摘要：本文對火力發(fā)電廠“石灰石-石膏”濕法脫硫后煙囪防腐問題行了分析，希望能夠為相關(guān)工作提供一定的參考。
關(guān)鍵詞：火電廠;煙氣脫硫;煙囪防腐
1煙囪腐蝕環(huán)境分析
采用濕法脫硫技術(shù)之后，進入到煙囪內(nèi)部的煙氣以及煙囪的腐蝕環(huán)境主要具有以下幾個方面的特點[1]：
1)煙氣中的水分含量相對較高，煙氣相對濕度大，不設(shè)煙氣熱交換器時，煙氣溫度通常在45~50℃之間，遠遠低于硫酸以及亞硫酸的露點溫度，從吸收塔出來的煙氣接近于飽和狀態(tài)并且很快在煙囪中形成酸性液滴，同時在煙囪壁上凝結(jié)形成以硫酸以及亞硫酸為主的稀酸液，pH值大約在2.0左右。當(dāng)?shù)蜐舛人嵋旱臏囟仍?0~80℃之間時，煙氣具有較高的化學(xué)腐蝕性，即強腐蝕性煙氣，對結(jié)構(gòu)材料的腐蝕速度能夠達到常溫條件下的數(shù)倍。當(dāng)加設(shè)煙氣熱交換器時，煙氣溫度能夠達到80℃，此時僅僅在煙囪內(nèi)產(chǎn)生少量的冷凝稀酸液，同時煙囪處于負(fù)壓狀態(tài)下運行，煙氣對煙囪的腐蝕大大減輕。
2)煙氣在凈化之后，其中仍然會包含一定濃度的氯化物和氟化物，當(dāng)溫度低于60℃時，會形成冷凝液，并與其他酸液發(fā)生混合，導(dǎo)致煙氣的腐蝕性大幅度提高。
3)煙氣在經(jīng)過脫硫處理之后，溫度較低、上抽力小、流速慢，容易導(dǎo)致煙氣在煙囪內(nèi)部聚集，使煙囪內(nèi)部出現(xiàn)正壓區(qū)，這樣會對煙囪筒壁形成一定的滲透壓力，近而導(dǎo)致煙囪內(nèi)部密度較低的區(qū)域被酸性液體滲透，對煙囪內(nèi)部的承重結(jié)構(gòu)產(chǎn)生腐蝕，影響到結(jié)構(gòu)的耐久性。
4)在煙囪內(nèi)部存在著不均勻的煙氣流場，尤其是在煙囪的下部區(qū)域，煙氣的高速流動會夾帶石灰石漿液對煙囪的內(nèi)表面形成直接沖擊，對煙囪局部表面形成很強的沖刷腐蝕。
2煙囪防腐工程的技術(shù)建議
2.1新建擴建濕煙囪項目
新建擴建項目在設(shè)計方面，需要對煙囪方案進行合理的選擇，合理控制煙囪出口的流速，避免由于煙囪內(nèi)部延期流速過快產(chǎn)生酸液二次攜帶問題，緩解石膏雨的發(fā)生。在防腐工藝方面，需要嚴(yán)格按照GB50051—2013《煙囪設(shè)計規(guī)范》[2]對工藝進行嚴(yán)格控制，推薦使用鈦-鋼復(fù)合板內(nèi)筒方案，備選鋼內(nèi)筒貼襯賓高德方案。玻璃鋼濕煙囪也是具有較好效果的濕煙囪防腐解決方案，但是，從當(dāng)前國內(nèi)的現(xiàn)狀來看，需要暫緩該技術(shù)的推廣，需要對玻璃鋼煙囪的制作工藝、施工質(zhì)量以及機組的運行效果進行進一步的觀察。
2.2在役濕煙囪改造
以在役濕煙囪為基礎(chǔ)，對其進行防腐改造，方案的選擇相對復(fù)雜度較高，需要結(jié)合各電廠機組、燃料、原有煙囪設(shè)計的實際情況以及機組剩余服役年限等進行綜合考慮煙囪防腐改造方案，以實現(xiàn)壽命期內(nèi)的最大化經(jīng)濟效益為目標(biāo)，進行必要的綜合經(jīng)濟效益對比，同時，需要充分考慮采取防止煙囪雨的有效措施。
從當(dāng)前的認(rèn)識來看，建議機組在可預(yù)見的剩余服役年限在5年以上的，采用具有較高可靠性的鈦—鋼復(fù)合板或者進口賓高德防腐技術(shù)，而針對機組可預(yù)見性的剩余服役年限在5年以下的，在通過綜合的分析之后，并在系統(tǒng)的質(zhì)量管控及檢測措施保證的基礎(chǔ)上，可以選擇雜化聚合物等高性能重防腐涂層。
