30-F300103E-T01北仑发电厂三期2×1000MW机组工程
脱硫烟囱防腐技术改造
专题报告
中国电力工程顾问集团华东电力设计院
工程设计甲级090001-SJ 工程勘测综合类甲级090001-KJ
2010年11月上海
北仑发电厂三期2×1000MW机组工程脱硫烟囱防腐技术改造专题报告
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目录
1北仑发电厂三期工程烟囱简况
2 钢排烟内筒烟囱内衬常用防腐方案
3 施工工艺对烟囱防腐的影响
4 北仑发电厂三期烟囱运行情况
5 北仑发电厂三期烟囱防腐技术改造方案
6 烟囱防腐技术改造方案比较
1北仑发电厂三期工程烟囱简况
北仑发电厂三期工程烟囱布置见下图。
2Χ1000MW机组，排烟内筒按“一炉配一管”的配置；布置一双管钢内筒烟囱，烟囱高240米，钢排烟内筒直径为7.5米。
烟囱的运行工况为排放经湿法脱硫后的烟气，无GGH系统，并考虑旁路运行的情况。钢排烟内筒采用粘贴泡沫玻化砖防腐。
2 钢排烟内筒烟囱内衬常用防腐方案
钢内筒的防水抗渗性能优越，但钢筒本身不耐烟气结露液的腐蚀。为此，需在钢内筒内
侧做防腐内衬。
烟囱钢内筒防腐内衬材料的选择，必须考虑以下几方面的因素：
1) 技术可行性，满足烟囱复杂化学环境下的防腐要求；
2) 经济合理，较低的建筑成本，一次性投资费用较低；
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，并且方便检修维护。
结合我国实际情况，烟囱钢内筒内侧防腐内衬材料可有如下几种选择：
1) 钛板；
2) Henkel玻璃砖；
3) 泡沫玻化砖；
4) 泡沫防腐玻璃砖
5) 玻璃鳞片。
针对近几年火电厂烟气湿烟囱腐蚀的问题比较突出情况，华东电力设计院作为烟囱设计
单位，本着对工程负责的精神，正在进行科研项目“燃煤电厂湿烟囱设计研究”，项目的主要任务是对我设计的运行湿烟囱进行普查调研，掌握湿烟囱运行现状，找出产生烟囱腐蚀的原
因和解决问题的方法，以使电厂湿烟囱及时的维护，确保机组的可靠运行。
到目前为止，已普查了15座脱硫烟囱。各种防腐内衬材料性能及施工使用等情况，目前掌握的信息如下。
2.1 钢内筒衬钛板
钛是一种很耐腐蚀的材料，这是由于钛的表面容易生成稳定的钝化膜，钝化膜是由几纳
米到几十纳米厚的极薄的氧化钛构成，在许多环境中是很稳定的，并且一旦局部破坏还具有
瞬间再修补的特性。因此，钛在酸性、碱性、中性盐水溶液中和氧化性介质中具有很好的稳
定性，比现有的不锈钢和其它有色金属的耐腐蚀性都好，甚至可与铂比美。但也必须认识到
这层氧化膜被破坏后，若不存在修复的环境介质，这时钛的腐蚀速度比铁还大。
下图为国外资料反应的烟气温度与结露酸液浓度、不同钛材的腐蚀速率曲线。
根据钛板材料的耐腐特性，一般认为，钛板合金内衬是不带再加热装置(GGH)海水脱硫系统较好的烟气耐腐材料。对再加热装置(GGH)湿法脱硫系统，相关资料显示，硫酸在沸腾情况下，即使是浓度达0.5%的硫酸也对钛板有强烈的腐蚀，从温度和硫酸这两个参数来看，温度对钛板的腐蚀影响更为严重。脱硫后烟气中还含有大量的氧化性介质，这对保护钛板表面的氧化膜是有好处的，从另一方面又降低了硫酸的侵蚀。
需要注意的是，钛板与碳钢不宜直接焊接，因其相融形成的金属是不耐腐蚀的。为此，钢内筒衬板有二种工艺：
1)现场挂贴
现场挂贴工艺如下图示。
现场挂贴避免了钛板与碳钢直接焊接，但首先要在钛板端部做一个碳钢压条。压条加工有压接和铆接等方法，据说台塑福建省漳州后石电厂采用日本钛板，到美国压接后，才运到现场安装。
挂贴工艺由于不是钛板与碳钢整体结合，在烟气的影响下，钛板可能会发生“呼吸”现象，导致钛板疲劳破坏。
国内台塑福建省漳州后石电厂采用现场挂贴钛板内衬。
2)爆炸复合。
正确的复合钛板连结如下图A示。
图B示复合钛板连结，钛板焊接时已融碳钢，不很合适。
钢内筒衬钛板工程后石电厂现场挂贴钛板，发现有拳头大小一腐蚀孔，该烟囱运行时间
不到十年。
我院目前共调查了2座复合钛板脱硫烟囱，情况如下：
