浅议鸭河口电厂的烟囱防腐改造技术

1.前言
当前，随我国环境治理步伐的加快，火电厂烟气治理广泛应用石灰石-石膏湿法脱硫技术，烟囱不仅要经受湿烟气酸性凝结露腐蚀、烟气磨蚀，还要承受干湿交变、高低温交变等物理作用侵蚀，导致烟囱处在极其恶劣的工况中，被腐蚀的几率和腐蚀程度更大、更严重。目前，诸多电厂烟囱渗漏脱落严重，影响脱硫系统正常运行，危及电厂机组安全生产并造成较大经济损失。因此，如何在湿法脱硫工艺环境下，选择合适的烟囱防腐技术和防腐内衬，防止湿烟气的剧烈腐蚀，提高烟囱安全性和延长使用寿命，就成了火力发电厂颇为关注的问题。
2.鸭河口电厂烟囱简介
鸭河口电厂2×350MW机组（以下简称鸭河口电厂）烟囱建于1995年，为钢筋混凝土单筒式烟囱，高210米、顶部出口直径为7米，沿高度方向，每10米或15米设环形滴水线一道。烟囱内衬由外向里分为三层，第一层为5毫米厚石棉水泥沥青涂涮层；第二层为60毫米厚憎水珍珠岩板；第三层为180毫米（95米以上）、240毫米（95米以下）厚的砌筑内衬材料，面积合计约为6300平方米。2007年8月，为削减二氧化硫排放，鸭河口电厂采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺进行改造，不设烟气加热系统GGH，脱硫设计煤种硫份为1%。采用湿法脱硫工艺后，烟囱排烟温度明显下降，烟囱内处于气液两相混合状态，湿度大幅度增加，烟气结露和双相烟气冲刷囱壁的现象较严重，酸性液体在沿着内壁下流的时候渗入到砌块内，形成对混凝土烟囱的持续腐蚀，因此烟囱必须按强腐蚀性烟气来考虑其结构的安全性。 3.烟囱防腐改造方案选择
由于烟气成分及性质的改变，脱硫系统对烟囱的腐蚀及设备长期运行的安全性、可靠性等都是不利的。为此，必须对烟囱内壁进行防腐处理，以满足脱硫湿烟气条件和干烟气介质环境。根据鸭河口电厂烟囱内壁在长期运行中遭到不同程度的腐蚀和机组运行实际情况，以及防腐抗渗透性、工程造价、施工工期、使用寿命等因素，结合国内外几种烟囱防腐方案的特点，考虑到烟囱防腐内衬材料满足抗渗强、整体密闭性强、重量轻等因素，鸭河口电厂将烟囱内壁砌筑耐酸玻璃砖内筒方案作为脱硫工程烟囱防腐首选方案。
4.烟囱防腐改造实施方案
4.1烟囱基层处理控制。经过多年烟气排放运行，烟气中颗粒及粉尘附着在烟囱的内壁上，且内壁已有不同程度的腐蚀，为增强涂层与内衬的粘结强度，施工前须对烟囱的内表面采用高压水冲进行清理，除去烟囱内表面的浮尘等异物。清洗作业由上往下进行，清洗水由小平台通过导管输送至作业平台上，将作业平台提升至作业面用高压水枪对烟囱表面进行清理，特别要注意脚手架、内部支架等物体上面不能残留杂物。烟囱内表面水冲处理后，对疏松、砂坑、缺损、裂缝、牛腿、滴水板等防腐的重点部位进行处理，方法为：（1）疏松部位：清除没有强度的部分，至完好部位，然后采用环氧砂浆补强找平。（2）砂坑部位：清除砂坑内部积灰及残留物，然后采用环氧砂浆材料填平。（3）缺损部位：要先用耐酸砖进行修复，然后采用环氧砂浆材料填平（4）裂缝：先用干净的空气吹净缝内积灰及残留物，对大于3毫米的缝隙先用石棉绳进行填充然后用TN耐酸胶泥缝；对小于3毫米的缝隙用TN耐酸胶泥填充。（5）牛腿、滴水板：要涂刷防冲刷层，对伸缩缝内的材料进行检查，必要时用新的石棉绳进行填充再用弹性耐酸胶泥进行灌注处理，防止该处湿烟气及积液流向隔热层。
