石灰石—石膏湿法脱硫（WFGD）是当今世界 各国应 用最多和最成熟的工艺。国内火力发 电厂燃煤机组安装的 烟气脱硫装置（FGD） 中，85%以上使用的是石灰石—石 膏湿法脱 硫（WFGD）工艺。 目前，对于烟气脱硫装 置的设计施工和运行经验已日臻 完善，但对 脱硫机组烟气排放的关键设备——烟囱的防腐， 却没有引起足够的关注。
12
中国轻工业长沙工程有限公司
涂料类防腐方案


OM涂料是一种有机复合树脂，可以防止酸液 对 烟囱内衬的腐蚀。该防腐方案在单筒式老 烟囱中使 用较多。 OM涂料防腐方案施工周期很短，造价相对很 低。但是低温高温热环境的交替所产生的交变 热应 力对粘接强度影响较大，容易开裂，开 裂后特别是 在高速烟气中容易脱落。
中国轻工业长沙工程有限公司
25
金属复合钛板防腐性能
钛的表面容易生 成稳定的钝化膜 钝化膜由几纳米 到几十纳米厚的 极薄的氧化钛构 成。
26
中国轻工业长沙工程有限公司
合金钛板安装施工
27
中国轻工业长沙工程有限公司
金属复合钛板防腐方案


致密的金属钛在自然界中是相当稳定的，钛/钢复合板 的焊缝施工难度大，施工质量难以控制导致的缝隙腐 蚀和氢脆。同时钛中杂质的存 在，显著影响钛的物理、 化学性能和耐腐蚀性能。特别是一些间隙 杂质，它们 可以使钛晶格发生畸变，而影响钛的各种性能。 福建漳州后石电厂采用了帖衬钛板的方案，在检修时 拍摄的照片显示进口段出现了鸡蛋大小的多个穿孔 。
贴衬砖类防腐方案

玻璃砖施工完成情况
22
中国轻工业长沙工程有限公司
贴衬砖类防腐方案

贴衬砖脱落与开裂现象
23
中国轻工业长沙工程有限公司
金属板类防腐方案


用于湿烟囱防腐的耐酸腐蚀的金属合金薄板内 衬，材 料主要是镍基合金板和钛板。 国外 C276 合金广泛应用于脱硫塔及烟囱中。 由于 C276 合金材料初期成本较高等原因，国 内尚无应用于烟 囱内筒耐腐内衬的工程实例。
30
中国轻工业长沙工程有限公司
FRP优异的耐腐蚀性能
材料 硫酸 100º C 浓度：30% 100º C 浓度：30% 盐酸 80º C 浓度：15% 80º C 浓度：15% 盐酸盐 100º C 任何浓度 65 º C 5% low pH
FRP C-276 镍 基合金
31
中国轻工业长沙工程有限公司
国泰纸业（唐山曹妃甸）有限公司 自备动力车间一期工程
烟囱防腐技术探讨
中国轻工业长沙工程有限公司 2013.06
1
中国轻工业长沙工程有限公司
目录

烟囱防腐的必要性 脱硫湿烟气的特点和腐蚀性 湿烟囱的工作环境 湿烟囱的防腐方案应用情况 对烟囱的防腐处理建议
2
中国轻工业长沙工程有限公司
烟囱防腐的必要性
中国轻工业长沙工程有限公司
33
复合材料类防腐方案 FRP

中国轻工业长沙工程有限公司
8
冷凝酸液对混凝土的腐蚀速率
美国南加州大学的F. Jahani等在2001年研究了 pH值 为2~3的硫酸酸液对 混凝土的腐蚀情况。

初期腐蚀速度约0.063mm/天。 东南大学动力工程系唐志永等人对混凝土进行了腐 蚀性研究。 考察了15%浓度的硫酸对混凝土的腐蚀情 况。 对C30混凝土的腐蚀腐蚀速度：2.4mm/10天
中国轻工业长沙工程有限公司Hale Waihona Puke 3烟囱防腐的必要性

早期的WFGD为了提升烟气的抬升高度安装了 烟气换 热器（GGH），使得从吸收塔排出的 净烟气（50℃左右） 被加热到80℃左右。 2006年后，由于GGH在运行过程中积 灰、结 垢严重，影响了整个脱硫装置的正常运行，于 是， 随后建造的脱硫装置几乎都取消了GGH， 使50℃左右的湿 饱和烟气直接从烟囱排放。 现有烟囱均没有按照湿烟气排 放设计，使得湿 烟气对烟囱的腐蚀成了很严重的问题。
FRP烟囱内筒性能特点
32
中国轻工业长沙工程有限公司
FRP材料的耐温防火问题


FRP在低温下有优异的耐腐性能和结构性能，但随着温度的 升高，其结构性能衰减很快。即使是热固性树脂，当使用温 度超过其热变形温度(HDT)后，树脂的结构性能会发生很大 的改变。一般玻璃钢不能在高温下长期使用，如聚酯玻璃钢 在40~50℃以上，环氧玻璃钢在60℃以上强度就开始下降。 ASTM规范适用的温度范围为正常运行温度不高于93℃、短 时异常高温不高于121℃。文献对耐温性能较好的乙烯基酯 不饱和聚酯玻璃钢最高设计温度为120℃。在设计中，当环 境温度可能超出常规适用范围时，应选用耐高温的树脂材料， 如固化后的DERAKANE 470-300环氧乙烯基酯树脂浇铸体 热变形温度HDT为150℃，而DERAKANE 470HT-400的 HDT可以达到180℃。据了解目前国内产品可实现耐温 200~220 ℃的FRP。 华能辛店电厂采用的DERAKANE 470HT-400环氧乙烯基酯 树脂缠绕制作的FRP烟囱。
24
中国轻工业长沙工程有限公司
金属复合钛板防腐性能

