火力發(fā)電廠冷卻塔混凝土的耐久性保護(hù)分析

袁野

摘 要：伴隨電力企業(yè)的運(yùn)行及發(fā)展，火力發(fā)電廠冷卻塔混凝土的耐久性得到了人們的廣泛關(guān)注，通過對(duì)耐久性保護(hù)問題的分析，可以提高火力發(fā)電廠的工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)，從而為企業(yè)的穩(wěn)定運(yùn)行提供穩(wěn)定支持。文章在研究中將火力發(fā)電廠冷卻塔混凝土的耐久性作為重點(diǎn)，對(duì)其保護(hù)措施進(jìn)行了分析，核心目的是通過技術(shù)的優(yōu)化，促進(jìn)熱電廠保護(hù)項(xiàng)目的合理設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠；冷卻塔混凝土；耐久性保護(hù)

中圖分類號(hào)：O213.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）33-0074-02

1 火力發(fā)電廠冷卻塔混凝土破壞的特點(diǎn)

1.1 溶出性侵蝕

對(duì)于溶出性侵蝕而言，是冷卻塔混凝土遭到破壞的主要原因之一，這種現(xiàn)象出現(xiàn)主要是由于混凝土水泥中水化產(chǎn)物的形成。例如，在溶出性侵蝕問題出現(xiàn)時(shí)，混凝土中水泥化產(chǎn)物中，Ca（OH）2的溶解度處于最大的狀態(tài)，其中的極限石濃度是

20 mol/L，所呈現(xiàn)的PH值為12.5，所以，當(dāng)混凝土處于水中時(shí)，由于環(huán)境的不斷滲透，為了保證混凝土中Ca（OH）2的穩(wěn)定性，應(yīng)該將溶解的混凝土與鈣液濃度達(dá)到一致，如果發(fā)現(xiàn)環(huán)境水流呈現(xiàn)出不斷溶解及擴(kuò)散的現(xiàn)象，其混凝土的內(nèi)部Ca（OH）2會(huì)逐漸耗盡，在這種狀態(tài)下，如果系統(tǒng)缺少了Ca（OH）2的保護(hù)，就會(huì)呈現(xiàn)出物質(zhì)分解的現(xiàn)象。因此，水泥石化產(chǎn)物將被溶解或是分解，這種物質(zhì)的破壞特點(diǎn)主要是結(jié)構(gòu)表面中的混凝土呈現(xiàn)出大片剝落的現(xiàn)象，鋼筋部分的銹蝕以及混凝土表面也不斷開裂，從而使整個(gè)物質(zhì)出現(xiàn)較為嚴(yán)重的析堿泛白的現(xiàn)象。

1.2 微生物弱酸性腐蝕、

在敞開循環(huán)的冷卻水系統(tǒng)之中，微生物的危害往往會(huì)與水垢以及侵蝕物質(zhì)產(chǎn)生危害，其中的微生物主要是各種較為微小的單細(xì)胞生物形式，在循環(huán)性冷卻水的系統(tǒng)之中，微生物可以分為藻類、細(xì)菌以及真菌形式，當(dāng)冷卻塔光照充足時(shí)，伴隨著良好的通風(fēng)，可以使藻類得到良好的生長。在微生物分析的過程中，其細(xì)菌可以分為鐵細(xì)菌、硫酸鹽還原菌以及硫細(xì)菌等，其中的硫酸鹽還原菌對(duì)金屬的腐蝕主要會(huì)體現(xiàn)在陰極去極化的作用狀態(tài)下，在氧濃差電池形成之后，其陽極區(qū)域的溶解會(huì)被迅速的氧化。通常情況下，氧與硫化物呈現(xiàn)出同時(shí)存在的狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)硫化物、硫以及硫代硫酸鹽的系統(tǒng)轉(zhuǎn)化，并降低硫酸的PH值，在PH值處于1.0～1.1之間時(shí)，混凝土中的腐蝕性會(huì)遭到破壞。

對(duì)于淡化菌呈現(xiàn)出好氧性菌的變化，可以使水中的有機(jī)氮化物轉(zhuǎn)化為無機(jī)態(tài)氮的狀態(tài)，減少菌群系統(tǒng)對(duì)混凝土耐久性問題分析中造成的制約。

