玻化陶瓷砖在烟囱防腐中的应用

郑建行 郑帅

摘要：随着烟气脱硫技术在火电厂中的应用，烟气对烟囱的腐蚀性加强，脱硫后烟囱防腐已成了火电厂脱硫后改造的重要工作。目前，国内烟囱防腐方案很多，现针对河南裕东电厂烟囱防腐方案进行分析。

关键词：火电厂、烟囱防腐、玻化陶瓷砖

中图分类号：TM6文献标识码： A

一、前言

裕东电厂一期工程2×300MW机组合用一座210m钢筋混凝土烟囱，2003年底完工。烟囱出口内径7m，进口烟道底标高8.27m，内筒总面积约7200m2，烟囱内衬采用HS-1耐酸胶泥及耐酸砖砌筑，厚度分别为240mm和180mm。

根据国家对环保的重视程度日益较高，2006年裕东电厂#1、2炉改造新增脱硫系统，本系统采用由苏源环保公司自主研发的第二代平流、无GGH、湿法脱硫技术，对两台机组全烟气量脱硫。2007年3月通过168小时试运行并移交生产。

脱硫后烟气中携带大量酸性液体进入烟囱，对烟囱造成很大的腐蚀，主要原因是：首先脱硫后的烟气温度一般在50℃左右，水份含量高，湿度大，烟气处于全结露状态。烟气中水气结露后形成的腐蚀性水液，它主要依附于烟囱内侧壁流下来至专设的排液口排到脱硫系统的废液池中（排放的液体PH值在4～6之间）。脱硫处理后的烟气一般还含有氟化氢和氯化物等强腐蚀性物质，是一种腐蚀强度高、渗透性强、且较难防范的低温高湿稀酸型腐蚀状况；其次湿法脱硫工艺对烟气中的SO2脱除效率很高，但对造成烟气腐蚀主要成分的SO3脱除效率不高。因此，烟气脱硫后，对烟囱的腐蚀隐患并未消除；相反地，脱硫后的烟气环境（低温、高湿等）使腐蚀状况进一步加剧了。再次由于平流塔烟道较短，脱硫后净烟气携带大量酸性液体进入烟囱，原烟囱结构设计没有考虑脱硫后强腐蚀性湿烟气的运行工况，原防腐砖不具备此工况下的耐腐蚀能力。

脱硫系统经过近3年的运行，烟囱内部原防腐砖腐蚀严重，大量酸性液体通过砖缝进入保温层中直接接触烟囱混凝土结构层，部分液体通过烟囱对拉螺栓孔已经腐蚀渗透达到烟囱的外壁，对烟囱的整体结构安全带来很大隐患。鉴于此种情况，烟囱内壁必须进行防腐改造。

二、烟囱防腐工艺的选择

现阶段国内烟囱防腐没有具体的国家标准及行业标准，出现最多的防腐工艺

有钛板钢内筒、发泡玻璃砖（宾高德）、玻化陶瓷砖、OM涂料及聚脲防腐等。经过充分调研，OM涂料及聚脲防腐造价较低但施工质量很难保证，耐久性很差且容易造成防腐层的脱落。钛板钢内筒防腐造价最高，每平方米超过3500元，且增加荷载较大，如在原烟囱基础上进行改造施工难度太大，一般电厂都无法承受此较高的改造费用及长施工周期。发泡玻璃砖与玻化陶瓷砖均能直接粘贴在原烟囱内壁形成良好的防腐层且施工周期较短，发泡玻璃砖耐磨性较玻化陶瓷砖差，在烟气流速较高部位经长时间冲刷容易造成砖壁变薄，后期修复难度较大。综合考虑决定采用玻化陶瓷砖防腐方案。

