江苏宏顺高空工程有限公司
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随着我国环保标准的逐步提高和公众环境意识的增强，新建火电厂都要求进行烟气烟囱防腐脱硫。很多火电厂采用湿法石灰石2 石膏法烟囱防腐脱硫工艺，由于湿法烟囱防腐脱硫后烟气具有特殊性，烟囱的选型和防腐处理措施与传统设计有很大不同，考虑到烟气对烟囱内衬及混凝土筒壁的腐蚀影响，为此，选择一个适合此运行工况的烟囱，对于电厂的安全经济运行至关重要。
一、烟囱防腐脱硫后烟气的特点和腐蚀性
烟气采用湿法烟囱防腐脱硫工艺的烟囱防腐脱硫效率≥90 % ，虽然烟气中SO2 的含量减少，但同时也带来一些负面影响。由于烟囱防腐脱硫后烟气温度低于酸露点温度，烟气含水量增大，在烟气上升过程中，烟囱内壁会出现结露现象;同时，烟气密度增加，烟囱自拔力减小，烟囱内的烟气压力升高;烟囱防腐脱硫后的烟气中含低温高湿稀酸型腐蚀水液。改变了烟囱的运行状况。FGD 系统设置GGH 可使烟囱防腐脱硫处理后排放的烟气温度提高到80 ℃左右，以减缓烟气冷凝结露产生的腐蚀性液体，但烟囱内壁上仍会呈微湿状态。这些因素造成了烟囱的运行条件较差，使烟囱处于腐蚀状况，加剧了腐蚀性烟气对内衬及承重筒的腐蚀。为此，烟囱结构的选型是否合理，将直接影响到烟囱的造价、施工、运行及寿命。
二、相关标准
我国烟气烟囱防腐脱硫还处于起步阶段，大多是新建工程，运行时间短，因此烟气烟囱防腐脱硫后烟囱腐蚀的调查和研究资料较少。在现行X和电力行业关于烟囱的设计标准中，均未对烟囱防腐脱硫处理的烟囱防腐设计做出具体规定，只是从烟气的腐蚀性等X对烟囱的防腐设计作出了要求。1.“国际工业烟囱协会(CICIND)”的设计标准。“国际工业烟囱协会(CICIND) ”的设计标准指出，燃煤电厂烟囱防腐脱硫烟囱虽然在烟囱防腐脱硫过程中已除去了大部分的二氧化硫，但在烟囱防腐脱硫后，烟气湿度通常较大，温度很
低，且烟气中单位体积的稀释硫酸含量相应增加。因而，处于烟囱防腐脱硫系统下游的烟囱，其烟气通常被视为高化学腐蚀等X，即强腐蚀性烟气等X，故烟囱应按强腐蚀性类型设计。
2.《火力发电厂土建结构设计技术规定》的设计标准。按照电力行业标准DL 5022 － 1993《火力发电厂土建结构设计技术规定》X7. 4.4 条的要求:当排放强腐蚀性烟气时，宜采用多管式或套筒式烟囱结构，即把承重的钢筋混凝土外筒和排烟内筒分开，使外筒受力结构不与强腐蚀性烟气相接触。
三、火电厂常见烟囱结构及特点
1. 钢筋混凝土单筒式烟囱。该结构为隔热层及防腐内衬组成的排烟筒，其排烟筒紧贴钢筋混凝土承重外筒并支撑在外筒壁环向牛腿上。由于砌体的灰缝(尤其是垂直灰缝) 不可能完全密闭，使采用湿法烟囱防腐脱硫工艺的烟气温度降低，含水量增大，烟囱内的烟气压力升高，筒内的烟气基本上处于正压运行工况。在烟气压力和湿度的作用下，极易渗透到砌体内部，使烟囱结构内部遭受腐蚀，而由于排烟筒紧贴承重外筒，会直接影响到承重外筒的安全。
2. 钢筋混凝土套筒式烟囱。钢筋混凝土套筒式烟囱是将钢筋混凝土承重外筒与排烟筒功能分开的结构形式。从套筒的材质上可分为:砖套筒和钢套筒烟囱。砖套筒结构与钢套筒结构在支撑体系上有较大差别，砖套筒为分段支撑结构，分段支撑在各层平台梁的环梁上，砖排烟筒采用耐酸胶泥砌筑耐火砖，外表面作耐酸水泥封闭层和保温层，保温层采用岩棉或X细玻璃丝棉毡。砖排烟筒中的砖体本身耐腐蚀性和经济性都较好，但形成砌体后的抗渗密闭性和整体性较差，自重大。钢套筒为自承重结构，设置了一定数量的侧向支撑和检修平台( 吊装平台) ，它由承重的外筒和排烟内筒组成。采用套筒烟囱具有检修和维护空间，一旦需要，可立即对套筒实施维护和补强，较为安全可靠。在正常运行条件下，钢筋混凝土的外筒身承重结构不直接与烟气接触，基本处于常温条件下工作，其温度应力较低，避免了筒体由于温差过大
