1、APC雜化聚合物結(jié)構(gòu)層防腐技術(shù)調(diào)研報(bào)告一、導(dǎo)言濕法脫硫工藝后(石灰石石膏脫硫、海水脫硫等。)在火力發(fā)電廠中采用后，煙氣對(duì)煙囪的腐蝕問(wèn)題明顯突出，特別是在沒(méi)有GGH設(shè)備和帶有脫硫旁路的濕法脫硫裝置中，是否磚砌體防腐如泡沫玻璃磚、泡沫玻璃磚等?；蛘哜佷摲栏绾辖痄?，會(huì)出現(xiàn)腐蝕問(wèn)題。在大唐發(fā)電集團(tuán)各電廠煙囪腐蝕調(diào)查中，部分采用砌體防腐技術(shù)的電廠投產(chǎn)一年多后，出現(xiàn)了混凝土殼體滲酸現(xiàn)象。華能集團(tuán)大連電廠和上海石洞口第二電廠使用的泡沫玻璃磚在6個(gè)月內(nèi)出現(xiàn)煙囪腐蝕問(wèn)題，最終被迫關(guān)閉維修。福建后石電廠煙囪內(nèi)管采用鈦鋼板防腐，已被腐蝕穿孔。華潤(rùn)集團(tuán)的一些電廠一般采用鈦鋼煙囪進(jìn)行防腐，但也發(fā)現(xiàn)鈦板有輕微腐蝕。

2、煙囪腐蝕問(wèn)題越來(lái)越突出，全國(guó)發(fā)電集團(tuán)開(kāi)始重新審視傳統(tǒng)的煙囪防腐技術(shù)。中國(guó)電力工程咨詢集團(tuán)公司于2009年8月就此召開(kāi)了專題研討會(huì)，并發(fā)布了關(guān)于印發(fā)火力發(fā)電廠脫硫煙囪防腐技術(shù)研討會(huì)議紀(jì)要的通知。華電集團(tuán)召開(kāi)鐵嶺電廠1#和2#煙囪防腐方案研討會(huì)。華能集團(tuán)委托蘭州化工非金屬材料及設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心對(duì)鈦板的防腐性能進(jìn)行檢驗(yàn)。無(wú)論煙囪是什么樣的結(jié)構(gòu)，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，一定會(huì)導(dǎo)致停工檢查或大修。在上述背景下，我們通過(guò)暗訪和咨詢了解了國(guó)內(nèi)電廠脫硫煙囪的防腐現(xiàn)狀，重點(diǎn)關(guān)注了APC混合聚合物脫硫煙囪的防腐技術(shù)。調(diào)查結(jié)果報(bào)告如下。二。APC雜化聚合物結(jié)構(gòu)涂料防腐技術(shù)介紹通過(guò)對(duì)大連古德防腐工程有限公司單元APC雜化聚

3、合物結(jié)構(gòu)涂層防腐技術(shù)推廣單位技術(shù)人員的介紹和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，現(xiàn)將APC雜化聚合物結(jié)構(gòu)涂層防腐技術(shù)介紹如下：技術(shù)來(lái)源APC雜化聚合物結(jié)構(gòu)層是大連古德防腐工程有限公司借鑒美國(guó)聚合物涂層技術(shù)，與中國(guó)權(quán)威材料部門(中國(guó)科學(xué)院國(guó)家金屬腐蝕控制工程技術(shù)研究中心)合作開(kāi)發(fā)的新型GD-APC雜化聚合物結(jié)構(gòu)層技術(shù)，能夠滿足目前國(guó)內(nèi)煙囪防腐要求。該材料已通過(guò)中國(guó)玻璃鋼質(zhì)量檢測(cè)中心和中國(guó)塑料質(zhì)量檢測(cè)中心的性能測(cè)試(測(cè)試報(bào)告見(jiàn)附件)，該材料已通過(guò)中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局發(fā)明專利審查并進(jìn)入公告發(fā)布階段，專利號(hào)為9.9。圖1、圖2、圖3和圖4為本公司APC雜化聚合物結(jié)構(gòu)層防腐工藝示意圖；圖1:高速煙區(qū)APC混合聚合物結(jié)構(gòu)層示意圖圖2

