕性煙氣相接觸。
  電力行業標準《火力發電廠土建結構設計技術規定》DL5022-93第7.1.2條還要求:600MW機組宜采用一臺爐配一座煙囪(一根排煙管)方案。
2、國外煙囪設計資料說明
  從目前了解的國外煙囪資料看,火電廠煙囪基本上都是套筒式或多管式煙囪,且以鋼內筒多管式煙囪為主。對套筒式或多管式煙囪,排煙內筒的結構材料選擇一般有兩種:鋼內筒型結構和磚砌內筒型結構。在煙囪出口煙速方面 煙囪的選型應能符合環保要求,從材料的抗滲密閉性、耐久性、施工周期等方面來看,脫硫煙囪采用鋼內筒優于磚砌內筒。
五、脫硫煙囪國內實施現狀
    在國家發改委、國家環保局、電力行業等相關政策及有關文件中,對脫硫煙囪防腐無強制性規定。因此,國內大多數電廠未對脫硫后的煙囪進行防腐,但在大唐集團的內部文件中對其所屬電廠有要求,但無具體的脫硫煙囪防腐方案。
    1、在新建電廠(含脫硫)項目中,600MW機組普遍采用套筒多管式鋼內筒煙囪,每爐設1個直徑6 m 鋼排煙囪,目前我國設計的600MW 機組電廠多采用此類型煙囪。多管式鋼內筒煙囪是目前國際上通用的一種電廠煙囪型式,它的主要優點是:結構自重輕,氣密性好,煙氣流速穩定,煙氣擴散效果好,便于維護檢修,結構溫度應力小,可避免鋼筋混凝土外筒出現裂縫和腐蝕,提高電廠煙囪的整體耐久性能。多管式鋼內筒煙囪的結構形式是脫硫后電廠煙囪首選方案之一。多管式鋼內筒煙囪造價較普通鋼筋混凝土煙囪要高。
    2、脫硫煙囪防腐目前國內電廠采用的鋼內筒有以下幾種材料:
    (1)普通碳鋼;國內大多數電廠采用
    (2)JNS耐硫酸露點鋼板(濟南鋼鐵公司);山東鄒縣發電廠、洛陽新安電廠、福建南浦發電廠等
    (3)SM41A(日本進口);上海石洞口第二電廠等
    (4)NS(寶鋼集團上鋼三廠);上海外高橋電廠等
煙囪內筒選擇一個合適的內襯,必須考慮以下幾方面的因素:
    (1)技術可行性,滿足復雜化學環境下的防腐要求;
    (2)經濟合理,較低的建筑成本,一次性投資費用要低;
    (3)施工條件好,質量控制方便,施工周期短;
    (4)運行維護費用低,并且方便檢修。
    (5)裝置的可靠運行周期(即大修周期)和總使用壽命。
3、脫硫煙囪防腐目前國內電廠采用的鋼內筒內襯防腐有以下幾種材料:
    (1)采用耐酸腐蝕的金屬合金薄板材作內襯,內襯材料包括鎳基合金板(C-276、C22)、鈦板(TiCr2)等;福建漳州后石電廠、江蘇常熟電廠等
    (2)采用耐腐蝕的輕質隔熱的制品粘貼,隔絕煙氣和內筒接觸,如發泡耐酸玻璃磚內襯;廣東珠海電廠、廣東湛江奧里油發電廠、江蘇利港發電廠等
    (3)第三類采用耐酸、耐熱、隔熱、保溫;隔絕煙氣和鋼內筒接觸,使用噴涂方式內襯安裝,如VP煙囪內襯;國內無業績
    (4)玻璃鱗片、聚脲等涂層防酸腐蝕涂料;揚州二電廠、山東鄒縣發電廠、洛陽新安電廠等
六、脫硫煙囪防腐的發展與前景
    目前,國內新建電廠一般多數要求對脫硫后的煙囪進行防腐,但采用的煙囪內筒及防腐材料各不相同。這其中除經濟因素和技術因素外,更重要的是脫硫行業在我國才剛剛起步,而煙氣脫硫對煙囪的腐蝕在短期內不易發現,但脫硫后的煙囪需要防腐這一觀點在脫硫行業已達成共識。
    由于煙囪防腐結構的特殊性,煙囪的運行應考慮長期和穩定。據了解,國內部分電廠對未上脫硫前的煙囪已開始防腐,其主要是對煙囪內筒粉刷防腐涂料,但采用的防腐涂料又各不相同。其實作為電廠的煙囪,我們不能將它看成是純粹的一種土建構筑物,應該將它看成是一種設備,但這一設備對電廠機組的安全運行、發電量等影響巨大,直接經濟損失可高達幾千萬。

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