火電廠脫硫系統投運后煙囪的腐蝕狀態評價

沈曉明，陳建偉，錢洲亥，祝酈偉，周海飛

（浙江省電力公司電力科學研究院，杭州310014）

火電廠脫硫系統投運后煙囪的腐蝕狀態評價

沈曉明，陳建偉，錢洲亥，祝酈偉，周海飛

（浙江省電力公司電力科學研究院，杭州310014）

結合工程實例對煙囪防腐效果進行檢查與評估，分析腐蝕產生的原因，為今后煙囪防腐選型、煙囪腐蝕評價體系的建立提供有效的現實依據，促進電廠安全穩定運行。

濕法脫硫；煙囪；防腐；腐蝕檢查；腐蝕評價

0 引言

目前，國內大多數火電廠均采用濕法脫硫工藝，雖然脫硫后二氧化硫含量大大降低，但會引起煙囪腐蝕，對此電廠大多采用GGH（氣氣加熱）工藝，以提高凈煙氣的溫度來減輕腐蝕。但溫度提高有限，腐蝕依然存在[1]。近年來，研究人員在煙囪的防腐與控制方面開展了大量工作，提出了眾多防腐手段并應用到實際工程當中，但是由于缺乏有效的煙囪防腐評價體系，對煙囪投運后的防腐效果未進行全面檢查與評價，導致在運行管理中存在一定的盲目性。

某電廠3號機組采用濕法煙氣脫硫工藝，帶GGH系統，煙囪內筒采用10CrMnCuTi鋼板焊接制成。為選擇合適的防腐涂層，對3號爐煙囪做了局部防腐試驗，選擇了3家防腐蝕工程公司進行涂層試驗，3種防腐材料涂層布置在同一個高度上，將煙囪橫截面分成3個120°弧面，每家公司1個面，面積均為54.4 m2。煙囪投運6年后對煙囪及煙道進行局部內、外部腐蝕情況檢查，同時對涂層效果進行評價。

1 試驗方法

1.1 鋼板檢查方法

本次試驗對煙囪下部（內部）、煙囪外部、煙囪頂部和煙道進行了宏觀檢測及測厚，宏觀檢測采用目測和10倍放大鏡進行，并拍照留底。鋼板厚度檢測用超聲波測厚儀抽查，每塊鋼板測厚點不少于32個，取平均數與鋼板原厚度比較，計算腐蝕速率，公式如下：

式中：V為腐蝕速率；L1為鋼板原厚度；L0為鋼板現厚度；t為煙囪運行時間。

1.2 涂層檢查方法

（1）外觀檢查：用目測或（5～10）倍的放大鏡進行檢測，表面應平整、無雜質、無空鼓和皺褶，壓邊和搭邊粘結緊密，玻璃布網眼應灌滿面漆。

（2）涂層厚度檢查：用磁性測厚儀抽查涂料厚度，每塊試驗涂層每1.5 m2設1個檢測點，每塊測點不少于36個，均勻布置。

（3）附著力檢查：先在試片涂層上切割6道或11道相互平行、間距相等（可分為1 mm或2 mm）的切痕，然后再垂直切割與前者切割道數及間距相同的切痕。當涂層厚度小于或等于60 μm時，選用劃格刀片間距1 mm的刀具，當涂層厚度大于60 μm時，選用劃格刀片間距2 mm的刀具。采用手工切割時，用力要均勻，速度要平穩，以便刃口在切割中正好能穿透涂層而觸及基底，用力過大或不均可能影響測試結果。切割后，在試板上將出現25個或100個方格，用軟毛刷沿方格的對角線方向輕輕刷掉切屑，然后檢查并評價涂層附著力。

