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烟囱脱硫防腐的必要性

发布时间:2018-09-11   

随着环境污染的问题被我国政府强烈的认识和重视,火电工厂的烟囱脱硫成为了各大电厂的头等大事,其中湿法脱硫技术逐渐取代干法脱硫和半干法脱硫,因为湿法脱硫有诸多优点,比如脱硫效果好、速度快、价格低廉等等,但是也有着不可避免的弊病,那就是会严重腐蚀烟道。当烟道当中的温度降至50~80℃时,烟气含水率较高,这也会加快烟道的腐蚀速度,所以火电厂在脱硫排烟的同时,也要思考如何才能做到有效防腐。

电力行业对于工程材料,尤其是防腐蚀材料方面缺乏专业人才和相关知识,再加上席卷全国的低价中标方式,使得目前电力行业所采购的大多数防腐蚀材料及防腐蚀设计方案不能满足实际需要,给电厂留下严重的安全隐患。北京志盛威华公司多年从事烟囱烟道腐蚀研究和烟囱防腐工程材料的研发和不断改进,下面艾工就结合多年经验,从防腐的必要性、防腐的机理以及防腐材料的选择等几个方面为大家系统的分析一下。

 

一、脱硫烟囱腐蚀研究分析

湿法脱硫前,燃煤机组排放的是未经脱硫的烟气,进入烟囱的烟气温度在125℃左右(出现事故时的短期烟气温度则可达150℃~180℃)。在此条件下,烟囱内壁处于干燥状态,烟气对烟囱内壁材料不直接产生腐蚀。

加装湿法脱硫装置后,排放的是湿烟气。如果未经烟气换热器加热升温,进入烟囱的烟气温度在50±5℃,烟囱内壁有严重结露,沿筒壁有结露所产生的酸液流淌。酸液的温度在40℃~80℃时,对结构材料的腐蚀性特别强。以钢材为例,40℃~80℃时的腐蚀速度比在其它温度时高出约3~8倍。

据我公司在某电厂的测试结果表明,湿法脱硫后,当脱硫效率达到理论设计值95%时,烟囱内壁的酸性冷凝液的PH值为1. 9~2. 2,属于强酸性状态。此时湿烟气对于不同材质的腐蚀速率为:

Q235A钢的腐蚀速率高达159.54mm/年~200.00mm/年;

10CrMnCuTi不锈钢的腐蚀速率也高达23.9268mm/年!

这一实际测试数据充分说明了此凝结液具有很强的腐蚀能力。

对于混凝土烟囱在湿烟气状态下的腐蚀问题,北京志盛威华公司联合华能集团的研究表明,当烟囱内壁稀硫酸的浓缩在中等状态时(此时硫酸的浓度为15%,较大浓缩浓度可达40%)对混凝土的腐蚀速率为:

对于C25混凝土的腐蚀速率为8mm/10天;

对于C30混凝土的腐蚀速率为2.4mm/10天;

对于C50混凝土的腐蚀速率为2.4mm/10天。

根据志盛威华公司多年关于燃煤机组烟气脱硫前后,烟气腐蚀性研究及测试指出,虽然在加装湿法烟气脱硫装置后,烟气中大约90%~95%的SO2被从烟气中脱除,但是,由于在脱硫后的烟气中引入了大量的水分并且将烟气温度降至50±5℃左右(国内电厂为了节省投资,基本上不加装GGH),因而使得脱硫后的烟气具有了很强的腐蚀性。

另外,据某电厂内部人员透露,在加装湿法脱硫装置时,由于未对烟囱内壁进行防腐蚀改造,结果只运行了大约不到5年时间,烟囱内壁即出现了严重腐蚀,影响到发电机组的安全运行。较后不得不花费近600万元进行烟囱结构加固处理,然后再进行内防腐施工。由此案例可见,排放湿法烟气烟囱防腐蚀的重要性以及不采取合适防腐蚀措施所带来的严重后果。

二、脱硫烟囱防腐失效案例分析

江苏三里港高空建筑防腐有限公司现场技术人员在某电厂实地考察期间,发现投产不久的2#烟囱中部有一圈均匀分布的孔洞,在每个孔洞的下方,均有大量的红褐色渗水痕迹。

经询问该厂生技部有关同志,得知这些孔洞是设计预留的观察孔。电厂原以为这些红褐色痕迹为烟囱外壁钢爬梯在下雨天气时淋雨、生锈所致。并且告诉我们,在开始时渗漏的是白色物质,后来才开始渗漏红褐色物质。

其实不然,从下列照片中可以很明显地看出,这些红褐色痕迹是从这些观察孔中流出,很显然是这些观察孔附近的烟囱内筒出现了问题,脱硫湿烟气在这些部位冷凝成为强腐蚀性液体,先腐蚀混凝土(生成白色物质),随后腐蚀钢筋(生成红褐色物质)所致。如不及时处理,将带来严重后果。

 

如图所示,红褐色痕迹已有30m左右的长度

 

如图显示,该烟囱上部、航标漆下方也有红褐色物质渗出。从照片上看,估计不是航标漆渗色所致,有可能是从烟囱内部渗出的钢筋腐蚀后的物质。

 

从此图可以看出,红褐色物质是从观察孔渗出。

我们认为,如果不尽快采取补救措施,任由2#烟囱照此腐蚀下去,随着这些观察孔附近的钢筋逐步被腐蚀到一定程度,该烟囱在极端情况出现时(冬季较大风力、地震等极端外力作用下),有被折断的可能!

从该电厂项目运营部技术人员得知,自从他们加装湿法脱硫系统后,先后更换过五种防腐材料,比如耐酸浇注料、发泡玻璃砖、玻璃钢、玻璃鳞片胶泥、OM涂料,有效防腐时间较短的3个月,较长的也不超过1年。

由以上可以看出,目前电力系统脱硫烟囱的防腐蚀项目操作模式,存在巨大的风险,如果不及时采取适当措施加以改变,遏制住目前部分材料厂商的不道德推销手法,必将给我国火电脱硫事业,带来无穷的后果!