2.3進行整體聯(lián)合設(shè)計
通過進行優(yōu)良的脫硫除霧器、除塵器設(shè)計能夠使脫硫系統(tǒng)所夾帶的酸液量大幅度下降，同時還能降低酸液中石膏以及粉塵等固態(tài)顆粒物的含量，這對于治理煙囪雨非常有利。另外，經(jīng)過脫硫之后的凈煙氣煙道也是酸液泠凝較為集中的區(qū)域，該區(qū)域的保溫和內(nèi)部支撐形式以及延期的流動形式都會直接影響到液滴的二次夾帶。因此，采用脫硫系統(tǒng)以及煙囪整體聯(lián)合設(shè)計的方案在進行石膏雨的治理方面非常有必要。
2.4加強連接煙道的防腐處理
脫硫系統(tǒng)到煙囪入口的煙道部分也是腐蝕問題較為集中的區(qū)域，但是，由于該部分煙道具有較好的檢修條件，因此，采用碳鋼襯玻璃鱗片膠泥的方案能夠很好地滿足防腐要求。采用玻璃鱗片方案需要注意以下兩方面的問題[3]：
第一，入孔門的設(shè)計需要基于“方便人員進出、方便檢修工作”為原則進行，且入口門外側(cè)需要緊靠檢修平臺;
第二，煙道底部由于外側(cè)包覆保溫層的存在，當(dāng)煙道底部積灰而底板出現(xiàn)大面積腐蝕時，在光線較差的情況下，容易發(fā)生坍塌事故，因此，煙道底部的防腐設(shè)計應(yīng)該考慮加大安全系數(shù)，從而提高防腐方案的可靠性。
2.5取消煙氣再熱系統(tǒng)
根據(jù)國外相關(guān)管理經(jīng)驗，建議直接采用濕煙囪設(shè)計方案，在濕式脫硫系統(tǒng)后面取消或者不再增設(shè)回轉(zhuǎn)式煙氣再熱系統(tǒng)?；剞D(zhuǎn)式煙氣再熱系統(tǒng)由于存在煙氣的攜帶和泄漏問題，原煙氣會對凈煙氣形成污染，設(shè)備及運行成本較高。另外，換熱元件容易發(fā)生堵塞，對電廠運行可靠性產(chǎn)生了較大的負(fù)面影響。根據(jù)相關(guān)研究結(jié)果來看，在正常再熱溫度范圍內(nèi)，煙氣再熱將導(dǎo)致小霧滴蒸發(fā)，對于來自沉積液膜的煙氣流二次夾卷的較大液滴的蒸發(fā)作用十分有限。
相對于煙囪高度來說，再熱使煙羽抬升的高度也是有效的，通常在3~6m之間。水汽煙羽的形成在較大程度上受到氣象條件的影響。實際上，要想通過再熱消除所有氣象條件下的煙羽基本上是不可能實現(xiàn)的。在典型的再熱情況下，煙羽的可見長度比濕煙羽的可見長度少1/3左右。但是采用濕煙囪防腐設(shè)計方案能夠更好地提高機組的熱效率，降低維修費用，提高機組運行可靠性，具有更高的經(jīng)濟效益。
3結(jié)束語
火力發(fā)電廠在采用“石灰石-石膏”濕法脫硫(WFGD)工藝之后，對濕煙囪的防腐是非常有必要的，采用何種防腐方案需要結(jié)合具體的煙囪結(jié)構(gòu)特點、服役年限等因素進行綜合考慮，合理選擇。同時，隨著高性能防腐材料的不斷開發(fā)以及煙囪防腐措施的不斷優(yōu)化，濕煙囪防腐工程的可靠性和經(jīng)濟性將不斷提高。
參考文獻：
[1]李震，孫平.火電廠脫硫濕煙囪防腐若干問題[J].全面腐蝕控制，2013(2)：28-30.
[2]賀朝鑄，代萬昆，韓朋成，等.火電廠煙囪防腐的解決方案[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2013(3)：63-65.
