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燃煤電廠(chǎng)濕煙囪防腐方案

1 新建濕煙囪的防腐要求
煙氣腐蝕性等級是煙囪選型的主要依據, 相關(guān)的設計規程[3]中規定, 濕法脫硫后的濕煙氣應按強腐蝕性等級考慮。電廠(chǎng)煙囪安全運行的必要條件是承重的鋼筋混凝土外筒不被煙氣腐蝕, 排煙內筒在運行期間能盡可能地抗煙氣腐蝕, 因此, 濕煙囪的 方案應是排煙筒與承重筒分開(kāi)布置的多管式煙囪。從材料的抗滲密閉性、耐久性以及施工周期等方面來(lái)看, 脫硫煙囪采用鋼內筒優(yōu)于磚砌內筒[4]。
圓形截面的煙囪與異形截面的相比, 具有簡(jiǎn)單、規則、對稱(chēng)的特點(diǎn)。在結構受力方面, 圓形截面煙囪的風(fēng)荷載體型系數 小, 結構對稱(chēng)從而扭轉效應 小, 對抗震有利;在設計周期方面, 塔架煙囪、方筒 (包括H型) 需額外增加一定的結構試驗時(shí)間;在施工工期方面, 異形煙囪比圓形煙囪工期長(cháng);在技術(shù)方面, 圓筒、方筒 (包含H型) 和塔架煙囪都是完全可行的。表1為基于煙囪選型的5個(gè)方面, 對煙囪外筒形式進(jìn)行對比分析[5]。

目前新建的燃煤火電廠(chǎng)一般遠離大城市, 對煙囪外形的環(huán)境適應性沒(méi)有特殊要求, 因而煙囪承重結構的選取, 主要考慮在滿(mǎn)足功能要求的前提下造價(jià) 。外筒為圓形的多管式煙囪在國內外大型火電廠(chǎng)的煙囪方案中占絕大多數, 而且設計、施工等均已很成熟。由表1可見(jiàn), 普通圓形鋼筋混凝土外筒是新建煙囪外筒的 選擇。

燃煤機組采用濕法脫硫技術(shù)并且不設旁路及不設GGH時(shí), 進(jìn)入煙囪的煙氣溫度為40~50℃, 屬于濕煙囪, 按強腐蝕性等級考慮。煙囪結構選型及防腐內襯材料的選擇, 必須考慮以下幾個(gè)方面:技術(shù)可行, 滿(mǎn)足煙囪在復雜化學(xué)環(huán)境下的防腐要求;經(jīng)濟合理, 具有較低的建設成本;施工條件好, 質(zhì)量易控制, 施工周期短;運行維護費用低, 檢修方便。需注意的是, 材料的選擇不僅應考慮初期成本, 還應綜合考慮裝置的可靠運行周期 (即大修周期) 和總使用壽命等相關(guān)問(wèn)題。
3.1 鈦鋼復合板內筒
目前國內已有多家電廠(chǎng)采用鈦鋼復合板鋼套筒煙囪, 鈦鋼復合板是以低碳鋼為基材, 以鈦板為復層的2層金屬復合板。鈦鋼復合板[5-6]是一種成熟的組合材料, 有專(zhuān)門(mén)的 標準, 但焊接工藝比較復雜, 保證焊接質(zhì)量比較困難, 焊縫和劃痕處是腐蝕的薄弱環(huán)節, 極易出現腐蝕問(wèn)題。
近幾年來(lái), 鈦板價(jià)格持續下降, 并且施工工藝也有很大進(jìn)步。目前在國內許多新建電廠(chǎng)或煙囪改造項目中, 大多考慮采用鈦鋼復合板內筒方案, 而在國外十幾年前 已采用鈦鋼復合板作為煙囪內筒, 應用起步較早。
鎳基合金內襯是國際工業(yè)煙囪協(xié)會(huì )推薦的脫硫系統不設GGH情況下另一種煙囪防腐內襯。用于煙囪內襯的鎳基合金是C276, 在鎳基中同時(shí)加入Cr、Mo。據了解美國國內認證的煙囪內筒金屬復合材料均是鎳基合金復合板 (鋼號C276+Q235) , 沒(méi)有關(guān)于鈦鋼復合板的認證[5]。有資料表明, 對于大多數腐蝕介質(zhì)而言鎳合金材料具有優(yōu)異的耐腐蝕性, 是比鈦板防腐性能更好的材料。但由于鎳合金內襯造價(jià)太高, 國內電廠(chǎng)目前還沒(méi)有采用鎳基合金材料作為煙囪防腐內襯的先例。
玻璃磚分國產(chǎn)和進(jìn)口2種, 比較有代表性的是美國Henkel公司開(kāi)發(fā)的賓高德玻璃磚。江蘇利港電廠(chǎng)、陜西霍洲電廠(chǎng)的煙囪鋼內筒均采用賓高德玻璃磚內襯[5]。以泡沫硼硅玻璃結合人造橡膠技術(shù)制成的這種磚, 作為防腐襯里, 在暴露于脫硫系統酸冷液環(huán)境中具有較高的抗腐蝕性能。
防腐玻璃磚的吸水率是一項重要的性能指標, 常采用浸泡稱(chēng)重法進(jìn)行檢測, 吸水率不合格的磚塊在實(shí)際運行中易吸收酸液, 會(huì )浸泡腐蝕內筒金屬材料。
玻璃鋼是由高強度的玻璃纖維和樹(shù)脂復合而成的結構性和功能性均優(yōu)的新型復合材料, 玻璃纖維提供強度和剛性, 樹(shù)脂提供耐腐性和韌性。玻璃鋼復合材料集中了玻璃纖維和合成樹(shù)脂的特性, 具有質(zhì)量輕、強度高、耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)點(diǎn), 已成為燃煤電廠(chǎng)煙氣脫硫排煙冷卻塔煙道、漿液管道、煙囪等設備的優(yōu)良選材。成型后的增強樹(shù)脂結構層強度與普通鋼材相當, 但其容重僅為鋼材的 (1/4) ~ (1/5) 。應用玻璃鋼排煙筒可以取消保溫層, 特別適合燃煤電廠(chǎng)采用濕法脫硫技術(shù)但不設GGH的煙囪運行條件[7]。
4 濕煙囪內筒防腐方案經(jīng)濟性比較
表2 不同煙囪方案的經(jīng)濟比較Tab.2 Economic comparison of different chimney schemes     下載原表