2 冷卻塔混凝土耐久性問題的分析

在冷卻塔混凝土耐久性侵蝕破壞問題發(fā)生時(shí)，其所出現(xiàn)的腐蝕破壞問題，可以分為以下幾種因素。

2.1 混凝土中物質(zhì)微溶性及堿性的反應(yīng)因素

對(duì)于冷卻塔混凝土中的水化產(chǎn)物而言，其中的Ca（OH）2是混凝土中較為重要的產(chǎn)物之一，由于其具有微溶性的特點(diǎn)，存在著堿性潛在的反應(yīng)活性機(jī)制，因此，相關(guān)物質(zhì)會(huì)受到溶液腐蝕的破壞。在堿性潛在反應(yīng)活性物質(zhì)分析的過程中，由于堿性物質(zhì)中存在著潛在的反應(yīng)活性物質(zhì)，容易與酸等腐蝕性的介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，因此，怎樣降低堿性Ca（OH）2中，混凝土所占的比例，或是使相關(guān)物質(zhì)的濃度保持不變，也就成為混凝土耐久性問題分析的解決思路之一。[1]

2.2 混凝土多孔環(huán)境下的非均質(zhì)性因素

由于混凝土微觀孔隙中結(jié)構(gòu)特征的獨(dú)特性，在物質(zhì)溶解以及水質(zhì)腐蝕的環(huán)境下，一些腐蝕物質(zhì)會(huì)通過毛細(xì)作用進(jìn)入到混凝土的內(nèi)部之中，其中，混凝土中吸水以及透水性物質(zhì)與混凝土的孔隙以及連通程度具有一定的關(guān)聯(lián)性，通常情況下，凝膠孔的孔徑大約在0.15～0.20 μm之間，不會(huì)出現(xiàn)透水的現(xiàn)象。同時(shí)應(yīng)該注意的是，在混凝土多孔環(huán)境下，其中的毛細(xì)孔、沉降孔隙以及余留孔等，是混凝土吸水的主要通道，因此，在冷卻塔混凝土耐久性問題分析中，混凝土多孔非均勻性的物質(zhì)也是降低耐久性的原因。

2.3 混凝土中腐蝕性物質(zhì)水的媒介特征

水作為傳輸性腐蝕介質(zhì)，不僅會(huì)造成混凝土腐蝕性破壞，而且，該溶劑是腐蝕物質(zhì)進(jìn)入混凝土內(nèi)部的必要傳輸工具，如果在腐蝕性物質(zhì)缺失的狀態(tài)下，缺少了水的幫助，其腐蝕性的酸堿反應(yīng)也就無法進(jìn)行穩(wěn)定執(zhí)行，因此，在混凝土防水問題解決的過程中，應(yīng)該注意混凝土冷卻塔中的防水問題。

3 火力發(fā)電廠冷卻塔混凝土的耐久性保護(hù)的工藝 分析

對(duì)于鋼筋混凝土內(nèi)部鋼筋銹蝕而言，是鋼筋表面環(huán)境下的電化學(xué)反應(yīng)，因此，杭錦防腐蝕的耐久性設(shè)計(jì)就應(yīng)該充分滿足項(xiàng)目設(shè)計(jì)的不同原理，使這種電化學(xué)反應(yīng)得到有效的解決。文章在研究中，對(duì)火力發(fā)電廠冷卻塔混凝土的耐久性保護(hù)問題進(jìn)行了分析，構(gòu)建了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)項(xiàng)目，核心目的是保證冷卻塔鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的耐久性。

3.1 項(xiàng)目設(shè)計(jì)依據(jù)

在火電廠冷卻塔混凝土耐久性保護(hù)工藝施工的過程中，應(yīng)該按照《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計(jì)規(guī)范》以及《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》中的相關(guān)條文，進(jìn)行工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。

3.2 冷卻塔耐久性方案的設(shè)計(jì)

3.2.1 冷卻塔混凝土本體的防腐工程

在該項(xiàng)工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)的環(huán)境下，應(yīng)該遵循以下幾種技術(shù)原則：

第一，混凝土構(gòu)件的混凝土標(biāo)號(hào)，通過對(duì)冷卻塔本身結(jié)構(gòu)的分析，可以選擇以下幾種混凝土，如，淋水架構(gòu)，選擇混凝土C50，水池底板，要選擇互凝土C35；

第二，在鋼筋混凝土保護(hù)層厚度分析的環(huán)境下，其淋水架構(gòu)的周長應(yīng)該為40 mm，而水池底板的周長應(yīng)該為35 mm；