[3]張自麗.火電廠煙囪防腐進展研究[J].中國電業(yè)(技術(shù)版)，2011(8)：38-40.
關(guān)鍵詞：火電廠;煙氣脫硫;煙囪防腐
1煙囪腐蝕環(huán)境分析
采用濕法脫硫技術(shù)之后，進入到煙囪內(nèi)部的煙氣以及煙囪的腐蝕環(huán)境主要具有以下幾個方面的特點[1]：
1)煙氣中的水分含量相對較高，煙氣相對濕度大，不設(shè)煙氣熱交換器時，煙氣溫度通常在45~50℃之間，遠遠低于硫酸以及亞硫酸的露點溫度，從吸收塔出來的煙氣接近于飽和狀態(tài)并且很快在煙囪中形成酸性液滴，同時在煙囪壁上凝結(jié)形成以硫酸以及亞硫酸為主的稀酸液，pH值大約在2.0左右。當(dāng)?shù)蜐舛人嵋旱臏囟仍?0~80℃之間時，煙氣具有較高的化學(xué)腐蝕性，即強腐蝕性煙氣，對結(jié)構(gòu)材料的腐蝕速度能夠達到常溫條件下的數(shù)倍。當(dāng)加設(shè)煙氣熱交換器時，煙氣溫度能夠達到80℃，此時僅僅在煙囪內(nèi)產(chǎn)生少量的冷凝稀酸液，同時煙囪處于負(fù)壓狀態(tài)下運行，煙氣對煙囪的腐蝕大大減輕。
2)煙氣在凈化之后，其中仍然會包含一定濃度的氯化物和氟化物，當(dāng)溫度低于60℃時，會形成冷凝液，并與其他酸液發(fā)生混合，導(dǎo)致煙氣的腐蝕性大幅度提高。
3)煙氣在經(jīng)過脫硫處理之后，溫度較低、上抽力小、流速慢，容易導(dǎo)致煙氣在煙囪內(nèi)部聚集，使煙囪內(nèi)部出現(xiàn)正壓區(qū)，這樣會對煙囪筒壁形成一定的滲透壓力，近而導(dǎo)致煙囪內(nèi)部密度較低的區(qū)域被酸性液體滲透，對煙囪內(nèi)部的承重結(jié)構(gòu)產(chǎn)生腐蝕，影響到結(jié)構(gòu)的耐久性。
4)在煙囪內(nèi)部存在著不均勻的煙氣流場，尤其是在煙囪的下部區(qū)域，煙氣的高速流動會夾帶石灰石漿液對煙囪的內(nèi)表面形成直接沖擊，對煙囪局部表面形成很強的沖刷腐蝕。
2煙囪防腐工程的技術(shù)建議
2.1新建擴建濕煙囪項目
新建擴建項目在設(shè)計方面，需要對煙囪方案進行合理的選擇，合理控制煙囪出口的流速，避免由于煙囪內(nèi)部延期流速過快產(chǎn)生酸液二次攜帶問題，緩解石膏雨的發(fā)生。在防腐工藝方面，需要嚴(yán)格按照GB50051—2013《煙囪設(shè)計規(guī)范》[2]對工藝進行嚴(yán)格控制，推薦使用鈦-鋼復(fù)合板內(nèi)筒方案，備選鋼內(nèi)筒貼襯賓高德方案。玻璃鋼濕煙囪也是具有較好效果的濕煙囪防腐解決方案，但是，從當(dāng)前國內(nèi)的現(xiàn)狀來看，需要暫緩該技術(shù)的推廣，需要對玻璃鋼煙囪的制作工藝、施工質(zhì)量以及機組的運行效果進行進一步的觀察。
2.2在役濕煙囪改造
以在役濕煙囪為基礎(chǔ)，對其進行防腐改造，方案的選擇相對復(fù)雜度較高，需要結(jié)合各電廠機組、燃料、原有煙囪設(shè)計的實際情況以及機組剩余服役年限等進行綜合考慮煙囪防腐改造方案，以實現(xiàn)壽命期內(nèi)的最大化經(jīng)濟效益為目標(biāo)，進行必要的綜合經(jīng)濟效益對比，同時，需要充分考慮采取防止煙囪雨的有效措施。
從當(dāng)前的認(rèn)識來看，建議機組在可預(yù)見的剩余服役年限在5年以上的，采用具有較高可靠性的鈦—鋼復(fù)合板或者進口賓高德防腐技術(shù)，而針對機組可預(yù)見性的剩余服役年限在5年以下的，在通過綜合的分析之后，并在系統(tǒng)的質(zhì)量管控及檢測措施保證的基礎(chǔ)上，可以選擇雜化聚合物等高性能重防腐涂層。