（4）敲擊檢查：用木錘或橡膠錘進行敲擊檢查，通過敲擊聲音來判斷是否有鼓泡、分離粘結不良等涂層缺陷。

2 結果與討論

2.1 宏觀檢查及鋼板測厚

分別對煙囪下部（內部）、煙囪外部、煙囪頂部和煙道進行宏觀檢測及測厚，測厚數據見表1。

從整體情況來看，煙囪內壁的腐蝕速率基本在0.017～0.083 mm/a，底部存在點蝕，其他部位未見明顯腐蝕，見圖1。煙囪底部發現點蝕現象，腐蝕速率達到了0.083 mm/a，腐蝕相對較明顯，分析原因為：

（1）存在積液造成表面出現點蝕。煙氣經過濕法脫硫以后的露點溫度在105～140℃，而煙氣經過GGH之后的溫度在80℃左右，因此在煙囪內會出現嚴重的結露和集液現象[2]，并且無法將已經凝結在煙道或煙囪表面上的水或穿過除霧器的漿液在短時間內快速蒸干，這些液滴只能慢慢地濃縮、干燥。這個過程使得這些原來酸性不強的液滴變成腐蝕性很強的酸液，在煙囪底部形成積液造成點蝕[3]。

（2）煙囪底部為煙氣入口區域，由于煙氣流速最大值出現在煙氣入口區域，最大壓力出現在煙氣入口和入口對應壁面區域，所以此區域受侵蝕比較嚴重[4]。

基于以上分析，建議施涂涂層時，考慮對煙囪底部進行重點防腐。

在煙囪距底部50～70 m（即外部平臺的第三、四層處）為煙氣的露點區，相對腐蝕速率較大，達到了0.067 mm/a，因此建議施涂涂層時，考慮對該部位進行重點防腐，以免腐蝕進一步加劇。

煙囪頂部內壁腐蝕速率較小，未見明顯腐蝕坑，但發現煙囪頂部外壁保護罩底部擋雨磚已脫落，且內部混凝土也有脫落的現象，同時發現直梯有3處斷裂。

2.2 煙囪內涂層檢查

2.2.1 外觀檢查結果

外觀質量檢查總體上A公司較好，涂層表面基本平整，下部有少量空鼓和皺褶，壓邊和搭邊粘結緊密。B公司次之，表面不太平整，中部有2～3 m2的脫落，存在大量空鼓和皺褶。C公司較差，表面不太平整，存在大面積空鼓和皺褶，且已脫落約10～15m2。

表1 煙囪鋼板厚度測試數據

2.2.2 涂層厚度檢測結果

3家公司的涂層厚度數據見表2。

表2 煙囪內涂層厚度數據

2.2.3 附著力檢查結果

檢查時，3家公司的涂層附著力均已不滿足要求，檢查結果如下：

（1）A公司涂層區域，切口邊緣或交叉處涂層有明顯脫落的面積大于5%，但受影響明顯不大于15%，評定為2級，不合格。

（2）B公司涂層區域，切口邊緣或交叉處涂層有明顯脫落的面積大于5%，但受影響明顯不大于15%，評定為2級，不合格。

（3）C公司涂層區域，涂層沿切割邊緣，部分或全部以大碎片脫落，或在格子不同部位上，部分或全部脫落，明顯大于15%，但受影響明顯不大于35%，評定為3級，不合格。

2.2.4 敲擊檢查結果

表面敲擊檢查總體上A公司較好，無分離、粘結不良等涂層缺陷，但個別點有鼓泡。B公司次之，有少量鼓泡、分離、粘結不良等涂層缺陷。C公司較差，存在上部大面積鼓泡、分離、粘結不良等涂層缺陷。

