脫硫改造中的煙囪內襯防腐材料特性及選擇

盧士強

摘 要：煙囪脫硫改造后，內部的腐蝕情況會非常嚴重，本文介紹了脫硫該著的集中防腐內襯材料，并對這些材料的優缺點進行了分析，并根據不同的經濟的條件和運行條件來選擇不同的防腐材料。

關鍵詞：煙囪內襯；防腐材料；選擇

全球最大的環境問題主要是大量二氧化硫的排放，國家正逐漸加強與實施這方面的政策，在這之前必須對鍋爐采取相應的控制手段。現階段新建的電廠多數已配備煙氣脫硫系統，然而早起的燃煤電廠多數都沒有配備脫硫系統。因此對煙囪進行脫硫改造，脫硫改造后的煙囪內襯防腐材料的選擇較多，比如鈦鋼復合板、鎳合金、泡沫玻璃磚（進口和國產）、FRP玻璃鋼、煙囪防腐涂料、玻化陶瓷磚、耐酸耐熱整體澆筑料等，這些材料各有其優缺點，在工程應用中應結合脫硫工藝（是否設置GGH）、運行工況（是否設置旁路煙道）等實際情況選定，其材料應滿足脫硫煙囪的安全運行條件。滿足先階段復雜工況的運行條件，滿足業主的經濟考慮。

1 脫硫改造后煙氣的腐蝕性

經過脫硫改造的煙囪，進入煙囪內的煙氣有以下特點：煙氣的濕度較大，且水分含量高；煙氣中的氯化物及亞硫酸和氟化物都是屬于強腐蝕性物質對煙囪的內筒的腐蝕性較強；煙氣的溫度一般在80°C左右，比較低，如果沒有煙氣熱交換器，煙氣的溫度只有45°C；煙氣中的硫酸濃度比較低，在設計中我們應該知道低濃度的酸溶液比高濃度的酸溶液的腐蝕性強，在40～80°C時的低濃度酸液很容易在內壁結霧，形成更強的腐蝕性，對結構材料的腐蝕速度比其他溫度高出無數倍。

2 煙囪內襯防腐材料的類型及特性

2.1 合金類

合金鋼是一種防腐性能很好的材料，主要類型有：鎳基耐蝕合金板（C-276）和鈦合金板（TiCr2）。鈦板 （TiCr2），鈦是一種很耐腐蝕的材料，主要是因為鈦的表面容易形成穩定的鈍化膜，鈍化膜是由幾納米到幾十納米厚的極薄的氧化鈦構成，特性是屬于比較穩定，在被破壞后可以瞬間再修補。因此，鈦在氧化性介質中和具有酸性、堿性、中性鹽水溶液中具有很好的穩定性，比現在的其它有色金屬和不銹鋼的腐蝕性都好；鎳基耐蝕合金板，C-276 合金是一種含鎢的鎳 - 鉻 - 鉬合金，其硅、碳的含量極低，在還原性和氧化性狀態下，對具有腐蝕性的介質具有優異的耐腐蝕性，出色的耐點腐蝕、縫隙腐蝕和應力腐蝕性能。較高的鉬、鉻含量使合金能夠耐氯離子的侵蝕，鎢元素也進一步提高了其耐腐蝕性。

合金類的材料價格比其他的材料價格都偏高，尤其是近年來來國內鎳價的上漲，導致合金材料的成本也增加，使鎳基耐蝕合金板在脫硫煙囪中的應用成本加大，影響了它的應用。鎳基合金比鈦板價格稍高，高出的部分超出了一般企業的成本控制承受范圍內。

雖然鈦合金的防腐性比較出色，但是它的防腐性主要是在靜態酸環境形成的鈍化膜的保護，如果酸呈現流動，表面的鈍化膜會被破壞掉，如果不及時修復被破壞的介質將會導致鈦的腐蝕速度比鋼還大。鈦合金如果含有雜質，會影響其物理、化學性質及腐蝕性，使鈦晶格發生畸變，影響鈦的各種性質，而致密的金屬鈦在自然界中特性是相當穩定的。常溫中的鈦只能與少數幾種物質發生反應，如果溫度升高，會與許多物質發生反應，從而產生腐蝕。

2.2 貼面磚內襯類

發泡玻璃磚自重輕，像海綿一樣，具有保溫和耐腐蝕的性能，且輕，可以使原來的煙囪的保溫層結構和內襯合二為一，省去了排煙內筒外絕熱保溫層，可以直接將專用的粘合材料粘合煙囪內筒內側表面，阻斷了玻璃磚間的縫隙勾縫的煙氣對煙囪內襯結構的腐蝕。另外的一個特性就是導熱率低，密閉性好，熱變形小，對高溫的耐熱性好可以在204°C一下承受。對具有腐蝕性的煙氣包括含有氯化物的廢氣冷凝液腐蝕有較強的耐酸性，壽命保證期為20年。在煙道的內表面和煙囪上的應用比較多。

發泡耐酸玻璃磚主要分為國產玻璃磚和賓高德轉兩種。

國產玻璃磚的主要原料為碎玻璃，通過加入外摻劑、發泡劑，高溫發泡成型制成的一種輕質多孔玻璃材料。國產玻璃磚具有抗酸耐堿的特性主要由于多孔的結構，這種結構使凝結水和氣體都不能滲透，它具有容重低、不吸水、不變形導熱系數小、不燃燒、不透氣等特點，還可粘接、可鋸割特點。在應用上綜合成本，性能穩定。

賓高德玻璃磚（進口）。賓高德玻璃磚內襯以低膨脹硅酸硼玻璃為主要材料，除氫氟酸以外的各種酸類都能抵御其腐蝕，而且抗滲透性能對凝結水和氣體強。由于它的隔熱性能強和較輕的自重，在國外電廠煙囪改造防腐應用多，目前我國也開始采用。

3 煙囪內襯防腐材料的選擇

煙囪內筒選擇一個合適的內襯，必須考慮以下幾方面的因素：（1）技術可行性，滿足復雜化學環境下的防腐要求；（2）經濟合理，較低的建筑成本，一次性投資費用要低；（3）施工條件好，質量控制方便；（4）運行維護費用低，并且方便檢修。

需注意的是，用材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問題。

歐美等發達國家電廠煙氣脫硫開始的時間比較早，根據國內外的經驗，目前濕法脫硫后的煙囪內筒內襯防腐主要有因類形式：（1）采用耐酸腐蝕的金屬合金薄板作內襯，內襯材料包括鎳合金板（C-267、C-22）、鈦板（TiCr2）等。（2）采用耐腐蝕的輕質隔熱的制品粘貼，隔絕煙氣和內筒接觸，如發泡耐酸玻璃磚內襯。（3）第三天采用耐酸、耐熱、隔熱保溫；隔絕煙氣和鋼內筒接觸，使用噴涂方式內襯安裝，如VP煙囪內襯。

4 結語

脫硫煙囪的設計在我國剛剛起步，運行時間還不是很長，大部分只能借鑒外國經驗，脫硫改造中的煙氣溫度較低濕度大，比脫硫前的腐蝕性更強。脫硫改造的煙囪應根據煙氣腐蝕性強度來考慮煙囪結構進行防腐處理。

參考文獻

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