2.3進行整體聯(lián)合設(shè)計
通過進行優(yōu)良的脫硫除霧器、除塵器設(shè)計能夠使脫硫系統(tǒng)所夾帶的酸液量大幅度下降，同時還能降低酸液中石膏以及粉塵等固態(tài)顆粒物的含量，這對于治理煙囪雨非常有利。另外，經(jīng)過脫硫之后的凈煙氣煙道也是酸液泠凝較為集中的區(qū)域，該區(qū)域的保溫和內(nèi)部支撐形式以及延期的流動形式都會直接影響到液滴的二次夾帶。因此，采用脫硫系統(tǒng)以及煙囪整體聯(lián)合設(shè)計的方案在進行石膏雨的治理方面非常有必要。
2.4加強連接煙道的防腐處理
脫硫系統(tǒng)到煙囪入口的煙道部分也是腐蝕問題較為集中的區(qū)域，但是，由于該部分煙道具有較好的檢修條件，因此，采用碳鋼襯玻璃鱗片膠泥的方案能夠很好地滿足防腐要求。采用玻璃鱗片方案需要注意以下兩方面的問題[3]：
第一，入孔門的設(shè)計需要基于“方便人員進出、方便檢修工作”為原則進行，且入口門外側(cè)需要緊靠檢修平臺;
第二，煙道底部由于外側(cè)包覆保溫層的存在，當(dāng)煙道底部積灰而底板出現(xiàn)大面積腐蝕時，在光線較差的情況下，容易發(fā)生坍塌事故，因此，煙道底部的防腐設(shè)計應(yīng)該考慮加大安全系數(shù)，從而提高防腐方案的可靠性。
2.5取消煙氣再熱系統(tǒng)
根據(jù)國外相關(guān)管理經(jīng)驗，建議直接采用濕煙囪設(shè)計方案，在濕式脫硫系統(tǒng)后面取消或者不再增設(shè)回轉(zhuǎn)式煙氣再熱系統(tǒng)?；剞D(zhuǎn)式煙氣再熱系統(tǒng)由于存在煙氣的攜帶和泄漏問題，原煙氣會對凈煙氣形成污染，設(shè)備及運行成本較高。另外，換熱元件容易發(fā)生堵塞，對電廠運行可靠性產(chǎn)生了較大的負(fù)面影響。根據(jù)相關(guān)研究結(jié)果來看，在正常再熱溫度范圍內(nèi)，煙氣再熱將導(dǎo)致小霧滴蒸發(fā)，對于來自沉積液膜的煙氣流二次夾卷的較大液滴的蒸發(fā)作用十分有限。
相對于煙囪高度來說，再熱使煙羽抬升的高度也是有效的，通常在3~6m之間。水汽煙羽的形成在較大程度上受到氣象條件的影響。實際上，要想通過再熱消除所有氣象條件下的煙羽基本上是不可能實現(xiàn)的。在典型的再熱情況下，煙羽的可見長度比濕煙羽的可見長度少1/3左右。但是采用濕煙囪防腐設(shè)計方案能夠更好地提高機組的熱效率，降低維修費用，提高機組運行可靠性，具有更高的經(jīng)濟效益。
3結(jié)束語
火力發(fā)電廠在采用“石灰石-石膏”濕法脫硫(WFGD)工藝之后，對濕煙囪的防腐是非常有必要的，采用何種防腐方案需要結(jié)合具體的煙囪結(jié)構(gòu)特點、服役年限等因素進行綜合考慮，合理選擇。同時，隨著高性能防腐材料的不斷開發(fā)以及煙囪防腐措施的不斷優(yōu)化，濕煙囪防腐工程的可靠性和經(jīng)濟性將不斷提高。
參考文獻：
[1]李震，孫平.火電廠脫硫濕煙囪防腐若干問題[J].全面腐蝕控制，2013(2)：28-30.
[2]賀朝鑄，代萬昆，韓朋成，等.火電廠煙囪防腐的解決方案[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2013(3)：63-65.
[3]張自麗.火電廠煙囪防腐進展研究[J].中國電業(yè)(技術(shù)版)，2011(8)：38-40.