1 除积灰后烟囱内表面钛板，表面光滑，无任何点坑
2 烟筒内表面有1～2mm厚度灰（浆），复合钛板表面有轻微腐蚀
3．20米标高处钢排烟筒内侧复合钛板有一处制造缺陷，局部钛板层缺损
4．100高处钢排烟筒内侧复合钛板有一处焊接接头缺陷
从调查的情况看，一座复合钛板烟囱使用后情况良好，另一座复合钛板烟囱总体使用情况良好，但表面有轻微腐蚀，此外还暴露出了复合钛板加工和施工一些缺陷，但不影响整个
3．20米标高处钢排烟筒内侧复合钛板有一处制造缺陷，局部钛板层缺损
4．100高处钢排烟筒内侧复合钛板有一处焊接接头缺陷
从调查的情况看，一座复合钛板烟囱使用后情况良好，另一座复合钛板烟囱总体使用情况良好，但表面有轻微腐蚀，此外还暴露出了复合钛板加工和施工一些缺陷，但不影响整个
结料在烟囱的使用寿命在30~40年。Henkel公司从1979年开始，已将发泡玻璃砖应用于烟囱内衬，至今已有近30多年的应用经验。
进口Henkel防腐玻璃砖施工完成后内侧情况件上图。
我院目前共调查了1座进口Henkel防腐玻璃砖脱硫烟囱，情况如下：
烟囱防腐砖内壁
从调查的情况看，国内第1座进口Henkel防腐玻璃砖总体使用情况良好，运行至今未做任何检修，未出现腐蚀钢排烟筒现象。
2.2.2 泡沫防腐玻化砖
防腐轻质泡沫玻化砖是国内相关企业，根据Henkel防腐发泡玻璃砖的技术特性，研制开发的替代产品，经检测，其耐腐蚀、强度等主要技术性能与Henkel防腐发泡玻璃砖技术性能相当。
泡沫玻化砖首先在外高桥第三发电厂1000MW工程湿法脱硫烟囱中运用。
我院目前共调查了3座泡沫玻化砖脱硫烟囱，情况如下：
防腐泡沫玻化砖施工情况见下图。
防腐泡沫玻化砖运行后内侧情况件下图。
从调查的情况看，均未出现泡沫玻化砖运行后腐蚀和脱落现象。停机后，但每座烟囱均存在不同程度不同的冷凝液反渗情况，说明泡沫玻化砖施工时有局部胶缝不密实的情况。
至今，１座烟囱运行情况良好，２座烟囱均出现了程度不同的钢排烟筒腐蚀情况。
2.2.3 国产泡沫玻璃砖
国产泡沫玻璃砖是国内相关企业，根据Henkel防腐发泡玻璃砖的技术特性，研制开发的替代产品。
国内玻璃砖企业生产，其产品原主要是用于保温，用于烟囱内衬。
国产防腐玻璃砖施工情况件下图。
采用国产防腐玻璃砖的工程较多，部分工程出现了问题，比较典型的有： a)某电厂工程，如下图示。
在烟道口处，钢内筒因内侧国产防腐玻璃砖脱落，而导致钢内筒腐蚀穿。
b) 某电厂工程，如下图示。
钢内筒因内侧国产防腐玻璃砖胶缝不密实，而导致钢内筒腐蚀穿。
c) 某电厂工程，如下图示。
我院目前共调查了1座泡沫玻化砖脱硫烟囱，情况如下：
从调查的情况看，出现了泡沫玻璃砖运行后脱落现象，泡沫玻璃砖不完整，原因可能是烟气腐蚀和高速流动的烟气冲刷。
钢排烟筒腐蚀情况严重，已影响到钢排烟的结构安全。
泡沫玻璃砖、防腐专用胶存在较大缺陷。
2.3 玻璃鳞片
玻璃鳞片胶泥含有10%-40%片径不等的玻璃鳞片，胶泥在施工完毕后，扁平型的玻璃鳞片在树脂连续相中呈平行重叠排列，从而形成致密的防渗层结构。腐蚀介质在固化后的胶泥中
的渗透必须经过无数条曲折的途径，因此在一定厚度的耐腐蚀层中，腐蚀渗透的距离大大的
延长，相当于有效地增加了防腐蚀层的厚度。
玻璃鳞片胶泥采用的基体树脂是高性能的乙烯基酯树脂，该类型树脂具有较环氧树脂更
好的耐腐蚀性能。由于基体树脂是有机材料，鳞片胶泥的寿命保证期约为5年。
玻璃鳞片胶泥具有抗渗性好、施工难度小、易修补造价较低等特点。因此，玻璃鳞片胶
泥在烟气脱硫设备上应用较多。
玻璃鳞片胶泥对基材表面的处理要求较高，下图为某烟道侧壁和底部现场照片。
烟道侧壁
烟道底部
从照片可以看出，烟道侧壁玻璃鳞片胶泥完好，而烟道底部玻璃鳞片胶泥均已起鼓，起鼓的主要原因是基材表面的处理未达要求。
采用玻璃鳞片防腐的烟囱实际使用情况反馈信息较少，据了解，采用玻璃鳞片较早的扬州电厂，玻璃鳞片已发生表面变色的现象。
一般认为，因其使用寿命对烟囱来说较短，而修复时基底需清理干净，才能保证质量，比较麻烦等原因，用于烟囱防腐应慎重。
我院目前共调查了2座玻璃鳞片脱硫烟囱，情况如下：
钢排烟筒玻璃磷片局部修补后全况