火电厂烟囱漏泄原因及解决方法

摘要：介绍电厂烟囱漏泄产生的原因及其解决方法。

关键词：烟囱漏泄 产生原因 应对措施 解决办法

1 概述

随着电力行业不断落实国家环保政策力度的加大，要求燃煤发电机组必须限期加装湿法脱硫装置，现一部分火电厂烟囱发生漏泄，有的问题比较严重。

湿法脱硫前后烟气腐蚀性的介绍

湿法脱硫前，燃煤机组排放的是未经脱硫的烟气，进入烟囱的烟气温度在125℃左右（出现事故时的短期烟气温度则可达150℃～180℃）。在此条件下，烟囱内壁处于干燥状态，烟气对烟囱内壁材料不直接产生腐蚀；加装湿法脱硫装置后，排放的湿烟气。如果未经烟气换热器加热升温，进入烟囱的烟气温度在50±5℃，烟囱内壁有严重结露，沿筒壁有结露所产生的酸液流淌。酸液的温度在40℃～80℃时，对结构材料的腐蚀性特别强。以钢材为例，40℃～80℃时的腐蚀速度比在其它温度时高出约3～8倍，虽然在加装湿法烟气脱硫装置后，烟气中大约90%～95%的SO2被从烟气中脱除，但是，由于在脱硫后的烟气中引入了大量的水分并且将烟气温度降至50±5℃左右（国内电厂为了节省投资，基本上不加装GGH），因而使得脱硫后的烟气具有了很强的腐蚀性。

2 目前国内烟囱防腐的现状

涂料类防腐：主要有OM涂料、聚脲、玻璃鳞片、萨维真以及固斯特涂料等。贴衬砖类防腐：宾高德玻璃砖，国产泡沫玻璃砖，陶瓷玻化砖等。金属板类防腐：镍基合金板和钛板。复合材料类防腐：FRP材料、轻质浇注料。

3 某发电厂“烟囱漏泄”现象

3.1 脱硫系统及烟囱的概况 某发电厂2×330MW 机组采用全烟气脱硫装置系统，两台机组各设计一套脱硫（FGD）系统，采用湿法石灰石-石膏就地强制氧化脱硫工艺。整套系统分为工艺水系统、石灰石上料及浆液制备系统、吸收塔系统、烟气系统、石膏脱水系统和废水处理系统及事故浆液倒换系统等七个子系统。吸收塔采用单回路空塔喷淋设计，设有氧化空气喷枪的浆池直接布置在吸收塔下部，塔内吸收段设置三层喷淋，塔上部设置二级除雾器。烟气从除尘器引出后，经引风机送至吸收塔，与来自上部三层喷淋层的浆液逆流接触，进行脱硫吸收反应，脱硫后的净烟气经吸收塔顶部两级除雾器除去携带的液滴，通过210m烟囱排放至大气。烟气系统取消了原有的旁路烟道，实现FGD系统与机组同步启动。在FGD 系统中原设计有增压风机，2011年为了满足环保要求和节省厂用消耗，将烟气旁路烟道拆除并退出运行。系统没有烟气/烟气换热器（GGH），采用了湿烟囱技术，进入吸收塔的烟气温度为120-135℃，脱硫后的烟气出口温度为50℃左右。

某发电厂烟囱总体情况：烟囱采用钢筋混凝土单钢套筒式，直径7m、高度210m、面积4616m2、普通Q235B钢材，自承重形式；3、4号炉入口烟道用钢板隔离，钢内筒内衬采用胶泥和轻质玻化陶瓷砖。

3.2 “烟囱漏泄”现象及当前状况 自2008年12月投入运行以来，机组没有全停进行烟囱防腐检查与处理。从2011年至2013年初在烟囱外部检查时发现钢内筒表面多处发生漏泄，在90m-180m处及3、4号烟道入烟囱连接处漏泄尤为严重。

3.3 产生原因分析 烟囱钢内筒防腐为轻质玻化陶瓷砖，轻质玻化陶瓷砖脱落是烟囱防腐损坏的主要原因。经过与设计院、电科院、施工厂家等多方面共同研究分析，认为产生砖体脱落的原因主要有以下几方面：

①湿法脱硫进入烟囱的烟气温度在50±5℃，烟囱内壁有严重结露，沿筒壁有结露所产生的酸液流淌。酸液的温度在40℃～80℃时，对结构材料的腐蚀性特别强。②采用轻质玻化陶瓷砖与耐酸胶泥防腐，轻质玻化陶瓷砖：厚度50mm，长240mm，宽度120mm，耐酸胶泥厚度3mm。一但防腐层损坏，将使外部筒壁迅速腐蚀，并出现漏泄，而且漏泄逐步增大，需要尽快处理。③钢内筒防腐时底层清理、喷砂等工艺不当或粘结剂不饱满，在热胀冷缩的作用下产生空隙，酸液渗透到筒壁产生腐蚀，加之我厂烟囱防腐是在冬季完成的，由于气温较低影响了胶泥的粘结强度，致使防腐砖脱落，烟囱筒壁腐蚀漏泄。

