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电厂烟囱防腐

发布时间:2018-12-10 09:47:12 浏览次数:367
电厂烟囱防腐的原因
    
      电厂烟囱防腐 烟囱是火电厂建筑中一座必不可少的构筑物,为达到长期安全运行,其结构的耐久性就占有相当重要的地位。1984年~1985年,西北、华北、西南以及山东等电力设计院对各自设计的钢筋混凝土单筒烟囱进行安全检查,发现约有62.3%的烟囱存在不同程度的腐蚀,这不仅直接威胁烟囱的使用寿命,而且还影响电厂的安全运行。在火力发电厂钢筋混凝土烟囱中,为了防止烟气温度和烟气成分对其的腐蚀,传统结构是内衬+隔热层。腐蚀从内衬开始逐渐移向筒壁,先腐蚀结构薄弱部位后逐渐扩大。内衬的灰缝,筒壁裂缝或混凝土不密实处,都是先行腐蚀的部位。

      电厂烟气的腐蚀性成分主要有SO2、HCl、NO2及盐雾等,甚至有的烟气中含有氢氟酸强腐蚀气体存在,有酸碱腐蚀,低温烟气也会有冷凝水腐蚀。而且还在脱硫过程中,又具有酸碱介质交替的特性,因此设备腐蚀严重,防腐条件要求比较苛刻,同时烟气流速一般都在5米/秒以上,粉尘颗粒物粒径大小在0.3毫米以上,粉尘浓度在10%以上,对烟囱内壁有冲刷磨损。

电厂烟囱的防腐方法与措施  
 
   
    目前国内电厂用的最多的还是碳钢涂玻璃鳞片,玻璃鳞片材料固化后易呈脆性,耐温特性和耐温度冲击特性较差,极易造成鳞片衬里在高温和温度冲击下,发生开裂、脱层现象。
    湿法脱硫工艺主要流程是:锅炉的烟气通过烟道接口进入烟气脱硫(FGD)系统,在进入脱硫吸收塔之前烟气经增压风机进行增压用以克服脱硫系统的阻力,然后进入烟气加热器(GGH,即换热器),GGH 加热器的主要作用是将入口处的烟气热量通过热交换传递给吸收塔出口的烟气,此时出口处烟气温度可达到80℃左右,加热后的清洁烟气在增压风机的压力作用下排入烟囱,为烟气出口处的烟气扩散提供很好的条件从而避免因烟气温度过低的接结露现象,同时,通过热量交换,吸收塔入口烟气温度降低,保证吸收塔运行安全。

脱硫后烟气的物理化学性质变化

     从化学成分上看,湿法脱硫工艺对SO2的脱除效率很高(90%左右),但是对SO3的脱除效率并不高(约20%左右),而SO3正是烟气腐蚀的重要成分,除此之外,烟气中还存在未经净化处理的NOX、HF、HCl等腐蚀性化合物。经湿法脱硫后,烟气温度降低,未加烟气换热器(GGH)时,温度在40℃~50℃,加装烟气换热器(GGH)装置后烟气温度可达到80℃左右。

    不管加不加换热器(GGH),在40℃~80℃之间SO2、SO3、NOX、等腐蚀性气体在低温、高湿的环境下易与水蒸气反应生成稀酸溶液(如亚硫酸、硫酸、硝酸等),这些稀酸液滴附着在烟道上,对烟囱钢质结构形成点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀等强腐蚀作用,因为与同浓度的酸溶液相比,该温度(40℃~80℃)下的稀酸腐蚀性要高3~8 倍。

    从热力学角度,烟气湿度大,密度高,导致烟气的自抽吸能力下降,不易向上扩散;烟气内压力发生改变,正压区范围扩大,在正压力的作用下,烟气通过内衬裂缝渗透到内筒的能力增强,导致腐蚀加剧;烟气中的高速固体粒子流对非金属内衬材料以及金属构件产生冲蚀磨损作用:腐蚀和磨损成为导致脱硫系统安全隐患和使用寿命低的主要因素。

烟囱防腐蚀内衬材料的基本要求

   对烟囱防腐蚀内衬材料进行选择时必须注意烟囱内衬材料以下几方面的特性如技术上可行。满足复杂工况下的防腐蚀要求。

1,耐酸性

     由于我国在脱硫防腐蚀方面还处在初级阶段,相应的技术和行业规范还不完善,国家和电力行业现行的与烟囱设计相关的标准中,均未对烟囱防腐脱硫处理的设计做出具体规定,只是对烟气的腐蚀性等级方面作出了规定,国际工业烟囱协会(CICIND)的设计标准指出,烟囱经湿法脱硫后,烟气湿度较大,温度很低,腐蚀性增强即烟气中稀硫酸的浓度相应提高。烟囱由于处于整个脱硫系统尾部,其烟气的腐蚀性较强常被规定为强腐蚀性烟气,故烟囱应按强腐蚀性类型设计。湿烟气的这种强腐蚀性一旦腐蚀了排烟筒酸液会迅速渗透到外筒的钢筋混凝土结构,整个烟囱结构存在倒塌的危险,造成极大的安全隐患。

    火电厂燃煤排放的烟气中包含大量的 SO2、SO3、HCl、HF 等腐蚀性气体,它们与烟气中的水蒸气结合冷凝生成酸液并沉积附着在烟囱筒壁上,虽然浓度低,但腐蚀性却高于浓酸。

2,耐热性(耐温性能)

   考虑脱硫系统加 GGH、不加GGH 及系统故障时的综合情况,不加换热器时烟气温度在40℃到50℃之间;加换热器装置后,烟气温度可提升至80℃左右;由于某些工艺设计或故障原因,烟气不经湿法脱硫装置直接进入烟道,此时烟气温度较高可达到200℃以上,因此内衬材料至少要能耐200℃的高温。

3,耐温变性(抗热震性能 thermal shock resistance)

    由于不同工况下的烟气温度差异很大,烟气温度较低可达40℃较高可达200℃以上,所以内衬材料要有承受这个冷热交替变换的能力。

4,耐磨性

    进入烟道的烟气中含有大量固体颗粒,这些固体颗粒随烟气高速流动,对烟囱内壁产生冲刷磨损作用,又由于烟囱长期连续运行(要求10年或20年连续运行),长期的磨损是导致内衬材料失效的主要原因之一,所以要求内衬材料要有优良的耐冲蚀磨损性能。

5,附着性

    烟囱内壁防护材料与烟囱基体要有优良的粘结性能,能够在温度多次反复冷热交替变化后,仍能保证与基体之间较高的粘结强度,内衬材料不脱落,才能保证烟囱长期可靠运行。

     经济上合理。满足防腐蚀要求的基础上,考虑我国的国情和实际,尽量使成本降到较低。在这里应该避开成本计算的误区,不能仅仅计算单位面积的材料费用,还应考虑由于材料的应用所带来的:施工成本、安全成本、维修成本,更为科学的计算方法还应包括因材料失效造成的停工大修(维修)带来的其他成本。施工条件良好。施工难度低,施工周期短。
运行维护费用低,使用寿命长,方便检修。
 

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