4、:煙囪體和頂部APC混合聚合物結(jié)構(gòu)層示意圖圖3:煙道與煙囪交接處APC混合聚合結(jié)構(gòu)層示意圖圖4:牛腿伸縮縫APC混合聚合物結(jié)構(gòu)層示意圖(二)技術(shù)特點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)研究1.強(qiáng)大的耐腐蝕性和靈活性APC雜化高分子材料是由醚鍵連接的有機(jī)高分子化合物和無(wú)羥基、酯基等弱基團(tuán)的無(wú)機(jī)材料雜化而成的700多種交聯(lián)環(huán)狀三維結(jié)構(gòu)材料。因此，該材料具有很強(qiáng)的耐腐蝕性和柔韌性?，F(xiàn)場(chǎng)有一個(gè)酸罐，在其中長(zhǎng)時(shí)間浸泡APC混合聚合物材料樣品，并儲(chǔ)存鹽酸、硝酸和硫酸的混合溶液。2.低吸水率和高抗?jié)B性致密雜化交聯(lián)、表面封孔和合成我們踩壞了材料，使它來(lái)回彎曲，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)損壞。試圖用鋒利的工具(如刀子)鑿出關(guān)節(jié)面，但沒(méi)有成功。結(jié)果表明，該材料

5、與鋼基體具有很強(qiáng)的結(jié)合強(qiáng)度，并具有很強(qiáng)的柔韌性和硬度。4.耐高溫和耐溫度變化APC雜化聚合物結(jié)構(gòu)層的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高達(dá)200，在此溫度下結(jié)合強(qiáng)度仍可達(dá)到10兆帕，這與醚鍵連接有關(guān)。耐高溫200和耐劇烈溫度變化，可滿足不同溫度環(huán)境下的安全使用。APC雜化聚合物結(jié)構(gòu)層及其他材料的熱膨脹系數(shù)；建筑材料熱膨脹系數(shù)(1/-1)評(píng)論混合聚合物結(jié)構(gòu)層1.110-5鋼結(jié)構(gòu)1.010-51.210-5混凝土結(jié)構(gòu)1.010-51.510-5砌磚體0.510-51.110-5鱗片(水泥)2.010-5在現(xiàn)場(chǎng)，我們用電熱干燥箱多次將材料加熱到200，材料沒(méi)有軟化。每次加熱到200后，取出材料，放入常溫水中冷卻。在碳鋼

6、基體和材料之間的結(jié)合面上沒(méi)有發(fā)現(xiàn)裂紋的跡象。用切割機(jī)從粘合層切割材料，但未能切割。在表面灑水仍能保持防水的特性。實(shí)驗(yàn)表明，該材料在極熱和極冷環(huán)境下具有與鋼基體相似的線膨脹特性，并具有在200下保持性能不變的特性。5.良好的阻燃性該材料含有硼和硅元素，使其具有良好的阻燃性。在現(xiàn)場(chǎng)，我們用打火機(jī)燃燒材料，并添加了阻燃劑。經(jīng)過(guò)大約7秒鐘的烘烤后，材料只能顯示出火花，這種火花可以在取下打火機(jī)后立即熄滅。對(duì)于無(wú)阻燃劑的材料，火焰出現(xiàn)，約4秒后開(kāi)始燃燒，打火機(jī)移開(kāi)，燃燒6秒后火焰逐漸熄滅。6.高抗老化性該材料在酸性蒸汽和液體狀態(tài)下能長(zhǎng)時(shí)間保持性能不變，使用壽命可達(dá)25年以上。7.完整該材料可一次澆注成型在