钛是一种很耐腐蚀的材料，这是由于钛的表 面容易生 成稳定的钝化膜，钝化膜是由几纳 米到几十纳米厚的极薄 的氧化钛构成，在许 多环境中是很稳定的，并且一旦局部 破坏还 具有瞬间再修补的特性。因此，钛在酸性、碱 性、 中性盐水溶液中和氧化性介质中具有很 好的稳定性，比现有的不锈钢和其它有色金属 的耐腐蚀性都好。
19
中国轻工业长沙工程有限公司
贴衬砖类防腐方案

进口宾高德玻璃砖具有良好的防腐性能，在国 外电 厂烟囱防腐中已有优良业绩，使用寿命 较长，单位质量 轻且安装方便，对烟囱结构 的附加荷载很小，便于对已建烟囱的防腐改造， 但价格偏高，施工周期较长，目前 在国内应 用业绩很少，且投运时间比较短， 其防腐可 靠性尚难定论。
13
中国轻工业长沙工程有限公司
涂料类防腐方案

烟囱飞出的防腐碎片
14
中国轻工业长沙工程有限公司
涂料类防腐方案

经过调研发现，中国五大电力集团公司下属一 些电 厂及其它企业自备电厂的单筒烟囱使用 OM涂料防腐，并且有的已经出 现问题：三门 峡电厂烟道与烟囱接口处出现泄漏； 湖南株 洲电厂相继发现烟囱积灰平台下部内壁多处 渗水，从烟囱下部往上看，发现烟囱外壁上布 满渗 水痕迹；江苏徐塘电厂发现在烟囱积灰 平台四周有 酸水渗出，如下图所示。
中国轻工业长沙工程有限公司
4
湿法脱硫烟气的特点

湿法脱硫工艺对SO2脱除率很高，但对造成湿烟气腐 蚀 的主要成分SO3，脱除效率很低。燃煤中约有 0.5~2%的硫 在燃烧过程中转化为SO 3，在湿法脱硫 中，大约有20%的 SO 3被脱出，其余SO 3以气溶胶 形式被烟气带出，形成的冷 凝酸液对烟囱的腐蚀严重。 因此，烟气脱硫后，对烟囱的 腐蚀隐患并未消除，相 反，脱硫后的烟气环境(低温、高湿 等 )使腐蚀状况进 一步加剧。
10
中国轻工业长沙工程有限公司
火力发电厂烟囱的结构形式

单筒式钢筋混凝土烟囱
套筒或多管式烟囱
11
中国轻工业长沙工程有限公司
湿烟囱的防腐方案应用情况

主要的防腐材料： 1 . 涂料类防腐：主要有OM涂料，聚脲以及德国固 斯特涂料等； 2. 贴衬砖类防腐：主要有宾高德玻璃砖，国产泡沫 玻璃砖，玻化砖等； 3. 金属板类防腐：材料主要是镍基合金板和钛板； 4. 复合材料类防腐：适合于脱硫湿烟囱防腐的主要 复合材料是FRP材料。
9
中国轻工业长沙工程有限公司
湿烟囱的工作环境



烟气湿度大，冷凝酸液对结构材料的腐蚀性强； 温度交变：湿法脱硫装置（WFGD）投运时，湿烟气温在为 50~80℃左 右，在WFGD停运时，烟囱排放原烟气，一般在 120℃~180℃之间。这 种烟气的干湿交替以及温度交变运行对烟 囱防腐材料的影响非常大； 正压运行：脱硫系统设置GGH时，由于烟气温度较高，其重力 密度低 于空气重力密度，很容易实现筒内负压；当系统不设置 GGH或GGH事 故时其烟气重力密度大于空气重力密度，排烟筒 内是正压运行。烟气中 的腐蚀介质分子在烟气正压运行时扩散 渗透能力会增强，会对烟囱的腐 蚀加剧； 高速烟气磨损腐蚀：烟气在烟囱中的流速一般为十几米每秒， 甚至到 30m/s，高速流动的烟气及其携带的颗粒物对排烟筒材料 的影响造成了 磨损腐蚀。
28
中国轻工业长沙工程有限公司
金属复合钛板防腐方案
钛板腐蚀穿孔现象
29
中国轻工业长沙工程有限公司
复合材料类防腐方案 FRP


（Fiberglass Reinforced Plastics）即玻璃纤维增 强塑料，俗称玻璃钢。通常是由高强度的玻璃纤维增 强纤 维和树脂复合而成的兼具结构性和功能性的新型 复合材料， 玻璃纤维提供FRP的强度和刚性，树脂提 供FRP的耐化学 性和韧性。 FRP材料具有质量轻、强度高、耐化学腐蚀、绝缘隔 热、耐瞬时高温烧蚀、强度和形状可设计性强等优点。 成 型后的玻璃钢结构层抗拉强度与普通钢材相当，但 其容重 仅为钢材的1/4~1/51/5。应用FRP排烟筒可以 取消保温层，特 别适合燃煤电厂脱硫不加GGH的湿 烟囱运行条件。
中国轻工业长沙工程有限公司
18
贴衬砖类防腐方案

泡沫玻璃砖是一种以玻璃碎料或石英砂为主要原料， 掺入适量发泡剂，通过高温隧道窑炉加热焙烧和退火 冷 却加工处理后制得，具有均匀的独立密闭气隙结构 的新 型无机绝热材料。 泡沫玻璃砖这种多孔结构不 但能抗酸、耐碱，而且 对气体和凝结水是不能渗透的， 同时它具有容重低、强 度高、导热系数小、不吸水、 不透气、不燃烧、不变形 等特点，并且可锯割、可粘 接。其性能稳定、使用寿命 长，综合成本低，工程效 益高。