煙塔合一防腐施工技術探討

姚松柏

隨著人們環保意識的增強，人們對環境的要求越來越高。西方發達國家在20世紀70年代就開始制訂了大氣污染物排放標準［1］。利用冷卻塔排放煙氣，即“煙塔合一”技術。該技術早在20世紀80年代德國就開始采用，近十幾年來得到了廣泛應用和發展，在國外已是比較成熟的先進技術。目前，國外建成的20多座冷卻塔均采用“煙塔合一”技術，如1982年投產的德國Volklingen電廠、德國尼德勞森(Niederanssem)電廠全部采用脫硫和“煙塔合一”排放煙氣［2］。

1 煙塔合一工程的特點

1)充分利用冷卻塔的巨大能量，對除塵、脫硫后的濕煙氣進行有效抬升，混合氣體抬升高度遠高于煙囪，促進凈煙氣中未脫除污染物的擴散，降低其落地濃度，從而提高周邊環境質量。

2)研究指出［3］由于機組不必再建煙囪及脫硫系統的煙氣再加熱裝置，這樣不僅可緩解城市建設用地緊張和建筑物限高等問題，而且可以顯著改善城市周邊電廠建設同城市整體規劃的適應性和靈活度，有利于縮小熱源、電源與負荷中心間的距離，提高電廠的經濟性并有利于城市供熱、供電的可靠性。同時簡化了電廠煙氣系統工藝設計，可相對降低投資。

2 煙塔合一防腐的重要性

1)煙氣引入冷卻塔，凝結的液滴回落水塔及水蒸氣在風筒壁凝結后，冷卻塔的殼體、煙道支架、配水裝置、淋水裝置等會受到煙氣污染物(煙塵，SO2，SO3，HCl，HF 等)的危害。2)凝結的液滴含有煙氣中的酸性氣體，局部pH值可能達到1.0。3)冷卻塔在長期的使用過程中由于介質沖刷，加之空氣中的酸性氣體如SO3，SO2以及氯離子、微生物的腐蝕作用和凍融循環，混凝土各部件如冷卻塔風筒、支柱、淋水架構梁柱以及集水池等混凝土層會產生疏松、粉化、脫落，進而造成內部的鋼筋裸露產生腐蝕。4)鋼筋的銹蝕產生體積膨脹，增大了混凝土結構的空隙，加劇了腐蝕程度，導致結構的損壞。因此，排煙冷卻塔設計技術［4］中塔體、塔芯結構特殊防腐設計和防腐材料選擇是排煙冷卻塔技術應用的核心部分，一般排煙冷卻塔的防腐范圍劃分為四個區域:冷卻塔風筒外壁、冷卻塔風筒內壁喉部以上、冷卻塔風筒內壁喉部以下、豎井及煙道支架和淋水架構部分等。確定排煙冷卻塔結構的不同部位進行不同的防腐蝕技術措施。

3 防腐涂料的基本性能要求

排煙冷卻塔防腐涂料的基本性能要求見表1。

4 排煙冷卻塔外涂層防腐分區

4.1 有機防腐方案要求

排煙冷卻塔外涂層防腐分區和防腐層最小厚度分別為:1)風筒內表面喉部以上:1道基層+2道中間層+1道面層，干膜厚度不小于300μm;2)風筒內表面喉部以下(含人字柱):1道基層+2道中間層，干膜厚度不小于200μm;3)風筒外表面:1道基層+1道面層，干膜厚度不小于100μm(喉部以上區域可適當加厚);4)其他部位:同風筒外表面防腐，干膜厚度不小于100μm或150 g/m2。

表1 排煙冷卻塔防腐涂料的基本性能要求

4.2 無機防腐方案要求

當選用水泥基類礦物質涂料時，排煙冷卻塔外涂層防腐分區和防腐層最小厚度應當根據排煙冷卻塔外涂層防腐的特點進行，厚度見表2。

表2 排煙冷卻塔外涂層不同部位最小厚度

5 冷卻塔防腐涂料的施工要求

5.1 排煙冷卻塔基層的質量要求和處理措施

1)基層表面必須清潔干凈。風筒施工完后，采用高壓射流(壓力約為500 bar)或噴砂處理方式(表面的灰塵用清潔干凈的壓縮空氣吹凈，最好使用真空吸塵器吸塵)，結合手工泥鏟將排煙冷卻塔塔體結構(含構件)表面松散顆粒、油污等污染物清除干凈。

2)混凝土基層表面應堅固、密實、平整，所有模板接縫處的錯臺不得大于5 mm。修復筒壁表面經檢查存在的裂紋，風筒內壁模板接縫線打平并清除干凈后，采用聚合物水泥砂漿抹平，形成一個適合涂層的平緩的表面。

3)用于固定模板的對穿螺栓(鋼筋)孔必須用微膨脹水泥砂漿填實，并做到表面平整。

4)基層必須干燥。在基層深度20 mm范圍內，含水率不應大于6%;當采用濕固化型涂料進行施工時，基層面潮濕但不浮水。

5.2 排煙冷卻塔涂層的施工

1)涂料的施工方法有刷涂、滾涂和噴涂。施工選擇哪種方法和機具，應根據涂料的性質、涂裝對象及質量要求確定。風筒宜采用無氣泡噴涂或滾涂分層涂刷。

2)防腐涂料施工時，筒壁和環境溫度應為5℃～30℃之間，相對濕度小于85%。

3)涂層漆膜的干燥采用自然干燥，各層的涂刷間隔應根據實際采用的防腐涂料性能確定。漆膜干燥過程中應保持周圍環境清潔，防止灰塵、雨、雪、水和觸碰等作用。

4)冷卻塔的涂裝安全。冷卻塔的防腐涂刷為高空作業，應佩戴安全帽和安全帶。專用的施工機具，如:吊籠、小車等應有可靠的安全措施。涂刷施工中應做好防火、防毒、防高空墜落等。

5)大面積涂刷前應進行局部的試涂刷。

6 結語

煙塔合一技術在我國已有多個電廠成功應用，并取得了一定成績［5］，如:剛投產運行的大連甘井子熱電廠、國華電力三河發電公司二期工程的兩臺300 MW機組、天津東北郊熱電廠等。因此煙塔合一技術具有廣闊的應用前景。該項技術在我國正逐步發展，而且取得了一定成效，但該項技術在我國的應用中還存在一些問題，如何做好基層處理及防腐、避免運行一段時間涂料的脫落等還有待在以后的工程中總結、完善。

［1］ 曹希萍，馮 碌.淺析排煙冷卻塔及在國內工程中的應用［J］.電力勘測設計，2007，2(1):47-51.

［2］ 張 瑛.排煙冷卻塔系統設計特點［J］.黑龍江電力，2009，31(5):382-384.

［3］ 李 捷.煙塔合一技術特點與應用分析［J］.甘肅電力技術，2009，2(9):23-26.

［4］ 林 勇.煙塔合一技術特點和工程數據［J］.環境科學研究，2005，18(1):35-39.

［5］ 孔慶琦.煙塔合一的技術經濟分析［J］.電力標準化與技術經濟，2008，5(1):37-39.