表2 不同煙囪方案的經(jīng)濟比較Tab.2 Economic comparison of different chimney schemes

由表2可知, 鋼內筒內襯賓高德防腐玻璃磚方案的造價(jià) , 鈦鋼復合板內筒方案的造價(jià)居中, 玻璃鋼內筒造價(jià)相對 , 但煙囪總造價(jià), 后兩者在價(jià)格方面未體現明顯的差別, 其中進(jìn)口玻璃磚價(jià)格市場(chǎng)波動(dòng)較大。玻璃鋼復合材料作為一種可設計的各向異性材料, 加工制造、施工安裝的質(zhì)量對其力學(xué)性能有很大影響, 其上述價(jià)格是參考某國外煙囪玻璃鋼內筒施工單位的報價(jià)。
對于腐蝕性強的濕煙囪, 要采用耐腐蝕材料制作或在排煙筒中內襯耐腐蝕材料。針對不同的工況, 可以采用不同的防腐蝕材料和煙囪結構形式, 腐蝕較嚴重的煙囪可根據腐蝕介質(zhì)和工況條件而采用玻璃鋼、不銹鋼、合金鋼、鈦復合板等防腐方案。
表3 電廠(chǎng)煙囪中幾種適用材料的比較Tab.3 Comparison of chimney materials in coal-fired plants     下載原表

表3 電廠(chǎng)煙囪中幾種適用材料的比較Tab.3 Comparison of chimney materials in coal-fired plants

6 結論
(1) 1 000 MW燃煤機組采用濕法脫硫技術(shù)但不設旁路不設GGH時(shí), 煙囪煙氣濕度大, 屬于濕煙囪, 應按強腐蝕性等級考慮。煙囪結構形式的 方案應是排煙筒與承重筒分開(kāi)布置的雙管式煙囪, 采用普通圓形鋼筋混凝土外筒, 內設2個(gè)排煙筒, 每爐各1個(gè)。

注: (1) “○”為建議采用的方案;“□”為可采用的方案;“△”為不宜采用的方案;“×”為不應采用的方案。 (2) 選擇表中所列方案時(shí), 其材料的性能應與實(shí)際煙囪運行工況相適應, 當煙氣溫度較高時(shí), 內襯材料應滿(mǎn)足長(cháng)期耐高溫要求。

(3) 由于目前對玻璃鋼排煙筒的結構強度、耐溫性、防火安全性、耐久性和安裝工藝方面有所顧慮, 所以國內目前還沒(méi)有推廣采用此煙筒。如果1 000 MW燃煤機組采用玻璃鋼內筒煙囪, 在招標和施工過(guò)程中必須對原材料、現場(chǎng)施工環(huán)境和產(chǎn)品質(zhì)量等采取嚴格控制和監管措施。


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時(shí)間:2019-05-25 編輯:admin 來(lái)源本站 點(diǎn)擊:917

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