7、鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、磚砌體等上，無(wú)接縫和支撐。8、施工和維護(hù)方便可靠施工采用機(jī)械化一次澆注，效率高，可常溫固化?？梢赃M(jìn)行局部大修，沒(méi)有搭接縫。(3)權(quán)威機(jī)構(gòu)測(cè)試大連固德防腐工程有限公司委托中國(guó)玻璃鋼產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)中心站和中國(guó)塑料產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)中心站對(duì)APC混雜聚合物結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行了26次性能測(cè)試。一些測(cè)試報(bào)告見(jiàn)附件性能試驗(yàn)報(bào)告復(fù)印件。(4)申請(qǐng)據(jù)大連固德公司人員介紹，美國(guó)薩索爾二電廠、美國(guó)埃爾卡夫電力系統(tǒng)公司等17家國(guó)外企業(yè)的脫硫煙囪和煙道采用了APC混合聚合物結(jié)構(gòu)層的類似產(chǎn)品。在中國(guó)，目前在國(guó)華綏中電廠、中國(guó)電力投資撫順熱電有限公司(石家莊電廠)和遼電東方電廠使用。中國(guó)石油撫順石化有限公司洗滌劑廠

8、、盤錦中集特種管道制造有限公司、沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)廠等8家石化企業(yè)使用了類似產(chǎn)品。下表顯示了APC混合聚合物結(jié)構(gòu)層及其類似產(chǎn)品在中國(guó)的一些應(yīng)用結(jié)果。序列號(hào)應(yīng)用企業(yè)安裝地點(diǎn)/應(yīng)用環(huán)境利用時(shí)間評(píng)論1神華集團(tuán)國(guó)華綏中電廠脫硫煙囪2009年通過(guò)了高溫?zé)煔鉁y(cè)試。2中國(guó)電力投資撫順熱電有限公司(石家莊發(fā)電廠)脫硫煙道2009年已經(jīng)投入使用。3遼寧東方電廠脫硫煙道2009年已經(jīng)投入使用。4中國(guó)石油撫順石化有限公司洗滌劑廠反應(yīng)釜、管道、容器2007年5盤錦中集特種管材制造有限公司采油管，中壓10兆帕，溫度120-1802007年6沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)廠密封環(huán)，適用于石化行業(yè)風(fēng)機(jī)，中溫150-200，5%強(qiáng)氧化性酸蒸汽和水蒸汽，

9、含SO2和HS。2006年7連鎖華山鉆具有限公司。中型采礦工具我們?nèi)チ藫犴槦犭姀S、綏中電廠和盤錦中集特種管道制造有限公司，就APC防腐材料的使用咨詢技術(shù)人員。咨詢內(nèi)容如下：1.撫順熱電廠撫順熱電廠(石家莊發(fā)電廠)2 30萬(wàn)臺(tái)供熱機(jī)組脫硫出口水平煙道采用了APC雜化聚合物結(jié)構(gòu)涂料。根據(jù)負(fù)責(zé)脫硫的技術(shù)人員的解釋，它已經(jīng)使用了將近半年，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何問(wèn)題。從生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)看，1號(hào)機(jī)組水平主煙道膨脹節(jié)法蘭連接處有一滴水進(jìn)入煙囪段。隔熱板損壞了，地上有一個(gè)大約20厘米的冰架。冰架是由于煙道內(nèi)水流凍結(jié)而形成的。冰架是透明無(wú)色的，沒(méi)有鐵腐蝕產(chǎn)物的泥銹紅色，表明煙道內(nèi)沒(méi)有發(fā)生腐蝕。2.綏中電廠神華集團(tuán)國(guó)華綏中電廠#4

