孫宏斌   雷艷紅

(陜西省電力設計院, 西安, 710054) 

1、前 言

    隨著國家環保標準對火力發電廠的煙氣排放標準要求愈來愈高，在我國，煙氣脫硫裝置已廣泛應用。但濕法脫硫不設煙氣加熱裝置(GGH)尚處在探索階段，煙氣脫硫后煙囪腐蝕的調查和研究成果欠缺，經驗較少。濕法脫硫后進入煙囪的煙氣與不脫硫的煙氣在工況上有顯著差異，對煙囪的腐蝕大大增強。鑒于濕煙囪結構在電廠運行中的特殊作用，保證煙囪結構的安全、有效、長期、穩定運行，濕法脫硫煙囪的防腐處理至關重要。

 

2、脫硫濕煙囪煙氣的特點和腐蝕性

    由于濕法脫硫工藝的特點，其對煙氣中的SO2脫除效率很高，但對煙氣中造成腐蝕的主要成分SO3脫除效率并不高，約20%左右。脫硫處理后的煙氣一般還含有氟化氫和氯化物等，它們是腐蝕強度高、滲透性強、且較難防范的低溫高濕稀酸型物質。脫硫后煙氣環境變得低溫、高濕，煙氣密度增加，煙囪自拔力減小，煙囪內的煙氣壓力升高，加重了煙氣和含酸液水分向外筒壁方向的滲透。煙囪出口處流速降低，煙囪頂部容易發生煙流下洗，煙流下洗不僅會腐蝕煙囪的組件材料，而且減弱了煙氣的擴散，影響周圍環境。在低于0℃的氣溫下還會導致煙囪上口結冰。外煙囪的直徑過大，會在其下風側產生較大的低壓區，因此，有多個內煙筒的煙囪發生煙流下洗的可能性較單煙筒煙囪更大。

 

    脫硫后的煙氣溫度降低，當系統不設置GGH時，煙氣溫度一般在40℃～50℃之間，水份含量高，濕度大，多處于飽和狀態，在煙囪內壁會出現結露現象，使煙囪內壁長期處于浸泡狀態，通常稱在這種工作狀態下的煙囪為濕煙囪。煙氣溫度低，煙囪內的煙氣上抽力就降低，它影響著煙氣的流速和煙氣抬升高度及煙氣擴散效果，這對排放的煙氣滿足環保要求（特別是氮氧化物NOX指標）帶來不利的因素。濕煙囪的另一個問題是煙囪“降雨”，其起因是煙氣夾帶的液滴，這種降雨通常發生在煙囪下風側幾百米內。雖然系統設置（GGH）加熱煙氣的濕法煙氣脫硫系統（FGD）也可能發生煙囪降雨，但濕煙囪出現的幾率更大。濕煙囪排放的低溫煙氣抬升小，垂直擴散速度低，出現煙流下洗的可能性更大。因此，往往需要設置GGH來提升煙氣溫度。

 

    系統設置GGH可升高脫硫處理后排放的煙氣溫度，一般在80℃左右，可以減緩煙氣冷凝結露產生的腐蝕性水液液體（稀酸），煙囪自拔力增加，從理論上講，采用GGH時能有利于減緩煙氣的腐蝕（即提高煙氣溫度，減少結露），但煙氣濕度、水分這些誘發腐蝕的因素依然存在，況且GGH的運行有時不能滿足設計運行溫度值的要求，尤其是在發電機組低負荷運行、機組開啟及其它不利工況時。

 

    因此，煙氣脫硫后，雖然能使大氣環境得到改善，但對煙囪的腐蝕隱患并未消除，相反地，脫硫后的煙氣環境（低溫、高濕等）使腐蝕狀況進一步加劇，因此煙囪的抗腐蝕性能需要提高，尤其脫硫系統不設置GGH時煙囪的抗腐蝕性能要求更高。

 

3、脫硫煙囪運行工況

    由于新建電廠脫硫系統通常要遲于機組投運，此外由于設備的非正常運行，脫硫煙囪主要在以下三種工況下運行：

 

    干燥←→潮濕←→浸水

 

    干燥-潮濕-浸水工況交替變化，這對煙囪內襯防腐材料提出了更高的要求；內襯防腐材料選擇時除應考慮主工況運行條件外，還須適應電廠煙囪的其它運行工況，以及工況交替變化對內襯材料防腐性能的影響。

 

4、某電廠1X330MW技改工程濕煙囪防腐方案選擇

    4.1工程概況

    本工程按2×330MW機組統一規劃、集中布置、分步實施的原則設計。本期建設規模為1×330MW機組，預留下期1×330MW機組。煙囪按2×330MW機組排煙量設計，采用一座鋼內筒套筒式混凝土煙囪，預留下期煙道接口。根據工藝布置、環保及業主要求，本工程脫硫系統不設置GGH裝置。

 

    4.2目前國內脫硫煙囪防腐材料

    從前邊分析可知，影響脫硫濕煙囪防腐內襯的兩個最大因素就是溫度和化學介質的腐蝕。

 

    目前國內出現的幾種國產煙囪防腐材料，如發泡玻璃磚內襯系統（天津電能科技有限公司產品）、復合式泡沫玻璃磚防腐內襯（上海川達環保材料有限公司產品）、高性能輕質玻化陶瓷(江蘇藝興紫砂陶股份有限公司產品)、玻璃鋼整體套筒濕煙囪(中冶集團建筑研究總院技術),填補了國內濕煙囪防腐材料的空白，但工程應用極少。電力院設計主要都是參照國外的標準和工程實踐進行濕煙囪防腐設計，國內一般煙囪防腐采用玻璃鱗片等耐酸膠泥、合金復合板、進口底劑復合泡沫玻璃磚內襯等幾種方案。幾種防腐材料的性能分析見表一。

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)