火電廠煙囪漏泄原因及解決方法

摘要：介紹電廠煙囪漏泄產生的原因及其解決方法。

關鍵詞：煙囪漏泄 產生原因 應對措施 解決辦法

1 概述

隨著電力行業不斷落實國家環保政策力度的加大，要求燃煤發電機組必須限期加裝濕法脫硫裝置，現一部分火電廠煙囪發生漏泄，有的問題比較嚴重。

濕法脫硫前后煙氣腐蝕性的介紹

濕法脫硫前，燃煤機組排放的是未經脫硫的煙氣，進入煙囪的煙氣溫度在125℃左右（出現事故時的短期煙氣溫度則可達150℃～180℃）。在此條件下，煙囪內壁處于干燥狀態，煙氣對煙囪內壁材料不直接產生腐蝕；加裝濕法脫硫裝置后，排放的濕煙氣。如果未經煙氣換熱器加熱升溫，進入煙囪的煙氣溫度在50±5℃，煙囪內壁有嚴重結露，沿筒壁有結露所產生的酸液流淌。酸液的溫度在40℃～80℃時，對結構材料的腐蝕性特別強。以鋼材為例，40℃～80℃時的腐蝕速度比在其它溫度時高出約3～8倍，雖然在加裝濕法煙氣脫硫裝置后，煙氣中大約90%～95%的SO2被從煙氣中脫除，但是，由于在脫硫后的煙氣中引入了大量的水分并且將煙氣溫度降至50±5℃左右（國內電廠為了節省投資，基本上不加裝GGH），因而使得脫硫后的煙氣具有了很強的腐蝕性。

2 目前國內煙囪防腐的現狀

涂料類防腐：主要有OM涂料、聚脲、玻璃鱗片、薩維真以及固斯特涂料等。貼襯磚類防腐：賓高德玻璃磚，國產泡沫玻璃磚，陶瓷玻化磚等。金屬板類防腐：鎳基合金板和鈦板。復合材料類防腐：FRP材料、輕質澆注料。

3 某發電廠“煙囪漏泄”現象

3.1 脫硫系統及煙囪的概況 某發電廠2×330MW 機組采用全煙氣脫硫裝置系統，兩臺機組各設計一套脫硫（FGD）系統，采用濕法石灰石-石膏就地強制氧化脫硫工藝。整套系統分為工藝水系統、石灰石上料及漿液制備系統、吸收塔系統、煙氣系統、石膏脫水系統和廢水處理系統及事故漿液倒換系統等七個子系統。吸收塔采用單回路空塔噴淋設計，設有氧化空氣噴槍的漿池直接布置在吸收塔下部，塔內吸收段設置三層噴淋，塔上部設置二級除霧器。煙氣從除塵器引出后，經引風機送至吸收塔，與來自上部三層噴淋層的漿液逆流接觸，進行脫硫吸收反應，脫硫后的凈煙氣經吸收塔頂部兩級除霧器除去攜帶的液滴，通過210m煙囪排放至大氣。煙氣系統取消了原有的旁路煙道，實現FGD系統與機組同步啟動。在FGD 系統中原設計有增壓風機，2011年為了滿足環保要求和節省廠用消耗，將煙氣旁路煙道拆除并退出運行。系統沒有煙氣/煙氣換熱器（GGH），采用了濕煙囪技術，進入吸收塔的煙氣溫度為120-135℃，脫硫后的煙氣出口溫度為50℃左右。

某發電廠煙囪總體情況：煙囪采用鋼筋混凝土單鋼套筒式，直徑7m、高度210m、面積4616m2、普通Q235B鋼材，自承重形式；3、4號爐入口煙道用鋼板隔離，鋼內筒內襯采用膠泥和輕質玻化陶瓷磚。

3.2 “煙囪漏泄”現象及當前狀況 自2008年12月投入運行以來，機組沒有全停進行煙囪防腐檢查與處理。從2011年至2013年初在煙囪外部檢查時發現鋼內筒表面多處發生漏泄，在90m-180m處及3、4號煙道入煙囪連接處漏泄尤為嚴重。

3.3 產生原因分析 煙囪鋼內筒防腐為輕質玻化陶瓷磚，輕質玻化陶瓷磚脫落是煙囪防腐損壞的主要原因。經過與設計院、電科院、施工廠家等多方面共同研究分析，認為產生磚體脫落的原因主要有以下幾方面：