第三，在混凝土耐久性保護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，工程項(xiàng)目的允許裂縫寬度不能大于0.15 mm；

第四，在混凝土材料選擇的狀況下，塔內(nèi)淋水裝置應(yīng)該采用水工混凝土的施工材料，其中的水泥應(yīng)該經(jīng)常采用常見的普通硅酸鹽水泥，水泥的強(qiáng)度等級(jí)不能低于42.5 MPa，并在工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)的環(huán)境下，為了提高混凝土的抗?jié)B能力，可以在混凝土塑性增加的狀態(tài)下，可以摻加工程循環(huán)狀態(tài)下的水質(zhì)物質(zhì)，將其工程強(qiáng)度進(jìn)行綜合性的分析，保證混凝土的工程設(shè)計(jì)滿足最基本的項(xiàng)目指標(biāo)。

3.2.2 冷卻塔防腐涂料系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)

在冷卻塔運(yùn)行結(jié)束之后，淋水裝置結(jié)構(gòu)的構(gòu)建應(yīng)該處于流動(dòng)、噴涌以及飛濺的狀態(tài)下。同時(shí)，為了防止冷卻塔循環(huán)水生長出微生物，水生植物以及苔蘚等，其循環(huán)水的設(shè)計(jì)進(jìn)行水處理藥劑的添加，保證防腐涂料的耐酸性、耐堿性以及耐沖擊性，所以，在冷卻塔淋水裝置設(shè)計(jì)中，防腐涂料的選擇應(yīng)該滿足以下幾種要求。

第一，淋水支柱柱基礎(chǔ)表面應(yīng)該涂環(huán)氧瀝青涂層，其基本厚度應(yīng)該≥300 μm。

第二，在冷卻塔主集水槽、水池底板上，應(yīng)該對(duì)物體表面進(jìn)行防腐處理，防腐涂料層的設(shè)計(jì)及使用年限不能小于十年，而且防腐涂層底層以及面層涂料的總厚度應(yīng)該保證為240 μm，選擇正規(guī)的廠家進(jìn)行產(chǎn)品多運(yùn)用。

第三，在防腐涂料以及面涂料選擇的過程中，應(yīng)該選擇相互結(jié)合的配套涂層，保證涂層設(shè)計(jì)及材料選擇的合理性。例如，在混凝土靜彈性模量分析的狀態(tài)下，其工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)應(yīng)該滿足表1的對(duì)比原則。[2]

3.3 憎水、防腐的功能分析

在火力發(fā)電廠冷卻塔混凝土的耐久性保護(hù)的工藝分析的過程中，憎水、防腐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該保證混凝土毛細(xì)壁表面的功能性，使混凝土由吸水狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樵魉疇顟B(tài)，從而實(shí)現(xiàn)防腐工程設(shè)計(jì)的最終目的，在這種環(huán)境下，微生物所生成的弱酸離子也就無法進(jìn)入到混凝土的內(nèi)部。因此，在相關(guān)因素分析的過程中，具體的數(shù)據(jù)值，見表2。

4 結(jié) 語

總而言之，在冷卻塔混凝土耐久性保護(hù)原則分析的過程中，其物質(zhì)的保護(hù)機(jī)制不在是單純的防腐問題，而是應(yīng)該在混凝土腐蝕問題分析中，發(fā)現(xiàn)工程項(xiàng)目的破壞原理，實(shí)現(xiàn)工程內(nèi)容的綜合處理，并構(gòu)建針對(duì)性的項(xiàng)目設(shè)計(jì)原則，提升混凝土的使用壽命。對(duì)于相關(guān)的施工部門而言，在工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)該在提高工程風(fēng)險(xiǎn)能力的基礎(chǔ)上，強(qiáng)化施工管理隊(duì)伍的技術(shù) 水平，從而為工程項(xiàng)目的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供穩(wěn)定支持。

參考文獻(xiàn)：

[1] 高揚(yáng).火電廠排煙冷卻塔混凝土在腐蝕環(huán)境下的耐久性研究[D].北京：

北京交通大學(xué)，2014.

[2] 富麗娟，黃靈武，黃剛.強(qiáng)腐蝕環(huán)境下濕式冷卻塔淋水裝置結(jié)構(gòu)耐久性 研究[J].中國工程咨詢，2012，08：39-41.