三、玻化陶瓷砖防腐主材的性能指标及施工工艺

玻化陶瓷砖防腐主要材料由玻化陶瓷砖与烟囱防腐专用胶构成，主材的性能指标及施工工艺如下：

1、主材的性能

玻化陶瓷转性能

项目名称 单位 LVMC-II

轻质玻化陶瓷砖参数

体积密度 Kg/m3 350

抗压强度 MPa 3.5

抗折强度 MPa 3.0

导热系数 W/（m·k） 0.147

耐酸性（常温、40% 硫酸、30天） % 0.96

耐热性（250℃、4小时） % 0.94

烟囱防腐专用胶性能指标

序号 性能名称 单位 技术指标 检验方法

1 邵尔A硬度 度 45 GB/T531-1999

2 配比 A：B 10：0.5~1

3 完全固化时间 天 7

4 适用温度 ℃ -35~+250

5 抗拉强度 MPa 2.5

6 拉断伸长率 % ≥150 GB/T528-1998

7 剪切强度 MPa 2.2

8 耐热性（热空气老化（210℃×168h）后） 邵尔A硬度 度 44

抗拉强度 MPa 2.3

拉断伸长率 % 110%

2、烟囱主体施工工艺

玻化陶瓷砖防腐的施工工艺为烟囱内壁清理→内壁烘干→找平→涂刷底层涂料→烟囱防腐专用胶涂刷→玻化陶瓷砖粘贴。

烟囱内壁的清理用6Kg高压水枪进行冲洗，局部用钢丝刷进行手动清理，确保表面无灰尘、粘接不牢固的杂物等；烟囱内壁清理完毕待干燥后对局部较大凸凹不平部位用1:2水泥砂浆进行找平；底涂的涂刷要保证不漏涂、不流淌。涂刷烟囱防腐专用施工保证厚度均匀，不能出现露底现象；玻化陶瓷砖粘贴采用“三一”法，即一块砖、一铲胶、一揉挤，保证砖缝饱满度100%。

3、其他细部构造施工工艺

3.1烟囱顶部防腐处理（示意图）

因烟囱顶部为防腐较薄弱的部位同时也为避免气候的影响，顶部受外部环境温度影响较大，且易结露，这部分腐蚀比较严重，因此对顶部铸铁盖板压板进行机械结合人工除锈，达到St3级，采用耐高温乙烯基树脂玻璃钢进行防腐。在顶部满焊防雨板（做FRP防腐前进行焊接），宽度60mm，打磨处理后进行防腐。

3.2积灰平台防腐（示意图）

烟囱底部积灰平台：用厚度为50mm的玻化陶瓷砖进行粘贴，对积灰平台与内壁、积灰平台与隔烟墙等连接部位、积灰平台起坡处先用耐酸胶泥做平滑过渡，铺设2道柔性丁基橡胶板材，翻边高度为1米，然后用防腐专用胶在积灰平台水平部位找坡衬玻化陶瓷砖，积灰平台在玻化砖表面再喷涂耐酸胶泥1mm厚，以便酸液顺利排放到专设的排液口，排到脱硫系统的废液池中。

3.3牛腿部位防腐处理（示意图）

对分段接缝处（牛腿部位）：将原牛腿部位砂浆材料斜坡用錾子打掉，伸缩缝处填充硅橡胶，再用耐酸胶泥抹坡，在伸缩缝处由原设计耐高温乙烯基树脂玻璃钢改为柔软的丁基橡胶板材，长度约2米。最后将玻化陶瓷砖加工成异型，粘贴于坡上，以上压下为原则，以便酸液沿烟囱壁下排顺畅。

四、工程施工质量控制要点

1、电厂运行后进行脱硫改造的烟囱内部保温层含水率量较大，在铺贴防腐砖前必须使烟囱内部充分干燥。

2、内壁基底清理。原防腐砖部分腐蚀严重，砖表面出现的蜂窝松软的部分必须进行清理，保持防腐前整个烟囱内壁无浮灰且表面不能出现松软不牢固部分。

3、施工人员操作水平。本工程防腐砖的砌筑必须保证砖缝的饱满度，不能出现一处瞎缝，如果砌筑时出现胶的饱满度不合格，湿烟气携带的酸性液体就会进入保温层中，整个烟囱的保温层是相通的，这样就会使整体烟囱浸泡在酸性液体中。

四、结束语

经过近4年的运行，烟囱内壁玻化陶瓷砖粘接牢固，没有发现渗漏现象。由于玻化陶瓷砖防腐工艺简单、工期短、投资低，对于烟囱防腐改造工程此方案可以在同类型电厂推广。

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