4 烟囱防腐砖、粘结剂的特性分析

硼硅泡沫玻璃砖与普通泡沫砖特性分析

普通泡沫玻璃：以回收废旧玻璃为生产原料，废玻璃的来源不稳定，其化学成分波动很大，无法保证泡沫玻璃砖100%闭孔结构，水气渗透率大，抗压强度低，最多只能达到1.4MPa左右，抗烟气冲刷能力弱，抗温度交变性能弱。

硼硅泡沫玻璃砖：直接从石英砂开始熔制玻璃原料，从源头上确保了玻璃原料成分的纯净和稳定。在高温熔制过程中加入了硼、铁、铝等原料。导热系数低、热膨胀系数小，优良的耐酸性、抗腐蚀性100%的闭孔结构，绝无贯穿性的孔洞。抗压强度高达2.5MPa，抗烟气冲刷能力强，抗温度交变性能好，不易开裂。

耐酸粘结剂特性分析：

具有良好的粘接性，可牢固粘结泡沫玻璃砖、钢材、耐火砖等多种基材；优异的耐低温性能，固化后可在-30℃至160℃范围内长期工作；良好的弹性和弹性恢复性能，能适应基材的热胀冷缩，不开裂，不脱落；耐腐蚀性能优越；固化后胶体能有效阻止冷凝水进入。

5 解决方法

5.1 方案论证 方案一：外筒壁将漏泄点处理钢板补焊，内筒壁采用上海宾高德耐酸耐高温粘接剂、陶瓷玻璃砖，在0米-210米处进行整体修复，预计45-50天内完成，与电科院专家沟通能延长使用寿命5-8年，能够彻底解决烟囱腐蚀问题。工程总造价650万左右。方案二：外筒壁将漏泄点处理钢板补焊，内筒壁采用成都硅宝877耐酸耐高温粘接剂、陶瓷玻璃砖，在0米-210米处进行整体修复，预计45-50天内完成。工程总造价400万左右。方案三：外筒壁将漏泄点处理钢板补焊，内筒壁采用上海宾高德耐酸耐高温粘接剂、陶瓷玻璃砖，在90米-210米处进行整体修复，预计25-30天内完成。第二年进行0米-90米处整体修复。工程第一年总造价400万左右，第二年总造价240万左右。方案四：外筒壁将漏泄点处理钢板补焊，内筒壁采用成都硅宝877耐酸耐高温粘接剂、陶瓷玻璃砖，在0米-210米处进行漏泄局部修复，预计25-30天内完成。由于局部修复工作量有较大的不确定性，可能造成2014或2015年未修补部位进行二次施工。工程总造价240万左右。

专业意见方案二，由于进入10月份气温温差大，夜间温度较低，会影响粘结强度，使防腐砖脱落，所以必须在7月中下旬开始施工，才能保证辽源厂烟囱防腐处理工程整体质量优良。

5.2 工程内容

5.2.1 总体施工范围：①将烟囱钢内筒玻化砖全部或部分拆除掉，使用上海宾高德或成都硅宝877耐酸耐高温粘接剂、陶瓷玻璃砖进行处理。②在平行烟道与烟囱连接处做陶瓷玻化砖护板。材质可为Q235钢板。③烟囱锅底进行防酸衬胶处理。④烟囱锅底下部支撑钢构防腐处理。⑤挡烟墙防腐处理，面积90.95×2=181.9m2。

5.2.2 建立临时烟囱：①提出申请至市环保部门，上报省环保厅，批复后方可施工。②请设计院设计临时烟囱布置图。③在吸收塔（31米处）顶部开孔、塔内装置拆除、塔内防腐打磨、保温拆除安装、临时烟囱制作、安装。

5.2.3 施工前聘请监理人员，实行全过程监理制。施工步骤如图所示：

参考文献：

[1]王颖聪.湿法脱硫装置的设备与管道的腐蚀及对策[J].电力建设，2003（10）.

[2]金新荣.烟气湿法脱硫装置安全运行与节能降耗[J].浙江电力科学发展，2005.

[3]廖永进，曾庭华，王力，郭斌.湿法脱硫装置烟气系统的设计和运行[J].中国电力，2005（12）.