4.2底层涂料的涂装。底层耐温涂料为环氧类涂料，主要成分为改性树脂，具有较强的附着力和耐温性，其耐温可达160℃，且干燥时间快、强度大、抗摩擦、渗透性强。涂刷要在天气良好的情况下进行，在雨、雾、大风天气涂刷施工，应控制湿度的影响，如湿度过大应停止涂刷。根据施工具体情况选择涂刷工艺，以保证取得良好涂装效果和很好的粘结力。涂刷时应该纵横交替进行刷涂，最后一步应垂直进行竖刷。涂刷顺序应先上后下、先左后右、先内后外、先难后易。
4.3耐温、耐酸胶粘剂。耐温粘胶剂其主要成份为橡胶，分子主链含有甲基CH3、乙基CH2、乙烯基CH2、苯基C6H5及其它特种有机团；橡胶胶粘剂由高分子量的线性聚硅氧烷与填料及其它添加剂混合而成。主要特点：无毒、不含溶剂耐老化，耐酸、碱，在-40℃—250℃环境中可长期保持良好的弹性和韧性，在不同温度下具有膨胀可逆的伸缩弹性及高强度的粘结性。
4.4泡沫玻璃砖使用。泡沫玻璃砖以玻璃碎料或石英砂为主要原料，添加其它发泡原料经窑炉高温发泡烧制的一种内部多孔互不贯连的轻质无机保温材料。该材料具有优良的耐温性、耐腐蚀、不老化、不变质及优异的稳定性。同时，具有较低的导热系数和热膨胀系数并具有很好耐水抗渗透能力。泡沫玻璃砖内衬的粘贴施工操作按照立式设备砖板衬里施工工艺施工操作。基本流程为：清理基体-选砖-试贴-刮底胶-衬泡沫玻璃砖-检查修理-煨缝-质量检查-验收。
4.5烟囱节点、沟槽和变形缝的处理。烟囱的沟、孔、根、角、缝、座等节点部位是容易引起结构变形、温差变形、干缩变形的薄弱部位，在施工中充分利用TN耐酸胶粘剂材料的柔韧性来适应变形，用局部增强或补强与整体施工相结合的方法，来提高其抵御开裂的能力。沟槽是应力比较集中的地方，应力的作用会使涂层与底材脱离。沟槽施工要先在拐角处施工，然后做好增强层，施工底层涂料，要注意涂层厚度要均匀，以免厚度不匀造成坡度过小，从而使液体流动不畅，造成积液现象。变形缝是为防止建筑物因温差、沉降和地震造成变形和破坏而采取的缓冲方法。施工时先在变形缝内
充添玻纤板，然后施工密封胶涂层，胶涂层要深入变形缝内约25毫米。非节点的处理包括底材完好和底材有裂缝两种。若底材完好，施工密封胶后可直接施工底层涂料。若底材有裂缝，首先把裂缝口径凿宽，缝内尘土吹净，嵌入堵缝料，施工增强层后，再施工底层涂料。
4.6烟囱关键部位处理。底部积灰平台、挡烟墙的防腐防磨处理。采用泡沫玻璃砖贴衬，砖面上再涂刷2毫米厚环氧云铝，减少烟气高速旋转对烟囱底部或挡烟墙板的冲刷。酸液收集导流排放槽处理。施工时首先在底部平台导流槽粘贴玻璃砖，然后刮耐酸胶粘剂，防止酸液腐蚀底部，最后在排酸槽内开排酸口，安装导流管使酸液及时排出底部平台。表面耐冲刷层处理。冲刷层材料采用有很好的耐温性和耐冲刷性环氧云铝，喷涂和滚涂在玻璃砖表面以防止烟气中的颗粒物冲刷。烟囱顶部防腐。采用高温有机硅防腐涂料涂刷封闭泡沫玻璃砖与烟囱壁的结合部位，防止污物及存液保护烟囱顶部和缝隙。
5.结论
鸭河口电厂的烟气脱硫采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺，烟囱防腐改造采用烟囱内壁砌筑耐酸玻璃砖内筒方案，施工工期30天，于2008年4月完成并投入运行。目前烟囱运行状况良好，无开裂、冲刷或脱落、酸液渗漏等现象，为电厂机组稳定发电和脱硫系统的可靠运行奠定了坚实基础。