10、機(jī)組容量為1000兆瓦。脫硫是一種海水脫硫過(guò)程，有旁路，沒(méi)有GGH。煙囪為混凝土外套懸掛雙內(nèi)鋼筒。據(jù)該公司工程部主管稱，防腐涂層的施工質(zhì)量也非常重要。該廠1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)機(jī)組煙囪均涂有泡沫?；u，由大連古德安裝。1號(hào)和2號(hào)機(jī)組已運(yùn)行近2年，3號(hào)機(jī)組已運(yùn)行1個(gè)多月。沒(méi)有出現(xiàn)酸滲漏等腐蝕問(wèn)題。顧德在大連簽約時(shí)并沒(méi)有盲目趕進(jìn)度，嚴(yán)格控制每人每天的施工量，并采用實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)整個(gè)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控。所有視頻數(shù)據(jù)均可追溯，有效保證施工質(zhì)量和進(jìn)度，得到業(yè)主和監(jiān)理的好評(píng)。因此，經(jīng)國(guó)華集團(tuán)專家評(píng)審，大連發(fā)電廠嘗試采用顧德推薦的APC混合聚合物結(jié)構(gòu)層防腐，并在水平主煙道入口至4號(hào)機(jī)組煙囪鋼內(nèi)管的第一個(gè)伸縮縫(約3

11、9米長(zhǎng))處采用了APC混合聚合物結(jié)構(gòu)層。如果效果好，將在集團(tuán)公司推廣。根據(jù)主管的介紹，這部分的防腐試驗(yàn)到目前為止已經(jīng)完成。試驗(yàn)結(jié)束后，業(yè)主單位和監(jiān)理單位進(jìn)行了詳細(xì)檢查，確認(rèn)高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)后，APC防腐層外觀良好，無(wú)表面缺陷。3.盤錦中集特種管材制造有限公司據(jù)公司人員介紹，遼河油田油井用輸油管道的防腐采用了從中國(guó)科學(xué)院購(gòu)買的APC雜化聚合物的類似產(chǎn)品，設(shè)計(jì)壽命超過(guò)15年。目前，它已經(jīng)使用了3年多，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何問(wèn)題。該公司高級(jí)工程師王某也表示，APC的類似材料在石油系統(tǒng)的惡劣環(huán)境中使用，并表示鈦鋼材料不具備防腐功能。它們以前在石化工業(yè)中使用過(guò)，并被證明容易腐蝕。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，主要原因是弱酸，它特別耐還原

12、性，在高于120的高溫下，它對(duì)硫酸溶液和高氟離子溶液的耐腐蝕性下降。三、帶脫硫旁路的濕法脫硫工藝運(yùn)行環(huán)境分析目前，濕法脫硫工藝一般分為兩種類型：添加GGH和不添加GGH。當(dāng)GGH不加入時(shí)，“濕煙囪”的腐蝕問(wèn)題是顯而易見(jiàn)的，但當(dāng)GGH加入時(shí)，煙氣腐蝕問(wèn)題也存在。因?yàn)闅埩舻娜趸?、二氧化硫、氮氧化物、氟化氫、氯化氫等。煙氣在循環(huán)過(guò)程中遇到冷冷凝，冷凝在煙囪內(nèi)壁形成腐蝕性酸液。同時(shí)，濕煙氣排放時(shí)，大部分在煙囪內(nèi)形成正壓，加劇腐蝕滲透，對(duì)煙囪造成腐蝕危害。煙囪的操作條件總結(jié)如下。(a)濕煙氣條件1.沒(méi)有GGH不添加GGH時(shí)，在40 50的濕煙氣循環(huán)過(guò)程中，煙氣中的水蒸氣冷卻后冷凝，煙氣攜帶的霧滴(煙