造成裂缝的产生和腐蚀，增加烟囱寿命，可以保证电厂的安全运行。为了防腐，钢排烟内筒外采用玻璃棉毡作保温层外包镀锌钢丝网，而国内较为常用的钢排烟筒防腐内衬可分为以下几种:a. 内衬宾高德玻璃砖。排烟筒是用Q235B 作钢筒，内部贴宾高德玻璃砖。宾高德砖通过宾高德胶粘材料牢固地粘在基底上，从而提供有弹性的耐酸隔离层以保护基底。特种玻璃砖具有耐酸腐蚀、高绝热、耐高温、低热膨胀系数、多用途、质量轻、安装简便的X点。但这种材料是进口的，成本昂贵，投资费用较高。b. 内衬钛板。钛板有非常好的防腐效果，烟囱防腐脱硫后的强腐蚀性烟气对钛板的腐蚀性很小，是国际工业烟囱协会推荐的不设置GGH 情况下烟囱防腐内衬之一。目前国内已有多家电厂采用钛钢复合板钢套筒的烟囱。钛钢复合板是一种成熟的组合材料，有专门的X标准，但造价较高。c. Q235 钢+ 国产泡沫玻化砖内衬。国产泡沫
玻化砖是以碎玻璃为主要原料，加入发泡济、外渗济，高温发泡成型制成的一种轻质多孔玻璃材料。泡沫玻璃内部形成X立的封闭微小气孔结构，集传统隔热保温于一体，它不吸水、导热系数小、耐酸碱( 氢氟酸除外) ，是良好的内衬材料。与之配套的特种耐酸耐高温胶粘济，耐高温，粘接强度高，有较强的耐酸性和韧性。目前看来，此类烟囱适用于
各种形式湿法烟囱防腐脱硫工艺的套筒烟囱，安全可靠、技术合理，造价较低。该种烟囱已在国内得到了较为广泛的应用。
四、FGD 系统设置GGH 与不设置GGH 比较
1. 技术比较。设置GGH 时，吸收塔入口烟温在90 ℃左右，吸收塔入口段可不设冷却系统，吸收塔防腐材料的耐温要求低，可选用低温防腐材料;烟囱防腐脱硫后的烟气温度在80 ℃左右，烟气含水率低，结露少，整个烟囱防腐脱硫系统耗水率低。但设置GGH 后，烟囱防腐脱硫区占地面积增加，连接烟道加长，系统阻力增加，设备投资增大，且除GGH 本体外，还需配置许多辅助设施，如高低压水冲洗系统、压缩空气吹扫系统、密封系统、防泄露装置等，相应地增加了系统电耗，设备维护工作量增大。
不设置GGH 时，吸收塔入口烟气温度高，需设置冷却系统，吸收塔防腐材料的耐温要求高，需选用耐高温防腐材料;烟囱防腐脱硫后的烟气温度在40 ～ 50 ℃，且烟气含水率高，大量的水汽在烟道、烟囱底部，需增设排水设施。但不设置GGH 后，烟囱防腐脱硫区占地面积缩小，系统阻力小，设备投资、系统电耗及设备维护工作量都相对减小。FGD 系统不设置GGH 时，排烟进入烟囱的温度只有40 ～ 50 ℃左右，并且含有饱和的水蒸汽，在排烟过程中，由于扩容和散热作用，在烟囱内壁上会有大量的凝结酸水，烟囱内壁长期处于浸泡状态，故不设置GGH 后对于烟囱的运行工况形成严重的影响。为此，有必要对烟囱采取高等X的防护措施。根据以上分析，不设置GGH 后的初投资可以明显降低，运行中效益也较明显。设置GGH 与不设置GGH 主要技术的比较见表1 。
2. 经济比较。设置GGH 与不设置GGH 的设备投资费用、年运行维护费用和年厂用电率等情况见表2 。经比较，在初投资中，不设置GGH 节省的投资约1 090 万元，而其年运行费用能节省约146 万元。
五、烟囱防腐脱硫烟囱技术经济比较及分析
考虑环保条件逐年提高，因此烟囱选型需要考虑内衬的选择。单从技术角度看，无论选择砖套筒的内衬还是钢套筒的排烟内筒均要求由比较可知，如烟气烟囱防腐脱硫后不设置GGH ，在同时满足安全运行和检修的前提下，国产泡沫玻化砖钢套筒式烟囱造价X低，同时有较多的运行业绩，均已投入使用并取得良好的效果。因此，在经济上和使用上综合考虑，国产泡沫玻化砖钢套筒式烟囱表现X佳。