2.2.5 涂層檢查綜合分析

從涂層評價結果看，3種涂料經過6年多的運行，總體使用效果評價A公司最好，B公司次之，C公司較差，建議電廠在后續煙囪防腐使用A公司防腐涂層工藝，但使用壽命在6年左右。3家防腐公司所用的材料均屬于乙烯基酯樹脂玻璃鱗片膠泥，根據文獻報道[5]，乙烯基酯玻璃鱗片的使用壽命可達15年，而根據本次外觀、敲擊、涂層厚度、附著力四方面檢查總體情況來看，經過近7年使用后附著力都不再符合要求。分析其原因，首先玻璃鱗片膠泥本身韌性不佳，容易發脆，尤其在溫度驟變時，膠泥底漆層與基材的粘結性能不足，容易脫落，在基材處理不善時更容易出現問題。溫度驟變時，局部應力引起的應力后續集中釋放，耐應力應變不足，這是目前玻璃鱗片膠泥內襯方案從根源上難以解決的[6]問題。除此之外，乙烯基酯玻璃鱗片的使用壽命還與施工工藝、施工質量，尤其是特殊部位的施工工藝和控制有很大關系。

3 結論及建議

（1）從這次對煙囪的腐蝕調查結果看，煙囪的整體腐蝕在可控制范圍內。煙囪內壁的腐蝕速率基本在0.017～0.083 mm/a，煙囪底部因可能存在積液而造成表面出現少許點蝕，相對腐蝕速率較大。煙囪距底部50～70 m為煙氣的露點區，相對腐蝕速率也較大，建議施涂涂層時，對上述部位進行重點防腐。

（2）在運行期間，要根據鍋爐出口煙氣中的硫化物含量及時調整GGH工況，控制好煙囪煙氣的入口溫度，避免長期低于露點溫度。

圖1 煙囪內部宏觀腐蝕圖片（左為第二條焊縫處、右為第十條焊縫處）

（3）煙囪頂部不銹鋼外套底部防腐層已受損，應予以修復，以防漏水造成煙囪外壁腐蝕。煙囪頂部不銹鋼外筒壁厚未有明顯減薄，且表面未見銹點，所以煙氣中的硫含量已控制在較低水平。

[1]云虹，徐群杰，趙玉增，等.電廠煙氣脫硫系統煙囪的腐蝕與防護研究進展[J].腐蝕與防護，2011，32（4）∶321-325.

[2]李雙龍,李潤平.火電廠煙囪內壁耐腐蝕金屬材料的選擇[J].熱力發電，2011，40（7）∶28-31.

[3]石麗娜.火電廠脫硫煙氣再熱后腐蝕性的研究[D].北京∶華北電力大學碩士學位論文，2005.

[4]楊彥.火力發電廠濕法煙氣脫硫系統煙囪腐蝕與防腐研究[D].北京：北京交通大學碩士學位論文，2010.

[5]王天堂，陸士平，范東亮.一種適用于電廠濕煙囪的長效防腐蝕涂料介紹[J].全面腐蝕控制，2007，21（5）∶26-30.

[6]歐陽自強.淺談特高溫煙道煙囪的防腐（一）[J].全面腐蝕控制，2012，26（2）∶33-37.

Evaluation on Chimney Corrosion Status after FGD Operation in Thermal Power Plant

SHEN Xiao ming，CHEN Jian wei，QIAN Zhou hai，ZHU Li wei，ZHOU Hai fei
（Z（P）EPC Electric Power Research Institute，Hangzhou 310014，China）

In combination with engineering practice anti-corrosion effect of chimney is examined and evaluated，and the causes for corrosion are analyzed，which provides realistic basis for chimney selection in terms of anti-corrosion and establishment of chimney corrosion evaluation system and enhances safe and stable operation of power plants.

wet desulphurization；chimney；anti-corrosion；corrosion inspection；corrosion evaluation

TK228

：B

：1007-1881（2013）10-0044-03

2013-04-24

沈曉明（1985-），女，浙江杭州人，碩士，工程師，研究方向為輸變電設備腐蝕與管理。

（本文編輯：徐晗）

項目：國家電網公司總部管理項目，輸變電設備腐蝕監控、腐蝕管理技術的研發29002640；國家電網“十二五”科技項目，重工業污染區輸電線路桿塔和接地網腐蝕防治技術研究與示范29006950。