13、氣攜帶的霧滴最大數(shù)量可達(dá)75毫克/立方米)冷凝成冷凝液滴和冷凝酸液流經(jīng)煙囪內(nèi)表面。冷凝的酸沿著圓筒壁流動(dòng)，其酸度相對(duì)較強(qiáng)。一般為混合酸，酸堿度為1.5 3.0。然而，由于局部濃度和正壓環(huán)境，長(zhǎng)時(shí)間停留在煙道中的酸液完全溶解酸性氣體，使其酸堿度降低，完全達(dá)到強(qiáng)酸狀態(tài)。隨著煙氣溫度的降低，與外界的溫差變小，煙氣的解脫力降低，煙囪內(nèi)形成正壓操作環(huán)境，含酸水溶液緩慢滲透到防腐材料中，破壞了防腐材料理化性能的穩(wěn)定性。這就是為什么當(dāng)脫硫設(shè)備中沒(méi)有安裝脫硫設(shè)備或安裝了GGH時(shí)，用于防腐的泡沫玻璃磚能夠安全運(yùn)行的原因。一旦安裝了脫硫設(shè)備，但沒(méi)有安裝GGH設(shè)備，泡沫玻璃磚的防腐問(wèn)題就很突出。當(dāng)然，它也與泡沫玻璃

14、磚的防腐材料密切相關(guān)，尤其是安裝質(zhì)量。2.當(dāng)GGH被加上當(dāng)加入GGH時(shí)，煙氣溫度一般在80左右，煙囪內(nèi)壁一般略有結(jié)露。結(jié)露條件根據(jù)不同的條件而變化，例如排出的煙霧的成分。GGH加熱后，煙氣中的大部分冷凝物蒸發(fā)，而一小部分腐蝕性冷凝物保留下來(lái)。這部分冷凝液的硫酸含量很高。約80的溫度加上高硫酸含量導(dǎo)致冷凝物沉淀較少和侵蝕強(qiáng)烈。根據(jù)數(shù)據(jù)，通過(guò)脫硫裝置的氣體中的主要物質(zhì)SO3的露點(diǎn)溫度約為150，這表明煙氣在與煙囪內(nèi)壁接觸時(shí)容易冷凝。雖然GGH能明顯減少酸沉淀的量，但它仍然不能避免煙囪的腐蝕。(2)干燥煙氣條件(旁路條件)未經(jīng)脫硫進(jìn)入煙囪的煙氣溫度約為120 160。在這種情況下，煙囪內(nèi)壁處于干燥狀

15、態(tài)，煙氣中的酸性氣體只對(duì)煙囪內(nèi)壁的材料產(chǎn)生氣體腐蝕，腐蝕相當(dāng)輕微，但對(duì)煙囪防腐層產(chǎn)生明顯的溫度場(chǎng)突變，適用于較大的熱應(yīng)力和熱應(yīng)力。(3)混合工作條件當(dāng)兩個(gè)爐(或多個(gè)爐)共用一個(gè)煙囪時(shí)，一個(gè)爐排放干煙氣，使進(jìn)入煙囪的混合煙氣溫度分布不均勻，呈半濕態(tài)。冷凝液具有很強(qiáng)的酸性和濃度，其溫度高于煙氣中水蒸氣的飽和溫度，腐蝕性較強(qiáng)。(4)過(guò)渡條件(或突變條件)在脫硫操作中，當(dāng)旁路擋板打開(kāi)和關(guān)閉時(shí)，排出的煙氣溫度突然從低變高或從高變低。(5)事故情況在鍋爐空氣預(yù)熱器事故等短期異常情況下，煙氣溫度約為250，持續(xù)時(shí)間較短(約2-3分鐘)。四、我公司煙囪設(shè)計(jì)情況水洞溝電廠脫硫煙囪防腐設(shè)計(jì)表序列號(hào)項(xiàng)目填寫(xiě)內(nèi)容2煙囪的結(jié)構(gòu)形式2.1煙囪設(shè)計(jì)的主要參數(shù)基本風(fēng)壓基本風(fēng)壓為每50年370帕?？拐鹪O(shè)防烈度7施工場(chǎng)地的土壤類別二級(jí)2.2煙囪高度210米2.3煙囪內(nèi)筒直徑9.6米2.4煙囪計(jì)數(shù)1內(nèi)圓筒材料2.5煙囪結(jié)構(gòu)單