中国轻工业长沙工程有限公司烟囱防腐技术探讨 中国轻工业长沙工程有限公司 2013.06 国泰纸业（唐山曹妃甸）有限公司自备动力车间一期工程 中国轻工业长沙工程有限公司烟囱防腐的必要性 脱硫湿烟气的特点和腐蚀性 湿烟囱的工作环境 湿烟囱的防腐方案应用情况 对烟囱的防腐处理建议 目录 中国轻工业长沙工程有限公司烟囱防腐的必要性 石灰石—石膏湿法脱硫（WFGD）是当今世界各国应 用最多和最成熟的工艺。国内火力发电厂燃煤机组安装的 烟气脱硫装置（FGD）中，85%以上使用的是石灰石—石 膏湿法脱硫（WFGD）工艺。 目前，对于烟气脱硫装置的设计施工和运行经验已日臻 完善，但对脱硫机组烟气排放的关键设备——烟囱的防腐， 却没有引起足够的关注。 中国轻工业长沙工程有限公司烟囱防腐的必要性 早期的WFGD为了提升烟气的抬升高度安装了烟气换 热器（GGH），使得从吸收塔排出的净烟气（50℃左右） 被加热到80℃左右。2006年后，由于GGH在运行过程中积 灰、结垢严重，影响了整个脱硫装置的正常运行，于是， 随后建造的脱硫装置几乎都取消了GGH，使50℃左右的湿 饱和烟气直接从烟囱排放。现有烟囱均没有按照湿烟气排 放设计，使得湿烟气对烟囱的腐蚀成了很严重的问题。 中国轻工业长沙工程有限公司湿法脱硫烟气的特点 湿法脱硫工艺对SO2脱除率很高，但对造成湿烟气腐蚀 的主要成分SO3，脱除效率很低。燃煤中约有0.5~2%的硫 在燃烧过程中转化为SO 3，在湿法脱硫中，大约有20%的 SO 3被脱出，其余SO 3以气溶胶形式被烟气带出，形成的冷 凝酸液对烟囱的腐蚀严重。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。 中国轻工业长沙工程有限公司湿法脱硫烟气的特点 “国际工业烟囱协会（CICIND）”的设计标准要求，燃煤电厂脱硫后 由于烟气湿度通常较大，温度很低，且烟气中单位体积的稀释硫酸含量 相应增加。因而，处于脱硫系统下游的烟囱，其烟气通常被视为“高” 化学腐蚀等级，即强腐蚀性烟气等级，因而烟囱应按强腐蚀性烟气来考 虑烟囱结构的安全性设计。 美国电力研究院（EPRI）《湿烟囱设计导则》所提供的调查、研究结 论，湿法烟气脱硫不加GGH系统烟气的腐蚀性为强腐蚀等级，必须给 予足够的重视。 中国轻工业长沙工程有限公司湿法脱硫烟气的特点 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，国内烟囱设计规范GB50051- 2002是基于未脱硫的干烟气划分的腐蚀等级，对烟囱防腐 蚀的处理方法就是依据干烟气的腐蚀性等级，而对脱硫处 理后的湿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。 中国轻工业长沙工程有限公司湿烟囱冷凝酸液的腐蚀性 脱硫湿烟囱的冷凝酸液的pH值约为1~3，大唐国际张家口发 电厂曾于2009年1月9日-17日测定了湿法烟气脱硫系统冷凝 酸液pH值约为3；大唐国际下花园发电厂测得冷凝酸液pH 值为1.5~3.0。 如果酸液渗透到烟囱的混凝土层，其对钢筋混凝土结构的 腐蚀会使混凝土中性化。混凝土中性化后将失去承载能力， 这样势必对烟囱的可靠性造成影响。 中国轻工业长沙工程有限公司冷凝酸液对混凝土的腐蚀速率 美国南加州大学的F. Jahani等在2001年研究了 pH值 为2~3的硫酸酸液对 混凝土的腐蚀情况。 初期腐蚀速度约0.063mm/天。 东南大学动力工程系唐志永等人对混凝土进行了腐蚀性研究。 考察了15%浓度的硫酸对混凝土的腐蚀情况。 对C30混凝土的腐蚀腐蚀速度：2.4mm/10天 中国轻工业长沙工程有限公司湿烟囱的工作环境 烟气湿度大，冷凝酸液对结构材料的腐蚀性强； 温度交变：湿法脱硫装置（WFGD）投运时，湿烟气温在为50~80℃左 右，在WFGD停运时，烟囱排放原烟气，一般在120℃~180℃之间。这 种烟气的干湿交替以及温度交变运行对烟囱防腐材料的影响非常大； 正压运行：脱硫系统设置GGH时，由于烟气温度较高，其重力密度低 于空气重力密度，很容易实现筒内负压；当系统不设置GGH或GGH事 故时其烟气重力密度大于空气重力密度，排烟筒内是正压运行。烟气中 的腐蚀介质分子在烟气正压运行时扩散渗透能力会增强，会对烟囱的腐 蚀加剧； 高速烟气磨损腐蚀：烟气在烟囱中的流速一般为十几米每秒，甚至到 30m/s，高速流动的烟气及其携带的颗粒物对排烟筒材料的影响造成了 磨损腐蚀。 中国轻工业长沙工程有限公司火力发电厂烟囱的结构形式 单筒式钢筋混凝土烟囱 套筒或多管式烟囱 中国轻工业长沙工程有限公司湿烟囱的防腐方案应用情况 主要的防腐材料： 1. 涂料类防腐：主要有OM涂料，聚脲以及德国固 斯特涂料等； 2. 贴衬砖类防腐：主要有宾高德玻璃砖，国产泡沫 玻璃砖，玻化砖等； 3. 金属板类防腐：材料主要是镍基合金板和钛板； 4. 复合材料类防腐：适合于脱硫湿烟囱防腐的主要 复合材料是FRP材料。