①濕法脫硫進入煙囪的煙氣溫度在50±5℃，煙囪內壁有嚴重結露，沿筒壁有結露所產生的酸液流淌。酸液的溫度在40℃～80℃時，對結構材料的腐蝕性特別強。②采用輕質玻化陶瓷磚與耐酸膠泥防腐，輕質玻化陶瓷磚：厚度50mm，長240mm，寬度120mm，耐酸膠泥厚度3mm。一但防腐層損壞，將使外部筒壁迅速腐蝕，并出現漏泄，而且漏泄逐步增大，需要盡快處理。③鋼內筒防腐時底層清理、噴砂等工藝不當或粘結劑不飽滿，在熱脹冷縮的作用下產生空隙，酸液滲透到筒壁產生腐蝕，加之我廠煙囪防腐是在冬季完成的，由于氣溫較低影響了膠泥的粘結強度，致使防腐磚脫落，煙囪筒壁腐蝕漏泄。

4 煙囪防腐磚、粘結劑的特性分析

硼硅泡沫玻璃磚與普通泡沫磚特性分析

普通泡沫玻璃：以回收廢舊玻璃為生產原料，廢玻璃的來源不穩定，其化學成分波動很大，無法保證泡沫玻璃磚100%閉孔結構，水氣滲透率大，抗壓強度低，最多只能達到1.4MPa左右，抗煙氣沖刷能力弱，抗溫度交變性能弱。

硼硅泡沫玻璃磚：直接從石英砂開始熔制玻璃原料，從源頭上確保了玻璃原料成分的純凈和穩定。在高溫熔制過程中加入了硼、鐵、鋁等原料。導熱系數低、熱膨脹系數小，優良的耐酸性、抗腐蝕性100%的閉孔結構，絕無貫穿性的孔洞。抗壓強度高達2.5MPa，抗煙氣沖刷能力強，抗溫度交變性能好，不易開裂。

耐酸粘結劑特性分析：

具有良好的粘接性，可牢固粘結泡沫玻璃磚、鋼材、耐火磚等多種基材；優異的耐低溫性能，固化后可在-30℃至160℃范圍內長期工作；良好的彈性和彈性恢復性能，能適應基材的熱脹冷縮，不開裂，不脫落；耐腐蝕性能優越；固化后膠體能有效阻止冷凝水進入。

5 解決方法

5.1 方案論證 方案一：外筒壁將漏泄點處理鋼板補焊，內筒壁采用上海賓高德耐酸耐高溫粘接劑、陶瓷玻璃磚，在0米-210米處進行整體修復，預計45-50天內完成，與電科院專家溝通能延長使用壽命5-8年，能夠徹底解決煙囪腐蝕問題。工程總造價650萬左右。方案二：外筒壁將漏泄點處理鋼板補焊，內筒壁采用成都硅寶877耐酸耐高溫粘接劑、陶瓷玻璃磚，在0米-210米處進行整體修復，預計45-50天內完成。工程總造價400萬左右。方案三：外筒壁將漏泄點處理鋼板補焊，內筒壁采用上海賓高德耐酸耐高溫粘接劑、陶瓷玻璃磚，在90米-210米處進行整體修復，預計25-30天內完成。第二年進行0米-90米處整體修復。工程第一年總造價400萬左右，第二年總造價240萬左右。方案四：外筒壁將漏泄點處理鋼板補焊，內筒壁采用成都硅寶877耐酸耐高溫粘接劑、陶瓷玻璃磚，在0米-210米處進行漏泄局部修復，預計25-30天內完成。由于局部修復工作量有較大的不確定性，可能造成2014或2015年未修補部位進行二次施工。工程總造價240萬左右。

專業意見方案二，由于進入10月份氣溫溫差大，夜間溫度較低，會影響粘結強度，使防腐磚脫落，所以必須在7月中下旬開始施工，才能保證遼源廠煙囪防腐處理工程整體質量優良。

5.2 工程內容

5.2.1 總體施工范圍：①將煙囪鋼內筒玻化磚全部或部分拆除掉，使用上海賓高德或成都硅寶877耐酸耐高溫粘接劑、陶瓷玻璃磚進行處理。②在平行煙道與煙囪連接處做陶瓷玻化磚護板。材質可為Q235鋼板。③煙囪鍋底進行防酸襯膠處理。④煙囪鍋底下部支撐鋼構防腐處理。⑤擋煙墻防腐處理，面積90.95×2=181.9m2。

5.2.2 建立臨時煙囪：①提出申請至市環保部門，上報省環保廳，批復后方可施工。②請設計院設計臨時煙囪布置圖。③在吸收塔（31米處）頂部開孔、塔內裝置拆除、塔內防腐打磨、保溫拆除安裝、臨時煙囪制作、安裝。

5.2.3 施工前聘請監理人員，實行全過程監理制。施工步驟如圖所示：

參考文獻：

[1]王穎聰.濕法脫硫裝置的設備與管道的腐蝕及對策[J].電力建設，2003（10）.

[2]金新榮.煙氣濕法脫硫裝置安全運行與節能降耗[J].浙江電力科學發展，2005.

[3]廖永進，曾庭華，王力，郭斌.濕法脫硫裝置煙氣系統的設計和運行[J].中國電力，2005（12）.